一种铁路工务综合检测装置的制作方法

1.本发明实施例涉及测量与控制技术领域，具体涉及一种铁路工务综合检测装置。


背景技术：

2.我国已建成高速铁路的规模日益庞大，为了保障高速铁路的安全平稳运营，与之相对是线路封闭运营及天窗修养护作业模式。由于运营的繁忙，留给工务的天窗时间通常较短，且一般在晚上；另一方面涉及工务养护作业的检测项目又较多，包含轨道、限界、隧道轮廓、接触网等，繁重的高速铁路工务检测任务及作业模式，使得当前采用的检测方法已越来越不适应现场需求。当前工务检测技术手段，主要包括轨道检测及限界轮廓检测，两者是分开检测的。
3.两者不能同时进行，这意味着需要投入更多的资源才能完成轨道、限界、隧道轮廓、接触网等项目的检测，增加作业成本以及影响作业效率。


技术实现要素：

4.为此，本发明实施例提供一种铁路工务综合检测装置，以解决现有技术中由于不同检测内容需要用到不同设备进行检测而导致的检测设备繁多，综合检测效率低的问题。
5.为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
6.在本发明的实施方式的第一方面中，提供了一种铁路工务综合检测装置，包括作业平台，所述作业平台的两侧对称设置行走装置，所述行走装置包括能够纵向滚动的走行轮，所述走行轮的内侧设有测量轮，一侧的所述行走装置的内侧及上侧分别设有轨距传感器与编码器，所述作业平台上还设有智能型全站仪、控制主机、惯性测量单元、三维激光扫描仪及gnss接收机；
7.其中，该装置还包括与控制主机连接的电气系统和数据采集系统，所述控制主机设置在支架上，所述支架的顶部还设有推手，所述控制主机分别电连接所述轨距传感器、编码器、惯性测量单元、三维激光扫描仪及gnss接收机，所述三维激光扫描仪设置在所述作业平台的中间位置，所述gnss接收机设置在智能型全站仪相对侧的位置上。
8.进一步地，所述智能型全站仪设置在作业平台的边侧的位置上，所述支架的位置靠近所述智能型全站仪，所述支架的底部位置处设置惯性测量单元。
9.进一步地，靠近所述智能型全站仪位置处的行走装置为前后对称设置，所述行走装置的外侧还设有护板。
10.进一步地，所述支架为可调节高度的倾斜设置的伸缩杆，其底部通过俯仰装置与作业平台连接。
11.进一步地，所述gnss接收机通过固定柱安装在作业平台上，所述固定柱为分段式拼接结构。
12.进一步地，所述作业平台为箱体结构，所述电气系统和数据采集系统设置在箱体的内部。
13.根据本发明的实施方式，该检测装置具有如下优点：本发明通过对三维激光扫描仪、惯导测量单元、智能型全站仪、gnss、轨距传感器、编码器等多种传感器的融合，实现了轨道、限界、隧道轮廓、接触网等多个项目的同时检测，极大地提高了工务检测的综合效率。本发明提供两种作业模式，一是采用“gnss+惯导+三维激光扫描仪”的方案进行检测，适合于在能够收到导航卫星信号的铁路路基或桥梁上作业；二是采用“智能型全站仪+惯导+三维激光扫描仪”的方案进行检测，适合在建有轨道控制网(cpiii)的隧道中作业。由于铁路跟城市轨道交通都采用1435mm标准轨距，因此本发明能够同时应用于铁路跟城市轨道交通，
14.两种作业模式互为补充，能够很好地适应各种应用场景。通过上述技术创新，实现了铁路工务多种检测项目的综合检测，进一步提升了检测技术水平。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
16.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
17.图1为本发明实施例提供的一种铁路工务综合检测装置的主视图；
18.图2为本发明实施例提供的一种铁路工务综合检测装置的俯视图。
19.图中：1、作业平台；2、走行轮；3、测量轮；4、轨距传感器；5、编码器；6、智能型全站仪；7、控制主机；8、惯性测量单元；9、三维激光扫描仪；10、gnss接收机；11、电气系统和数据采集系统；12、支架；13、推手；14、护板；15、俯仰装置；16、固定柱。
具体实施方式
20.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
21.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
