专利名称：电力机车架空导线测量方法及其测量仪的制作方法
技术领域：
本发明属电力机车架空导线测量方法及其测量仪。
为了保证电力机车安全正常运行，对电力机车接触的架空导线的高度和架空导线对两钢轨之间中心线的偏离都提出了要求。随着电力机车运行，架空导线的高度和对两钢轨之间中心线的位置会发生变化，所以要对架空导线的高度和与两钢轨之间中心线的偏离进行测量。普遍是用绝缘杆吊在架空导线上直接进行测量，为了克服这种测量方法安全性差、测量误差大的不足之处，有人根据直角三角测量方法设计出专用的测量仪，如专利号92220844的《接触导线悬挂参数光学测量仪》，它是利用直角三角测量法，把照准仪的下横光路筒作为直角三角形的一边，其相邻的α角固定，利用两直角边固定的比例关系求出架空导线的高度。为了保证测量准确度，下横光路筒横向尺寸大，并采用较复杂的光学零件五角棱镜，采用垂直的用于照准的物镜筒，故竖直方向的尺寸也较大。照准仪内有棱镜移动微调机构。该测量仪外形大、结构复杂、机体笨重，不便于野外作业携带。
本发明的目的是克服上述绝缘杆和接触导线悬挂参数光学测量仪的不足之处，提供一种测量精度较高、使用安全、计算简单、外形尺寸小、便于携带的电力机车架空导线测量方法及其测量仪。
本发明的电力机车架空导线高度测量方法是直角三角测量法，是将一具有标尺的导轨横向置于两钢轨上并与两钢轨垂直。最好使标尺的零点位于标尺的正中央并与两钢轨之间的中心线重合。再将瞄准仪安放在导轨上，使瞄准仪的物镜光轴垂直于两钢轨的共同平面，移动瞄准仪瞄准被测架空导线，从标尺上记下瞄准仪的位置S1；将瞄准镜转一定的角度β，再一次移动瞄准仪直至再次瞄准被测架空导线，第二次从标尺上记下瞄准仪的位置S2，由瞄准仪的两次瞄准位置求得瞄准仪的移动距离S＝S2-S1，当S1和S2位于标尺0点的同一侧时，S1为正值，当S1和S2位于标尺0点的两侧时，S1为负值，而S2总取正值。由移动距离S乘cotβ，即求得被测架空导线对对瞄准镜转动时的转轴线的高度H2，H2再加瞄准镜转动时的转轴线到钢轨上表面的距离H1，即被测架空导线到钢轨上表面的高度H。
上述的电力机车架空导线高度测量方法，其特征是所说的β角的余切，3＜cotβ＜30，当cotβ＝10时最佳。
本电力机车架空导线测量仪包括导轨基座、瞄准仪，导轨基座主要由条形基座、导轨、标尺、定位卡铁组成。条形基座的长度大于两钢轨之间的距离，标尺的长度与两钢轨之间的距离相适应；导轨固定在条形基座上面，标尺固定在条形基座侧面，不少于两个的定位卡铁固定在条形基座两端的下面，两定位卡铁外侧面之间的距离与两钢轨之间的距离相配。瞄准仪主要由具有镜筒、物镜、反光棱镜、分划板、目镜的瞄准镜、瞄准镜座、定位装置组成。瞄准镜安装在瞄准镜座上，物镜、反光棱镜、分划板、目镜依次安装在镜筒内。其特征是在定位卡铁的外侧安装有定位弹性件；瞄准镜座下有导槽，该导槽与导轨相配，瞄准镜座由导槽安装在导轨上；所说的镜筒是两折镜筒，依光线入射方向分为物镜筒、中转轴镜筒和目镜筒三部分，物镜筒与中转轴镜筒垂直，两个反光棱镜安装在中转轴镜筒的两端，一个反光棱镜与物镜相对应，另一个反光棱镜与目镜相对应；中转轴镜筒穿入瞄准镜座的与该镜筒外径相配的轴孔内；定位装置主要由紧固在中转轴镜筒上的转臂、活动定位销、销座组成。销座安装在瞄准镜座上，活动定位销安装在销座的销孔内。转臂的另一端有二至三个定位孔，活动定位销插入其中任一定位孔内，两定位孔与中转轴镜筒中心线为中心形成夹角β，β角的余切为3＜cotβ＜30。
