一种轨道平顺度连续检测装置的制作方法

本实用新型涉及激光准直测量技术领域，具体涉及一种轨道平顺度连续检测装置。

背景技术：

铁路的轨道轨向和高低是轨道平顺性检查中的两个基本几何尺寸参数。轨向是指钢轨内侧轨距点沿轨道延长方向的横向凹凸不平顺，在直线上是否平直，在曲线上是否圆顺。如果轨道的轨向不平顺就会引起列车的左右摇晃和蛇行运动，并因此而加大车辆对轨道的横向冲击力。高低是指轨道顶面的纵向高低差，当轨道前后高低存在不平顺时，列车通过这些轨道时会出现颠簸和冲击。上述过程可以进一步加剧轨道的不平顺，加大列车对轨道的破坏力，由此还会加速轮轨的磨损和缩短轨枕的寿命。因此直接影响着列车高速运行时的安全性、平稳性和舒适度。

国外一般采用大型轨检车对线路轨道几何尺寸进行经常性的综合检测。而在国内，大型轨检车主要用于对轨道进行每季度性的测量和检查。轨检车一般采用的是惯性基准法测量系统，它是在运动的车体内，利用加速度传感器或陀螺建立一个惯性参考基准，通过对这两种惯性器件的测量值进行复杂的解析计算，实现对轨道几何参数的综合测量。它们运行速度高，检测指标全面，但是其结构十分复杂，制造成本高，而且体积庞大，因而并不用于日常的指导轨道施工作业和维护作业。

近年来在新建铁路和既有铁路的大修施工中，还在一些大型养路机械上，例如轨道捣固车上会配套有自动起拨道系统，由相应的惯性基准法或激光测量系统检测和确认被测线路的起拨道量，通过自动控制电路和计算机直接操纵捣固车进行机械化维修作业。

在我国铁路提速后，基层线路维护中全面执行检查、养护、维修生产管理系统，各工务段的维修工区是线路设备修理主体，他们需要按照上级检查部门提供的检测数据进行具体线路整治。在大量的线路维修作业中，维修工区首先需要确认计划维修地段，并且具体复核定位超差地点和超差值，然后进行规定量的拨道或起道维修，最后还要进行复查验收。

上述几道工作程序都离不开工作现场对轨道的轨向和高低的反复检测。目前采用的主要设备和方法有：

国内外开发的多种轨道检测小车。它们一般采用弦测法，采用精密位移传感器和倾角传感器，结合信号处理技术和单片机技术，以手推小车为载体，可对双侧轨道或单侧轨道的多项几何状态参数(包括轨距、水平、三角坑、轨向、高低等)同时进行检测。它主要用于常规的整段施工作业和维护作业，具有较高的检测精度和检测效率，为施工和维修作业提供检测数据。但是，其中对于轨向、高低的检测是利用1m弦逐步递推计算而得，由于轨道内侧表面和轨道顶面的平面可能存在的不平整性，每米8点检测的测量值和实际状态会存在不确定的偏差，检测精度受到一定的影响。同时，设备本身体积较大、结构复杂、造价较高，也不适于基层维修工区全面配置。

国内外较多采用的激光轨道平顺度检测仪。它是在被检测轨道地段上，将激光发射仪和定位靶相隔一定距离放置在轨道上方并按要求固定。使用始端的激光发射仪上的望远镜初步瞄准终端的定位靶，再经过微调激光发射仪的光束方向而使激光光斑中心位于定位靶靶面中心，由此在轨道上方空间建立起与轨道中心线平行的一条激光基准线。

但是，目前较普遍应用的激光平顺度检测仪是采用人工目测方法对照射到定位靶和测量靶的栅格面上的红色光斑进行刻度位置识读。在这里建立激光基准弦线时，由激光发射仪发出的红色光束(不同大小的光斑或同心光环)，经过人工粗调和精调后，需要凭目视判断其是否入射到定位靶上的网格靶刻度中心；在检测作业中每一检测点(一般是间隔5米或5根轨枕取一检测点)，还需要频繁地目视判断光斑中心对应测量靶上的网格靶的具体刻度值，然后求出位移值即偏差值，由此得出轨道上各测量点的轨向和高低不平顺度。

如此，若清晰识别网格靶线需要一定的照明光强(为此目前推广采用的产品在网格线难于看清时，提供辅助照明灯)，而红光光斑边缘的清晰辨别则需要较暗的环境条件。野外工作环境下自然光照度变化很大，光斑太亮和环境太暗时眼睛容易疲劳或受到伤害，环境太亮和光斑太弱时识别能力会大幅度下降。由此，使得实际上的检测精度受到很大的影响，同时也明显限制了目前检测工作距离的延长。

此外，因轨道顶平面水平的不确定性导致安装底座的倾斜变化，会直接引起置于轨道上方的基准光束明显地不确定偏移，因此在现有激光轨道平顺检测过程中对所有测量点都要求进行测量靶底座的即时水平状态调整后方可测值。由此，移动到每一个测量点时所必须的人工水平调整过程、依靠目视辨认光斑中心位置的识读方法，既存在人为主观的不确定因素的影响，而且大幅度降低了检测工作的效率。

还有一种激光平顺度检测仪采用的是光电识读方法，它是利用较大的柱面镜对激光聚焦，然后再使用后面的微型CCD器件进行光斑位置的判别。这种产品结构并不适于识别平行位移量或者识别的线性度很差，导致存在着精度低及可靠性差的问题。另据报道，有一种是利用单只硅光电池阵列件，对各单元电池进行地址编码，利用单片机扫描检测光照区域单元的具体状态,并解析确认光斑的中心位置。但是，当野外环境和内部条件影响引起光斑大小、强度和状态分布变化时，检测精度和检测结果可靠性明显变差，而且因检测距离太短，无法达到实用。

