专利名称：手推式多功能激光接触网检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电气化铁路接触网几何参数检测设备。
背景技术：
目前公知的电气化铁路接触网几何参数检测设备有三类，1)接触式绝缘杆，配合刻度尺，采用悬挂测量法，该方法受环境影响大，测量精度差。2)手持式激光接触网检测仪，由于仪器重量大，工人劳动强度高，瞄准采用光学瞄准，瞄准困难，测量速度慢，自动化程度低。3)接触网参数检测车，在一个标准的列车车体上，安装测量弓，列车运行中测量弓和接触网线接触，通过测量弓内置的位移传感器测量接触网的拉出值和导高，适用于局内线路不定期检测，不适用于电气化铁路供电段的日常检修维护和施工单位的施工检测。
发明内容
本实用新型为了克服现有电气化铁路接触网几何参数检测设备的不足，适应铁路不断提速的要求，提供一种测量速度快、瞄准精度高、自动化程度高的手推式多功能激光接触网检测仪，适用于电气化铁路供电段的日常检修维护和施工单位的施工检测。
本实用新型采用以下技术解决方案该检测仪由车轮、车体、推杆、测量瞄准头及数据处理器组成，车轮安装在车体底部，推杆安装在车体上，测量瞄准头及数据处理器均置于车体上；测量瞄准头包括激光距离传感器、摄像头及分光棱镜，分光棱镜设置在激光距离传感器的前方，并且激光距离传感器的出射光束和分光棱镜的右侧入射面垂直，摄像头放置在分光棱镜下方入射面的正下方，并且该摄像头的光轴和分光棱镜下方入射面垂直且与激光距离传感器出射光束垂直；数据处理器包括控制电路、液晶显示器、控制键盘及电源，液晶显示器、控制键盘、步进电机均与控制电路及电源连接，摄像头的视频输出与液晶显示器连接。
激光距离传感器与摄像头安装在同一传动轴上，该传动轴与步进电机连接，并安装有用来测量角度的光电脉冲编码器。
数据处理器可通过数据线与计算机相连接，进行数据传输。
检测时，推动推杆使车体沿电气化铁路轨道移动。接触网线的图像直接透过测量瞄准头的分光棱镜到达摄像头，激光距离传感器的出射光束通过90度转向到达接触网线。这样使摄像头的光路与激光距离传感器的光路同轴。从而消除了摄像头与激光距离传感器在瞄准时所产生的视差，提高了瞄准精度。利用现有摄像头的十字线发生功能，当被测线或点的图像和十字线重合时则瞄准。十字线可以通过软件进行位置调整，摄像头的最低照度为0Lux，这样就可以适应人眼所能感受到的各种光强场合。
导高的测量通过测量瞄准头内的激光距离传感器实现。测量模式有两种，一种是测量瞄准头自动跟踪接触网，对接触网连续测量，适用于激光距离传感器测量频率低的机型；另一种是测量瞄准头来回扫描，快速拾取空中网线的几何数据，适用于激光距离传感器测量频率高的机型。
本实用新型可在轨道上推行，采用摄像头瞄准，同时瞄准光轴和距离测量光轴同轴。静态定点测量时瞄准快捷方便，精度高。在动态连续测量的场合不必瞄准，实现全自动化测量。本实用新型测量速度快、瞄准精度高、自动化程度高，减轻工人劳动强度。适应各种光强场合，适用于电气化铁路供电段的日常检修维护和施工单位的施工检测。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3、4、5为本实用新型中测量瞄准头的结构示意图。
图6为本实用新型中测量瞄准头及数据处理器的控制电路原理框图。
其中1、车轮，2、车体，3、推杆，4、测量瞄准头，5、数据处理器，6、步进电机，7、液晶显示器，8、光电脉冲编码器，9、传动轴，10、目标，11、激光距离传感器，12、分光棱镜，13、摄像头具体实施方式
实施例图1和图2给出了本实用新型的结构示意图，该检测仪由车体2、测量瞄准头4及数据处理器5组成，整体为三轮等腰三角形结构。车体底部安装有车轮1，车体上安装有推杆3。测量瞄准头4置于车体2上，数据处理器5通过一个支架与车体2连接。测量瞄准头4与数据处理器5连接，通过无线传输和数据处理器实现数据交互。
