一种非接触式测量铁路起拔道捣固车捣固装置位移的方法与流程

本发明涉及捣固车技术领域，具体为一种非接触式测量铁路起拔道捣固车捣固装置位移的方法。

背景技术：

捣固车是大型养路机械(简称大机)的一种，适用于铁路线路的新线施工、既有线大中修清筛作业后和运营线路维修作业，捣固车作业时，捣固裝置沿垂直方向上下往复运动，为保证作业质量，捣固装置上升、下降的位、置需要得到精确控制，为此，需要实时精确测量出捣固装置位移，目前测量这个位移的方法都是有接触的方法是在捣固装翼上方的捣固车大梁上安装个出电位器、齿轮传动机构、卷簧、弦线等组成的传感器，卷簧和弦线通过齿轮传动机构连接到电位器轴上，弦线的一端固定在捣固装置上，当捣固装置向下运动时，弦线带动电位器轴转动和卷簧收缩，此时电位器输出的电压就表示捣固裝置的位置，当捣固装置向上运动时，卷簧松开，产生的弹力将弦线收缩，同时带动电位器轴朝与捣固装置向下运动时的反方向旋转，电位器输出指示捣固装置实时位置的电压值。

现有的传感器内部机械结构复杂、精密，而捣固车作业时车体振动剧烈，容易引起传感器内部机械部件松动，引起传感器测量精度下降甚至完全失效，另外捣固车作业时，捣固裝置每小时要进行约1300次的往复运动，而卷簧伸缩的次数是有限的，因此这种传感器的工作寿命比较短，需要经常更换。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种非接触式测量铁路起拔道捣固车捣固装置位移的方法，以解决上述背景技术中提出的现有的传感器内部机械结构复杂、精密，而捣固车作业时车体振动剧烈，容易引起传感器内部机械部件松动，引起传感器测量精度下降甚至完全失效，另外捣固车作业时，捣固裝置每小时要进行约1300次的往复运动，而卷簧伸缩的次数是有限的，因此这种传感器的工作寿命比较短，需要经常更换的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种非接触式测量铁路起拔道捣固车捣固装置位移的方法，包括捣固装置、ccd传感器和信号输出接口，所述捣固装置的上端设置有捣固车大梁，且捣固车大梁的外部固定有捣固车，所述捣固车大梁的上端均安装有激光发射器和ccd测量装置，且ccd测量装置的内部设置有光学镜头，所述ccd传感器安置于光学镜头的上方，且ccd传感器的上端显示有图像，所述图像的上端电性连接有算法模块，且算法模块的内部设置有位移量，所述信号输出接口安置于算法模块的上端，所述捣固装置的一侧设置有实际位移信息，且捣固装置的内部展示有激光光斑。

优选的，所述捣固装置表面的激光光斑在ccd传感器上产生图像，且图像对应捣固装置在ccd传感器上的位置。

优选的，所述激光发射器与ccd测量装置的中轴线位于捣固装置的内部相交，且激光发射器沿着中轴线发射激光照射到捣固装置的表面形成激光光斑。

优选的，所述激光光斑的上端设置有中轴线，所述捣固车的下端设置有移动台，所述激光发射器的下端固定有延伸杆，且延伸杆的下端连接有伸缩杆，所述伸缩杆的前端贯穿有固定螺栓，且伸缩杆的左右两侧均连接有支撑杆，所述支撑杆的下端固定有减震台，且减震台的内部安装有弹簧。

优选的，所述延伸杆与伸缩杆构成升降结构，且固定螺栓垂直贯穿于伸缩杆的内部。

优选的，所述支撑杆通过焊接分别与伸缩杆和减震台构成一体化结构，且支撑杆与减震台之间的夹角为60°。

优选的，所述弹簧的一侧固定有软垫，所述减震台的外部包裹有底座，且减震台的左右两侧均固定有连接板，所述连接板的内部设置有连接螺栓。

优选的，所述弹簧和软垫关于减震台的内部交错分布，且减震台与底座构成滑动结构。

优选的，所述连接板通过焊接与减震台构成紧密连接，且连接板通过连接螺栓与底座构成拆卸结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过图像对应捣固装置在ccd传感器上的位置，激光光斑可以经捣固装置表面反射到ccd测量装置的光学镜头上，在ccd传感器上成像，激光光斑经ccd测量装置的光学镜头入射到ccd传感器上产生图像，再通过位移量和实际位移之间的关系式，精确计算出捣固装置相对捣固车大量的垂直位移。