当前轨道维修中仍然在大量沿用人工拉弦方法。由于受长丝弦线下沉弯曲、传统钢板尺工具精度差，以及自然环境和人为观测的不确定因素影响，而导致检测精度差和工作效率低的问题突出，因而已经无法适应提速后的铁路系统轨道维修的质量和效率需要。

上述常用设备和方法，因各种原因而还不适于在维修工区配套推广使用。同时，在实际线路维修作业中，在确认计划维修地段后，还需要具体复核定位准确的超差地点，而目前我国铁路标示里程是采用的公里标、半公里标加轨号的定位法，对于具体的线路养护维修，定位精度明显偏低。在拨道或起道维修过程中，为了合理维护防止返工，很需要对病害点的超差值先行检测，并对整治值进行跟踪监测；最后还要进行精确复查验收。

由此表明，铁路维修现场十分需要一种所述轨道平顺度检测装置。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种激光轨道平顺度连续检测装置，本实用新型至少可以解决上述提到的部分或全部问题。

具体地，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供了一种轨道平顺度连续检测装置，包括：水平激光发射仪、垂直激光发射仪、水平光电定位靶、垂直光电定位靶、水平移动光电测量靶和垂直移动光电测量靶；

其中，所述水平激光发射仪和所述垂直激光发射仪固定安装在轨道检测区段的始端，用于发射通过始端水平检测基准点和垂直检测基准点的准直激光束；所述水平光电定位靶和所述垂直光电定位靶固定安装在轨道检测区段的终端，所述水平光电定位靶和所述垂直光电定位靶的定位靶光电接收器中心与终端水平检测基准点和垂直检测基准点重合；当所述水平激光发射仪和所述垂直激光发射仪发出的激光束中心分别与所述水平光电定位靶和所述垂直光电定位靶的定位靶光电接收器中心对中时，分别建立水平激光基准光束和垂直激光基准光束；其中，水平激光发射仪和水平光电定位靶所确定的水平激光基准光束中心，位于轨道横截面上且由轨顶面中心点引出的水平向延长线上；垂直激光发射仪和垂直光电定位靶所确定的垂直激光基准光束中心，位于轨道横截面上且由轨顶面中心点引出的垂直向延长线上；

其中，所述水平移动光电测量靶包括：水平测量靶底座，所述水平测量靶底座包括水平测量靶托板、通用的长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨移动卡具；设置在所述水平测量靶底座上的水平向连续检测数显器，以及设置在所述水平向连续检测数显器下方的水平测量靶光电接收器；所述水平测量靶光电接收器包括：盒体内部的水平光电位置识别器以及位于盒体表面的抗自然光干扰的滤光片；

所述水平光电位置识别器为水平方向并列设置的两个硅光电池阵列组件，或，水平方向并列设置的两个太阳能电池栅结构组件；所述水平移动光电测量靶在轨道检测区段内任意移动，用于连续位置的水平偏差值测量以及定点位置的整治跟踪时水平偏差值测量，具体地，当所述水平移动光电测量靶在轨道检测区段连续移动过程中，当所述水平激光基准光束光斑的水平向中心带在水平向上全部照射到所述水平光电位置识别器上且两个组件的光照面积均大于零时，所述水平光电位置识别器自动获取与所述连续位置对应的水平偏差电信号并由所述水平向连续检测数显器显示出水平偏差值；

所述垂直移动光电测量靶包括：垂直测量靶底座，所述垂直测量靶底座包括垂直测量靶托板、通用的长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨移动卡具；设置在所述垂直测量靶底座上的垂直向连续检测数显器，以及设置在所述垂直向连续检测数显器侧方的垂直测量靶光电接收器；所述垂直测量靶光电接收器包括：盒体内部的垂直光电位置识别器以及位于盒体表面的抗自然光干扰的滤光片；

所述垂直光电位置识别器为垂直方向并列设置的两个硅光电池阵列组件，或，垂直方向并列设置的两个太阳能电池栅结构组件；所述垂直移动光电测量靶在轨道检测区段内任意移动，用于连续位置的垂直偏差值测量以及定点位置的整治跟踪时垂直偏差值测量，具体地，当所述垂直移动光电测量靶在轨道检测区段连续移动过程中，当所述垂直激光基准光束光斑的垂直向中心带在垂直向上全部照射到所述垂直光电位置识别器上且两个组件的光照面积均大于零时，所述垂直光电位置识别器即可自动获取与所述连续位置对应的垂直偏差电信号并由所述垂直向连续检测数显器显示出垂直偏差值。

进一步地，所述水平方向并列设置的两个硅光电池阵列组件呈差动电压输出，经自动信号转换后连续检测出水平偏差值；或，所述水平方向并列的两个太阳能电池栅结构组件呈差动电压输出，经自动信号转换后连续检测出水平偏差值；

所述垂直方向并列设置的两个硅光电池阵列组件呈差动电压输出，经自动信号转换后连续检测出垂直偏差值；或，所述垂直方向并列的两个太阳能电池栅结构组件呈差动电压输出，经自动信号转换后连续检测出垂直偏差值。

进一步地，所述水平移动光电测量靶还包括：设置在所述水平测量靶底座上的用于定点精测的水平向精密位移传感器、水平向精密位移数显器、水平微调检测手轮、水平向光电接收器联动杆以及水平向连续检测/定点精测转换开关；

