专利名称：钢轨垂直平顺度车载激光高精度高车速检测设备的制作方法
技术领域：
本发明是一种车载钢轨垂直平顺度激光高精度检测设备，能在车辆中高速(40km/ h至200km/h)行车条件下，检测到钢轨垂直高度差大于0. 2mm的缺陷；钢轨垂直平顺度检 测检测精度达到0. 2%0。
背景技术：
目前公知的钢轨垂直平顺度的检测方法有如下几种在自然光线下，根据轨面反 射光的差异，人工评估平顺度；用便携式检测设备检测平顺度；安装在手推检测小车上的 检测设备检测平顺度。这三种检测方法的缺点是明显的，效率低，需要火车停运的天窗时 间，才能检测，牺牲宝贵的运输能力。这些人工的检测方法，只能进行点式检测，很难对成千 上万公里的钢轨进行全面检测。
发明内容
为了克服上述缺点，本发明安装在能够高速行使检测车上，检测车和列车编组，检 测车沿线的钢轨垂直平顺度自动检测完成。本发明的技术方案是在长度为0. 8m 2. Om平直、刚性的金属支架的底部，安装 三台以上(包括三台)激光测距仪，激光测距仪的检测方向垂直向下。金属支架安装在检测 车的中部车底，钢轨的上方。检测车行使时，由于检测车前后颠簸、左右晃动、垂直震动，钢 轨沉降、垂直震动等因素，测距仪和钢轨间的距离是变化的，但是如果车底下的钢轨垂直方 向是平顺的，测距仪的数据和测距仪间距的比值是一致的；如果不平顺，比值会不一致。因 此根据比值可以检测出钢轨垂直高度差和平顺度。本发明的效果不占用天窗、不分昼夜、不打乱复杂的运输秩序的情况下，检测车沿线的钢轨垂直 平顺度自动检测完成，节省了宝贵的天窗时间，提高了铁路运输效率。
下面结合说明书附图对本发明进一步说明。图中的数据单位是CM，数据仅供说明用，图1、图2、图3是原理图。激光测距仪、 工字型金属支架的安装位置如图1所示。在钢轨的垂直正上方的检测车中部车底沿钢轨 铺设方向安装工字型金属支架，金属支架的底部等距离安装三台激光测距仪L0、Li、L2，三 台激光测距仪的激光瞄准钢轨轨面。三台激光测距仪检测高度和距离比分别为KOI、K12、 K02, KOl = (Hl-HO)/DOl，K12 = (H2_H1)/D12，K02 = (H2-H0) / (D01+D12)，设 Tl 时刻，激 光测距仪和钢轨的几何位置如图1所示，则KOl == (25. 000-25. 000)/45. 000 = 0，K12 = (25. 000-25. 000)/45. 000 = 0，Κ02 = (25. 000-25. 000)/(45. 000+45. 000) = 0。Κ01、Κ12、 Κ02三者相等。设Τ2时刻，由于检测车前后颠簸、左右晃动、垂直震动，钢轨沉降、垂直震动等
3因素，激光测距仪和钢轨的几何位置如图2所示，则KO1 = (36. 342-31 · 500) /45. 000 =0. 107, K12 = (41. 184-36. 342)/45. 000 = 0. 107, K02 = (41. 184-31. 500)/ (45. 000+45. 000) = 0. 107。虽然，H0、H1、H2的数值发生了变化，在钢轨垂直平顺度没有变 化时K01、K12、K02三者仍旧相等。设Τ3时刻，激光测距仪和钢轨的几何位置如图3所示，钢轨出现垂直方向高度差， 则 KOl = (40. 541-37. 500)/45.000 = 0. 067，Κ12 = (46. 184-40. 541)/45.000 = 0. 125， Κ02 = (46. 184-37. 500)/(45. 000+45. 000) = 0. 096。由于钢轨垂直平顺度的变化，KOU Κ12、Κ02三者不相等。这就说明了不管激光测距仪和钢轨的几何位置如何变化，钢轨垂直平顺度和高度 差没有变化时Κ01、Κ12、Κ02三者相等，变化时三者不相等。在激光测距仪的测距精度达到 0. 05mm时，检测到钢轨垂直高度差大于0. 2mm的缺陷；钢轨垂直平顺度检测检测精度达到
0. 2 %ο ο
具体实施例方式激光测距仪作为一次仪表接入车载工业控制计算机，测控软件高速采集处理激光 测距仪至钢轨表面的距离数据，检测钢轨垂直平顺度和垂直高度差。根据检测车上既有的 车辆定位数据，给发生钢轨垂直平顺度和垂直高度差超标的地点定位。
权利要求
一种车载钢轨垂直平顺度激光高精度检测设备，其特征是车辆中高速(40km/h至200km/h)行车条件下，检测到钢轨垂直高度差大于0.2mm的缺陷；钢轨垂直平顺度检测检测精度达到0.2‰。
2.根据权利要求1所述的车载钢轨垂直平顺度激光高精度检测设备，其特征是在钢 轨的上方的检测车中部车底沿钢轨铺设方向安装三台以上(包括三台)激光测距仪，激光 测距仪的激光对准钢轨轨面。
3.根据权利要求1所述的车载钢轨垂直平顺度激光高精度检测设备，其特征是激光 测距仪作为车载计算机的一次仪表。
全文摘要
一种车载钢轨垂直平顺度激光高精度检测设备，能在车辆中高速(40km/h至200km/h)行车条件下，检测到钢轨垂直高度差大于0.2mm的缺陷；钢轨垂直平顺度检测检测精度达到0.2‰。不占用天窗、不分昼夜、不打乱复杂的运输秩序的情况下，检测车沿线的钢轨垂直平顺度自动检测完成。
文档编号G01B11/26GK101929851SQ20091005333
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月18日 优先权日2009年6月18日
发明者汤友福 申请人:上海友馨数字技术有限公司