一种atp车底设备安装位置测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了ATP车底设备安装位置测量装置，包括水平滑轨、两个水平定位组件和高度测量组件，水平滑轨具有零度线重合并分别沿其长度方向相背延伸的两组刻度，高度测量组件与水平滑轨滑动配合，用于测量ATP车底设备相对于钢轨平面的高度参数，两个水平定位组件均与水平滑轨滑动配合并分别位于高度测量组件两侧；水平滑轨的零刻线和两钢轨轨距中心点重合，水平定位组件与相应侧钢轨内侧面相抵并锁紧于水平滑轨。该测量装置依据钢轨布线规范中轨距标准值，通过控制两个水平定位组件使各自的定位面分别与相应侧钢轨内侧面相抵，并使两个定位面分别指向两组刻度的同一刻度值，实现水平滑轨的零刻线和轨距中心点重合，从而提高了测量效率、测量精度。
【专利说明】一种ATP车底设备安装位置测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及ATP车底设备安装位置测量【技术领域】，特别涉及一种ATP车底设备安装位置测量装置。
【背景技术】
[0002]ATP为列车自动防护系统(Automatic Train Protect1n system)的英文缩写，该系统中的CAU、雷达和TCR线圈均安装于列车车体底部，故本文统称为ATP车底设备，其中，CAU为紧凑型天线单元(Compact Antenna Unit)的英文缩写,用来激活和接收安装在铁路线路上的应答器信息；雷达是利用多普勒效应测速的传感装置，通常列车每一端的车体底部左右两侧各安装有I台；TCR是轨道电路读取器(Track Circuit Reader)的英文缩写，用来接收传输在钢轨上的编码信息。
[0003]在高速铁路系统中，列控车载设备对高铁运营安全有着至关重要的影响，作为车载设备CAU、雷达和TCR线圈等，列车在日常维护、故障处理和高级修等作业中都要对它们的安装位置参数进行详细的测量和精准的调整，以确保ATP设备的可靠性和安全性。
[0004]CAU的位置参数包括:高度，是指CAU工作面的几何中心点与两条钢轨平面所在平面的垂直距离冲心偏移，是指CAU底面的几何中心与两条钢轨中心之间的水平距离；偏航度，是指CAU底面的中线与列车行驶方向之间的偏差度；倾斜度，是指垂直于列车行驶方向上，CAU的底面与钢轨平面所在平面的夹角；坡度，是指沿列车行驶方向上，CAU底面与钢轨平面所在平面的夹角。
[0005]雷达位置参数包括:高度，是指雷达发射面的几何中心点与两条钢轨平面所在平面的垂直距离；中心偏移，是指雷达底面的几何中心与两条钢轨中心之间的水平距离。
[0006]TCR位置参数仅包括高度，是指TCR线圈底面与两条钢轨平面所在平面的垂直距离。
[0007]中国发明专利CN102183185A公开了一种精确测量CAU安装位置的工具，该工具包括水平尺组件和高度尺组件。其中，水平尺组件包括水平尺和分别固定于水平尺两端的两个固定块，水平尺以垂直于铁轨的方向放置在铁轨上时，一个固定块的外侧紧靠在一根铁轨的内侧，另一个固定块的外侧和另一铁轨内侧之间正好能插入限位块，水平尺的上表面上有沿着其长度方向的滑槽，在滑槽的每一侧标有刻度，即在水平尺的上表面标有双向刻度，每向刻度的零刻度与其左端固定块的外侧对齐。高度尺组件包括滑块和沿竖直方向固定于滑块的游标卡尺，游标卡尺的零刻线位于其与滑块的连接处，滑块通过滑槽与水平尺滑动配合。
[0008]需要说明的是，对于同一规格CAU，现有技术中将偏航度、倾斜度和坡度三个角度参数，简化为仅测量水平位置参数或竖直高度参数，具体转化方式上述中国发明专利已详细阐述，故本文在此不再赘述。
[0009]实际测量过程中通过水平尺和高度尺测得CAU的相应位置参数，再通过计算间接获得实际所需参数值。该工具实际测量过程中存在以下几点不足:
[0010]1、无法直接确定两轨间轨距中心点，因而CAU的中心偏移量是通过计算间接获得，并且操作者在测量过程中需要多次相对于轨面移动水平尺再通过限位块定位，这样势必造成测量过程繁琐、测量效率低下，此外，两次读数可能因基准面不同而影响测量精度问题；