所述垂直移动光电测量靶还包括：设置在所述垂直测量靶底座上的用于定点精测的垂直向精密位移传感器、垂直向精密位移数显器、垂直微调检测手轮、垂直向光电接收器联动杆以及垂直向连续检测/定点精测转换开关。

进一步地，所述水平移动光电测量靶还用于定点位置验收时水平偏差值的高精度测量；具体地，在水平移动光电测量靶停留在轨道检测区段某定点位置时，当所述水平激光基准光束光斑的水平向中心带在水平向上全部照射到所述水平光电位置识别器上且两个组件的光照面积均大于零时，所述水平光电位置识别器自动获取与所述定点位置对应的水平偏差电信号并由所述水平向连续检测数显器显示出水平偏差值，此时，进行水平向高精度偏差检测：先通过其长水准器调整螺丝和长水准器，将水平测量靶底座调整为水平状态，将水平向连续检测/定点精测转换开关转置于定点精测档，然后手动或电动操作水平微调检测手轮，并通过水平向光电接收器联动杆带动水平测量靶光电接收器离开水平基准中心位置向水平基准激光束中心移动，此时水平向精密位移传感器会同步计量行程，并经运放比较器电路实现高精度的零值定位；同时由零值定位信号触发和锁存即时水平向精密位移数显器的读值；水平向精密位移数显器的读值即为所述定点位置的水平向高精度检测偏差值；

所述垂直移动光电测量靶还用于定点位置验收时垂直偏差值的高精度测量；具体地，在垂直移动光电测量靶停留在轨道检测区段某定点位置时，当所述垂直激光基准光束光斑的垂直向中心带在垂直向上全部照射到所述垂直光电位置识别器上且两个组件的光照面积均大于零时，所述垂直光电位置识别器自动获取与所述定点位置对应的垂直偏差电信号并由所述垂直向连续检测数显器显示出垂直偏差值，此时，进行垂直向高精度偏差检测：先通过其长水准器调整螺丝和长水准器，将垂直测量靶底座调整为水平状态，将垂直向连续检测/定点精测转换开关转置于定点精测档，然后手动或电动操作垂直微调检测手轮，并通过垂直向光电接收器联动杆带动垂直测量靶光电接收器离开垂直基准中心位置向垂直基准激光束中心移动，此时垂直向精密位移传感器会同步计量行程，并经运放比较器电路实现高精度的零值定位，同时由零值定位信号触发和锁存即时垂直向精密位移数显器的读值；垂直向精密位移数显器的读值即为所述定点位置的垂直向高精度检测偏差值。

进一步地，所述水平激光发射仪包括水平发射仪底座；所述水平发射仪底座包括水平发射仪托板、通用的长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨固定卡具；

所述垂直激光发射仪包括垂直发射仪底座；所述垂直发射仪底座包括垂直发射仪托板、通用的长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨固定卡具；

在所述水平发射仪底座和所述垂直发射仪底座上设置有发射仪支承轴，在所述发射仪支承轴上固定有激光发射器；

其中，所述激光发射器包括：用于驱动激光管发射激光束的激光发射电路板置于发射电路板盒中、激光器内筒以及包裹所述激光器内筒的激光器外筒，激光器外筒置于双列向心球轴承的内孔中，所述双列向心球轴承固定在发射仪支承轴上；

其中，所述激光管置于激光器内筒中，所述激光器内筒的前端设置有内透镜，所述激光器外筒的前端设置有外透镜，通过调整激光器内筒和激光器外筒的相对位置以改变内透镜和外透镜的间距，实现激光束的扩束准直；

其中，激光器为可见光半导体激光管或近红外光半导体激光管。

进一步地，所述水平光电定位靶包括水平定位靶底座，所述水平定位靶底座包括水平定位靶托板、通用的长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨固定卡具；以及设置在所述水平定位靶底座上的定位靶组件；所述垂直光电定位靶包括垂直定位靶底座，所述垂直定位靶底座包括垂直定位靶托板、通用的长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨固定卡具；以及设置在所述垂直定位靶底座上的定位靶组件；

所述定位靶组件包括：设置在所述水平定位靶底座或垂直定位靶底座上的水平和垂直位置对中指示器，以及设置在所述水平和垂直位置对中指示器上的定位靶光电接收器；

所述定位靶光电接收器包括：位于盒体内部的定位靶光电位置识别器以及位于盒体表面的抗自然光干扰的滤光片。

进一步地，所述定位靶光电位置识别器采用四象限硅光电池实现。

进一步地，将所述水平激光发射仪和所述垂直激光发射仪，所述水平光电定位靶和所述垂直光电定位靶，所述水平移动光电测量靶和所述垂直移动光电测量靶，分别组合后而构成双向激光发射仪、双向光电定位靶、双向移动光电测量靶的组合体，以同时建立起双基准光束，对水平偏差和垂直偏差同时实现全程连续测量，以及对定位点的水平偏差和垂直偏差完成高精度检测。

本实用新型至少具有如下的有益效果：

1、本实用新型提供的轨道平顺度连续检测装置与现有的同类激光检测装置相比，显著提高了测量精度和检测值的可靠性。

2、本实用新型提供的轨道平顺度连续检测装置能够实现快速连续测量、测量结果数字化显示。

3、本实用新型提供的轨道平顺度连续检测装置采用光电识别，消除了人工目视的不确定性和环境影响误差，防止了目视激光使人眼容易疲劳和造成伤害的问题。

4、本实用新型提供的轨道平顺度连续检测装置结构轻便合理、现场操作大幅度简化便捷，维修工作效率极大提高。

5、本实用新型提供的轨道平顺度连续检测装置，实现了全测程的超差定位连续检测作业、整修时的跟踪显示检测作业、高精度的定点检测作业。由此，减少了传统的固定间隔检测方法可能造成的轨道描述误差增大甚至超差漏检问题，对轨道平顺度的实际轨向和高低参数检测结果更加全面、真实、可靠。同时，大幅度地提高了轨道修整的质量和速度，对于整个铁路系统提高天窗使用效率和维护人员工作效率，具有十分重大的现实意义。

