鐵路軌道幾何狀態(tài)精密測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鐵路軌道的測量系統(tǒng)，尤其是一種鐵路軌道幾何狀態(tài)精密測量系統(tǒng)，屬于鐵路軌道檢測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]2008年8月，時速達350km的京津城際客運專線的建成通車，標志著中國鐵路已經(jīng)躋身世界高速鐵路發(fā)達行列，實現(xiàn)了鐵路運輸設(shè)備現(xiàn)代化、控制與管理科學(xué)化、檢測與故障診斷智能化等安全保障技術(shù)的重大突破。高速鐵路軌道安全檢測技術(shù)成為實現(xiàn)高速鐵路運輸安全的基礎(chǔ)。
[0003]我國對軌道幾何狀態(tài)的測量研宄，最初是為解決普通鐵路的軌道形位病害，采用的是相對測量方式的軌檢儀，測量效率雖高，卻不易解決測量精度和可靠性問題，其測量精度不能滿足高速鐵路軌道平順性的要求。因此，京津、武廣、鄭西等最初建設(shè)的高速鐵路，主要依靠進口設(shè)備，采用絕對測量模式進行軌道幾何狀態(tài)的測量。
[0004]隨著鐵路高速化的推進，對軌道不平順性檢測速度和調(diào)整精度要求越來越高。目前，國內(nèi)外在進行鋼軌鋪設(shè)調(diào)整及長鋼軌調(diào)整(聯(lián)調(diào)聯(lián)試)時多采用軌檢儀的方式進行，測量效率為200米/日，但是軌檢儀作業(yè)對環(huán)境要求非常高，必須在空窗時間進行并配合CPIII進行后方交會測量；而大型的設(shè)備如軌檢車測量效率高，然而費用昂貴，普通的工務(wù)段很難承受價格購買，只有大型的鐵路局才能承擔。效率的低下及昂貴的費用，使得鐵路建設(shè)工期顯得異常緊張，這對鐵路的建設(shè)及后期維護都是不利的。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種鐵路軌道幾何狀態(tài)精密測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于慣性導(dǎo)航和全球定位技術(shù)，實現(xiàn)了鐵路軌道幾何狀態(tài)的精確測量，能快速檢測高速鐵路軌道的不平順參數(shù)。
[0006]本實用新型的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達到:
[0007]鐵路軌道幾何狀態(tài)精密測量系統(tǒng)，包括測量小車，所述測量小車包括第一橫梁、第二橫梁以及第三橫梁，所述第一橫梁和第二橫梁的一端分別與第三橫梁連接組成Y型框架，所述第一橫梁和第二橫梁的另一端分別設(shè)有剎車輪，所述第三橫梁的末端設(shè)有定位輪組件和花片輪，所述第一橫梁和第二橫梁之間架設(shè)有支撐板，所述第三橫梁上設(shè)有手推組件、電器箱以及傳感器，所述第一橫梁、第二橫梁和支撐板所圍成的框架上設(shè)有安裝平臺，所述安裝平臺上固定有慣性導(dǎo)航儀，所述支撐板上設(shè)有第一 GPS天線，所述慣性導(dǎo)航儀通過數(shù)據(jù)采集通訊線與電器箱連接。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，所述安裝平臺上裝有三個定位銷、三個定位塊以及與三個定位塊相匹配的三個推緊螺釘，所述慣性導(dǎo)航儀的兩定位邊緊靠定位銷，所述推緊螺釘在穿過定位塊后將慣性導(dǎo)航儀固定，所述慣性導(dǎo)航儀的四周通過四個鎖緊螺釘鎖緊在安裝平臺上。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，所述手推組件包括推桿、第一鎖緊裝置、套管、手推座以及第二鎖緊裝置，所述套管的一端與手推座活動連接，另一端通過第一鎖緊裝置與推桿連接；所述套管通過手推座上下調(diào)整推行角度，在調(diào)整推行角度后通過第二鎖緊裝置將套管鎖緊在手推座上。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，所述慣性導(dǎo)航儀具有內(nèi)部GPS時，所述第一 GPS天線通過GPS天線電纜線與慣性導(dǎo)航儀連接，所述慣性導(dǎo)航儀無內(nèi)部GPS時，所述第一 GPS天線與測量小車外部的一臺一體化GNSS多頻接收機移動站連接，且一體化GNSS多頻接收機移動站通過數(shù)據(jù)電纜線與慣性導(dǎo)航儀連接；所述測量小車外部還設(shè)有第二 GPS天線，所述第二 GPS天線與測量小車外部的一臺一體化GNSS多頻接收機基準站連接，所述慣性導(dǎo)航儀、一體化GNSS多頻接收機移動站和一體化GNSS多頻接收機基準站組成慣性測量單元。
[0011]作為一種優(yōu)選方案，所述電器箱內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)記錄儀和電源，所述數(shù)據(jù)記錄儀是基于ARM控制器的數(shù)據(jù)記錄儀，與傳感器、慣性導(dǎo)航儀連接，以獲取傳感器和慣性導(dǎo)航儀采集的數(shù)據(jù)；所述電源采用24V鋰電池組，其通過電源轉(zhuǎn)化板為系統(tǒng)提供所需的電壓。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，所述定位輪組件包括滑軌、滑塊、第一彈簧、彈簧擋板、手柄裝置、活動軸、定位輪、第二彈簧、活動軸尾塊、活動軸連接板和定位輪豎軸；所述第一彈簧和第二彈簧套接在活動軸上，第一彈簧連接活動軸尾塊，活動軸連接板套接在活動軸后架設(shè)在滑塊上，所述滑塊設(shè)置在鐵路軌道上，第二彈簧的末端與彈簧擋板連接，所述活動軸的末端連接定位輪豎軸后與定位輪連接；所述手柄裝置與活動軸連接。
