車站站臺限界測量裝置的製作方法
2023-06-03 08:37:36 2
本實用新型屬於車站站臺限界測量技術領域，具體涉及一種車站站臺限界測量裝置。
背景技術：
鐵路站臺限界是指站臺牆面與線路中心線之間的距離和站臺面高程。高速鐵路的快速發展正改變著我們的生活，高速列車使我們的出行更加舒適、便捷。為了確保列車進站時行駛安全，實現在運輸繁忙的幹線上不中斷行車的條件下完成限界檢測，須對鐵路站臺的限界進行準確而快速的檢測。現階段鐵路對沿線建築物、構築物尤其是站臺的限界要求非常嚴格，嚴禁侵限，而站臺因為有車體寬度限制，限界絕對不能超過規定限制，如果超出限界可能會發生災難性事件。
對站臺限界的測量，傳統的方法需要人工讀取測量尺上的數據，容易造成較大的誤差，而且人工檢測效率低，操作複雜，費時費力，還存在安全隱患。目前市面上有利用雷射進行測量的方法，但雷射容易受到煙霧、灰塵、雨滴的幹擾，推廣使用效果欠佳，不能很好地滿足測量需求。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種車站站臺限界測量裝置，其結構簡單，設計合理，實現方便且成本低，測量效率高，測量精度高，安全性高，工作可靠性和穩定性高，使用效果好，便於推廣使用。
為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是：一種車站站臺限界測量裝置，其特徵在於：包括自行走測量車和測量控制電路，所述自行走測量車包括底架和固定連接在底架頂部的升降底板，所述底架底部設置有行走輪和用於為行走輪提供動力的行走電機，所述底架頂部設置有控制箱，所述升降底板上設置有電動升降柱，所述電動升降柱內設置有用於為電動升降柱提供升降動力的升降電機，所述底架頂部固定連接有位於電動升降柱一側且用於固定電動升降柱的位置的固定卡架，所述底架頂部滑動連接有位於電動升降柱另一側且用於固定電動升降柱的位置的可滑動卡架，所述可滑動卡架通過手輪與底架固定；所述電動升降柱的頂部設置有測量盒，所述測量盒沿行走方向的左側側面上嵌入安裝有水平超聲波測距探頭，所述測量盒沿行走方向的右側側面上嵌入安裝有雨棚柱超聲波測距探頭，所述測量盒的底面上嵌入安裝有高度超聲波測距探頭，所述測量盒內設置有用於對水平超聲波測距探頭的水平角度進行調節的舵機，所述水平超聲波測距探頭與舵機的轉動軸連接；所述測量控制電路包括設置在控制箱內的行走控制電路和設置在測量盒內的探頭控制電路，所述行走控制電路包括第一供電電池和第一微控制器模塊，以及與第一微控制器模塊相接的第一數據存儲器、第一串口通信模塊和用於給外部無線接收設備無線發送信號的第一無線通信模塊，所述第一微控制器模塊的輸出端接有行走電機驅動器，所述行走電機與行走電機驅動器的輸出端連接，所述第一微控制器模塊、第一數據存儲器、第一無線通信模塊、行走電機驅動器和行走電機均與第一供電電池的輸出端連接；所述探頭控制電路包括第二供電電池和第二微控制器模塊，以及與第二微控制器模塊相接且用於與第一串口通信模塊連接並通信的第二串口通信模塊，所述水平超聲波測距探頭、雨棚柱超聲波測距探頭和高度超聲波測距探頭均與第二微控制器模塊的輸入端連接，所述第二微控制器模塊的輸入端還接有用於對水平超聲波測距探頭的水平傾角進行實時檢測的陀螺儀，所述舵機與第二微控制器模塊的輸出端連接，所述第二微控制器模塊的輸出端還接有升降電機驅動器，所述升降電機與升降電機驅動器的輸出端連接，所述第二微控制器模塊、陀螺儀、水平超聲波測距探頭、高度超聲波測距探頭和升降電機驅動器均與第二供電電池的輸出端連接；所述電動升降柱的下部設置有連接線固定架，所述第一串口通信模塊和第二串口通信模塊通過固定在連接線固定架上的連接線連接，所述連接線固定架上設置有位於高度超聲波測距探頭正下方的超聲波反射板。
上述的車站站臺限界測量裝置，其特徵在於：還包括遙控器，所述第一微控制器模塊上接有用於與遙控器進行無線通信的第二無線通信模塊；所述外部無線接收設備為手持PDA，所述手持PDA包括第三微控制器模塊以及與第三微控制器模塊相接的第二數據存儲器和用於與第一無線通信模塊無線通信的第三無線通信模塊，所述第三微控制器模塊的輸入端接有按鍵操作電路模塊，所述第二微控制器模塊的輸出端接有報警器和顯示器。
