一種鐵路隧道限界檢測(cè)車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鐵路隧道限界檢測(cè)車，包括：檢測(cè)車車體、激光系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)；激光系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)均安裝在檢測(cè)車車體內(nèi)，測(cè)量系統(tǒng)的輸出端連接計(jì)算機(jī)的輸入端，計(jì)算機(jī)的輸出端連接激光系統(tǒng)的輸入端。激光系統(tǒng)同時(shí)檢測(cè)隧道洞壁同一斷面不同位置，保證覆蓋全隧道洞壁；照射兩根鋼軌的激光照射平面與主激光平面調(diào)整在同一平面內(nèi)，這樣激光器發(fā)射出的激光光束就可以覆蓋隧道輪廓360°的限界測(cè)量范圍；檢測(cè)車車體前端轉(zhuǎn)向架的兩個(gè)車輪軸箱上分別安裝有一套測(cè)速用的霍爾傳感器探頭，實(shí)時(shí)測(cè)量檢測(cè)車速；通過(guò)計(jì)算機(jī)控制激光系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)射激光信號(hào)、處理光帶圖像，實(shí)現(xiàn)鐵路隧道限界檢測(cè)自動(dòng)化，提高檢測(cè)效率。
【專利說(shuō)明】
一種鐵路隧道限界檢測(cè)車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及隧道檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鐵路隧道限界檢測(cè)車?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]為了確保機(jī)車車輛在鐵路線路上運(yùn)行的安全，防止機(jī)車車輛撞擊鄰近線路的建筑物和設(shè)備，而對(duì)機(jī)車車輛和接近線路的建筑物、設(shè)備所規(guī)定的不允許超越的輪廓尺寸線，稱為限界。在鐵路《技規(guī)》中更是做出了明確規(guī)定:一切建筑物、設(shè)備，在任何情況下均不得侵入鐵路的建筑限界。鐵路建筑限界測(cè)量的精確性十分重要，直接關(guān)系到鐵路擴(kuò)大貨物運(yùn)輸?shù)陌踩院瓦\(yùn)輸收入的增長(zhǎng)。以往某些區(qū)段限界尺寸測(cè)量不準(zhǔn)確，導(dǎo)致一些擴(kuò)大貨物運(yùn)輸必須繞行或拒運(yùn)，造成鐵路運(yùn)能的浪費(fèi)和運(yùn)輸收入的損失。
[0003]鐵路建筑限界大多使用如“吊繩”、“觸桿”、“皮尺”等手工方法進(jìn)行測(cè)量，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，測(cè)量精度低。隨著鐵路電氣化線路迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的測(cè)量手段已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)快速、準(zhǔn)確、 安全的鐵路隧道限界檢測(cè)要求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種鐵路隧道限界檢測(cè)車。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種鐵路隧道限界檢測(cè)車，包括:承載激光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的檢測(cè)車車體；實(shí)時(shí)向隧道洞壁發(fā)射激光信號(hào)形成激光光帶的激光系統(tǒng)；實(shí)時(shí)攝錄照射在隧道洞壁上所形成的激光光帶的測(cè)量系統(tǒng)；處理激光光帶圖像的計(jì)算機(jī)；激光系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)均安裝在檢測(cè)車車體內(nèi)，測(cè)量系統(tǒng)的輸出端連接計(jì)算機(jī)的輸入端， 計(jì)算機(jī)的輸出端連接激光系統(tǒng)的輸入端。
[0006]所述鐵路車體中央部分設(shè)置設(shè)備安裝間，激光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)同一個(gè)測(cè)量構(gòu)架安裝在設(shè)備安裝間中央。
[0007]所述激光系統(tǒng)包括多臺(tái)激光器，分別安裝在檢測(cè)車車體內(nèi)部測(cè)量構(gòu)架上及檢測(cè)車車體梁下端，各激光器發(fā)射出的激光光束覆蓋隧道輪廓360°的限界測(cè)量范圍。
[0008]所述測(cè)量系統(tǒng)包括分別攝取鐵路隧道同一斷面不同部分的多臺(tái)CCD攝像機(jī)。
[0009]可選地，所述激光系統(tǒng)包括十臺(tái)氦氖激光器，其中六臺(tái)氦氖激光器發(fā)出的扇形光面通過(guò)檢測(cè)車車體的車窗照射到隧道洞壁上，其余四臺(tái)激光器發(fā)出的扇形光面通過(guò)檢測(cè)車車體頂部照射出車外。