上述的电力机车架空导线测量仪，其特征是所说的标尺的0点位于标尺的正中央。
上述的电力机车架空导线测量仪，其特征是所说的定位卡铁为定位角铁，在角铁外侧安装的定位弹性件是弓形弹簧片。
上述的电力机车架空导线测量仪，其特征是所说的β角的余切cotβ＝10。
本电力机车架空导线测量方法的有利条件是架空导线的高度要求是5.33米至6.5米。根据直角三角测量原理，保持测量的角度不变，避免了较为复杂的三角函数计算，使变化的三角函数计算化为简单的固定的函数计算，便于简化测量仪器。根据本测量方法的电力机车架空导线测量仪，由于采用固定的测量角度，可省去一般三角测量仪的测角装置，角度的函数值为常数，便于计算。利用测量仪的导轨作为直角三角形的一边，横向缩小了瞄准仪的尺寸，采用了双折镜筒的瞄准镜，与同等物镜的专利号92220844的测量仪相比，降低了瞄准仪的高度。相比之下缩小了瞄准仪的外形尺寸，便于野外作业携带；省去了棱镜移动微调机构，结构比较简单，完全可满足测量误差要求。如采用使cotβ＝10时的锐角，则计算更为方便，而且避免了绝缘杆测量不安全，弯道测量误差大的不足之处。定位弹性件使标尺的0点处于两钢轨的正中间，减少测量误差。
本电力机车架空导线测量方法的详细测量过程及其测量仪的详细结构由实施例及其附图绘出。
图1是本电力机车架空导线测量仪实施例一的主视图。图中瞄准仪的物镜筒轴线垂直于两钢轨的共同平面，为测量离中值的状态。
1.被测架空导线 2.锁定螺钉
3.棱镜壳 4.瞄准镜5.目镜筒 6.转臂7.活动定位销 8.销座9.钢轨 10.瞄准镜座11.标尺 12.导轨13.定位角铁 14.弓形弹簧片15.条形基座 16.钢轨图2是本电力机车架空导线测量仪的实施例一测量架空导线高度状态的主视图。
图3是本电力机车架空导线测量仪的实施例一的俯视图。
17.轴套 18.物镜筒19.中转轴镜筒 20.销座槽图4是沿图1中A-A线的剖面图，相对图1放大。
21.定位孔 22.螺旋压缩弹簧23.弹簧压盖图5是实施例一的分划板主视图，相对图1放大。
24.中心线24a.平行线 25.分划板图6是实施例一的转臂的主视图，相对图1放大。
26.轴孔 27.定位孔图7是沿图1中的C向视图，相对图1放大。
图8是沿图1中B-B线的剖视图，相对图1放大。
28.物镜 29.目镜30.31.辅助物镜32.直角棱镜33.直角棱镜 34.棱镜壳35.导槽图9是本电力机车架空导线测量仪的实施例二的沿镜筒轴线的剖视图。
36.半五角棱镜本电力机车架空导线测量方法实施例一参见图1、图2。它是直角三角测量法，将导轨12借助于条形基座15向安放在钢轨9和钢轨16之上并与两钢轨垂直，瞄准仪借助于瞄准镜座10安装在导轨12上，将活动定位销7插入转臂6的定位孔21，瞄准镜4的物镜筒18的轴线便与两钢轨9、16的共同平面垂直。