一种轨面高程自动检测与标记装置的制作方法

本发明涉及铁路轨道运营检修，更具体地说，它涉及一种轨面高程自动检测与标记装置。

背景技术：

1、铁路运营过程中，路基局部沉降会导致轨道线路高低不平顺，从而影响列车正常行驶甚至危及行车安全，因此需定期检测轨面高程。目前轨面高程检测主要采用人工作业方式，具体操作为：选择检测区段内水准基点若干(每两公里布设一个)，将塔尺布置在水准基点上作为测量起点的后视点，将另一根塔尺布置在轨面测点上作为测量的前视点，水准仪布置于两根塔尺中间位置，用石笔在前视点的轨面做好标记作为下一测站的转点，测量时仪器先读转点数据，后读中间点数据，在测量路径上每两公里与沿线水准基点联测一次以保证测量精度。

2、现行人工测量方法存在以下问题：需交替架设水准仪及塔尺并标记测点，作业繁复效率低；至少配备四名以上作业人员，即一名测量员、两名扶尺工及一名观察员，人力投入较多；测量结果受主观因素影响较大，如塔尺未扶正、测量估读不准确等，均会造成结果出现较大偏差。

3、因此，有必要提供一种轨面高程自动检测与标记装置解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种轨面高程自动检测与标记装置。

2、本发明的技术方案是：一种轨面高程自动检测与标记装置，包括机架，所述机架的两端均设有走行模组、测量模组、标记模组、控制器和锂电池组，所述机架顶面的中部设有全站仪，所述控制器电性连接所述走行模组、测量模组、标记模组、锂电池组、全站仪。

3、作为进一步地改进，所述机架包括底架，所述底架的顶部设有底板，所述底架的两端分别设有侧架。

4、进一步地，所述走行模组包括一对主动轮及过波轮组，所述主动轮分别位于所述机架一端的前后两侧，所述过波轮组位于所述机架一端的中部，所述主动轮及过波轮组均与钢轨的顶部接触。

5、进一步地，各所述主动轮均设有电性连接所述控制器的驱动电机。

6、进一步地，所述波轮组由多个小直径滚轮线性排列构成，小直径滚轮的直径小于所述主动轮的直径。

7、进一步地，所述测量模组包括滚动测距仪、电子水平仪和激光传感器，所述滚动测距仪的滚轮紧贴钢轨的侧壁，所述激光传感器对准钢轨的顶部。

8、进一步地，所述标记模组包括油漆喷头及漆料盒，所述漆料盒内设有电性连接所述控制器的油漆泵，所述油漆喷头对准钢轨的顶部。

9、进一步地，所述机架的两端均设有用于顶紧钢轨内侧的顶紧轮，所述顶紧轮通过弹簧连接所述机架。

10、进一步地，所述机架顶面的中部设有用于安装所述全站仪的支撑架。

11、进一步地，所述装置的工作过程包括以下步骤：

12、步骤1.标记模组在钢轨的检测起始点喷漆标记，全站仪以离检测起始点最近的cpⅲ标志为基准标定相对空间位置，并将高差数据传输至控制器；测量模组在检测起始点采集机架与钢轨之间距离、机架的水平倾角数据，并传输至控制器；控制器根据高差数据、机架与钢轨之间距离、机架的水平倾角数据计算出检测起始点的轨面高程；

13、步骤2.走行模组在钢轨上行进，测量模组持续采集行进距离、机架与钢轨之间距离、机架的水平倾角数据，并传输至控制器，控制器对行进距离、机架与钢轨之间距离、机架的水平倾角数据进行处理并生成行进段内的钢轨连续轨面廓形；

14、步骤3.当走行模组的行进距离满足预设测量间距后，控制器控制走行模组停止行进，并由标记模组对钢轨喷漆标记，表示此处为一处测点；全站仪以离该测点最近的cpⅲ标志为基准标定相对空间位置，并将高差数据传输至控制器；测量模组在该测点采集机架与钢轨之间距离、机架的水平倾角数据，并传输至控制器；控制器根据高差数据、机架与钢轨之间距离、机架的水平倾角数据计算出该测点的轨面高程，并根据轨面高程与已生成的钢轨连续轨面廓形耦合建立轨面高程数字模型，完成该测点的轨面高程检测；

15、步骤4.重复步骤2、步骤3，直到最终完成目标区段内钢轨的轨面高程检测，并输出轨面高程数字模型；通过将轨面高程数字模型与数据库存储的数据对比来评估钢轨的轨面状态，判定钢轨的轨面高程是否超限并定位超限区段。