[0010]可選地，所述測(cè)量系統(tǒng)包括九臺(tái)CCD攝像機(jī)，其中八臺(tái)CCD攝像機(jī)分別安裝在檢測(cè)車車體周圍的左右側(cè)，其余一臺(tái)CCD攝像機(jī)安裝在檢測(cè)車車體頂端。
[0011]進(jìn)一步地，所述的一種鐵路隧道限界檢測(cè)車，還包括:測(cè)量?jī)筛撥壩恢玫臏y(cè)量機(jī)構(gòu)，該測(cè)量機(jī)構(gòu)包括兩臺(tái)向兩根鋼軌發(fā)射激光信號(hào)形成激光光帶的氦氖激光器和兩臺(tái)攝錄照射在兩根鋼軌上的激光信號(hào)所形成激光光帶的CCD攝像機(jī)，兩臺(tái)氦氖激光器的輸入端分別連接計(jì)算機(jī)的輸出端，兩臺(tái)CCD攝像機(jī)的輸出端分別連接計(jì)算機(jī)的輸入端。
[0012]進(jìn)一步地，所述檢測(cè)車車體前端轉(zhuǎn)向架的兩個(gè)車輪軸箱上分別安裝有一套測(cè)速用的霍爾傳感器探頭，霍爾傳感器探頭的輸出端連接計(jì)算機(jī)的輸入端，輪軸端部安裝有用于在車輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)車速和圖像定位的鋁盤，鋁盤圓周上鑲有十六條磁條，鋁盤用螺栓固定在車軸上。
[0013]有益效果:1、激光系統(tǒng)同時(shí)檢測(cè)隧道洞壁同一斷面不同位置，保證覆蓋全隧道洞壁；2、照射兩根鋼軌的激光照射平面與主激光平面調(diào)整在同一平面內(nèi)，這樣激光器發(fā)射出的激光光束就可以覆蓋隧道輪廓360°的限界測(cè)量范圍；3、測(cè)量系統(tǒng)中每臺(tái)CCD攝像機(jī)攝取隧道斷面的一部分，能拼接成完整斷面；4、檢測(cè)車車體前端轉(zhuǎn)向架的兩個(gè)車輪軸箱上分別安裝有一套測(cè)速用的霍爾傳感器探頭，輪軸端部安裝有用于在車輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)車速和圖像定位的鋁盤，實(shí)時(shí)測(cè)量檢測(cè)車速，檢測(cè)位置與圖像定位；5、通過(guò)計(jì)算機(jī)控制激光系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)射激光信號(hào)、處理光帶圖像，實(shí)現(xiàn)鐵路隧道限界檢測(cè)自動(dòng)化，提尚檢測(cè)效率?！靖綀D說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的鐵路隧道限界檢測(cè)車結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的鐵路隧道限界檢測(cè)車結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例3的鐵路隧道限界檢測(cè)車結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]實(shí)施例1一種鐵路隧道限界檢測(cè)車，如圖1所示，包括:承載激光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的檢測(cè)車車體;鐵路隧道限界檢測(cè)車車體是用YW22B型硬臥車改造而成，車體轉(zhuǎn)向架為209型，車內(nèi)前端改為工作間，后端為休息室、廚房和衛(wèi)生間。檢測(cè)車車體中央部分設(shè)置設(shè)備安裝間，激光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)同一個(gè)測(cè)量構(gòu)架安裝在設(shè)備安裝間中央。激光系統(tǒng)控制設(shè)備和激光系統(tǒng)操作設(shè)備布置在測(cè)量構(gòu)架兩端。檢測(cè)車車體的中央用槽鋼焊接成矩形的測(cè)量架構(gòu)，測(cè)量架構(gòu)的前端安裝激光系統(tǒng)，后端安裝測(cè)量系統(tǒng)。激光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量架構(gòu)剛性連接，保持固定的攝像物距。
[0017]實(shí)時(shí)向隧道洞壁發(fā)射激光信號(hào)形成激光光帶的激光系統(tǒng)；實(shí)時(shí)攝錄照射在隧道洞壁上所形成的激光光帶的測(cè)量系統(tǒng)；處理激光光帶圖像的計(jì)算機(jī)；激光系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)均安裝在檢測(cè)車車體內(nèi)，測(cè)量系統(tǒng)的輸出端連接計(jì)算機(jī)的輸入端， 計(jì)算機(jī)的輸出端連接激光系統(tǒng)的輸入端。
[0018]激光系統(tǒng)包括多臺(tái)激光器，分別安裝在檢測(cè)車車體內(nèi)部測(cè)量構(gòu)架上及檢測(cè)車車體梁下端，各激光器發(fā)射出的激光光束覆蓋隧道輪廓360°的限界測(cè)量范圍。
[0019]測(cè)量系統(tǒng)包括分別攝取鐵路隧道同一斷面不同部分的多臺(tái)C⑶攝像機(jī)。