沿导轨12移动瞄准仪使被测架空导线1的像位于分划板25的两条平行线24a的正中间，便瞄准了被测架空导线1，记下此时瞄准仪标线与标尺11相对应的坐标S1，图1中标尺11的0在钢轨9与钢轨16的正中间，瞄准仪的标线与标尺11的0点相对，则被测架空导线1对两钢轨9、16之间的中心线的偏离为0，即S1＝0；转动转臂6，把活动定位销7插入定位孔27，瞄准镜4便转动了β角，再次沿导轨12移动瞄准仪，使瞄准镜4再次瞄准被测架空导线1，使被测架空导线1的像位于分划板25的两条平行线24a的正中间，记下瞄准仪的标线与标尺11所对应的位置S2，从图2看出S2＝65CM，图6中β角为5.711，cotβ＝10，则被测架空导线1对瞄准镜4的转轴轴线的高度为H2＝(S2-S1)*cotβ＝6.5M，本实施例的仪器常数H1＝15CM，则被测架空导线对两钢轨9、16的高度为H＝H2+H1＝6.65M。
电力机车架空导线测量方法实施例二、实施例三、实施例四、实施例五所取得的β角的余切cotβ分别为4.8、15、20，S1分别为+2CM、-10CM、-5CM、+4CM，S2分别为152CM、66.25CM、31CM、32CM，分别求得H2为6M、6.1M、5.4M、5.6M，H分别为6.15M、6.25M、5.55M、5.75M，其操作方法步骤与实施例一相同。
本电力机车架空导线测量仪的实施例参见图1、图3，它包括导轨基座、瞄准仪、导轨基座主要由条形基座15、导轨12、标尺11、作为定位卡铁的定位角铁13组成。条形基座15的长度略大于钢轨9与钢轨16两外侧面之间的距离，标尺11的长度略大于钢轨9与钢轨16两内侧面之间的距离。导轨12固定在条形基座15上，标尺11固定在条形基座侧面；两个定位角铁13分别用螺钉固定在条形基座15的下边位于该基座的两端，两定位角铁13外侧面之间的距离与两钢轨9、16内侧面之间的距离相配。瞄准仪主要由具有镜筒、物镜28、两直角棱镜32、33、分划板25、目镜29的瞄准镜4、瞄准镜座10、定位装置组成。瞄准镜4安装在瞄准镜座10上，物镜28、直角棱镜32、直角棱镜33、分划板25、目镜29依次安装在镜筒内。其特征是在两定位角铁13的外侧固定弓形弹簧片14卡在钢轨与定位角铁之间，参见图7，使标尺11的0点位于两钢轨9.16的正中间；瞄准镜座10下有导槽35，参见图8，导槽35与导轨12相配，瞄准镜座10由导槽35安装在导轨12上；镜筒是两折三节镜筒，依入射光的方向分为物镜筒18、中转轴镜筒19、目镜筒5，物镜筒18和目镜筒5与中转轴镜筒19垂直，直角棱镜32、33分别安装在中转轴镜筒19的两端，直角棱镜32与目镜29相对。直角棱镜33与物镜28相对；中转轴镜筒19穿入瞄准镜座10的轴孔26内；定位装置主要由紧固在中转轴镜筒上的转臂6、活动定位销7、销座8组成，参见图4，销座8安装在瞄准镜座10上，活动定位销7安装在销座8的销孔内，转臂6的另一端有两个定位孔21、27，由定位孔控制瞄准镜4转动的角度，参见图6，转臂6的一端插入销座8的销座槽20内，活动定位销7插入任一定位孔将转臂6锁定。本实施例定位孔27与定位空21对轴孔26的轴线形成的夹角β＝5.711，即cotβ＝10。本实施例中在直角棱镜32与直角棱镜33之间有辅助物镜30、31，作用是缩短物镜组的焦距。
β角的余切cotβ可为4、5、8、9、11、12、15、20取10最佳。
本电力机车架空导线测量仪实施例二见图9，它与实施例一的不同之处是用半五角棱镜36取代实施例一中的直角棱镜32，目镜筒倾斜。
权利要求
