智能型铁路轨道几何状态测量仪及测量方法与流程

1.本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种智能型铁路轨道几何状态测量仪及测量方法。


背景技术：

2.宝钢股份宝山基地共有铁路轨道约90公里，属于有砟轨道，轨距为1435mm的标准轨距。铁路轨道常年裸露在自然环境中，经受着风雨冰融和列车载荷的作用，轨道的几何尺寸不断变化，路基及道床不断产生变形，钢轨、联结零件及轨枕不断磨损，因而使铁路轨道的几何状态不断发生变化，当超过允许使用极限值时，就可能会出现机车脱轨的现象，造成严重的安全事故。
3.在日常维护管理中，为掌握铁路轨道的几何状态，大多采用轨道尺通过人工测量的方法进行测量。在检测作业中操作人员既要移动轨距尺的位置，又要时刻观察轨距的尺寸变化和轨道水平状况，极大提高了操作人员的劳动强度，且检测作业效率低；同时，由于人工测量采用间断式测量，数据的连续性差、精度低，对后期的数据分析和对策措施的制定带来不利的影响。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种智能型铁路轨道几何状态测量仪及测量方法，本测量仪及测量方法克服了传统铁路轨道几何状态检测的缺陷，提高了检测作业效率及精度，减轻检测作业的劳动强度，为后期数据分析和对策措施制定提供可靠依据。
5.为解决上述技术问题，本发明智能型铁路轨道几何状态测量仪包括尺体、固定轴、活动轴、连接块、弹簧、推杆、测距传感器、水平传感器、轨距传感器、微处理器、显示屏和两个滚轮，所述固定轴设于所述尺体一端，所述连接块设于所述尺体另一端，所述活动轴经连接块活动设于所述尺体另一端，两个滚轮分别设于所述固定轴和活动轴轴端，所述滚轮包括同轴布置的大滚轮和小滚轮，并且大滚轮靠近所述尺体端面，所述弹簧套入所述活动轴并且两端抵靠所述连接块和大滚轮，所述推杆居中设于所述尺体，所述显示屏设于所述推杆，所述微处理器集成于所述显示屏内，所述测距传感器设于任一滚轮并检测滚动距离，所述水平传感器和轨距传感器设于所述尺体内，所述水平传感器检测所述尺体的水平度，所述轨距传感器检测所述活动轴的伸缩距离，所述微处理器分别与显示屏、测距传感器、水平传感器和轨距传感器电连接。
6.进一步，所述固定轴和活动轴轴端与滚轮之间设有轴承。
7.进一步，所述活动轴沿所述尺体的伸缩行程为10mm。
8.一种基于上述测量仪的智能型铁路轨道几何状态测量方法包括如下步骤：步骤一、将测量仪的两个滚轮置于铁路轨道上，并且大滚轮的外侧端面紧贴在铁路轨道的侧面；步骤二、通过推杆推动尺体，尺体通过滚轮沿铁路轨道移动，期间，测距传感器检
测滚轮转动的圈数，获得测量仪沿铁路轨道移动的距离，水平传感器通过尺体检测铁路轨道两根钢轨的水平度，轨距传感器通过活动轴检测铁路轨道两根钢轨的间距；步骤三、测距传感器、水平传感器和轨距传感器检测的数据传输至微处理器，微处理器对接收的检测数据进行处理和储存，并通过显示屏实时显示检测数据。
9.进一步，所述微处理器内置铁路轨道两根钢轨水平度的标准值和允许误差值以及轨距的标准值和允许误差值，若水平传感器和轨距传感器检测的数据超出允许误差值，所述微处理器输出报警信号，并由显示屏发出声光报警。
10.进一步，通过测距传感器获得尺体沿铁路轨道的移动距离，检测过程中对本次检测数据记录储存从尺体沿铁路轨道移动起始位至终点位为一时段储存单元，并设定尺体沿铁路轨道移动10米为一时段储存单元。由于本发明智能型铁路轨道几何状态测量仪及测量方法采用了上述技术方案，即本测量仪的固定轴和活动轴设于尺体两端，两个滚轮设于固定轴和活动轴轴端，滚轮包括同轴布置的大滚轮和小滚轮，弹簧套入活动轴，推杆设于尺体，显示屏设于推杆，微处理器集成于显示屏内，测距传感器设于任一滚轮并检测滚动距离，水平传感器和轨距传感器设于尺体内，水平传感器检测尺体的水平度，轨距传感器检测活动轴的伸缩距离，微处理器分别与显示屏、测距传感器、水平传感器和轨距传感器电连接。本方法将滚轮置于铁路轨道上，大滚轮的外侧端面紧贴在铁路轨道的侧面；尺体沿铁路轨道移动，期间，测距传感器检测滚轮转动的圈数，获得测量仪沿铁路轨道移动的距离，水平传感器通过尺体检测铁路轨道两根钢轨的水平度，轨距传感器通过活动轴检测铁路轨道两根钢轨的间距；检测数据传输至微处理器，微处理器对检测数据进行处理和储存，并通过显示屏实时显示检测数据。本测量仪及测量方法克服了传统铁路轨道几何状态检测的缺陷，提高了检测作业效率及精度，减轻检测作业的劳动强度，为后期数据分析和对策措施制定提供可靠依据。
附图说明