当然，实施本实用新型的任一方法或产品不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例提供的水平激光发射仪的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的垂直激光发射仪的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的水平光电定位靶的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的垂直光电定位靶的结构示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的水平移动光电测量靶的结构示意图；

图6是本实用新型一实施例提供的垂直移动光电测量靶的结构示意图；

上面各图中，各标号的含义具体如下：

1A水平发射仪底座；1B垂直发射仪底座；2发射仪支承轴；3激光管；4发射电路板盒；5激光器内筒；6激光器外筒；7双列向心球轴承；8内透镜；9外透镜；10激光方向调整支架；11水平方向调整螺丝；12垂直方向调整螺丝；

21A水平定位靶底座；21B垂直定位靶底座；22水平和垂直位置对中指示器；23定位靶光电接收器；24水平和垂直转换开关；25定位靶光电位置识别器；

31水平测量靶底座；32水平向连续检测数显器；33水平测量靶光电接收器；34水平光电位置识别器；35水平向精密位移传感器；36水平向精密位移数显器；39水平微调检测手轮；37水平向光电接收器联动杆；38水平向连续检测/定点精测转换开关；

41垂直测量靶底座；42垂直向连续检测数显器；43垂直测量靶光电接收器；44垂直光电位置识别器；45垂直向精密位移传感器；46垂直向精密位移数显器；49垂直微调检测手轮；47垂直向光电接收器联动杆；48垂直向连续检测/定点精测转换开关。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型一实施例提供了一种轨道平顺度连续检测装置，包括：水平激光发射仪、垂直激光发射仪、水平光电定位靶、垂直光电定位靶、水平移动光电测量靶和垂直移动光电测量靶；

其中，所述水平激光发射仪和所述垂直激光发射仪固定安装在轨道检测区段的始端，用于发射通过始端水平检测基准点和垂直检测基准点的准直激光束；所述水平光电定位靶和所述垂直光电定位靶固定安装在轨道检测区段的终端，所述水平光电定位靶和所述垂直光电定位靶的定位靶光电接收器中心与终端水平检测基准点和垂直检测基准点重合；当所述水平激光发射仪和所述垂直激光发射仪发出的激光束中心分别与所述水平光电定位靶和所述垂直光电定位靶的定位靶光电接收器中心对中时，分别建立水平激光基准光束和垂直激光基准光束；其中，水平激光发射仪和水平光电定位靶所确定的水平激光基准光束中心，位于轨道横截面上且由轨顶面中心点引出的水平向延长线上；垂直激光发射仪和垂直光电定位靶所确定的垂直激光基准光束中心，位于轨道横截面上且由轨顶面中心点引出的垂直向延长线上；

其中，所述水平移动光电测量靶包括：水平测量靶底座，所述水平测量靶底座包括水平测量靶托板、通用的长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨移动卡具；设置在所述水平测量靶底座上的水平向连续检测数显器，以及设置在所述水平向连续检测数显器下方的水平测量靶光电接收器；所述水平测量靶光电接收器包括：盒体内部的水平光电位置识别器以及位于盒体表面的抗自然光干扰的滤光片；

所述水平光电位置识别器为水平方向并列设置的两个硅光电池阵列组件，或，水平方向并列设置的两个太阳能电池栅结构组件；所述水平移动光电测量靶在轨道检测区段内任意移动，用于连续位置的水平偏差值测量以及定点位置的整治跟踪时水平偏差值测量，具体地，当所述水平移动光电测量靶在轨道检测区段连续移动过程中，当所述水平激光基准光束光斑的水平向中心带在水平向上全部照射到所述水平光电位置识别器上且两个组件的光照面积均大于零时，所述水平光电位置识别器自动获取与所述连续位置对应的水平偏差电信号并由所述水平向连续检测数显器显示出水平偏差值；水平测量靶光电接收器的量程与两个光电阵列组件和栅结构组件的大小直接相关，测量精度与光电栅极的细分率直接相关。

所述垂直移动光电测量靶包括：垂直测量靶底座，所述垂直测量靶底座包括垂直测量靶托板、通用的长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨移动卡具；设置在所述垂直测量靶底座上的垂直向连续检测数显器，以及设置在所述垂直向连续检测数显器侧方的垂直测量靶光电接收器；所述垂直测量靶光电接收器包括：盒体内部的垂直光电位置识别器以及位于盒体表面的抗自然光干扰的滤光片；

所述垂直光电位置识别器为垂直方向并列设置的两个硅光电池阵列组件，或，垂直方向并列设置的两个太阳能电池栅结构组件；所述垂直移动光电测量靶在轨道检测区段内任意移动，用于连续位置的垂直偏差值测量以及定点位置的整治跟踪时垂直偏差值测量，具体地，当所述垂直移动光电测量靶在轨道检测区段连续移动过程中，当所述垂直激光基准光束光斑的垂直向中心带在垂直向上全部照射到所述垂直光电位置识别器上且两个组件的光照面积均大于零时，所述垂直光电位置识别器自动获取与所述连续位置对应的垂直偏差电信号并由所述垂直向连续检测数显器显示出垂直偏差值。垂直测量靶光电接收器的量程与两个光电阵列组件和栅结构组件的大小直接相关，测量精度与光电栅极的细分率直接相关。