[0011]2、通用性差，由于游标卡尺自身结构限定，对于如CRH2型列车中CAU、雷达和TCR三者间高度值范围为145?305mm而言，无法采用同一工具完成三者位置参数的测量。
[0012]有鉴于此，本领域技术人员亟待对现有测量装置结构优化，以提高其测量精度、效率以及通用性。
实用新型内容
[0013]针对上述缺陷，本实用新型的核心目的在于，对现有ATP车底设备安装位置测量装置进行结构优化，以提高其测量精度、效率以及通用性。
[0014]为了实现上述目的，本实用新型所提供的ATP车底设备安装位置测量装置，包括水平滑轨、两个水平定位组件和高度测量组件，其中，水平滑轨具有零刻线重合并分别沿其长度方向相背延伸的两组刻度，高度测量组件与水平滑轨滑动配合，用于测量ATP车底设备相对于钢轨平面的高度参数，两个水平定位组件均与水平滑轨滑动配合并分别位于高度测量组件两侧；并配置成:水平滑轨的零刻线和两钢轨轨距中心点重合，每个水平定位组件与相应侧钢轨内侧面相抵并锁紧于水平滑轨。
[0015]本实用新型中测量装置在测量前准备工序中，依据钢轨布线规范中轨距标准值，通过控制两个水平定位组件使各自的定位面分别与相应侧钢轨内侧面相抵，并使两个定位面分别指向两个刻度的同一刻度值，再将水平定位组件锁紧于水平滑轨上，以限定水平滑轨相对于钢轨的位移，如此即可保证水平滑轨的零刻线和两钢轨轨距中心点重合，弥补了现有测量工具因无法直接确定两轨间轨距中心点的不足，从而提高了测量效率、测量精度。
[0016]优选地，每个所述水平定位组件包括滑块、定位件和锁紧螺栓，所述水平定位组件通过所述滑块与所述水平滑轨滑动配合，所述定位件固连于所述滑块并用于与钢轨内侧相抵，所述水平定位组件通过所述锁紧螺栓锁紧于所述水平滑轨上。
[0017]优选地，所述定位件具体为角钢，所述角钢的一板面水平设置且与滑块固定连接，所述角钢的另一板面竖向设置并用于与所述钢轨内侧相抵。
[0018]优选地，两组所述刻度中至少一者设置于所述水平滑轨的侧面。
[0019]本实用新型的一优选方案中，高度测量组件包括滑块、安装板和激光测距仪，所述滑块与所述水平滑轨滑动配合，所述激光测距仪通过所述安装板固连于所述滑块上，并用于测量所述钢轨平面至ATP车底设备的高度参数。
[0020]与现有技术相比，本方案采用激光测距仪测量ATP车底设备相对于钢轨平面的高度参数，消除了车底测量工作空间以及光线限定对测量精度的不利影响，从而进一步地提高了测量精度，简化了测量过程，继而进一步极大地提高了测量效率。此外，在测量CAU的倾斜度和坡度参数时，利用激光测距仪的计算功能将计算步骤融合在测量过程之中，省去了人工计算环节，简化了测量流程。
[0021]优选地，所述激光测距仪的激光发射面与所述水平滑轨的底面平齐。
[0022]优选地，所述安装板具体为经折弯呈阶梯状的钣金件，所述安装板的一水平板面与所述滑块固定连接，所述激光测距仪托承于其另一水平板面并与其竖直板面固定连接。
[0023]优选地，还包括手柄，所述手柄固定连接于所述水平滑轨。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1示出了本实用新型所提供的ATP车底设备安装位置测量装置【具体实施方式】的主视结构不意图；
[0025]图2示出了图1中所示ATP车底设备安装位置测量装置的仰视示意图；
[0026]图3示出了图1中所示ATP车底设备安装位置测量装置的俯视示意图；
[0027]图4示出了图1中所示ATP车底设备安装位置测量装置的侧视示意图；
[0028]图5至图8分别示出了图1中所示高度测量组件的主、仰、俯和侧视示意图；
[0029]图9至图12分别示出了图1中所示水平定位组件的主、仰、俯和侧视示意图；
[0030]图13至图16分别示出了采用图1中所示ATP车底设备安装位置测量装置测量CAU的中心偏移量、高度、倾斜度、坡度和偏航度的状态示意图；
[0031]图17至图19分别示出了采用图1中所示ATP车底设备安装位置测量装置测量雷达和TCR高度以及雷达的中心偏移量的状态示意图；
[0032]图1至图19中附图标记与各个部件名称之间的对应关系:
[0033]I水平滑轨、2高度测量组件、21第一滑块、22安装板、23激光测距仪、3水平定位组件、31第二滑块、32定位件、33锁紧螺栓、4提手、5钢轨、6CAU、7雷达、8TCR。