1.一种电力机车架空导线高度测量方法，它是将一具有标尺的导轨横向置于两钢轨上并与两钢轨垂直，再将瞄准仪安放在导轨上，使瞄准仪的物镜光轴垂直于两钢轨的共同平面，移动瞄准仪瞄准被测架空导线，从标尺上记下瞄准仪的位置S1；将瞄准镜转一定的角度β，再一次移动瞄准仪直至再次瞄准被测架空导线，第二次从标尺上记下瞄准仪的位置S2；由瞄准仪的两次瞄准位置求瞄准仪的移动距离S＝S2-S1，当S1和S2位于标尺0点的同一侧时，S1为正值，当S1和S2位于标尺0点的两侧时，S1为负值，而S2总取正值，由移动距离S乘cotβ，即求得被测架空导线对对瞄准镜转动时的转轴线的高度H2；H2再加瞄准镜转动时的转轴线到钢轨上表面的距离H1，即被测架空导线到钢轨上表面的高度H。
2.根据权利要求1所述的电力机车架空导线高度测量方法，其特征是标尺的零点位于标尺的正中央并与两钢轨之间的中心线重合。
3.根据权利要求1、2所述的电力机车架空导线高度测量方法，其特征是所说的β角的余切值为3＜cotβ＜30。
4.根据权利要求3所述的电力机车架空导线高度测量方法，其特征是β角的余切值为cotβ＝10。
5.一个电力机车架空导线测量仪，它包括导轨基座、瞄准仪，导轨基座主要由条形基座、导轨、标尺、定位卡铁组成，条形基座的长度大于两钢轨之间的距离，标尺的长度与两钢轨之间的距离相适应；导轨固定在条形基座上面，标尺固定在条形基座侧面，不少于两个的定位卡铁固定在条形基座两端的下面，两定位卡铁外侧面之间的距离与两钢轨之间的距离相配；瞄准仪主要由具有镜筒、物镜、反光棱镜、分划板、目镜的瞄准镜、瞄准镜座、定位装置组成；瞄准镜安装在瞄准镜座上，物镜、反光棱镜、分划板、目镜依次安装在镜筒内，其特征是在定位卡铁的外侧有定位弹性件；瞄准镜座下有导槽，该导槽与导轨相配，瞄准镜座由导槽安装在导轨上；所说的镜筒是两折镜筒，依光线入射方向分为物镜筒、中转轴镜筒和目镜筒三部分，物镜筒与中转轴镜筒垂直，两个反光棱镜安装在中转轴镜筒的两端，一个反光棱镜与物镜相对应，另一个反光棱镜与目镜相对应；中转轴镜筒穿入瞄准镜座的与该镜筒外径相配的轴孔内；定位装置主要由紧固在中转轴镜筒上的转臂、活动定位销、销座组成；销座安装在瞄准镜座上，活动定位销安装在销座的销孔内；转臂的另一端有二至三个定位孔，活动定位销插入其中任一定位孔内，两定位孔与中转轴镜筒中心线为中心形成夹角β，β角的余切为3＜cotβ＜30。
6.根据权利要求5所述的电力机车架空导线测量仪，其特征是所说的定位卡铁为定位角铁，在角铁外侧安装的定位弹性件是弓形弹簧片。
7.根据权利要求5所述的电气机车架空导线测量仪，其特征是所说的β角的余切值cotβ＝10。
8.根据权利要求5、6、7所述的电气机车架空导线测量仪，其特征是所说的标尺的0点位于标尺的正中央。
全文摘要
本发明属电力机车架空导线测量方法及其测量仪,它是直角三角光学测量法,将瞄准仪安装在垂直于两钢轨的导轨上,使瞄准仪物镜光轴垂直于两钢轨的共同平面,瞄准、定位,再将镜筒转一固定的角度,移动瞄准仪,再瞄准、定位,由直角三角关系求导线的高度。本测量仪是三角光学测量仪。其特征是瞄准仪的镜筒由物镜筒、目镜筒和中转轴镜筒构成的两折镜筒,镜筒有两个转动位置。本方法简便安全,本测量仪体积小,便于携带。
文档编号G01C3/10GK1241713SQ98115858
公开日2000年1月19日 申请日期1998年7月14日 优先权日1998年7月14日
发明者董非 申请人:董非