需要说明的是，由背景技术部分所述“因轨道顶平面水平的不确定性导致安装底座的倾斜变化，会直接引起置于轨道上方的基准光束明显地不确定偏移，因此在现有激光轨道平顺检测过程中对所有测量点都要求进行测量靶底座的即时水平状态调整后方可测值。由此，移动到每一个测量点时所必须的人工水平调整过程、依靠目视辨认光斑中心位置的识读方法，既存在人为主观的不确定因素的影响，而且大幅度降低了检测工作的效率”可知，现有的轨道平顺度检测在对每一个测量点进行检测时均需要进行一步“测量靶底座水平状态调整”的工作，因而导致现有的轨道平顺度检测无法实现连续检测。

本实施例为解决这一问题，设置了水平激光发射仪、垂直激光发射仪、水平光电定位靶、垂直光电定位靶，并将水平激光发射仪和水平光电定位靶所确定的水平激光基准光束中心，位于轨道横截面上且由轨顶面中心点引出的水平向延长线上；以及将垂直激光发射仪和垂直光电定位靶所确定的垂直激光基准光束中心，位于轨道横截面上且由轨顶面中心点引出的垂直向延长线上。需要说明的是，本实施例中的特征“将水平激光发射仪和水平光电定位靶所确定的水平激光基准光束中心，位于轨道横截面上且由轨顶面中心点引出的水平向延长线上；将垂直激光发射仪和垂直光电定位靶所确定的垂直激光基准光束中心，位于轨道横截面上且由轨顶面中心点引出的垂直向延长线上”为实现连续检测创造了必要条件，原因为：由于将水平激光基准光束和垂直激光基准光束如上所述分别设立，则当现场钢轨基准面的水平度偏差即使明显超出铁路系统规定范围的情况下，如果对移动测量靶省略水平度调整工序，移动测量靶光电接收器的中心位置所产生的误差对水平偏差值和垂直偏差值检测的误差影响仍然极小，即会很容易地保证铁路系统规定的测量精度，从而为实现连续检测创造了必要条件。

此外，需要说明的是，本实施例中的“水平光电位置识别器”和“垂直光电位置识别器”也为本申请的连续检测提供了必要条件，原因是：本实施例利用两只硅光电池阵列组件或太阳能电池栅结构组件实行对称布设和取得差动信号输出，实现了对两侧光斑照射能量的细分量化和光斑位置的连续对比。而且此时激光器光斑总体能量的变化、内部变形时对检测精度的影响也将明显减小；抗环境光干扰能力增强；它们与单只器件相比，单元位置变化值引起的可测光电信号变化量将增加一倍或以上；激光器输出同样的功率和质量，可实现更小的检测误差和有效检测距离的延长。

当测量轨道检测区段连续位置的水平偏差时，在所述水平激光基准光束光斑的水平中心带在水平向上全部照射到所述水平测量靶光电接收器上，并且两只光电组件的光照面积均大于零时，所述水平移动光电测量靶即可自动获取与所述连续位置对应的水平偏差电信号；当测量轨道检测区段连续位置的垂直偏差时，在所述垂直激光基准光束光斑的垂直中心带在垂直向上全部照射到所述垂直测量靶光电接收器上，并且两只光电组件的光照面积均大于零时，所述垂直移动光电测量靶即可自动获取与所述连续位置对应的垂直偏差电信号。水平测量靶光电接收器和垂直测量靶光电接收器的量程与两只光电阵列组件和栅结构组件的大小直接相关，测量精度与光电栅极的细分率直接相关。

可以理解的是，水平移动光电测量靶和垂直移动光电测量靶在轨道检测区段内任意移动时，即可连续地数字显示出水平向和高低向的完全能够满足铁路系统规定量程和精度要求的偏差值，从而检测出轨道区段不同位置处的轨向(或水平)和高低(或垂直)平顺度。当在任意指定测量点拨道或起道进程中，同样可以跟踪显示该指定测量点的轨向和高低的即时值。

此外，本实用新型的其他优选实施方式中，还可以完成对指定测量点高精度的偏差检测或验收作业。

在一种优选实施方式中，所述水平移动光电测量靶还包括：设置在所述水平测量靶底座上的用于定点精测的水平向精密位移传感器、水平向精密位移数显器、水平微调检测手轮、水平向光电接收器联动杆以及水平向连续检测/定点精测转换开关；

所述垂直移动光电测量靶还包括：设置在所述垂直测量靶底座上的用于定点精测的垂直向精密位移传感器、垂直向精密位移数显器、垂直微调检测手轮、垂直向光电接收器联动杆以及垂直向连续检测/定点精测转换开关。

相应地，基于上述特征，在一种优选实施方式中，所述水平移动光电测量靶还用于定点位置验收时水平偏差值的高精度测量；具体地，在水平移动光电测量靶停留在轨道检测区段某定点位置时，当所述水平激光基准光束光斑的水平向中心带在水平向上全部照射到所述水平光电位置识别器上且两个组件的光照面积均大于零时，所述水平光电位置识别器自动获取与所述定点位置对应的水平偏差电信号并由所述水平向连续检测数显器显示出水平偏差值。此时，进行水平向高精度偏差检测：先通过其长水准器调整螺丝和长水准器，将水平测量靶底座调整为水平状态，将连续检测/定点精测转换开关转置于定点精测档，然后手动或电动操作水平微调检测手轮，并通过水平向光电接收器联动杆带动水平测量靶光电接收器移动离开水平基准中心位置向水平基准激光束中心移动，此时水平向精密位移传感器会同步计量行程，并水平测量靶光电接收器输出信号经运放比较器电路实现高精度的零值定位，同时由零值定位信号触发和锁存即时水平向精密位移数显器的读值；水平向精密位移数显器的读值即为所述定点位置的水平向高精度检测偏差值；