2、本发明激光发射器沿着中轴线发射激光照射到捣固装置的表面形成激光光斑，安装在捣固车大梁上的ccd测量装置的中轴线与激光发射器其中轴线成一定角度，激光发射器发射激光照射到捣固装置表面，激光光斑经捣固装置表面反射到ccd测量装置的光学镜头上，在ccd传感器上成像，这样的方式使ccd传感器的使用寿命延长，不会经常更换，节约了测量成本。

3、本发明延伸杆与伸缩杆构成升降结构，可以将激光发射器通过延伸杆与伸缩杆升降，从而调整激光发射器的高度，使其更好的进行激光发出，可以通过固定螺栓贯穿于伸缩杆的内部，从而将其调整后的高度进行固定。

4、本发明支撑杆通过焊接分别与伸缩杆和减震台构成一体化结构，可以将支撑杆通过焊接分别与伸缩杆和减震台连接，其之间形成一个角度为60°的三角形，从而使其之间的结构更加稳定。

5、本发明弹簧和软垫关于减震台的内部交错分布，减震台内部的弹簧和软垫可以将外界的震动所吸收，软垫可以将弹簧产生的震动吸收，从而使激光发射器摆放位置更加平稳，连接板通过连接螺栓与底座构成拆卸结构，可以将减震台从底座的底部向上滑动连接，将连接螺栓贯穿于连接板的内部，使减震台与底座之间连接紧密。

附图说明

图1为本发明一种非接触式测量铁路起拔道捣固车捣固装置位移的方法的结构示意图；

图2为本发明一种非接触式测量铁路起拔道捣固车捣固装置位移的方法的光路原理示意图；

图3为本发明一种非接触式测量铁路起拔道捣固车捣固装置位移的方法的激光发射器放大连接结构示意图；

图4为本发明一种非接触式测量铁路起拔道捣固车捣固装置位移的方法的激光发射器仰视连接结构示意图；

图5为本发明一种非接触式测量铁路起拔道捣固车捣固装置位移的方法的图3中a处放大结构示意图。

图中：1、捣固装置，2、捣固车大梁，3、捣固车，4、激光发射器，5、ccd测量装置，6、光学镜头，7、ccd传感器，8、图像，9、位移量，10、信号输出接口，11、算法模块，12、实际位移信息，13、激光光斑，14、中轴线，15、移动台，16、延伸杆，17、伸缩杆，18、固定螺栓，19、支撑杆，20、减震台，21、弹簧，22、软垫，23、底座，24、连接板，25、连接螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种非接触式测量铁路起拔道捣固车捣固装置位移的方法，包括捣固装置1、捣固车大梁2、捣固车3、激光发射器4、ccd测量装置5、光学镜头6、ccd传感器7、图像8、位移量9、信号输出接口10、算法模块11、实际位移信息12、激光光斑13、中轴线14、移动台15、延伸杆16、伸缩杆17、固定螺栓18、支撑杆19、减震台20、弹簧21、软垫22、底座23、连接板24和连接螺栓25，捣固装置1的上端设置有捣固车大梁2，且捣固车大梁2的外部固定有捣固车3，捣固装置1表面的激光光斑13在ccd传感器7上产生图像8，且图像8对应捣固装置1在ccd传感器7上的位置，激光光斑13可以经捣固装置1表面反射到ccd测量装置5的光学镜头6上，在ccd传感器7上成像，激光光斑13经ccd测量装置5的光学镜头6入射到ccd传感器7上产生图像8，再通过位移量9和实际位移之间的关系式，精确计算出捣固装置1相对捣固车3大量的垂直位移，捣固车大梁2的上端均安装有激光发射器4和ccd测量装置5，且ccd测量装置5的内部设置有光学镜头6，激光发射器4与ccd测量装置5的中轴线14位于捣固装置1的内部相交，且激光发射器4沿着中轴线14发射激光照射到捣固装置1的表面形成激光光斑13，安装在捣固车大梁2上的ccd测量装置5的中轴线14与激光发射器4其中轴线14成一定角度，激光发射器4发射激光照射到捣固装置1表面，激光光斑13经捣固装置1表面反射到ccd测量装置5的光学镜头6上，在ccd传感器7上成像，这样的方式使ccd传感器7的使用寿命延长，不会经常更换，节约了测量成本，ccd传感器7安置于光学镜头6的上方，且ccd传感器7的上端显示有图像8，图像8的上端电性连接有算法模块11，且算法模块11的内部设置有位移量9，信号输出接口10安置于算法模块11的上端，捣固装置1的一侧设置有实际位移信息12，且捣固装置1的内部展示有激光光斑13；