【具体实施方式】
[0034]本实用新型的核心在于，提供一种ATP车底设备安装位置测量装置，以简化测量过程、提高测量效率以及测量装置的通用性。
[0035]现结合说明书附图，来详细说明本实用新型所提供的ATP车底设备安装位置测量装置的具体结构及其测量过程。需要说明的是，本文中所涉及的方位词“内”是以两个钢轨的轨距中心为基准设定，即钢轨靠近轨距中心侧为其内侧；“前”和“后”是以列车行驶方向为基准设定，说明书附图中以箭头“一”表示该方向；“左”和“右”是以轨距中心线为基准设定，可以理解，上述方位词的出现并不限定本实用新型的保护范围。
[0036]请参见图1和图4，其中，图1示出了本实用新型所提供的ATP车底设备安装位置测量装置【具体实施方式】的主视结构示意图，图2示出了图1中所示ATP车底设备安装位置测量装置的仰视示意图，图3示出了图1中所示ATP车底设备安装位置测量装置的俯视示意图，图4示出了图1中所示ATP车底设备安装位置测量装置的侧视示意图。
[0037]如图1所示，本方案所提供的ATP车底设备安装位置测量装置，包括水平滑轨1、高度测量组件2和两个水平定位组件3。
[0038]其中，水平滑轨I由不锈钢制成，具有零刻线重合并沿水平滑轨I长度方向向背延伸的两组刻度，可以理解，在满足刻度排布以及加工工艺要求的基础上，该刻度为直接刻制于水平滑轨I上，或者将符合要求的刻度尺等通过螺栓组件或焊接等惯用方式固连于水平滑轨I。
[0039]由图8所示的高度测量组件2侧视示意图可知，高度测量组件2包括第一滑块21、安装板22和激光测距仪23，其中，第一滑块21与水平滑轨I滑动配合，并且第一滑块21通过安装板22固定连接激光测距仪23。第一滑块21和水平滑轨I通过形状相适配的燕尾形滑槽和凸台滑动配合，安装板22具体为折弯成阶梯状的钣金件，其一水平板面通过螺栓组件与第一滑块21的底部固定连接，激光测距仪23通过螺栓组件连接于其竖直板面上，并且其另一水平板面托承激光测距仪23底部。为了便于更好地理解高度测量组件2的结构，请一并参见图4至图7，其中，图5至图7分别示出了图1中所示高度测量组件2的主、仰和俯视不意图。
[0040]与现有技术相比，本方案采用激光测距仪23测量ATP车底设备相对于钢轨5平面的高度参数，消除了车底测量工作空间以及光线限定对测量精度的不利影响，从而进一步地提高了测量精度，简化了测量过程，继而进一步极大地提高了测量效率。此外，在测量CAU6的倾斜度和坡度参数时，利用激光测距仪23的计算功能将计算步骤融合在测量过程之中，省去了人工计算环节，简化了测量流程。
[0041]另外，本方案采用折弯钣金件安装板22，工艺加工优化，结构更加简化。
[0042]由图9中所示的水平定位组件3的主视示意图，每个水平定位组件3包括第二滑块31、定位件32和锁紧螺栓33，其中，第二滑块31与水平滑轨I滑动配合，定位件32具体为角钢，角钢的一板面水平设置且与第二滑块31固定连接，其另一板面竖向设置并用于与钢轨5内侧相抵，角钢的水平板面通过螺栓组件固定于第二滑块31底部，其竖直板面用于与钢轨5的内侧面相抵靠。调整测量装置相对于轨面位置，使其水平滑轨I的零刻线与轨距中心点重合后，再通过锁紧螺栓33将滑块锁紧至水平滑轨I。为了便于更好地理解水平定位组件3的结构，请一并参见图10至图12，图10至图12分别示出了图1中所示水平定位组件3的仰、俯和侧视示意图。另外，本方案采用型材角钢制作定位件32，工艺加工优化，结构更加简化。
[0043]与现有技术相比，本实用新型中测量装置在测量前准备工序中，依据钢轨5布线规范中轨距标准值，通过控制两个水平定位组件3使各自的定位面分别与相应侧钢轨5内侧面相抵，并使两个定位面分别指向两个刻度的同一刻度值，再将水平定位组件3锁紧于水平滑轨I上，以限定水平滑轨I相对于钢轨5的位移，如此即可保证水平滑轨I的零刻线和两钢轨5轨距中心点重合，弥补了现有测量工具无法直接确定两轨间轨距中心点的不足，从而提高了测量效率、测量精度。
[0044]需要说明的是，第一滑块21和第二滑块31与水平滑轨I的装配体即线性运动导轨为成熟现有技术，本领域技术人员可自制也可购置成熟产品，故而本文在此不再赘述。需要说明的是，根据实际测量要求，该线性运动导轨可以为滑动摩擦导轨、滚动摩擦导轨、弹性摩擦导轨或流体摩擦导轨等。