11.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：图1为本发明智能型铁路轨道几何状态测量仪示意图；图2为本测量仪中活动轴与滚轮连接示意图。
具体实施方式
12.实施例如图1和图2所示，本发明智能型铁路轨道几何状态测量仪包括尺体1、固定轴2、活动轴3、连接块4、弹簧5、推杆6、测距传感器11、水平传感器12、轨距传感器13、微处理器14、显示屏15和两个滚轮7，所述固定轴2设于所述尺体1一端，所述连接块4设于所述尺体1另一端，所述活动轴3经连接块4活动设于所述尺体1另一端，两个滚轮7分别设于所述固定轴2和活动轴3轴端，所述滚轮7包括同轴布置的大滚轮71和小滚轮72，并且大滚轮71靠近所述尺体1端面，所述弹簧5套入所述活动轴3并且两端抵靠所述连接块4和大滚轮71，所述推杆6居中设于所述尺体1，所述显示屏15设于所述推杆6，所述微处理器14集成于所述显示屏15内，所述测距传感器11设于任一滚轮7并检测滚动距离，所述水平传感器12和轨距传感器13设于所述尺体1内，所述水平传感器12检测所述尺体1的水平度，所述轨距传感器13检测所述活动轴3的伸缩距离，所述微处理器14分别与显示屏15、测距传感器11、水平传感器12
和轨距传感器13电连接。
13.本测量仪在检测作业时，滚轮7的小滚轮72置于铁路轨道的钢轨8表面、大滚轮紧贴于钢轨8侧面，以钢轨8表面及侧面作为测量的基准，通过水平传感器12和轨距传感器13获取铁路轨道两根钢轨8的水平度以及间距。
14.优选的，所述固定轴2和活动轴3轴端与滚轮7之间设有轴承73。
15.优选的，所述活动轴3沿所述尺体1的伸缩行程为10mm。
16.一种基于上述测量仪的智能型铁路轨道几何状态测量方法包括如下步骤：步骤一、将测量仪的两个滚轮置于铁路轨道上，并且大滚轮的外侧端面紧贴在铁路轨道的侧面；步骤二、通过推杆推动尺体，尺体通过滚轮沿铁路轨道移动，期间，测距传感器检测滚轮转动的圈数，获得测量仪沿铁路轨道移动的距离，水平传感器通过尺体检测铁路轨道两根钢轨的水平度，轨距传感器通过活动轴检测铁路轨道两根钢轨的间距；步骤三、测距传感器、水平传感器和轨距传感器检测的数据传输至微处理器，微处理器对接收的检测数据进行处理和储存，并通过显示屏实时显示检测数据。
17.优选的，所述微处理器内置铁路轨道两根钢轨水平度的标准值和允许误差值以及轨距的标准值和允许误差值，若水平传感器和轨距传感器检测的数据超出允许误差值，所述微处理器输出报警信号，并由显示屏发出声光报警。
18.优选的，通过测距传感器获得尺体沿铁路轨道的移动距离，检测过程中对本次检测数据记录储存从尺体沿铁路轨道移动起始位至终点位为一时段储存单元，并设定尺体沿铁路轨道移动10米为一时段储存单元。
19.本测量仪中尺体为铝合金材质的空心结构，可适当减轻整体重量，便于测量仪在铁路轨道上推行。活动轴在弹簧的作用下，使得滚轮外侧紧贴在轨道上，当轨距变小，弹簧受压，滚轮带动活动轴向左移动；当轨距变大，弹簧收拉，滚轮带动活动轴向右移动，提高测量的精度。
20.本测量仪满足铁路轨道的各项检测技术数据指标，并将检测过程中的数据通过微处理器保存转换成可下载数据。
21.微处理器内置的铁路轨道状态参数标准值和允许误差值如下：
⑴
直线轨道检测技术标准标准轨距:上限1445mm，下限1431mm；水平度标准为0,上限10mm,下限-10mm。超出以上检测标准任何立即提示报警并将此检测段检测到异常数据自动记录。
22.ꢀ⑵
曲线轨道检测技术标准
①
半径≥600米：标准轨距：上限1445mm,下限1431mm；水平度标准为0mm，上限10mm，下限－10mm。
23.②
600米＞半径≥350米：标准轨距：上限1450mm，下限1436mm；水平度标准为10mm，上限20mm，下限0mm。
24.③
350米＞半径≥300米：标准轨距：上限1455mm，下限1441mm；水平度标准为15mm，上限25mm，下限5mm。
25.④
300米＞半径≥150米：标准轨距：上限1458mm，下限1446mm；水平度标准为15mm，上限25mm，下限5mm。
26.⑤
150米＞半径≥120米：标准轨距：上限1460mm，下限1451mm；水平度标准为30mm，上限20mm，下限10mm。
27.⑥
半径≥120米：标准轨距：上限1460mm，下限1456mm；水平度标准为25mm，上限35mm，下限15mm。
28.本测量仪及测量方法在检测铁路轨道时，只需将检测仪放置于被检测钢轨上，设定检测起步位，调定基准轨距与水平度即可实施检测作业，提高了检测作业效率及精度，减轻劳动强度，为后期数据分析和对策措施制定提供可靠依据。