22.如图1、图2所示，其示出了本发明实施例提供的一种铁路工务综合检测装置，包括作业平台1，作业平台1的两侧对称设置行走装置，行走装置包括能够纵向滚动的走行轮2，走行轮2的内侧设有测量轮3，一侧的行走装置的内侧及上侧分别设有轨距传感器4与编码器5，作业平台1上还设有智能型全站仪6、控制主机7、惯性测量单元8、三激光维扫描仪9及gnss接收机10；
23.其中，该装置还包括与控制主机7连接的电气系统和数据采集系统11，控制主机7设置在支架12上，支架12的顶部还设有推手13，控制主机7分别电连接轨距传感器4、编码器5、惯性测量单元8、三维激光扫描仪9及gnss接收机10，三维激光扫描仪9设置在作业平台1的中间位置，gnss接收机10设置在智能型全站仪6相对侧的位置上。
24.具体的结构中，作业平台1为箱体结构，电气系统和数据采集系统11设置在箱体的内部。
25.其中，通过对部件结构的组合设计，位置关系的确定，能够保障轨道、限界、隧道轮廓、接触网等项目的检测作业内容在运行时不会相互之间干扰，并且能够同时进行并得出数据结果，直接提高工作效率，在控制主机7中安装有开发的专业软件，以实现对整个系统的控制与操作。通过上述软硬件系统的组合，从而达到对轨道、铁路沿线设备进行检测、扫描以及数据存储、处理等目的。
26.具体的结构中，智能型全站仪6设置在作业平台1的边侧的位置上，支架12的位置靠近智能型全站仪6，支架12的底部位置处设置惯性测量单元8，实际实施中，行走装置可以设置在单独安装在作业平台1端部的底座上，能够保障其运行的稳定性。
27.其中，靠近智能型全站仪6位置处的行走装置为前后对称设置，行走装置的外侧还设有护板14，对称设置提高单侧轨检测接触面，提高装置的平衡稳定性。
28.具体的进一步的实施例中，支架12为可调节高度的倾斜设置的伸缩杆，其底部通过俯仰装置15与作业平台1连接，其上下和前后的调节方式，有利于不同的操作员操作使用，提高其便捷性。
29.同时俯仰装置15实际为支架12底部安装的前后转动调节的轴，轴侧设置锁定结构，调整到合适的角度后锁定即可。
30.其中，gnss接收机10通过固定柱16安装在作业平台1上，固定柱16为分段式拼接结构，分段式结构的固定住为多级拼接结构，其能够适用于不同高度的检测场景，能够依据现场作业情况设置gnss接收机10的位置高度，保障信号的稳定传输。
31.本装置在使用过程中，作业平台两侧的走行轮2架设在钢轨顶面上，测量轮3与钢轨的内表面接触，轨距传感器4正对相对侧的钢轨上，通过推行装置在钢轨上行走，相应部件及传感器将数据采集并通过电气系统和数据采集系统11直接传输至控制主机7，从而得到轨道、限界、隧道轮廓、接触网检测的数据信息。
32.本实用新型在实施过程中，在绝对坐标测量方面，有两种方式：一是采用安装在作业平台1上的gnss接收机10，通过接收导航卫星信号并配合基站数据来解算接收机相位中心的运动航迹，然后与惯导数据相融合得到三维激光扫描仪9扫描中心的运动航迹及三维姿态；二是采用智能型全站仪6通过铁路线路两边的控制网进行不整平自由设站，获取智能型全站仪6站心的三维坐标，然后采用全站仪站心坐标、惯性测量数据及里程数据(编码器5)经融合处理得到全站仪站心的运动航迹及三维姿态，最后通过全站仪的站心与三维激光扫描仪9的扫描中心的相互位置关系，将全站仪站心运动航迹及三维姿态换算为三维激光扫描仪9扫描中心的运动航迹及三维姿态。
33.采用三维激光扫描仪9扫描中心的运动航迹及姿态与扫描数据经融合处理，得到以空间三维坐标表示的点云模型。在点云模型的基础上，可以提取铁路断面，然后以断面内两根钢轨顶面中心为基准，叠加设计建筑限界或设计隧道断面并进行侵限及隧道形变分
析，根据分析结果判断是否存在侵限情况并预警。还可通过点云模型提取接触网数据，并以钢轨为基准计算接触网的拉出值及导高等参数，进行接触网几何分析。
34.在轨道检测方面，以gnss接收机10相位中心航迹或全站仪站心航迹及三维姿态为基础，融合轨距数据及作业平台1的几何参数，经组合解算可得到轨道的空间三维坐标、轨距及超高等参数，在此基础上进一步分析轨道的轨向、高低、扭曲等平顺性指标，为轨道调整及平顺性评价服务。
35.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。