專利名稱：一種軌道固定點及建筑限界測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量系統(tǒng)，尤其涉及一種修筑鐵路軌道用的 背景技術近年來，我國鐵路列車的運行速度向高速鐵路發(fā)展，軌道的長 波缺陷是影響列車的乘坐舒適度和平穩(wěn)性的主要因素，因此需要對軌 道的幾何精度和平順度提出更高的要求。目前我國在進行鐵路軌道施 工時，采用的軌道測量系統(tǒng)的長度僅限在工程車體的長度以內(nèi)，只能 測量波長較短的軌道缺陷，無法測量線路的長波缺陷；另外，施工作 業(yè)所選用的測量基準是軌道線路本身，施工后的線路方向和平順狀況 并不能恢復到原設計位置，且作業(yè)時會因基準位移而產(chǎn)生殘余誤差， 天長日久之后，線路就會明顯偏離線路的設計基準。技術內(nèi)容本實用新型所要提供的是一種采用絕對定位測量系統(tǒng)，能夠快 速、精確、有效地測量軌道線路相對于設計基準點空間位置的裝置。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是 一種軌道固定 點及建筑限界測量裝置，包括由一組傳感器組成的傳感單元，傳感單 元通過接口電路和數(shù)據(jù)處理單元連接，數(shù)據(jù)處理單元和偏移量輸出單 元連接，顯示器與數(shù)據(jù)處理單元連接。所述的傳感單元、數(shù)據(jù)處理單元和偏移量輸出單元安裝在一可沿 鋼軌推行的測量小車上。 '
所述的傳感單元包括一水平傳感器、 一角度傳感器和一激光測距 傳感器。
所述的測量小車的橫梁上安裝有一探測頭，激光測距傳感器與角 度傳感器安裝在所述的探測頭上，所述的水平傳感器安裝在所述的測 量小車的橫梁上。
所述的探測頭包括機身，機身下部通過一電動回轉(zhuǎn)裝置和所述的 測量小車的橫梁連接，所述的機身上部帶有一電動仰俯裝置，所述的 激光測距傳感器安裝在該電動仰俯裝置上，所述的角度傳感器裝在激 光測距傳感器和機身結(jié)合處。
通過釆用以上技術方案，本實用新型能測量線路軌面中心點到設 在線路兩側(cè)標樁、接觸網(wǎng)支柱或建筑物上的基準點的水平距離、垂直 距離及線路的橫向水平，得到軌面中心點的空間三維坐標參數(shù)；測量 結(jié)果能自動顯示、存儲，能與數(shù)據(jù)庫中線路的相應設計值進行比較， 計算出各個方向的實際偏差值，為鐵道線路搗固車提供作業(yè)依據(jù)。以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型的組成示意框圖。
圖2是本實用新型的測量小車的主視圖。 圖3是本實用新型的測量小車的俯視圖。 圖4是本實用新型的探測頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實用新型的測量原理圖。
具體實施方式
如圖l所示，本實用新型包括一數(shù)據(jù)處理單元，在本實例中數(shù)據(jù) 處理單元為計算機，由一水平傳感器、 一角度傳感器和一激光測距傳 感器組成的傳感單元通過接口電路和計算機連接，水平傳感器、角度 傳感器、激光測距傳感器將測得的數(shù)據(jù)通過接口電路輸入到計算機 中，計算機通過計算程序計算出鐵路軌道相對各個基準點的三維坐 標，將計算結(jié)果與線路數(shù)據(jù)庫中的相應值進行比較，可以得到軌面中 心的偏移量，在顯示器上顯示出來。
如圖2、圖3所示，前述的測量系統(tǒng)安裝在一可沿鋼軌推行的測 量小車上。所述的測量小車的橫梁上安裝有一探測頭1，激光測距 傳感器與角度傳感器安裝在所述的探測頭1上，所述的水平傳感器2 安裝在所述的測量小車的橫梁上。計算機、顯示器同樣安裝在測量小 車的適當位置。
如圖4所示，所述的探測頭包括機身3，機身下部通過一電動回 轉(zhuǎn)裝置4和所述的測量小車的橫梁連接，所述的機身3上部帶有一電 動仰俯裝置5，所述的激光測距傳感器6安裝在該電動仰俯裝置5上， 所述的角度傳感器7裝在激光測距傳感器6和機身3結(jié)合處。