技术特征：
1.一种智能型铁路轨道几何状态测量仪，其特征在于：本测量仪包括尺体、固定轴、活动轴、连接块、弹簧、推杆、测距传感器、水平传感器、轨距传感器、微处理器、显示屏和两个滚轮，所述固定轴设于所述尺体一端，所述连接块设于所述尺体另一端，所述活动轴经连接块活动设于所述尺体另一端，两个滚轮分别设于所述固定轴和活动轴轴端，所述滚轮包括同轴布置的大滚轮和小滚轮，并且大滚轮靠近所述尺体端面，所述弹簧套入所述活动轴并且两端抵靠所述连接块和大滚轮，所述推杆居中设于所述尺体，所述显示屏设于所述推杆，所述微处理器集成于所述显示屏内，所述测距传感器设于任一滚轮并检测滚动距离，所述水平传感器和轨距传感器设于所述尺体内，所述水平传感器检测所述尺体的水平度，所述轨距传感器检测所述活动轴的伸缩距离，所述微处理器分别与显示屏、测距传感器、水平传感器和轨距传感器电连接。2.根据权利要求1所述的智能型铁路轨道几何状态测量仪，其特征在于：所述固定轴和活动轴轴端与滚轮之间设有轴承。3.根据权利要求1或2所述的智能型铁路轨道几何状态测量仪，其特征在于：所述活动轴沿所述尺体的伸缩行程为10mm。4.一种基于权利要求1至3任一项所述测量仪的智能型铁路轨道几何状态测量方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、将测量仪的两个滚轮置于铁路轨道上，并且大滚轮的外侧端面紧贴在铁路轨道的侧面；步骤二、通过推杆推动尺体，尺体通过滚轮沿铁路轨道移动，期间，测距传感器检测滚轮转动的圈数，获得测量仪沿铁路轨道移动的距离，水平传感器通过尺体检测铁路轨道两根钢轨的水平度，轨距传感器通过活动轴检测铁路轨道两根钢轨的间距；步骤三、测距传感器、水平传感器和轨距传感器检测的数据传输至微处理器，微处理器对接收的检测数据进行处理和储存，并通过显示屏实时显示检测数据。5.根据权利要求4所述的智能型铁路轨道几何状态测量方法，其特征在于：所述微处理器内置铁路轨道两根钢轨水平度的标准值和允许误差值以及轨距的标准值和允许误差值，若水平传感器和轨距传感器检测的数据超出允许误差值，所述微处理器输出报警信号，并由显示屏发出声光报警。6.根据权利要求4所述的智能型铁路轨道几何状态测量方法，其特征在于：通过测距传感器获得尺体沿铁路轨道的移动距离，检测过程中对本次检测数据记录储存从尺体沿铁路轨道移动起始位至终点位为一时段储存单元，并设定尺体沿铁路轨道移动10米为一时段储存单元。

技术总结
本发明公开了一种智能型铁路轨道几何状态测量仪及测量方法，本测量仪的固定轴和活动轴设于尺体两端，两个滚轮设于固定轴和活动轴轴端，弹簧套入活动轴，推杆设于尺体，显示屏设于推杆，微处理器集成于显示屏内，测距传感器设于任一滚轮并检测滚动距离，水平传感器和轨距传感器设于尺体内，水平传感器检测尺体的水平度，轨距传感器检测活动轴的伸缩距离，微处理器分别与显示屏、测距传感器、水平传感器和轨距传感器电连接。本方法将滚轮置于铁路轨道上，尺体沿铁路轨道移动，期间，测距传感器、水平传感器和轨距传感器的检测数据传输至微处理器并通过显示屏实时显示检测数据。本测量仪及测量方法提高了检测作业效率及精度。及测量方法提高了检测作业效率及精度。及测量方法提高了检测作业效率及精度。


技术研发人员：陈基强 王杰 陆宏清
受保护的技术使用者：宝武装备智能科技有限公司
技术研发日：2022.10.26
技术公布日：2023/1/31