激光光斑13的上端设置有中轴线14，捣固车3的下端设置有移动台15，激光发射器4的下端固定有延伸杆16，且延伸杆16的下端连接有伸缩杆17，延伸杆16与伸缩杆17构成升降结构，且固定螺栓18垂直贯穿于伸缩杆17的内部，可以将激光发射器4通过延伸杆16与伸缩杆17升降，从而调整激光发射器4的高度，使其更好的进行激光发出，可以通过固定螺栓18贯穿于伸缩杆17的内部，从而将其调整后的高度进行固定，伸缩杆17的前端贯穿有固定螺栓18，且伸缩杆17的左右两侧均连接有支撑杆19，支撑杆19通过焊接分别与伸缩杆17和减震台20构成一体化结构，且支撑杆19与减震台20之间的夹角为60°，可以将支撑杆19通过焊接分别与伸缩杆17和减震台20连接，其之间形成一个角度为60°的三角形，从而使其之间的结构更加稳定，支撑杆19的下端固定有减震台20，且减震台20的内部安装有弹簧21；

弹簧21的一侧固定有软垫22，弹簧21和软垫22关于减震台20的内部交错分布，且减震台20与底座23构成滑动结构，减震台20内部的弹簧21和软垫22可以将外界的震动所吸收，软垫22可以将弹簧21产生的震动吸收，从而使激光发射器4摆放位置更加平稳，减震台20的外部包裹有底座23，且减震台20的左右两侧均固定有连接板24，连接板24通过焊接与减震台20构成紧密连接，且连接板24通过连接螺栓25与底座23构成拆卸结构，可以将减震台20从底座23的底部向上滑动连接，将连接螺栓25贯穿于连接板24的内部，使减震台20与底座23之间连接紧密，连接板24的内部设置有连接螺栓25。

本实施例的工作原理：该非接触式测量铁路起拔道捣固车捣固装置位移的方法，首先将激光发射器4通过延伸杆16与伸缩杆17升降，从而调整激光发射器4的高度，使其更好的进行激光发出，通过固定螺栓18贯穿于伸缩杆17的内部，从而将其调整后的高度进行固定，将支撑杆19通过焊接分别与伸缩杆17和减震台20连接，其之间形成一个角度为60°的三角形，从而使其之间的结构更加稳定，将减震台20从底座23的底部向上滑动连接，将连接螺栓25贯穿于连接板24的内部，使减震台20与底座23之间连接紧密，减震台20内部的弹簧21和软垫22可以将外界的震动所吸收，软垫22可以将弹簧21产生的震动吸收，从而使激光发射器4摆放位置更加平稳，将安装在捣固车车体大梁上的激光发射器4其中轴线14与捣固车大梁2垂直，安装在捣固车大梁2上的ccd测量装置5的中轴线14与激光发射器4其中轴线14成一定角度，激光发射器4发射激光照射到捣固装置1表面，激光光斑13经捣固装置1表面反射到ccd测量装置5的光学镜头6上，在ccd传感器7上成像，激光光斑13经ccd测量装置5的光学镜头6入射到ccd传感器7上产生图像8，再通过位移量9和实际位移之间的关系式，精确计算出捣固装置1相对捣固车3大量的垂直位移，捣固装置1在垂直方向上下运动时，激光光斑13产生的图像在ccd传感器7上的位置也发生位移,ccd测量装置5的图像处理电路和算法模块11精确测量出图像8在ccd测量装置5的位移量9，再通过位移量9和实际位移信息12之间的关系式，精确计算出捣固装置1的实际位移信息12,计算出的实际位移信息12通过信号输出接口10以模拟量和数字量信号的形式输出，捣固车3进行捣固作业时，捣固装置1沿中轴线14上下移动，当捣固装置1位置发生变化时，经捣固装置1表面反射的激光光斑13在ccd传感器7所成像上的位置也会发生相应的位移，通过图像处理电路和算法精确测量出激光光斑13所形成的图像8在ccd传感器7的位移，这就是该非接触式测量铁路起拔道捣固车捣固装置位移的方法的工作原理。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。