[0013]作為一種優(yōu)選方案，所述第一橫梁和第二橫梁呈135°角，所述安裝平臺設(shè)置在第一橫梁、第二橫梁和支撐板所圍成的框架中心位置上，所述第一 GPS天線設(shè)置在支撐板的其中一邊。
[0014]作為一種優(yōu)選方案，所述手推組件位于第三橫梁的前部，所述電器箱位于第三橫梁的后部。
[0015]作為一種優(yōu)選方案，所述慣性導(dǎo)航儀包括三軸激光陀螺儀和三軸加速度計。
[0016]作為一種優(yōu)選方案，所述傳感器包括直線位移傳感器和里程傳感器。
[0017]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果:
[0018]1、本實用新型測量精度高，通過在測量小車上設(shè)置慣性導(dǎo)航儀和GPS天線，可將慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)和全球定位系統(tǒng)(GNSS)的組合慣性測量技術(shù)應(yīng)用于便攜式的鐵路軌道測量小車上，測量精度超高< 0.2mm、軌距< 0.2mm，符合鐵路相關(guān)行標及國標要求。
[0019]2、本實用新型在測量小車的第一橫梁、第二橫梁和支撐板所圍成的框架上設(shè)有安裝平臺，可以使測量小車運行穩(wěn)定，并且能準確反映軌道姿態(tài)，慣性導(dǎo)航儀可拆卸方式固定在安裝平臺上，可以保證慣性導(dǎo)航儀重復(fù)安裝的定位精度。
[0020]3、本實用新型的測量效率高，實現(xiàn)了動態(tài)測量模式下的毫米級相對測量精度，極大地提高了高速鐵路軌道不平順的測量效率，并且自帶有動力裝置，長軌精調(diào)時一般16?20 km/工日。
[0021]4、本實用新型擺脫了以往必須借助CPIII工程測量網(wǎng)才能實現(xiàn)對既有線路的精確測量的缺點，同時也可以通過在CPII點架設(shè)基準站實現(xiàn)與傳統(tǒng)測量的結(jié)合，為后期鐵路的維護創(chuàng)造了有利條件。
[0022]5、本實用新型相對于大型儀器軌檢車，具有性價比高的特點，并且由于測量效率高，各工程局施工節(jié)省了各種人力物力費用。
[0023]6、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，采集的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，采用組合慣性測量技術(shù)，可以大幅度減少陽光、溫度、風(fēng)、氣壓等外界因素對檢測結(jié)果的影響，具有較強的抗干擾能力。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型的鐵路軌道幾何狀態(tài)精密測量系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為本實用新型的鐵路軌道幾何狀態(tài)精密測量系統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3為圖2中所示I處的放大示意圖。
[0027]圖4為本實用新型的鐵路軌道幾何狀態(tài)精密測量系統(tǒng)中慣性導(dǎo)航儀具有內(nèi)部GPS時的數(shù)據(jù)采集原理框圖。
[0028]圖5為本實用新型的鐵路軌道幾何狀態(tài)精密測量系統(tǒng)中慣性導(dǎo)航儀無內(nèi)部GPS時的數(shù)據(jù)采集原理框圖。
[0029]圖6為本實用新型的鐵路軌道幾何狀態(tài)精密測量系統(tǒng)中定位輪組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]其中，1-第一橫梁，2-第二橫梁，3-第三橫梁，4-剎車輪，5-定位輪組件，6_花片輪，7-支撐板，8-手推組件，9-電器箱，10-安裝平臺，11-慣性導(dǎo)航儀，12-第一 GPS天線，13-GPS天線電纜線，14-數(shù)據(jù)采集通訊線，15-定位銷，16-定位塊，17-推緊螺釘，18-鎖緊螺釘，19-推桿，20-第一鎖緊裝置，21-套管，22-手推座，23-第二鎖緊裝置，24-滑軌，25-滑塊，26-第一彈簧，27-彈簧擋板，28-手柄裝置，29-活動軸，30-定位輪，31-第二彈簧，32-活動軸尾塊，33-活動軸連接板，34-定位輪豎軸。
【具體實施方式】
[0031]實施例1:
[0032]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0033]如圖1?圖3所示，本實施例的I的鐵路軌道幾何狀態(tài)精密測量系統(tǒng)，包括測量小車，所述測量小車包括第一橫梁1、第二橫梁2以及第三橫梁3，所述第一橫梁I和第二橫梁2的一端分別與第三橫梁3連接組成Y型框架，所述第一橫梁I和第二橫梁2的另一端分別設(shè)有剎車輪4，所述第三橫梁3的末端設(shè)有定位輪組件5和花片輪6，所述第一橫梁I和第二橫梁2之間架設(shè)有支撐板7，所述第三橫梁3上設(shè)有手推組件8、電器箱9以及傳感器，所述第一橫梁1、第二橫梁2和支撐板7所圍成的框架中心位置上設(shè)有安裝平臺10，所述安裝平臺10上固定有慣性導(dǎo)航儀11，所述支撐板7的其中一邊設(shè)有第一 GPS天線12，所述慣性導(dǎo)航儀11通過數(shù)據(jù)采集通訊線14與電器箱9連接。
[0034]所述第一橫梁1、第二橫梁2、第三橫梁3以及支撐板7是測量小車的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，是其他功能組件的承載體，可以達到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、測量精準、使用壽命長、定位準確、拆裝便捷的目的；按照測量小車實際運作時的擺放方位和行走