所述垂直移动光电测量靶还用于定点位置验收时垂直偏差值的高精度测量；具体地，在垂直移动光电测量靶停留在轨道检测区段某定点位置时，当所述垂直激光基准光束光斑的垂直向中心带在垂直向上全部照射到所述垂直光电位置识别器上且两个组件的光照面积均大于零时，所述垂直光电位置识别器自动获取与所述定点位置对应的垂直偏差电信号并由所述垂直向连续检测数显器显示出垂直偏差值。此时，进行垂直向高精度偏差检测：先通过其长水准器调整螺丝和长水准器，将水平测量靶底座调整为水平状态，将连续检测/定点精测转换开关转置于定点精测档，然后手动或电动操作水平微调检测手轮，并通过垂直向光电接收器联动杆带动垂直测量靶光电接收器离开垂直基准中心位置向垂直基准激光束中心移动，此时垂直向精密位移传感器会同步计量行程，并垂直测量靶光电接收器输出信号经运放比较器电路实现高精度的零值定位，同时由零值定位信号触发和锁存即时垂直向精密位移数显器的读值；垂直向精密位移数显器的读值即为所述定点位置的垂直向高精度检测偏差值。

由上面描述可知，本实施例提供的水平移动光电测量靶用于轨向偏差测量，所述水平移动光电测量靶可用于三个检测项目的检测，具体为检测项目1、沿轨道走向连续移动和自动进行各点水平向偏差检测，用于尽快筛选出超差点时进行定位，并确定超差值；检测项目2、对超差点整治过程中进行跟踪水平向偏差检测，及时指导维修拨道量；检测项目3、定点精确检测水平向偏差和验收作业。此外，本实施例提供的垂直移动光电测量靶用于高低偏差测量，所述垂直移动光电测量靶可用于三个检测项目的检测，具体为：检测项目4、沿轨道走向连续移动和进行各点高低向偏差检测，用于尽快筛选出超差点时进行定位，并确定超差值；检测项目5、对该点整治过程中进行跟踪高低向偏差检测，及时指导维修起道量；检测项目6、定点精确检测高低向偏差和验收作业。

可以理解的是，当利用所述水平移动光电测量靶包括设置在水平测量靶底座上的用于定点精测的水平向精密位移传感器、水平向精密位移数显器、水平微调检测手轮、水平向光电接收器联动杆以及水平向连续检测/定点精测转换开关时，可以进行检测项目3的检测。可以理解的是，当利用所述垂直移动光电测量靶包括设置在垂直测量靶底座上的用于定点精测的垂直向精密位移传感器、垂直向精密位移数显器、垂直微调检测手轮、垂直向光电接收器联动杆以及垂直向连续检测/定点精测转换开关时，可以进行检测项目6的检测。

参见图5所示的水平移动光电测量靶的结构示意图。由图5可知，所述水平移动光电测量靶，包括：水平测量靶底座31，水平测量靶底座31由水平测量靶托板、长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨移动卡具组合而成。设置在所述水平测量靶底座31上的水平向连续检测数显器32，以及水平测量靶光电接收器33，用于完成检测项目1、检测项目2。水平测量靶光电接收器33包括：盒体内部的水平光电位置识别器34，以及位于盒体表面的抗自然光干扰的滤光片。

进一步地，所述水平移动光电测量靶还包括设置在水平测量靶底座31上的定点精测的水平向精密位移传感器35，水平向精密位移数显器36，水平微调检测手轮39和水平向光电接收器联动杆37，用于完成检测项目3。此外，水平向连续检测/定点精测转换开关38，用于检测项目1和检测项目2与检测项目3的功能转换。在本实施例中，所述水平向精密位移传感器35采用水平向电阻式直线精密位移传感器。

进一步地，所述水平光电位置识别器34为水平方向并列的两个硅光电池阵列组件，或水平方向并列的两个太阳能电池栅结构组件，用于自动检测出对应水平偏差值的电压信号。其中，两只各单元正极并接的硅光电池阵列组件为1对，或两个太阳能电池栅结构组件为1对。本实施例采用两个硅光电池阵列组件的两个负极短路，两个正极呈差动电压信号输出。由此用于产生所述水平测量靶光电接收器33在水平方向的电差动信号，并将所述电差动信号发送给所述放大电路和A/D模数转换电路，并通过与其连接的水平向连续检测数显器32显示出来，由此完成检测项目1和检测项目2。

进一步地，在进行检测项目3时可以按照如下操作进行：在水平移动光电测量靶停留在轨道检测区段某定点位置时，当所述水平激光基准光束光斑的水平向中心带在水平向上全部照射到所述水平光电位置识别器上且两个组件的光照面积均大于零时，所述水平光电位置识别器34自动获取与所述定点位置对应的水平偏差电信号并由所述水平向连续检测数显器32显示出水平偏差值，此时，进行水平向高精度偏差检测：先通过其长水准器调整螺丝和长水准器，将水平测量靶底座调整为水平状态，将水平向连续检测/定点精测转换开关38转置于定点精测档，然后手动或电动操作水平微调检测手轮39，并通过水平向光电接收器联动杆37带动水平测量靶光电接收器离开水平基准中心位置向水平基准激光束中心移动，此时水平向精密位移传感器35会同步计量行程，并经运放比较器电路实现高精度的零值定位；同时由零值定位信号触发和锁存即时水平向精密位移数显器的读值；水平向精密位移数显器36的读值即为所述定点位置的水平向高精度检测偏差值。