测量瞄准头4的结构如图3、4、5所示，由激光距离传感器11、摄像头13、分光棱镜12、光电脉冲编码器8及微型步进电机6组成，分光棱镜12设置在激光距离传感器11的左方，并且激光距离传感器11的出射光束和分光棱镜12的右侧入射面垂直，摄像头13设置在分光棱镜12的正下方，并且该摄像头13的光轴和分光棱镜12下方入射面垂直且与激光距离传感器11的出射光束垂直。激光距离传感器11与摄像头13安装在同一传动轴9上，该传动轴与步进电机6连接，并安装有光电脉冲编码器8的转子，光电脉冲编码器8用来测量角度。步进电机6由其相关处理电路控制。通过步进电机6的带动，测量瞄准头4的激光距离传感器11、摄像头13及分光棱镜12可以转动，以瞄准目标10。摄像头13与液晶显示器7连接。视频信号传给液晶显示器7。摄像头13本身产生的十字线显示在液晶显示器7上，被测接触网线的图像和十字线交叉点重合则表示已经瞄准接触网线。
测量瞄准头4采用摄像头13瞄准，利用现有摄像头13的十字线发生功能，为瞄准提供了极大的方便。目标接触网线10的图像直接透过分光棱镜12到达摄像头13，激光距离传感器11的出射光束通过90度转向到达目标接触网线10。这样使摄像头13的光路与激光距离传感器11的光路同轴。从而消除了摄像头13与激光距离传感器11在瞄准时所产生的视差，提高了瞄准精度。当被测目标10的图像和十字线重合时则瞄准。十字线可以通过摄像头13自身软件进行位置调整，这样为校准仪器提供了方便。摄像头13的最低照度0Lux，可以适应人眼所能感受到的各种光强场合。打开摄像头13的红外模式，完全可以排除自然光的影响。
导高的测量通过测量瞄准头4内的激光距离传感器11实现。测量模式有两种，一种是测量瞄准头4自动跟踪接触网，对接触网连续测量，适用于激光距离传感器11测量频率低的机型；另一种是测量瞄准头4来回扫描，快速拾取空中网线的几何数据，适用于激光距离传感器测量频率高的机型。当测量瞄准头4瞄准接触网线10时，启动激光测量传感器11发出激光，激光在被测目标10上发生漫反射，漫反射光束被激光距离传感器11的接收透镜接收，通过内置的电路分析处理得到接触网线导高。
数据处理器5包括控制电路、液晶显示器7、控制键盘及电源。液晶显示器、控制键盘、步进电机6均与控制电路及电源连接。摄像头13的视频输出与液晶显示器7连接。控制电路体现在内置的电路板上。电源采用电池，为控制键盘、液晶显示器7、步进电机6及摄像头13供电。数据处理器可通过数据线与计算机通信进行传输数据。
图6给出了本实用新型中测量瞄准头及数据处理器的控制电路原理框图。本系统主要有两个处理器MCU1和MCU2及其外围电路组成。MCU1主要负责数据采集，通过对步进电机和摄像头的控制实现了瞄准；通过对光电编码器和激光测距传感器的控制完成了测角和测距的基本参数采集。MCU2主要负责数据处理、人机界面和系统控制，完成了数据计算、显示、存储和传输；通过键盘完成了人对整个系统的控制。MCU1与MCU2通过串行口以无线方式通信，完成了两处理器之间的信息交换。
权利要求1.一种手推式多功能激光接触网检测仪，由车轮、车体、推杆、测量瞄准头及数据处理器组成，车轮安装在车体底部，推杆安装在车体上，其特征在于测量瞄准头及数据处理器均置于车体上；测量瞄准头包括激光距离传感器、摄像头及分光棱镜，分光棱镜设置在激光距离传感器的前方，并且激光距离传感器的出射光束和分光棱镜的右侧入射面垂直，摄像头放置在分光棱镜的正下方，并且该摄像头的光轴和分光棱镜下方入射面垂直且与激光距离传感器出射光束垂直；数据处理器包括控制电路、液晶显示器、控制键盘及电源。液晶显示器、控制键盘、步进电机均与控制电路及电源连接，摄像头的视频输出与液晶显示器连接。
2.根据权利要求1所述的手推式多功能激光接触网检测仪，其特征在于激光距离传感器与摄像头安装在同一传动轴上，该传动轴与步进电机连接，并安装有用来测量角度的光电脉冲编码器。
专利摘要本实用新型提供了一种手推式多功能激光接触网检测仪，由车轮、车体、推杆、测量瞄准头及数据处理器组成，车轮安装在车体底部，推杆安装在车体上，测量瞄准头及数据处理器均置于车体上；测量瞄准头包括激光距离传感器、摄像头及分光棱镜，分光棱镜设置在激光距离传感器的前方，摄像头设置在分光棱镜的正下方，数据处理器包括控制电路、液晶显示器、控制键盘及电源，摄像头的视频输出与液晶显示器连接。本实用新型可在轨道上推行，采用摄像头瞄准，同时瞄准光轴和距离测量光轴同轴，具有测量速度快、瞄准精度高、自动化程度高的特点。
文档编号G01S17/46GK2895178SQ20052012525
公开日2007年5月2日 申请日期2005年12月2日 优先权日2005年12月2日
发明者王道睿, 李朝政, 张文亮, 林宪旗, 陈强 申请人:济南蓝动激光技术有限公司