本實用新型的工作原理如圖5所示，假設R(x， y)為測量基準點 位置，L(A,B)點為小車上測量設備測量安裝位置點，坐標系X0Y是水 平標準鋼軌狀態(tài)時候建立的坐標系(鋼軌平面方向為X軸坐標，向左 為正；垂直方向過軌道中心的軸線為Y軸，向上為正)，坐標系X' 0' Y'是坐標系XOY逆時針旋轉(zhuǎn)P角所得，A、 B為點L(A，B)到 Y' 、 X'軸距離(即安裝位置坐標)，L為點R (X，Y)到點L(A， B) 的距離，a為L與X'軸夾角。激光測距傳感器測量出小車上的回轉(zhuǎn) 點至目標點的距離U角度傳感器測量出激光測距傳感器與測量小車 的夾角a (有方向、有正負)；小車上的水平傳感器測量出小車與軌 道的夾角P (有方向、有正負)；
(1) 坐標系X' 0' Y'中，R點的坐標。 x' 二L氺cos a +A
y, 二L氺sina+B
(2) 坐標系X0Y中，R點的坐標。 x= x'氺cos P + y'氺sin P y= y' *sin P - x'氺cos P 把x' 、 y'坐標帶入可得
x二L (cos a氺cos3+sina氺sinP )十A氺cosP十B氺sinP y=L (cos a氺sin P—sin a氺cos P )十A氺sin P —B氺cos P 其中A、 B為測量裝置安裝位置決定的常數(shù)。 因此，通過激光測距傳感器測量出小車上的回轉(zhuǎn)點至目標點的距離L、角度傳感器測量出的激光測距傳感器與測量小車的夾角
a、水平傳感器測量出的小車與軌道的夾角P，就可以得出測量小 車所在軌面中心點相對基準點的坐標。
權(quán)利要求1. 一種軌道固定點及建筑限界測量裝置，其特征在于包括由一組傳感器組成的傳感單元，傳感單元通過接口電路和數(shù)據(jù)處理單元連接，數(shù)據(jù)處理單元和偏移量輸出單元連接，和數(shù)據(jù)處理單元連接的還有顯示器。
2. 如權(quán)利要求1所述的軌道固定點及建筑限界測量裝置，其特征在于 所述的傳感單元、數(shù)據(jù)處理單元和偏移量輸出單元安裝在一可沿鋼軌 推行的測量小車上。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的軌道固定點及建筑限界測量裝置，其特 征在于所述的傳感單元包括一水平傳感器、 一角度傳感器和一激光測 距傳感器。
4. 如權(quán)利要求3所述的軌道固定點及建筑限界測量裝置，其特征在 于所述的測量小車的橫梁上安裝有一探測頭，激光測距傳感器與角度 傳感器安裝在所述的探測頭上，所述的水平傳感器安裝在所述的測量 小車的橫梁上。
專利摘要本實用新型涉及一種測量系統(tǒng)，尤其涉及一種軌道固定點及建筑限界測量裝置，包括由一組傳感器組成的傳感單元，傳感單元通過接口電路和數(shù)據(jù)處理單元連接，數(shù)據(jù)處理單元和偏移量輸出單元連接，和數(shù)據(jù)處理單元連接的還有顯示器。所述的傳感單元、數(shù)據(jù)處理單元和偏移量輸出單元安裝在一可沿鋼軌推行的測量小車上。所述的傳感單元包括一水平傳感器、一角度傳感器和一激光測距傳感器。本實用新型能夠測量軌面中心點相對于軌道外側(cè)基準點的水平距離、垂直距離及軌道的橫向水平。能自動顯示、存儲測量數(shù)據(jù)，有良好的人機界面；測量結(jié)果能為鐵道線路搗固車進行作業(yè)參考。
文檔編號E01B35/00GK201103084SQ20072012884
公開日2008年8月20日 申請日期2007年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日
發(fā)明者常永全, 牛懷軍, 王發(fā)燈, 王海峰, 陸亦群, 高春雷 申請人:中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所;高春雷;牛懷軍;陸亦群;王發(fā)燈;常永全;王海峰