[0020]實(shí)施例2一種鐵路隧道限界檢測(cè)車，如圖2所示，包括:承載激光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的檢測(cè)車車體;鐵路隧道限界檢測(cè)車車體是用YW22B型硬臥車改造而成，車體轉(zhuǎn)向架為209型，車內(nèi)前端改為工作間，后端為休息室、廚房和衛(wèi)生間。檢測(cè)車車體中央部分設(shè)置設(shè)備安裝間，激光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)同一個(gè)測(cè)量構(gòu)架安裝在設(shè)備安裝間中央。激光系統(tǒng)控制設(shè)備和激光系統(tǒng)操作設(shè)備布置在測(cè)量構(gòu)架兩端。檢測(cè)車車體的中央用槽鋼焊接成矩形的測(cè)量架構(gòu)，測(cè)量架構(gòu)的前端安裝激光系統(tǒng)，后端安裝測(cè)量系統(tǒng)。激光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量架構(gòu)剛性連接，保持固定的攝像物距。
[0021]實(shí)時(shí)向隧道洞壁發(fā)射激光信號(hào)形成激光光帶的激光系統(tǒng)；實(shí)時(shí)攝錄照射在隧道洞壁上所形成的激光光帶的測(cè)量系統(tǒng)；處理激光光帶圖像的計(jì)算機(jī);計(jì)算機(jī)控制激光系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)射激光信號(hào)、處理光帶圖像并顯示。
[0022]激光系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)均安裝在檢測(cè)車車體內(nèi)，測(cè)量系統(tǒng)的輸出端連接計(jì)算機(jī)的輸入端，計(jì)算機(jī)的輸出端連接激光系統(tǒng)的輸入端。[0023 ]本實(shí)施例的測(cè)量系統(tǒng)包括九臺(tái)CCD攝像機(jī)，其中八臺(tái)CCD攝像機(jī)分別安裝在檢測(cè)車車體周圍的左右側(cè)，其余一臺(tái)CCD攝像機(jī)安裝在檢測(cè)車車體頂端。檢測(cè)車車體周圍的左右側(cè)分別開(kāi)有四個(gè)耳窗，檢測(cè)車車體上方開(kāi)有一個(gè)耳窗，每個(gè)耳窗內(nèi)布有一臺(tái)CCD攝像機(jī)。耳窗凸出到檢測(cè)車車體外端，凸出部分最外邊緣的尺寸小于車輛限界。測(cè)量前將耳窗打開(kāi)，CCD 攝像機(jī)鏡頭露出車外，在同步器控制下，連續(xù)攝錄激光器照射在隧道洞壁上的激光光帶。
[0024]本實(shí)施例的激光系統(tǒng)包括測(cè)量構(gòu)架前端安裝的十臺(tái)氦氖激光器，其中側(cè)面的六臺(tái)氦氖激光器發(fā)出的扇形光面通過(guò)檢測(cè)車車體的車窗照射到隧道洞壁上，測(cè)量時(shí)需將車窗拉開(kāi)，氦氖激光器出的扇形光面無(wú)遮擋的照射在隧道洞壁上。四臺(tái)氦氖激光器發(fā)出的扇形光面通過(guò)檢測(cè)車車體頂部照射出車外。測(cè)量構(gòu)架頂部的四臺(tái)激光器發(fā)出的扇形光面是通過(guò)檢測(cè)車車體頂部開(kāi)有的兩個(gè)鐵拉窗照射出車外的。鐵拉窗有鋼制滑道，可以靈活開(kāi)和關(guān)。各氦氖激光器以不同角度照射在隧道洞壁上形成光帶。十臺(tái)氦氖激光器還設(shè)有機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)， 氦氖激光器通過(guò)微調(diào)機(jī)構(gòu)安裝在測(cè)量架構(gòu)上。微調(diào)機(jī)構(gòu)可以使氦氖激光器前后、左右移動(dòng)， 用于調(diào)整激光照射平面和焦距。[〇〇25] 實(shí)施例3如圖3所示，在實(shí)施例2的鐵路隧道限界檢測(cè)車上，還包括測(cè)量?jī)筛撥壩恢玫臏y(cè)量機(jī)構(gòu)，該測(cè)量機(jī)構(gòu)包括兩臺(tái)向兩根鋼軌發(fā)射激光信號(hào)形成激光光帶的氦氖激光器和兩臺(tái)攝錄照射在兩根鋼軌上的激光信號(hào)所形成激光光帶的CCD攝像機(jī)，兩臺(tái)氦氖激光器的輸入端分別連接計(jì)算機(jī)的輸出端，兩臺(tái)CCD攝像機(jī)的輸出端分別連接計(jì)算機(jī)的輸入端。
[0026]兩鋼軌的測(cè)量非常重要，測(cè)量系統(tǒng)是以兩鋼軌中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，以兩鋼軌平面為橫坐標(biāo)軸的，所以鋼軌測(cè)量是整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的基準(zhǔn)。
[0027]測(cè)量機(jī)構(gòu)中的兩臺(tái)8mw氦氖激光器照射平面與測(cè)量構(gòu)架前端安裝的十臺(tái)氦氖激光器照射平面調(diào)整在同一平面上，測(cè)量機(jī)構(gòu)中的兩臺(tái)氦氖激光器分別負(fù)責(zé)照射兩條鋼軌的軌頂面和內(nèi)面，兩臺(tái)CCD攝像機(jī)分別攝錄兩鋼軌的激光照射帶。鋼軌的測(cè)量精度要求高，所以測(cè)量物距選擇為450mm。
