[发明专利]铁路工务起拨道激光测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁路工务部门对钢轨起拨道作业的测量仪器，具体而言是用于铁路钢轨大平、找偏差和配合工务大机作业的一种仪器设备。

背景技术

铁路钢轨经过长时间运行会影响平顺性，直线轨道变成了由许多波浪形“曲线”组成的轨道，曲线轨道不再圆顺，会引起列车的摇晃和蛇行运动，列车通过这些钢轨时，冲击动力增加，使道床变形加快，反过来又扩大了不平顺，从而使列车对轨道的破坏力更大，以致形成恶性循环。而且轨道的平顺差还会使列车轮轨接触表面受到大的冲击动力作用，加速轮轨的磨损和疲劳破坏，缩短轮轨和轨枕的寿命，潜伏着对行车安全的威胁，这就需要对钢轨进行调整即起道和拨道作业。老线路钢轨磨损严重，平顺性较差，需要经常维护，工作量很大，也严重影响了列车的速度进一步提高。

目前铁路工务部门对钢轨的平顺性测量还是采用较为传统的——目视测量方法，对铁道线路几何状态进行维修养护存在诸多的不足；这些传统的测量方法受环境和人为因素的影响较大，良好大气状况下人眼仅能目测40m-60m，且不能量化，在光线较暗或者是晚间基本就无法保证正常的工作；面对提速带来的压力，铁路工务部门使用激光全站仪测量长区段的大平，提高轨道的平顺性，也只能在白天作业、操作麻烦且安装不方便，使用上有很大局限性。

国内近年来对铁路轨道平顺检测有所研究，但都是测量10m和20m弦的高低和轨向的便携式仪器设备，不能在长轨道区段测量，一般在直线段是10m、曲线段是20m弦；在大于200m的轨道区段，如果利用10米弦(精度为±1mm)来推算到200m的轨道区段，误差远远大于实际要求，不能满足现在长区段(不小于200mm)作业的要求。

中国专利文献CN101231157公开了一种《铁路工务起拨道激光测量仪》，包括激光发射器装置、测量装置和两个行走小车，激光发射器装置和测量装置分别安装在一个行走小车上；激光发射装置和测量装置上安装有无线通信装置；激光发射装置包括起道激光器、拨道激光器、激光数据处理器和触摸屏；测量装置包括光学镜头、CCD传感器、测量数据处理器、触摸屏和水平传感器。该测量仪利用激光作为基准线，CCD传感器为瞄准检测器，理论上可以解决了铁路工务部门长距离(200m以上)钢轨起道和拨道量的测量问题，但是在激光准值测量领域，长距离准直面临的问题有：激光的发散问题、空气扰动问题、由于空气场的温度不均而产生的光线弯曲问题、背景光的影响等问题，特别是在铁路轨道的现场测量，测量环境十分恶劣，这些问题都很难解决。而上述专利文献公开的内容中并没有给出解决这些问题的技术方案，仅仅给出了采用十字激光准直测量的设想。也就是说该专利文献并不能真正实现铁路工务部门200m以上长距离钢轨起道和拨道量的测量。

发明内容

本发明针对现有铁路工务部门起道和拨道量测量技术存在的测量精度差、效率低、劳动强度大等问题，提供一种能够测量轨道长区段的(不低于200m)大平、找平顺偏差、能够配合大机作业的铁路工务起拨道激光测量仪。

本发明采用以下技术解决方案：

该铁路工务起拨道激光测量仪包括激光发射装置、测量装置和监测修正装置，激光发射装置、测量装置和监测修正装置分别安装在一个行走小车上；每个装置上均安装有无线通信设备，三者间通过无线方式通信；

激光发射装置包括起道激光器、拨道激光器、发射处理器和显示器，起道激光器和拨道激光器通过控制元件(场效应功率管)与发射处理器连接，显示器与发射处理器连接，起道激光器和拨道激光器使用线性光源，发射出的激光组成十字丝形状，通过测量装置测得的实际激光位置来指导对激光位置进行调整，使激光处于实际需要的位置；

测量装置包括光学成像系统、CCD(电荷耦合器件)传感器、测量处理器、显示器、水平传感器、位移传感器和里程传感器；光学成像系统和CCD传感器均设有两套，一套用于接收起道激光器的激光信号，一套用于接收拨道激光器的激光信号，光学成像系统设置在CCD传感器的前面，用于成像，同时通过系统内的窄带滤光片对干扰光进行滤除；CCD传感器通过驱动和接收电路与测量处理器连接，显示器、水平传感器、位移传感器和里程传感器均与测量处理器连接；光学成像系统、CCD传感器、测量处理器用于测量起道激光器和拨道激光器所发射的激光位置，水平传感器、位移传感器和里程传感器用于获得相对应的铁轨水平、轨距以及里程参数，以完成对激光位置的部分修正；