軌道狀態檢測裝置的製作方法

2023-05-18 13:03:26

專利名稱：軌道狀態檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及軌道動態檢測技術領域。
本發明的目的可由以下技術方案實現軌道狀態檢測裝置包括紅外線光源、線陣CCD接收裝置，紅外線光源和線陣CCD接收裝置成對設置，紅外光源和線陣CCD分別固定在機車同一轉向架的前後兩組輪對的軸箱上，紅外線光源設在機車轉向架輪軸軸箱內側，線陣CCD接收裝置設在該轉向架的另一輪軸軸箱內側，兩者間的距離為200毫米。紅外線光源發射的紅外線光束6照射在線陣CCD接收裝置上，因為軸箱和車輪為剛性連接，所以，當前後兩組輪對間產生高低方向的位移時，紅外線光束成像到線陣CCD接收裝置的不同像元上。隨著機車的運行，軌道的起伏將造成前後兩組輪對的高低不平，反映到線陣CCD接收裝置上就是感光像元幾何位置的變化，由此可測出軌道的高低不平順。機車轉向架兩側的輪軸軸箱上各設有一套紅外線光源和線陣CCD接收裝置，在左、右軌輪對上分別設有一套紅外光源和線陣CCD接收裝置，左右兩邊的線陣CCD接收裝置分別接受相應紅外線線光源發來的信號，採集左軌和右軌的軌道變化數據，線陣CCD接收裝置接收到紅外線光源的信息後轉換成視頻信號，視頻信號經過低噪聲寬帶放大器放大處理後，進行二值化處理，再計算出軌道原始數據。在線陣CCD接收裝置連續工作下，所有的檢測數據經數據處理後，通過串行通訊電路將結果傳送給軌道檢測單元板。通過比較兩股鋼軌的高低起伏，得到軌道的水平不平順和三角坑故障。垂直及水平加速度傳感器採集機車的加速度信息，經過A/D轉換後送到軌道檢測單元板；軌道檢測單元板設在機車本身的安全綜合檢測裝置內的TAX2平臺上，以採集卡的形式插入TAX2平臺，通過CPU1的兩個RS485口高速採集和處理CCD數位訊號，同時通過CPU2的一個RS485口採集TAX2平臺的公裡標、時間、速度等相關信息，水平和垂直加速度檢測數據經A/D轉換後送到CPU2，所有的檢測數據和信息按一定的格式保存在緩存內。同時接收來自線陣CCD接收裝置和加速度傳感器的數據，所有的檢測數據和信息按一定的格式保存在緩存內；軌道檢測單元板緩存中的原始數據通過轉儲器傳送到地面微機；地面處理系統安裝於地面微機中，對轉儲下來的數據進行分析和處理，得到軌道故障點的相關數據報表(如故障點類型、數值、公裡標、機車速度等)和故障點的軌道狀態曲線。加速度傳感器固定在機車的任意一個輪軸軸箱上，加速度傳感器共有兩個，一個垂直設置，一個水平設置。線陣CCD接收裝置和加速度傳感器通過導線與軌道檢測單元板連接，轉儲器將原始檢測數據從軌檢單元板上轉儲到轉儲器上，之後，再將轉儲器與地面計算機上連接，將原始數據從轉儲器轉儲到地面計算機上。轉儲器將TAX2平臺的原始數據轉儲到地面微機中後，由地面處理系統對之進行分析和處理，得到軌道故障點的相關數據報表(如故障點類型、數值、公裡標、機車速度等)和故障點的軌道狀態曲線。同時，該系統可對不同機車、不同車次的檢測結果進行統計和比選，統計出故障點的重複率，進而評價出整個軌道的質量狀況，進一步提高檢測系統的準確性和穩定性。
本發明與現有技術相比優點在於該裝置的檢測設備線陣CCD接收裝置安裝在機車輪軸上，是一種直接測量輪軸運行軌跡曲線的方式，可以定量給出軌道病害的數值、類型、級別和公裡標等信息，準確性和精度更高；直接安裝在運行的機車上，可以每天不間斷地進行檢測，時刻對軌道的動態變化進行監測；採用先進的光電檢測技術結合紅外濾波方式，可靠性高，抗幹擾能力強；該裝置的檢測方式不受機車運行速度的影響，運行速度在0-300公裡/小時內均能準確檢測；檢測結果更直觀，通過檢測數據可計算出軌道的水平不平順、高低不平順、三角坑、垂直和水平方向加速度等參數，並以報表形式輸出；通過採集的原始數據描繪出軌道曲線，可以更直觀地分析軌道的變化趨勢；線陣CCD接收裝置與加速度傳感器結合使用，可提高檢測的準確性和重複率。
圖3是本發明安裝位置俯視4是本發明安裝位置主視5是本發明軌道檢測單元板的工作原理框6是本發明程序流程7是本發明軌檢單元主板電路8是本發明轉儲器電路圖軌道檢測單元板5設在機車本身的安全綜合檢測裝置內的TAX2平臺15上，以採集卡的形式插入TAX2平臺15，通過CPU1的兩個RS485口高速採集和處理CCD數位訊號，同時通過CPU2的一個RS485口16採集TAX2平臺15的公裡標、時間、速度等相關信息，水平和垂直加速度檢測數據經A/D轉換10後送到CPU2，所有的檢測數據和信息按一定的格式保存在緩存內。同時接收來自線陣CCD接收裝置4和加速度傳感器3的數據，軌道檢測單元板5緩存中的原始數據通過轉儲器8傳送到地面微機；地面處理系統安裝於地面微機中，對轉儲下來的數據進行分析和處理，得到軌道故障點的相關數據報表(如故障點類型、數值、公裡標、機車速度等)和故障點的軌道狀態曲線。加速度傳感器3固定在機車的任意一個輪軸軸箱上，加速度傳感器3共有兩個，一個垂直設置，一個水平設置。線陣CCD接收裝置4和加速度傳感器3通過導線與軌道檢測單元板5連接。