上述的車站站臺限界測量裝置，其特徵在於：所述遙控器為內部集成有314MHz無線通信模塊的遙控器，所述第二無線通信模塊為314MHz無線通信模塊；所述第一無線通信模塊和第三無線通信模塊均為2.4GHz無線通信模塊。
上述的車站站臺限界測量裝置，其特徵在於：所述第一微控制器模塊、第二微控制器模塊和第三微控制器模塊均為型號為STC15W4K48S4的單片機，所述第一數據存儲器為U盤；所述按鍵操作電路模塊為4×5鍵盤，所述報警器為蜂鳴報警器，所述顯示器為12864液晶顯示屏。
上述的車站站臺限界測量裝置，其特徵在於：所述第一微控制器模塊的輸入端接有用於對行走電機的轉動速度和位置進行實時檢測的編碼器。
上述的車站站臺限界測量裝置，其特徵在於：所述探頭控制電路還包括水平測量溫度補償電路和高度測量溫度補償電路，所述水平測量溫度補償電路和高度測量溫度補償電路均與第二微控制器模塊相接，且與第二供電電池的輸出端連接。
上述的車站站臺限界測量裝置，其特徵在於：所述水平超聲波測距探頭上設置有雷射頭，所述底架兩側均設置有拉手。
上述的車站站臺限界測量裝置，其特徵在於：所述底架為矩形框架結構，所述行走輪的數量為四個且分別為設置在底架前方底部兩個角位置處的兩個主動行走輪和設置在底架後方底部兩個角位置處的兩個被動行走輪，位於所述自行走測量車行走方向左側的一個主動行走輪和一個被動行走輪的內側和外側均設置有用於實現軌道定位的定位凸沿，位於所述自行走測量車行走方向右側的一個主動行走輪和一個被動行走輪的內側設置有用於實現軌道定位的定位凸沿，所述行走電機的數量為兩個，兩個行走電機的輸出軸上均連接有變速箱，所述主動行走輪的輪軸通過聯軸器與變速箱的輸出軸連接，所述編碼器設置在變速箱上，所述底架上部設置有用於遮擋行走電機和變速箱的電機擋板。
上述的車站站臺限界測量裝置，其特徵在於：所述連接線為螺旋連接線。
本實用新型與現有技術相比具有以下優點：
1、本實用新型的結構簡單，設計合理，實現方便且成本低。
2、本實用新型選用水平超聲波測距探頭和高度超聲波測距探頭進行站臺的水平限界和垂直限界測量，應用了超聲波測距的方法，超聲波指向性強，在介質中傳播的距離較遠，檢測的實時性高，且不會受到煙霧、灰塵、雨滴等氣候環境的幹擾，測量精度高，工作可靠性和穩定性高。
3、本實用新型能夠直接放在軌道上使用，使用操作方便，實現非接觸式測量，測量效率高，安全性高，節省了人力物力。
4、本實用新型的水平超聲波測距探頭，採用了由陀螺儀和舵機構成的自平衡結構安裝，在進行站臺的水平限界測量時，水平超聲波測距探頭能夠準確地處於自平衡狀態，使得測量簡單，且提高了水平限界測量精度。
5、本實用新型通過設置水平測量溫度補償電路高度測量溫度補償電路，能夠減小水平超聲波測距探頭和高度超聲波測距探頭的溫漂對測量精度的影響，提高了測量精度。
6、本實用新型的實用性強，在測量精度方面能達到工業實用的要求，使用效果好，便於推廣使用。
綜上所述，本實用新型的結構簡單，設計合理，實現方便且成本低，測量效率高，測量精度高，安全性高，工作可靠性和穩定性高，使用效果好，便於推廣使用。
下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
附圖說明
圖1為本實用新型的主視圖。
圖2為圖1的俯視圖。
圖3為本實用新型測量控制電路與遙控器和手持PDA的電路連接框圖。
附圖標記說明:
1—底架； 2—行走電機； 3—電動升降柱；
4—固定卡架； 5—升降底板； 6—手輪；
7—升降電機； 8—可滑動卡架； 9—測量盒；
10—行走輪； 11—舵機； 12—控制箱；
13—第一供電電池； 14—第一微控制器模塊； 15—第一數據存儲器；
16—第一串口通信模塊； 17—第一無線通信模塊； 18—行走電機驅動器；
19—水平超聲波測距探頭； 20—第二微控制器模塊；
21—第二串口通信模塊； 22—高度超聲波測距探頭；
23—升降電機驅動器； 24—第二供電電池； 25—陀螺儀；
26—連接線固定架； 27—超聲波反射板； 28—遙控器；
29—第二無線通信模塊；30—第三微控制器模塊；
31—第二數據存儲器；32—第三無線通信模塊； 33—按鍵操作電路模塊；