[0045]优选方案中，激光测距仪23的激光发射面与水平滑轨I的底面平齐，如此可由激光测距仪23直接读取高度值，省去了现有技术中在测量实际值基础上再加上轨面至高度尺零刻线间的偏差值这一步骤，从而更进一步地提高了测量效率和测量精度。
[0046]进一步，由于测量现场地沟的高度通常情况下大于170cm，为了便于操作者读数、简化测量流程，本方案中水平滑轨I的两个刻度尺均位于其侧面。
[0047]接下来，结合图13至图16，来详细说明采用上述测量装置测量各个ATP车底设备相对于钢轨5平面的位置测量过程，图13至图16分别示出了采用图1中所示ATP车底设备安装位置测量装置测量CAU6的中心偏移量、高度、倾斜度、坡度和偏航度的状态示意图。
[0048]调整测量装置的水平滑轨I零刻线O与轨距中心线一致后，即可通过调整高度测量组件2相对于水平滑轨I的位置，来分别获取测量CAU6相对于轨面的各个位置参数的数值，现结合说明书附图逐一加以说明:
[0049]1、CAU的中心偏移量
[0050]由图13中所示位置，控制高度测量组件2沿水平滑轨I的长度方向移动，使激光测距仪23的激光束发射至CAU6几何中心，此时可在水平滑轨I上读出的X1的值，即为CAU6中心偏移量。
[0051]2、CAU 的高度
[0052]由于测量CAU的高度和中心偏移量时，在CAU上的基准点相同，因此，可以理解，在测量中心偏移量的同一位置处，激光测距仪上的读数H1,即为CAU6的高度。
[0053]3、CAU的倾斜度
[0054]由图14中所示位置，控制高度测量组件2相对于水平滑轨I滑动至CAU6的左测量点Al，再在激光测距仪23读取H2的数值，同理，移动高度测量组件2至CAU6的右测量点A2，在激光测距仪23读取H3的数值。然后，在已知CAU6实际宽度D的条件下，根据三角函数求得CAU6的倾斜度。
[0055]4、CAU 的坡度
[0056]由图15中所示位置，控制水平滑轨I沿轨面滑动至CAU6的后测量点BI，在激光测距仪23读取H4的数值，同理，移动水平滑轨I至CAU6的前测量点B2，在激光测距仪23读取H5的数值。然后，在已知CAU6实际长度L的条件下，根据三角函数求得CAU6的坡度。
[0057]5、CAU的偏航度
[0058]如图16所示，通过控制水平滑轨I和高度测量组件2，使激光测距仪23的光束发射至CAU6的后端中心测量点Cl后，再在水平滑轨上读取X2的数值，同样通过控制水平滑轨I和高度测量组件2，使激光测距仪23的光束发射至CAU6的后端中心测量点C2后，在水平滑轨上读取X3的数值。然后，在已知CAU实际长度L的条件，根据三角函数求得CAU6的偏航度。
[0059]需要说明的是，为了简化测量过程、提高测量效率，对于涉及角度参数的测量过程可参考现有技术中手段，仅测量CAU6相对于轨面的水平方向或竖直方向的位置参数，再依据相应转化公式，来加以判断是否位于安装位置允许范围内即可，而无需直接计算具体角度值。
[0060]此外，与现有技术中游标高度尺相比，激光测距仪23的测量范围较大，因而，上述ATP车底设备安装位置测量装置不仅可用于测量CAU6的相关安装参数，而且还可用于测量雷达7和TCR8的高度参数以及雷达7的中心偏移量。
[0061]具体测量过程请参见图17至图19，图17至图19分别示出了采用图2中所示ATP车底设备安装位置测量装置测量雷达7和TCR8高度以及雷达7的中心偏移量的状态示意图。
[0062]同理，调整测量装置的水平滑轨I零刻线O与轨距中心线一致后，即可通过调整高度测量组件2相对于水平滑轨I的位置，来分别获取测量雷达7和TCR8相对于轨面的各个位置参数的数值，现结合说明书附图逐一加以说明:
[0063]6、雷达的高度
[0064]由图17中所示位置，控制高度测量组件2相对于水平滑轨I滑动至左侧雷达7处，并使激光测距仪23的激光束发生至左侧雷达7的底面几何中心点，此时激光测距仪的数值H6,，即为左侧雷达的高度。同样，控制高度测量组件2相对于水平滑轨I滑动至右侧雷达7处，并使激光测距仪23的激光束发生至右侧雷达7的底面几何中心点，此时激光测距仪23的数值H7，即为右侧雷达7的高度。