16、有益效果

17、本发明与现有技术相比，具有的优点为：

18、1.本发明可在钢轨上自动行进并检测轨面高程，相较于人工作业方式，其无需频繁交替架设调整水准仪及塔尺并标记测点，检测效率大幅提升。

19、2.现行人工检测方式至少需要四名作业人员，而使用本发明后，基本实现无人化作业，大幅减少人力投入。

20、3.本发明以cpⅲ标记为标定基准，同时采用多种传感器测量、采集数据，通过控制器汇总数据并计算轨面高程，杜绝人主观因素如塔尺未扶正、测量估读不准确对测量结果的影响，使检测精度更高、质量更稳定。

技术特征：

1.一种轨面高程自动检测与标记装置，其特征在于，包括机架(1)，所述机架(1)的两端均设有走行模组(2)、测量模组(3)、标记模组(4)、控制器(5)和锂电池组(6)，所述机架(1)顶面的中部设有全站仪(17)，所述控制器(5)电性连接所述走行模组(2)、测量模组(3)、标记模组(4)、锂电池组(6)、全站仪(17)。

2.根据权利要求1所述的一种轨面高程自动检测与标记装置，其特征在于，所述机架(1)包括底架(7)，所述底架(7)的顶部设有底板(8)，所述底架(7)的两端分别设有侧架(9)。

3.根据权利要求1所述的一种轨面高程自动检测与标记装置，其特征在于，所述走行模组(2)包括一对主动轮(11)及过波轮组(12)，所述主动轮(11)分别位于所述机架(1)一端的前后两侧，所述过波轮组(12)位于所述机架(1)一端的中部，所述主动轮(11)及过波轮组(12)均与钢轨(20)的顶部接触。

4.根据权利要求3所述的一种轨面高程自动检测与标记装置，其特征在于，各所述主动轮(11)均设有电性连接所述控制器(5)的驱动电机(21)。

5.根据权利要求3所述的一种轨面高程自动检测与标记装置，其特征在于，所述波轮组(12)由多个小直径滚轮线性排列构成，小直径滚轮的直径小于所述主动轮(11)的直径。

6.根据权利要求1所述的一种轨面高程自动检测与标记装置，其特征在于，所述测量模组(3)包括滚动测距仪(14)、电子水平仪(15)和激光传感器(16)，所述滚动测距仪(14)的滚轮紧贴钢轨(20)的侧壁，所述激光传感器(16)对准钢轨(20)的顶部。

7.根据权利要求1所述的一种轨面高程自动检测与标记装置，其特征在于，所述标记模组(4)包括油漆喷头(18)及漆料盒(19)，所述漆料盒(19)内设有电性连接所述控制器(5)的油漆泵，所述油漆喷头(18)对准钢轨(20)的顶部。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种轨面高程自动检测与标记装置，其特征在于，所述机架(1)的两端均设有用于顶紧钢轨(20)内侧的顶紧轮(13)，所述顶紧轮(13)通过弹簧(22)连接所述机架(1)。

9.根据权利要求1所述的一种轨面高程自动检测与标记装置，其特征在于，所述机架(1)顶面的中部设有用于安装所述全站仪(17)的支撑架(10)。

10.根据权利要求1所述的一种轨面高程自动检测与标记装置，其特征在于，所述装置的工作过程包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种轨面高程自动检测与标记装置，属于铁路轨道运营检修技术领域，解决现有检测方式的数据存在较大偏差的技术问题，装置包括机架，机架的两端均设有走行模组、测量模组、标记模组、控制器和锂电池组，机架顶面的中部设有全站仪，控制器电性连接走行模组、测量模组、标记模组、锂电池组、全站仪。本发明通过全站仪检测高差数据，通过测量模组采集行进距离、机架与钢轨之间距离、机架的水平倾角数据，控制器根据高差数据、行进距离、机架与钢轨之间距离、机架的水平倾角数据计算轨面高程和生成钢轨连续轨面廓形，并建立轨面高程数字模型，以判定钢轨的轨面高程是否超限，检测精度更高、质量更稳定。

技术研发人员：黄振,张金强,梁洪杰,黄坤亮,陈爱峰,唐专云,陈德靖,石新卫,梁保教,李胜,白先忠,郑康翔,尹高平,林凤涛,杨世德
受保护的技术使用者：中国铁路南宁局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19