一種高速鐵路站臺限界測量小車的製作方法

2023-04-28 20:53:26

本實用新型涉及鐵路站臺檢測技術領域，尤其是一種高速鐵路站臺限界測量小車。

背景技術：

隨著我國大量高速鐵路的投入運營，鐵路沿線設備設施狀態檢測精度和頻次要求愈來愈高。站臺是鐵路沿線重要的動車組停靠設施，隨著線路的長期運營，線路和站臺會發生沉降，且鋼軌位置也會發生偏移，從而導致站臺限界尺寸發生變化，嚴重時可能發生旅客踩空或車體擦刮，甚至發生撞車等安全事故。

按照鐵路總公司站臺限界管理相關辦法要求，各房建部門要對管內高鐵站臺限界實行動態管理，定期檢測，全面、及時掌握高鐵站臺限界的動態變化情況，高鐵站臺限界尺寸檢測任務日益繁重。

目前，國內高速鐵路站臺限界測量設備還相對比較落後，自動化程度較低，操作複雜，作業效率低，為適應當前房建設備養護維修體制的變化和總公司對高鐵站臺限界管理提出的要求，提高高鐵站臺限界檢測效率與質量，及時發現高鐵站臺限界的狀態變化和存在的安全隱患，科學指導高鐵站臺養護維修的科學化、智能化、高效化，為保障高速鐵路運營安全提供重要的技術保障，需要一種高速鐵路站臺限界測量小車，小車採用雷射技術、成像技術、圖像識別技術、車輛姿態修正技術，自動化程度高、操作簡單、作業效率高。

技術實現要素：

本實用新型的目的是根據上述現有技術的不足，提供了一種高速鐵路站臺限界測量小車，通過推行測量小車沿站臺前進，由雷射發生器發出雷射線並由面陣列相機解析，得出雷射發生器與測量點之間的距離，結合傾角和位移傳感器測量到的小車傾角和軌距，從而算出鐵路站臺限界，實現非接觸式的高速鐵路站臺限界的測量。

本實用新型目的實現由以下技術方案完成：

一種高速鐵路站臺限界測量小車，其特徵在於：所述測量小車包括H形車架，所述H形車架的兩側設置有車輪，在所述H形車架的一側表面可拆卸式的連接固定有支撐豎梁，所述支撐豎梁的頂面固定安裝有雷射發生器和面陣列相機，所述雷射發生器和所述面陣列相機朝向高速鐵路站臺，且所述面陣列相機的設置位置滿足於覆蓋所述雷射發生器所發出的雷射線的要求；通過推行所述H形車架使所述雷射發生器和所述面陣列相機掃描測量所述高速鐵路站臺臺面的軌心距、豎高和軌距。

在所述H形車架上固定設置有位移傳感器、傾角傳感器和裡程傳感器，所述位移傳感器和所述傾角傳感器用於採集所述測量小車在行進時所述H形車架的姿態信息，所述裡程傳感器用於測量所述測量小車的行進距離。

所述H形車架上設置有單片機採集模塊，所述單片機採集模塊連接並接收處理所述位移傳感器、所述傾角傳感器以及所述裡程傳感器的測量採集信息。

在所述H形車架的中部固定設置有推行手柄。

本實用新型的優點是：採用H形車架，支撐豎梁可拆裝，結構簡單，可在鋼軌上推行；測量以大地水平和軌面為基準，數據合理準確，重複性好；採用高精度位移和傾角等傳感器測量小車姿態變化；使用工業筆記本電腦進行數據處理和報表生成及顯示，測量結果直觀方便。

附圖說明

圖1為本實用新型的布置結構示意圖；

圖2為本實用新型的側視圖；

圖3為本實用新型的正視圖；

圖4為本實用新型的俯視圖；

圖5為本實用新型工作時的測量示意圖；

圖6為本實用新型工作時測量數據流程示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖通過實施例對本實用新型特徵及其它相關特徵作進一步詳細說明，以便於同行業技術人員的理解：

如圖1-6所示，圖中標記1-16分別表示為：雷射發生器1、面陣列相機2、H形車架3、工業筆記本電腦4、單片機採集模塊5、位移傳感器6、傾角傳感器7、裡程傳感器8、推行手柄9、電腦支架10、鋼軌11，調整輪12，導向輪13，可充電鋰電池14、支撐豎梁15，站臺16。

實施例：本實施例中的高速鐵路站臺限界測量小車，由走行車體、信號採集系統、視覺測量系統，其中走行車體為測量小車的主體部分，可在高速鐵路的鋼軌上推行，信號採集系統和視覺測量系統均設置在走行車體上。本實施例中的測量小車可配合站臺限界測量管理軟體來使用，實現自動化的信號採集和視覺測量。