参见图6所示的垂直移动光电测量靶的结构示意图。由图6可知，所述垂直移动光电测量靶，包括：垂直测量靶底座41，垂直测量靶底座41由垂直测量靶托板、长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨移动卡具组合而成。设置在所述测量靶底座41上的垂直向连续检测数显器42，以及垂直测量靶光电接收器43。垂直测量靶光电接收器43包括：盒体内部的垂直光电位置识别器44，以及位于盒体表面的抗自然光干扰的滤光片。

进一步地，所述垂直移动光电测量靶还包括设置在垂直测量靶底座41上的定点精测的垂直向精密位移传感器45，垂直向精密位移数显器46，垂直微调检测手轮49和垂直向光电接收器联动杆47，用于完成检测项目6。此外，垂直向连续检测/定点精测转换开关48，用于检测项目4和检测项目5与检测项目6的功能转换。在本实施例中，垂直向精密位移传感器45采用垂直向电阻式直线精密位移传感器。

进一步地，垂直光电位置识别器44为垂直方向并列的两个硅光电池阵列组件，或垂直方向并列的两个太阳能电池栅结构组件，用于自动检测出对应垂直偏差值的电压信号。其中，两只各单元正极并接的硅光电池阵列组件为1对，或两个太阳能电池栅结构组件为1对。本实施例采用两个硅光电池阵列组件的两个负极短路，两个正极呈差动电压信号输出。由此产生所述垂直向测量靶光电接收器43在垂直方向的电差动信号，并将所述电差动信号发送给所述放大电路和A/D模数转换电路，并通过与其连接的垂直向连续检测数显器42显示出来，由此完成检测项目4和检测项目5。

进一步地，在进行检测项目6时可以按照如下操作进行：在垂直移动光电测量靶停留在轨道检测区段某定点位置时，当所述垂直激光基准光束光斑的垂直向中心带在垂直向上全部照射到所述垂直光电位置识别器上且两个组件的光照面积均大于零时，所述垂直光电位置识别器44自动获取与所述定点位置对应的垂直偏差电信号并由所述垂直向连续检测数显器42显示出垂直偏差值，此时，进行垂直向高精度偏差检测：先通过其长水准器调整螺丝和长水准器，将垂直测量靶底座调整为水平状态，将垂直向连续检测/定点精测转换开关48转置于定点精测档，然后手动或电动操作垂直微调检测手轮，并通过垂直向光电接收器联动杆47带动垂直测量靶光电接收器43离开垂直基准中心位置向垂直基准激光束中心移动，此时垂直向精密位移传感器45会同步计量行程，并经运放比较器电路实现高精度的零值定位，同时由零值定位信号触发和锁存即时垂直向精密位移数显器46的读值；垂直向精密位移数显器46的读值即为所述定点位置的垂直向高精度检测偏差值。

当然，还可以按照常规工艺要求或比照检测项目3进行曲线正矢的高精度偏差值检测。

本实施例中，所述连续检测数显器和精密位移传感器均保留有数据通讯接口，便于存储记录和后续计算机处理。

此外，还应该指出的是，如果将水平激光发射仪和垂直激光发射仪，水平光电定位靶和垂直光电定位靶，水平移动光电测量靶和垂直移动光电测量靶，分别组合后而构成双向激光发射仪、双向光电定位靶、双向移动光电测量靶的组合体，则可以同时建立起双基准光束，对轨向偏差和高低偏差同时实现全程连续测量，以及对定位点的轨向偏差和高低偏差完成高精度检测。

可见，本实施例提供的轨道平顺度连续检测装置，比现有同类激光检测装置显著提高了检测精度和可靠性，它可以同时完成：在直线区段(含道岔、隧道)全程的连续筛选超差点检测作业、定点整治时跟踪检测作业和定点高精度检测和验收作业的实用化。

在一种优选实施方式中，所述水平激光发射仪包括水平检测的水平发射仪底座；所述水平发射仪底座包括水平发射仪托板、通用的长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨固定卡具；

所述垂直激光发射仪包括垂直检测的垂直发射仪底座；所述垂直发射仪底座包括垂直发射仪托板、通用的长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨固定卡具；

在所述水平发射仪底座和所述垂直发射仪底座上设置有发射仪支承轴，在所述发射仪支承轴上固定有激光发射器；

其中，所述激光发射器包括：用于驱动激光管发射激光束的激光发射电路板置于发射电路板盒中、激光器内筒以及包裹所述激光器内筒的激光器外筒，激光器外筒置于双列向心球轴承的内孔中，所述双列向心球轴承固定在发射仪支承轴上；

其中，所述激光管置于激光器内筒中，所述激光器内筒的前端设置有内透镜，所述激光器外筒的前端设置有外透镜，通过调整激光器内筒和激光器外筒的相对位置以改变内透镜和外透镜的间距，实现激光束的扩束准直。

参见图1和图2所示的水平激光发射仪和垂直激光发射仪的结构示意图。由图1可知，所述水平激光发射仪由用于轨向检测的水平发射仪底座1A、设置在所述水平发射仪底座1A上的发射仪支承轴2以及固定在所述发射仪支承轴2上的激光发射器。其中，水平发射仪底座1A由水平发射仪托板、长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨固定卡具组合而成。

