一种基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置的制作方法

文档序号:4003869
专利名称:一种基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种检测装置,更具体地说,涉及一种基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置。
背景技术
铁路作为国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具,在现代运输体系中发挥重要的作用,绝对是运输行业中的中流砥柱。铁路运输所具有的安全系数高、运量大、能源消耗低、不受时间气候影响等因素使其成为未来国家经济快速发展的重要决定性因素。如何确保铁路安全、闻效和稳定的运行是铁路部门热切关心的问题。由于铁路列车重量大,车次多,使得轨道常时间处于高负载和高冲击的状态,再加上路碴和周围环境的变化,多方面因素会影响轨道直线度、轨距、轨向、水平(超高)、正矢、轨道中线、高程等 几何参数,及时检测并确认轨道几何参数保持在轨道原始设计状态是铁路安全运行的重要前提。本实用新型专利正是以此为出发点,针对目前轨道几何状态检测的需要,设计一种基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置,该测量装置操作简单,测量精确,测量距离长、速度快,数据自动存储,可广泛应用在各种铁路轨道几何状态的精确测量。
发明内容本实用新型针对以上问题的提出,而研制一种基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置。一种基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置,其特征在于,包括发射端和采集端,发射端为无衍射激光器,采集端为具有至少一对车轮的轨道车,轨道车底部设置有用于使轨道车车轮紧贴轨道的弹簧装置,轨道车上设置有拍摄发射端图片的摄像机,轨道车上还设置有处理图片信息的处理装置。优选地,轨道车具有两对车轮。优选地,轨道车上还设置有倾斜传感器和数据转换器。优选地,轨道车的车轮上还设置有光电编码器和数据转换器。优选地,摄像机为(XD摄像机。优选地,车轮为绝缘车轮。优选地,轨道车上设置有推杆。实施本实用新型的基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置,具有以下有益效果测量方法实现简单、便于操作,只需一个操作人员现场测量,与传统轨道几何状态测量装置相比测量距离长,数据精度高,且造价较低。

图I是本实用新型的基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置的结构示意图;图2是本实用新型基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置的左视图;[0014]图3是本实用新型基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置的正视图;图4是本实用新型的电路结构图。图中1、无衍射激光器;2、轨道车;3、弹簧装置;4、摄像机;5、处理装置;6、倾斜传感器;7、光电编码器;8、数据转换器;9、推杆;10、弹簧开关;11、固紧装置;12、指示灯。
具体实施方式
本实用新型提供一种基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置,所述检测装置包括发射端和采集端,发射端为无衍射激光器1,采集端为具有至少一对车轮的轨道车2,轨道车2底部设置有用于使轨道车2车轮紧贴轨道的弹簧装置3,轨道车2上设置有拍摄发射端图片的摄像机4,轨道车2上还设置有处理图片信息的处理装置5。图I是本实用新型的基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置的结构示意图,图 2是本实用新型基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置的左视图,图3是本实用新型基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置的正视图,图4是本实用新型的电路结构图。
以下结合附图对所述检测装置进行说明。检测装置包括发射端和采集端,发射端为无衍射激光器1,采集端为具有两对车轮的轨道车2,为了测量更加准确,车轮采用绝缘车轮。轨道车2上设置有摄像机4,用于拍摄发射端图片,轨道车2上还设置有处理装置5,对所拍摄的发射端图片进行处理,轨道车2上还设置有倾斜传感器6、光电编码器7和数据转换器8,倾斜传感器6用于测量轨道超高所导致的轨道车2车身与水平面的倾角,光电编码器7用于测量轨道车2在轨道上的运行距离,数据转换器8负责将倾斜传感器6和光电转速传感器的测量值传送给处理装置5,轨道车2上还设置有推杆9,方便推动轨道车2在轨道上前行。无衍射激光发射装置利用无衍射激光能量集中、方向性好和发散角小等特点产生一条几何状态测量基准直线;摄像机4采用CCD摄像机4,其负责采集激光图像信息并传送给处理装置5 ;处理装置5将激光图片信息数字化,并利用图像处理技术计算无衍射激光图像的圆心,从而根据各测量点圆心位置的变化计算各点的几何状态;轨道车2的车身底部设置有弹簧装置3,负责使轨道车2车身双向受力而使轨道车2的两对车轮与轨道紧密接触从而保证各点几何状态测量的精度。