[0028]檢測(cè)車車體前端轉(zhuǎn)向架的兩個(gè)車輪軸箱上分別安裝有一套測(cè)速用的霍爾傳感器探頭，霍爾傳感器探頭的輸出端連接計(jì)算機(jī)的輸入端，輪軸端部安裝有用于在車輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)車速和圖像定位的鋁盤，鋁盤圓周上鑲有十六條磁條，鋁盤用螺栓固定在車軸上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鐵路隧道限界檢測(cè)車，其特征在于，包括:承載激光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的檢測(cè)車車體；實(shí)時(shí)向隧道洞壁發(fā)射激光信號(hào)形成激光光帶的激光系統(tǒng)；實(shí)時(shí)攝錄照射在隧道洞壁上所形成的激光光帶的測(cè)量系統(tǒng)；處理激光光帶圖像的計(jì)算機(jī)；激光系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)均安裝在檢測(cè)車車體內(nèi)，測(cè)量系統(tǒng)的輸出端連接計(jì)算機(jī)的輸入端， 計(jì)算機(jī)的輸出端連接激光系統(tǒng)的輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路隧道限界檢測(cè)車，其特征在于，所述鐵路車體中央部 分設(shè)置設(shè)備安裝間，激光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)同一個(gè)測(cè)量構(gòu)架安裝在設(shè)備安裝間中央。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鐵路隧道限界檢測(cè)車，其特征在于，所述激光系統(tǒng)包括多 臺(tái)激光器，分別安裝在檢測(cè)車車體內(nèi)部測(cè)量構(gòu)架上及檢測(cè)車車體梁下端，各激光器發(fā)射出 的激光光束覆蓋隧道輪廓360°的限界測(cè)量范圍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路隧道限界檢測(cè)車，其特征在于，所述測(cè)量系統(tǒng)包括分 別攝取鐵路隧道同一斷面不同部分的多臺(tái)CCD攝像機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種鐵路隧道限界檢測(cè)車，其特征在于，所述激光系統(tǒng)包 括十臺(tái)氦氖激光器，其中六臺(tái)氦氖激光器發(fā)出的扇形光面通過(guò)檢測(cè)車車體的車窗照射到隧 道洞壁上，其余四臺(tái)激光器發(fā)出的扇形光面通過(guò)檢測(cè)車車體頂部照射出車外。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路隧道限界檢測(cè)車，其特征在于，所述測(cè)量系統(tǒng)包括九 臺(tái)CCD攝像機(jī)，其中八臺(tái)CCD攝像機(jī)分別安裝在檢測(cè)車車體周圍的左右側(cè)，其余一臺(tái)CCD攝像 機(jī)安裝在檢測(cè)車車體頂端。7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種鐵路隧道限界檢測(cè)車，其特征在于，還包括:測(cè)量?jī)筛?鋼軌位置的測(cè)量機(jī)構(gòu)，該測(cè)量機(jī)構(gòu)包括兩臺(tái)向兩根鋼軌發(fā)射激光信號(hào)形成激光光帶的氦氖 激光器和兩臺(tái)攝錄照射在兩根鋼軌上的激光信號(hào)所形成激光光帶的CCD攝像機(jī)，兩臺(tái)氦氖 激光器的輸入端分別連接計(jì)算機(jī)的輸出端，兩臺(tái)CCD攝像機(jī)的輸出端分別連接計(jì)算機(jī)的輸入端。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路隧道限界檢測(cè)車，其特征在于，所述檢測(cè)車車體前端 轉(zhuǎn)向架的兩個(gè)車輪軸箱上分別安裝有一套測(cè)速用的霍爾傳感器探頭，霍爾傳感器探頭的輸 出端連接計(jì)算機(jī)的輸入端，輪軸端部安裝有用于在車輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)車速和圖像定位的 鋁盤，鋁盤圓周上鑲有十六條磁條，鋁盤用螺栓固定在車軸上。
【文檔編號(hào)】G01B11/00GK105966419SQ201610536772
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月8日
【發(fā)明人】丁道祥, 趙輝, 魏永久, 陶毅, 崔高峰, 范宇, 楊赫, 王靜, 趙夢(mèng), 王健
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)鐵路局科學(xué)技術(shù)研究所