34—報警器； 35—顯示器； 36—編碼器；
37—水平測量溫度補償電路； 38—高度測量溫度補償電路；
39—拉手； 40—變速箱； 41—聯軸器；
42—電機擋板； 43—雨棚柱超聲波測距探頭。
具體實施方式
如圖1～圖3所示的一種車站站臺限界測量裝置，包括自行走測量車和測量控制電路，所述自行走測量車包括底架1和固定連接在底架1頂部的升降底板5，所述底架1底部設置有行走輪10和用於為行走輪10提供動力的行走電機2，所述底架1頂部設置有控制箱12，所述升降底板5上設置有電動升降柱3，所述電動升降柱3內設置有用於為電動升降柱3提供升降動力的升降電機7，所述底架1頂部固定連接有位於電動升降柱3一側且用於固定電動升降柱3的位置的固定卡架4，所述底架1頂部滑動連接有位於電動升降柱3另一側且用於固定電動升降柱3的位置的可滑動卡架8，所述可滑動卡架8通過手輪6與底架1固定；所述電動升降柱3的頂部設置有測量盒9，所述測量盒9沿行走方向的左側側面上嵌入安裝有水平超聲波測距探頭19，所述測量盒9沿行走方向的右側側面上嵌入安裝有雨棚柱超聲波測距探頭43，所述測量盒9的底面上嵌入安裝有高度超聲波測距探頭22，所述測量盒9內設置有用於對水平超聲波測距探頭19的水平角度進行調節的舵機11，所述水平超聲波測距探頭19與舵機11的轉動軸連接；所述測量控制電路包括設置在控制箱12內的行走控制電路和設置在測量盒9內的探頭控制電路，所述行走控制電路包括第一供電電池13和第一微控制器模塊14，以及與第一微控制器模塊14相接的第一數據存儲器15、第一串口通信模塊16和用於給外部無線接收設備無線發送信號的第一無線通信模塊17，所述第一微控制器模塊14的輸出端接有行走電機驅動器18，所述行走電機2與行走電機驅動器18的輸出端連接，所述第一微控制器模塊14、第一數據存儲器15、第一無線通信模塊17、行走電機驅動器18和行走電機2均與第一供電電池13的輸出端連接；所述探頭控制電路包括第二供電電池24和第二微控制器模塊20，以及與第二微控制器模塊20相接且用於與第一串口通信模塊16連接並通信的第二串口通信模塊21，所述水平超聲波測距探頭19、雨棚柱超聲波測距探頭43和高度超聲波測距探頭22均與第二微控制器模塊20的輸入端連接，所述第二微控制器模塊20的輸入端還接有用於對水平超聲波測距探頭19的水平傾角進行實時檢測的陀螺儀25，所述舵機11與第二微控制器模塊20的輸出端連接，所述第二微控制器模塊20的輸出端還接有升降電機驅動器23，所述升降電機7與升降電機驅動器23的輸出端連接，所述第二微控制器模塊20、陀螺儀25、水平超聲波測距探頭19、高度超聲波測距探頭22和升降電機驅動器23均與第二供電電池24的輸出端連接；所述電動升降柱3的下部設置有連接線固定架26，所述第一串口通信模塊16和第二串口通信模塊21通過固定在連接線固定架26上的連接線連接，所述連接線固定架26上設置有位於高度超聲波測距探頭22正下方的超聲波反射板27。
本實施例中，如圖3所示，本實用新型還包括遙控器28，所述第一微控制器模塊14上接有用於與遙控器28進行無線通信的第二無線通信模塊29；所述外部無線接收設備為手持PDA，所述手持PDA包括第三微控制器模塊30以及與第三微控制器模塊30相接的第二數據存儲器31和用於與第一無線通信模塊17無線通信的第三無線通信模塊32，所述第三微控制器模塊30的輸入端接有按鍵操作電路模塊33，所述第二微控制器模塊20的輸出端接有報警器34和顯示器35。
本實施例中，所述遙控器28為內部集成有314MHz無線通信模塊的遙控器，所述第二無線通信模塊29為314MHz無線通信模塊；所述第一無線通信模塊17和第三無線通信模塊32均為2.4GHz無線通信模塊。
本實施例中，所述第一微控制器模塊14、第二微控制器模塊20和第三微控制器模塊30均為型號為STC15W4K48S4的單片機，所述第一數據存儲器15為U盤；所述按鍵操作電路模塊33為4×5鍵盤，所述報警器34為蜂鳴報警器，所述顯示器35為12864液晶顯示屏。
本實施例中，如圖3所示，所述第一微控制器模塊14的輸入端接有用於對行走電機2的轉動速度和位置進行實時檢測的編碼器36。