由图2可知，所述垂直激光发射仪由用于高低检测的垂直发射仪底座1B、设置在所述垂直发射仪底座1B上的发射仪支承轴2以及固定在所述发射仪支承轴2上的激光发射器。其中，垂直发射仪底座1B由垂直发射仪托板、长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨固定卡具组合而成。

进一步地，所述激光发射器包括：用于驱动激光管3发射激光束的激光发射电路板置于发射电路板盒4中；激光器内筒5以及包裹所述激光器内筒的激光器外筒6，置于双列向心球轴承7的内孔中；所述双列向心球轴承7固定在发射仪支承轴2上；

进一步地，所述激光发射器3置于激光器内筒5中，所述激光器内筒5的前端设置有内透镜8，所述激光器外筒6的前端设置有外透镜9，通过调整激光器内筒5和激光器外筒6的相对位置以改变内透镜8和外透镜9的间距，实现激光束的扩束准直；

进一步地，所述激光发射仪还包括激光方向调整支架10，所述激光方向调整支架10设置在所述发射仪底座1上，所述激光方向调整支架10上设有与激光器外筒6的尾端相对应的水平方向调整螺丝11和垂直方向调整螺丝12，以实现对发射激光束的水平方向调整和垂直方向调整；

进一步地，所述激光器为可见光半导体激光管或近红外光半导体激光管。本实施例采用近红外光半导体激光管。

可以理解的是，在建立水平激光基准光束和垂直激光基准光束时，应分别使用水平发射仪底座1A和垂直发射仪底座1B，通过它们的长水准器调整螺丝和长水准器，均先行调整为水平状态。

需要说明的是，图1和图2中的发射器应用时绕发射器支撑轴2旋转90度。

在一种优选实施方式中，所述水平光电定位靶包括水平定位靶底座，所述水平定位靶底座包括水平定位靶托板、通用的长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨固定卡具；以及设置在所述水平定位靶底座上的定位靶组件；所述垂直光电定位靶包括垂直定位靶底座，所述垂直定位靶底座包括垂直定位靶托板、通用的长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨固定卡具；以及设置在所述垂直定位靶底座上的定位靶组件；

所述定位靶组件包括：设置在所述水平定位靶底座或垂直定位靶底座上的水平和垂直位置对中指示器，以及设置在所述水平和垂直位置对中指示器上的定位靶光电接收器；

所述定位靶光电接收器包括：位于盒体内部的定位靶光电位置识别器以及位于盒体表面的抗自然光干扰的滤光片。

在一种优选实施方式中，所述定位靶光电位置识别器采用四象限硅光电池实现。

参见图3和图4所示的水平光电定位靶和垂直光电定位靶的结构示意图。由图3可知，所述水平激光定位靶由用于轨向检测的水平定位靶底座21A以及设置在所述水平定位靶底座21A上的定位靶组件组成。其中，水平定位靶底座21A由水平定位靶托板、长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨固定卡具组合而成。

由图4可知，所述垂直光电定位靶由用于高低检测的垂直定位靶底座21B以及设置在所述垂直定位靶底座21B上的定位靶组件组成。其中，垂直定位靶底座21B由垂直定位靶托板、长水准器调整螺丝、长水准器和钢轨固定卡具组合而成。

进一步地，所述定位靶组件包括：设置在所述定位靶底座上的水平和垂直位置对中指示器22，以及在水平和垂直位置对中指示器22上的定位靶光电接收器23。其中，定位靶光电接收器23，包括：盒体内部的定位靶光电位置识别器25，以及位于盒体表面的抗自然光干扰的滤光片。

进一步地，定位靶光电位置识别器25可以采用四象限硅光电池，所述四象限硅光电池具体由按直角坐标系的四象限分隔成的圆形硅光电池组成。按常见的使用方式即整体相对于水平方向旋转45°角设置。由1、3象限输出差动电压检测垂直方向偏差，2、4象限输出差动电压检测水平方向偏差。原则上，在垂直方向布设的1、3象限上的光斑能量分布相等时，两象限电极输出的电压差Vy＝0，在水平方向布设的2、4象限上的光斑能量分布相等时，两象限电极输出的电压差VX＝0。当水平和垂直位置对中指示器22上的水平和垂直转换开关24分别置于水平档位和垂直档位时，其数字显示均为零时，则表示激光束已经调整对中定位靶光电接收器23。

由上面描述可知，本实施例提供的轨道平顺度连续检测装置至少具有如下的有益效果：

1、本实施例提供的轨道平顺度连续检测装置与现有的同类激光检测装置相比，显著提高了测量精度和检测值的可靠性。

2、本实施例提供的轨道平顺度连续检测装置能够实现快速连续测量、测量结果数字化显示。

3、本实施例提供的轨道平顺度连续检测装置采用光电识别，消除了人工目视的不确定性和环境影响误差，防止了目视激光使人眼容易疲劳和造成伤害的问题。

4、本实施例提供的轨道平顺度连续检测装置结构轻便合理、现场操作大幅度简化便捷，维修工作效率极大提高。

5、本实施例提供的轨道平顺度连续检测装置，实现了全测程的超差定位连续检测作业、整修时的跟踪显示检测作业、高精度的定点检测作业。

由此，减少了传统的固定间隔检测方法可能造成的轨道描述误差增大甚至超差漏检问题，对轨道平顺度的实际轨向和高低参数检测结果更加全面、真实、可靠。同时，大幅度地提高了轨道修整的质量和速度，对于整个铁路系统提高天窗使用效率和维护人员工作效率，具有十分重大的现实意义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。