由於「軌檢裝置」檢測的原始數據量較大，因而專門開發出了一套轉儲設備用於檢測數據的轉儲。轉儲器的CPU通過電路與軌檢單元板5的電源和通訊口相連，從軌檢單元板上把數據轉存到容量為6M的存儲器11中，之後，再將轉儲器連接到地面微機9上，將原始數據從轉儲器8通過計算機的通訊口轉儲到地面微機上。喇叭13提示轉儲是否正常，轉儲指示燈14提示電源是否接通。
轉儲器8將TAX2平臺15的原始數據轉儲到地面微機9後，由地面處理系統對之進行分析和處理，得到軌道故障點的相關數據報表(如故障點類型、數值、公裡標、機車速度等)和故障點的軌道狀態曲線。同時，該系統可對不同機車、不同車次的檢測結果進行統計和比選，統計出故障點的重複率，進而評價出整個軌道的質量狀況，進一步提高檢測系統的準確性和穩定性。
處理軟體的執行步驟如下(1)初始化。即對參數進行設置，其中包括高低不平順、水平不平順、三角坑等故障的閾值、控制參數、檢測區間、預設目錄等。
(2)預處理。將原始的十六進位文件處理成可讀的資料庫，得到與故障點相關的兩軌數據、時間、速度、公裡表、車次、機車號等。
(3)數據處理。調用故障判斷子程序，獲得故障點信息，並生成報表。
(4)保存、列印報表，同時還可以通過存在資料庫中的原始數據查看故障點曲線。
權利要求
1.一種軌道狀態檢測裝置，包括紅外線光源(7)、線陣CCD接收裝置(4)、加速度傳感器(3)、軌道檢測單元板(5)和轉儲器(8)，紅外線光源(7)和線陣CCD接收裝置(4)成對設置，其特徵在於紅外線光源(7)設在機車轉向架(12)輪軸軸箱內側，線陣CCD接收裝置(4)設在該轉向架(12)的另一輪軸軸箱內側，加速度傳感器(3)固定在機車的任意一個輪軸軸箱上，軌道檢測單元板(5)設在機車安全綜合檢測裝置內的TAX2平臺(15)上，線陣CCD接收裝置(4)和加速度傳感器(3)通過導線與軌道檢測單元板(5)連接；垂直及水平加速度傳感器(3)設在機車上任意一個輪軸軸箱上，採集機車的加速度信息，經過A/D轉換(10)後送到軌道檢測單元板(5)；軌道檢測單元板(5)以採集卡的形式插入TAX2平臺(15)，採集TAX2平臺(15)的公裡標、時間、速度等相關信息，同時接收來自CCD和加速度傳感器(3)的數據，所有的檢測數據和信息按一定的格式保存在緩存內；軌道檢測單元板(5)緩存中的原始數據通過轉儲器(8)傳送到地面微機(9)中；地面處理系統安裝於地面微機(9)中，對轉儲下來的數據進行分析和處理。
2.根據權利要求1所述的軌道狀態檢測裝置，其特徵在於機車轉向架(12)兩側的輪軸軸箱上各設有一套紅外線光源(7)和線陣CCD接收裝置(4)。
3.根據權利要求1所述的軌道狀態檢測裝置，其特徵在於所述加速度傳感器(3)共有兩個，一個垂直設置，一個水平設置，安裝於機車的任意一個輪軸軸箱上。
4.根據權利要求1所述的軌道狀態檢測裝置，其特徵在於所述紅外線光源(7)和線陣CCD接收裝置(4)之間距離為200毫米。
全文摘要
本發明提供了一種軌道狀態檢測裝置,涉及軌道動態檢測技術領域。紅外線光源和線陣CCD接收裝置設在機車轉向架輪軸軸箱內側,加速度傳感器固定在機車的輪軸軸箱上,採集機車的加速度信息,軌道檢測單元板設在機車安全綜合檢測裝置內的TAX2平臺,線陣CCD接收裝置和加速度傳感器通過導線與軌道檢測單元板連接,經過A/D轉換後送到軌道檢測單元板;軌道檢測單元板採集TAX2平臺的公裡標、時間、速度等相關信息,它能有效地檢測到軌道的不平順狀態,並將超限的原始軌道數據記錄在機車內的軌道檢測單元板中,再通過地面數據處理軟體對原始數據進行分析、統計和處理,從而得到軌道不平順的具體位置及軌道不平順狀態的類型、級別等參數。主要用於軌道狀態檢測。
文檔編號E01B35/00GK1369595SQ0211346
公開日2002年9月18日 申請日期2002年3月15日 優先權日2002年3月15日
發明者王黎, 高曉蓉, 趙全軻, 王澤勇, 楊林, 謝小玲, 張宏祥, 喬金州, 劉新洲, 陳伯羽, 熊偉, 許光宏 申請人:西南交通大學