本實施例中，如圖3所示，所述探頭控制電路還包括水平測量溫度補償電路37和高度測量溫度補償電路38，所述水平測量溫度補償電路37和高度測量溫度補償電路38均與第二微控制器模塊20相接，且與第二供電電池24的輸出端連接。
本實施例中，所述水平超聲波測距探頭19上設置有雷射頭。通過設置所述雷射頭，能夠在測量區域顯示亮點，進一步保證了測量區域的準確。
本實施例中，如圖1和圖2所示，所述底架1兩側均設置有拉手39。通過設置拉手39，方便了該所述車站站臺限界測量裝置的搬運。
本實施例中，如圖1和圖2所示，所述底架1為矩形框架結構，所述行走輪10的數量為四個且分別為設置在底架1前方底部兩個角位置處的兩個主動行走輪和設置在底架1後方底部兩個角位置處的兩個被動行走輪，位於所述自行走測量車行走方向左側的一個主動行走輪和一個被動行走輪的內側和外側均設置有用於實現軌道定位的定位凸沿，位於所述自行走測量車行走方向右側的一個主動行走輪和一個被動行走輪的內側設置有用於實現軌道定位的定位凸沿，所述行走電機2的數量為兩個，兩個行走電機2的輸出軸上均連接有變速箱40，所述主動行走輪的輪軸通過聯軸器41與變速箱40的輸出軸連接，所述編碼器36設置在變速箱40上，所述底架1上部設置有用於遮擋行走電機2和變速箱40的電機擋板42。具體實施時，所述底架1採用方形鋁型材製成，控制箱12能夠在方形鋁型材上滑動，並採用控制箱鎖緊手輪鎖緊控制箱12。兩個所述主動行走輪分別由兩個行走電機2驅動牽引所述自行走測量車前行，兩個所述被動行走輪在所述自行走測量車後方做隨動，保證所述自行走測量車的穩定。
本實施例中，所述連接線為螺旋連接線。
採用本實用新型進行車站站臺限界測量的方法，包括以下步驟：
步驟一、在升降底板5頂部固定連接電動升降柱3，移動可滑動卡架8，使可滑動卡架8與固定卡架4相配合，固定好電動升降柱3的位置後，旋緊手輪6；
步驟二、採用連接線連接測量盒9內的第二串口通信模塊21和控制箱12內的第一串口通信模塊16，並將升降電機7與升降電機驅動器23的輸出端連接，將行走電機2與行走電機驅動器18的輸出端連接；
步驟三、操作遙控器28，啟動所述車站站臺限界測量裝置，第一微控制器模塊14通過行走電機驅動器18驅動行走電機2運轉，行走電機2帶動行走輪10轉動，使所述車站站臺限界測量裝置行走，直到所述車站站臺限界測量裝置行走到預設待測量位置後，再次操作遙控器28，所述車站站臺限界測量裝置停止行走，或者，所述第一微控制器模塊14對編碼器36檢測到的行走電機2的轉動速度和位置進行分析處理得到所述車站站臺限界測量裝置的行走距離，直到所述車站站臺限界測量裝置的行走距離與預設行走距離相等後，說明所述車站站臺限界測量裝置行走到了預設待測量位置，第一微控制器模塊14停止通過行走電機驅動器18驅動行走電機2運轉，所述車站站臺限界測量裝置停止行走；
步驟四、當所述車站站臺限界測量裝置行走到了預設待測量位置後，水平超聲波測距探頭19對站臺的水平限界進行實時檢測並將檢測到的信號輸出給第二微控制器模塊20，雨棚柱超聲波測距探頭43對雨棚柱的水平限界進行實時檢測並將檢測到的信號輸出給第二微控制器模塊20，高度超聲波測距探頭22對站臺的垂直限界進行實時檢測並將檢測到的信號輸出給第二微控制器模塊20，第二微控制器模塊20將站臺的水平限界和垂直限界以及雨棚柱的水平限界通過第二串口通信模塊21和第一串口通信模塊16傳輸給第一微控制器模塊14，第一微控制器模塊14將站臺的水平限界和垂直限界以及雨棚柱的水平限界存儲在第一數據存儲器15中，並通過第一無線通信模塊17發送給所述手持PDA，所述手持PDA上的顯示器35對站臺的水平限界和垂直限界進行顯示；同時，陀螺儀25對水平超聲波測距探頭19的水平傾角進行實時檢測並將檢測到的信號輸出給第二微控制器模塊20，第二微控制器模塊20根據陀螺儀25檢測到的信號對舵機11進行控制，舵機11轉動，帶動水平超聲波測距探頭19轉動，對水平超聲波測距探頭19的水平角度進行調節，使水平超聲波測距探頭19處於自平衡狀態；
步驟五、重複步驟三和步驟四，直到完成整個站臺限界測量。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。