如圖1所示，本實施例中高速鐵路站臺限界測量小車的走形車體包括H形車架3、支撐豎梁15、車輪傳動機構、推行手柄9以及電腦支架10，其中H形車架3和支撐豎梁15為可拆卸式的式鋁合金結構，是整個測量系統的基準平臺，在搬運時可將H形車架3與支撐豎梁15拆開，以便於測量人員搬運運輸。支撐豎梁15的高度高於H形車架1.5米，固定設置於近站臺側的H形車架3上。車輪傳動結構每側共2個調整輪12、3個導向輪13，其中調整輪12承載在鋼軌11上，導向輪13貼合在鋼軌11的內側表面，以使車輪傳動機構可以隨著線路走向而行進。在車輪傳動機構中採用有彈性適度的伸縮機構，使得車輪能在線路上平穩推行、不脫軌，也能始終保持與線路的相對垂直密貼姿態。為了便於測量人員推行H形車架3，推行手柄9固定設置在H形車架3的橫梁中部，保證推行時H形車架3整體受力均勻。

信號採集系統由單片機採集模塊5、位移傳感器6、傾角傳感器7以及裡程傳感器8組成，其中單片機採集模塊5主要用於採集高速鐵路站臺限界測量小車在測量點位時各傳感器的數值，經單片機運算後，送至工業筆記本電腦。位移傳感器6安裝於主車輪兩側，用於測量承載測量小車的兩根鋼軌之間的中心距離，即軌距，通過導線連接至單片機採集模塊5。裡程傳感器8安裝於外側車輪，用於記錄小車推行的距離，通過RS232通信線連接至單片機採集模塊5。傾角傳感器7安裝於H形車架3的橫梁內，用於檢測鋼軌兩側內外超高量。

視覺測量系統由雷射發生器1、面陣列相機2和工業筆記本電腦4組成，其中雷射發生器1和面陣列相機2固定安裝在車架豎梁15上，工業筆記本電腦4通過安裝在H形車架3上的電腦支架10安裝固定。雷射發生器1和面陣列相機2採集、處理、解析站臺圖像，結合工業筆記本電腦4接收到的單片機採集模塊5的數據，計算出各測量點位高速鐵路站臺相關限界尺寸。

在工業筆記本電腦中4安裝有站臺限界測量管理軟體，主要用於整理相關數據文件和圖表，匯總車站所有站臺的限界測量數據，並按照站臺限界管理部門的需求形成相關報表。工業筆記本電腦4放置於所述支架上，並通過USB數據線與單片機採集模塊5連接，通過網線與面陣相機2連接。

本實施例在使用時，具有如下步驟：

首次使用本實用新型時，需要搭建標定平臺，對測量系統進行定標。通過調節面陣列相機2的角度和光圈，匹配最佳成像配置，建立照片像素與雷射發生器1發出的雷射所在的斷面內的實際尺寸的映射關係，保證面陣列相機2的拍攝面覆蓋雷射發生器1所發出的雷射。

將H形車架3放置在站臺16下的鋼軌11上，使調整輪12承載在鋼軌11上，使導向輪13緊貼於鋼軌11的內側表面。

測量前，打開工業筆記本電腦4上的站臺限界測量管理軟體，通過工業筆記本電腦4對測試前的參數進行設置，並輸入相應測試信息。測量時，開啟站臺限界測量小車電源，在鋼軌11上向前推行站臺限界測量小車，單片機採集模塊5實時採集車架姿態信息，包括傾角傳感器7所採集的H形車架3在推行時的傾角、位移傳感器6所採集的軌距以及裡程傳感器8所採集的推行距離並上傳給工業筆記本電腦4。當測量小車推行距離達到設定裡程間隔時，工業筆記本電腦4控制面陣相機2進行拍攝後成像於CMOS面陣上，相機將圖像信號變為數位訊號，通過數據接口存入計算機內存；工業筆記本電腦4將自動計算並存儲各測量點位處的軌距、超高、推行裡程、站臺高度和軌心距等數據。當所有測試點位測試完成後，站臺限界測量管理軟體實現對數據的存儲和分析，生成站臺限界數據報表，並可按照用戶需求，根據對應裡程值自動繪製出整個站臺的高度和軌心距曲線。

本實施例中的測量小車的測量對象主要為客運專線鐵路站臺和客貨共線高速鐵路站臺，能夠測量其所處位置的軌心距、豎高和軌距，並記錄測量點里程。

其中，軌心距指以軌面為測量基準時，在垂直於線路中心的斷面內，站臺16的側面的最近點距兩軌頂連線中點所在鉛垂線的距離。

豎高指以大地為測量基準時，在垂直於線路中心的斷面內，站臺16的邊緣的最高點距兩軌頂連線的垂直高度。

軌距是鋼軌11的頭部踏面下16mm範圍內兩股鋼軌工作邊之間的最小距離(直線軌距標準為1435mm)。

本實施例在具體實施時：為了H形車架3的橫梁內設置有大容量可充電鋰電池，以為測量小車上的各用電設備供電。

雖然以上實施例已經參照附圖對本實用新型目的的構思和實施例做了詳細說明，但本領域普通技術人員可以認識到，在沒有脫離權利要求限定範圍的前提條件下，仍然可以對本實用新型作出各種改進和變換，如小車的具體尺寸、各功能部件在H形車架3上的安裝方式等，故在此不一一贅述。