[0065]7、雷达的中心偏移量
[0066]由图18中所示位置，控制高度测量组件2相对于水平滑轨I滑动至左侧雷达7处，并使激光测距仪23的激光束发射至左侧雷达7的底面几何中心点，此时可在水平滑轨I上读出X4的值，即为左侧雷达7的中心偏移量。同样，控制高度测量组件2相对于水平滑轨I滑动至右侧雷达7处，并使激光测距仪23的激光束发生至右侧雷达7的底面几何中心点，此时可在水平滑轨I上读出X5的值，即为右侧雷达7的中心偏移量。
[0067]8、TCR 的高度
[0068]由图19中所示位置，控制高度测量组件2相对于水平滑轨I滑动至左侧TCR8处，并使激光测距仪23的激光束发生至左侧TCR8的底面，此时激光测距仪23的数值H8,即为左侧TCR8的高度。同样，控制高度测量组件2相对于水平滑轨I滑动至右侧TCR8处，并使激光测距仪23的激光束发生至右侧TCR8的底面，此时激光测距仪23的数值H9,即为右侧TCR8的高度。
[0069]由此可知，采用激光测距仪23不仅简化了测量过程、提高了测量效率而且提高了测量装置的通用性。
[0070]需要说明的是，本文中为了便于表述，将各个车底设备的各个位置参数的测量过程以时间先后顺序区分，可以理解，在测量装置定中心后，依据实际测量需要可以测量任意车底设备的任意位置参数。此外，为了便于搬运，该测量装置还包括提手4，该提手固定连接于水平滑轨I上。
[0071]以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1.ATP车底设备安装位置测量装置，包括水平滑轨(I)和高度测量组件(2)，所述高度测量组件(2)与所述水平滑轨(I)滑动配合，并用于测量所述ATP车底设备相对于钢轨(5)平面的高度，其特征在于，所述水平滑轨(I)具有零刻线重合并分别沿其长度方向相背延伸的两组刻度，还包括两个水平定位组件(3)，两个所述水平定位组件(3)与所述水平滑轨(I)滑动配合并分别位于所述高度测量组件(2)的两侧； 水平滑轨(I)的零刻线和两个所述钢轨(5)的轨距中心点重合，每个所述水平定位组件⑶与相应侧所述钢轨(5)内侧面相抵并锁紧于所述水平滑轨⑴上。
2.如权利要求1所述ATP车底设备安装位置测量装置，其特征在于，每个所述水平定位组件(3)包括第一滑块(31)、定位件(32)和锁紧螺栓(33)，所述水平定位组件(3)通过所述第一滑块(31)与所述水平滑轨(I)滑动配合，所述定位件(32)固连于所述第一滑块(31)并用于与钢轨(6)的内侧相抵，所述水平定位组件(3)通过所述锁紧螺栓(33)锁紧于所述水平滑轨(I)上。
3.如权利要求2所述的ATP车底设备安装位置测量装置，其特征在于，所述定位件(32)具体为角钢，所述角钢的一板面水平设置且与滑块固定连接，所述角钢的另一板面竖向设置并用于与所述钢轨(5)内侧相抵。
4.如权利要求3所述的ATP车底设备安装位置测量装置，其特征在于，两组所述刻度中至少一者设置于所述水平滑轨(I)的侧面。
5.如权利要求1至3中任一项所述的ATP车底设备安装位置测量装置，其特征在于，高度测量组件(2)包括第二滑块(21)、安装板(22)和激光测距仪(23)，所述第二滑块(21)与所述水平滑轨(I)滑动配合，所述激光测距仪(23)通过所述安装板(22)固连于所述第二滑块(21)上，并用于测量所述钢轨(5)平面至ATP车底设备的高度参数。
6.如权利要求5所述的ATP车底设备安装位置测量装置，其特征在于，所述激光测距仪(23)的激光发射面与所述水平滑轨(I)的底面平齐。
7.如权利要求6所述的ATP车底设备安装位置测量装置，其特征在于，所述安装板(22)具体为经折弯呈阶梯状的钣金件，所述安装板(22)的一水平板面与所述滑块固定连接，所述激光测距仪(23)托承于其另一水平板面并与其竖直板面固定连接。
8.如权利要求1至3中任一项所述的ATP车底设备安装位置测量装置，其特征在于，还包括提手(4)，手柄固定连接于所述水平滑轨(I)。
【文档编号】G01B11/00GK204027523SQ201420430560
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】景岩, 李永宏 申请人:北京铁路信号有限公司