倾斜传感器6、光电编码器7和数据转换器8电连接,数据转换器8、摄像机4和处理装置5电连接。到达测量点后,测量人员首先将无衍射激光发射装置固定在轨道几何状态测量起点处,然后将轨道车2放置在距离起点处一定距离的位置上(每次测量距离可以根据轨道实际情况而改变),并启动弹簧开关10,通过车身下部安装的弹簧装置3,使车身双向受力,保证轨道车2的两对车轮紧贴轨道,以及通过固紧装置11将车轮固紧是轨道上,从而保证各点测量精度。固定好轨道车2后,测试人员打开电源,本实施例中的电源为可反复充电的锂电池,可保证常时间连续测量,当电池电量不足时,指示灯12中的黄色LED灯闪烁报警。电源开启后,铁路轨道超高测量装置开始自检。自检错误时,指示灯12中的红色LED灯开启,此时,测试人员需要对轨道车2进行问题检测。当指示灯12中的绿色LED指示灯会开启时,表明轨道车2自检正常。操作人员调整无衍射激光器I的发射参数,使其发射的激光光斑圆心和亮环投射到轨道车2的CXD摄像机4上,并尽量确保激光光斑圆心与CXD摄像机4的圆心重合。此时,启动轨道车2上的各种测量装置和处理装置5,处理装置5通过测量软件驱动CCD摄像头拍摄10幅无衍射激光图片,然后提取图像各点数字量,利用亚像素边缘检测方法,将图片亮斑周围分布的亮环边缘点进行圆拟合,因无衍射激光具有各亮环同心的特性,所以该亮环圆心坐标即为无衍射激光圆心坐标。测量软件将计算10幅激光图像圆心并取其平均值,测量软件同时也会根据倾斜传感器测得并通过数据转换器8向处理单元发送车身倾斜角度信息,处理单元对圆心坐标进行进一步修正后保存。光电编码器7根据轨道车2车轮的旋转测量轨道车2运行的距离并通过数据转换器8发送至处理单元。处理单元对最后计算得到的圆心坐标、测量时间、以及轨道车2运行距离等参数进行记录。测量结束后,操作人员通过控制弹簧装置3改变两对车轮与轨道紧贴的状态,然后通过推杆9推动轨道车2朝无衍射激光发射装置方向前进直至下一个轨道几何状态测量点。测量软件会记录每个测量点的圆心位置和轨道车2运行距离,从而得到轨道各个测量点精确的几何状态。以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式
,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。
权利要求1.一种基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置,其特征在于,包括发射端和采集端,发射端为无衍射激光器(1),采集端为具有至少一对车轮的轨道车(2),轨道车(2)底部设置有用于使轨道车(2 )车轮紧贴轨道的弹簧装置(3 ),轨道车(2 )上设置有拍摄发射端图片的摄像机(4),轨道车(2)上还设置有处理图像信息的处理装置(5)。
2.根据权利要求I所述的基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置,其特征在于,轨道车(2)具有两对车轮。
3.根据权利要求I所述的基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置,其特征在于,轨道车(2 )上还设置有倾斜传感器(6 )和数据转换器(8 )。
4.根据权利要求I所述的基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置,其特征在于,轨道车(2 )的车轮上还设置有光电编码器(7 )和数据转换器(8 )。
5.根据权利要求I所述的基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置,其特征在于,摄像机(4)为CXD摄像机(4)。
6.根据权利要求I所述的基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置,其特征在于,车轮为绝缘车轮。
7.根据权利要求I所述的基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置,其特征在于,轨道车(2)上设置有推杆(9)。
专利摘要本实用新型公开了一种基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置,其特征在于,包括发射端和采集端,发射端为无衍射激光器,采集端为具有至少一对车轮的轨道车,轨道车底部设置有用于使轨道车车轮紧贴轨道的弹簧装置,轨道车上设置有拍摄无衍射激光图像的摄像机,轨道车上还设置有处理图像信息的处理装置。实施本实用新型的基于无衍射激光的轨道几何状态检测装置,具有以下有益效果测量方法实现简单、便于操作,与传统轨道几何状态测量装置相比测量距离长,数据精度高,且造价较低。
文档编号B61K9/08GK202669854SQ20122033893
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者王培昌 申请人:大连民族学院
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