[發(fā)明專利]一種測量軌道傾斜角度的裝置和方法

有效

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• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106592355B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林學(xué)春;楊盈瑩;楊松;吉俊文;張景園
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號: E01B35/00
• 分類號: E01B35/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發(fā)明公開了一種測量軌道傾斜角度的裝置和方法，屬于利用激光測量軌道不平順度的技術(shù)。本發(fā)明裝置沿列車行駛方向垂直于列車車廂地板放置所述第一支撐組件和第二支撐組件；所述第一支撐組件上表面始終保持水平；所述第二支撐組件上表面隨軌道的傾斜而傾斜；所述激光器放置在第一支撐組件上表面發(fā)射始終水平的第一光束；第一反射鏡放置在第二支撐組件上表面并隨軌道傾斜而傾斜；所述第一反射鏡用于將第一光束反射形成第二光束；所述偏轉(zhuǎn)檢測組件接收所述第二光束并檢測所述第二光束的光路變化量，并輸出檢測信號；所述數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)所述檢測信號計算軌道傾斜角度。本發(fā)明裝置和方法進行軌道檢測時更加便捷、檢測效果更加靈敏。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軌道不平順度檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用激光測量軌道傾斜角度或局部變形的裝置和方法。

背景技術(shù)

軌道交通運輸量大、快速便捷、低能耗、高效率，給人們的工作和生活帶來了巨大的便利。由于鐵路軌道的不平順，造成了輪軌沖擊載荷，導(dǎo)致輪軌之間形成較大的作用力，輕則引起鋼軌、車輪等部件的損傷，重則造成重大事故，威脅人民的生命財產(chǎn)。因此，軌道不平順度檢測技術(shù)已成為高速鐵路建造技術(shù)中的關(guān)鍵問題。

目前用于測量軌道不平順度的檢測的方法有以下幾種：兩點差分法、三點中弦法、多點弦測法等，或者有：慣性位移法、箱軸加速度積分法、箱軸加速度快速傅立葉變換法、質(zhì)量彈簧系統(tǒng)加速度積分與位移相加法等。但是這幾種方式都在不同程度上面臨著一定的問題，例如安裝困難、受環(huán)境影響大、易受到破壞、難修復(fù)以及精度不夠高、造價昂貴等。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

鑒于以上軌道不平順度的檢測技術(shù)存在的問題，本發(fā)明公開了一種結(jié)構(gòu)簡單、檢測效果更加靈敏的利用激光測量軌道傾斜角度或局部變形的裝置和方法。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種測量軌道傾斜角度的裝置，包括第一支撐組件、第二支撐組件、激光器、第一反射鏡、偏轉(zhuǎn)檢測組件和數(shù)據(jù)分析模塊；所述第一支撐組件和第二支撐組件沿列車在所述軌道上的行駛方向置于列車車廂底板；所述第一支撐組件上表面始終保持水平；所述第二支撐組件上表面隨車廂底板的傾斜而傾斜；所述激光器放置在第一支撐組件上表面并始終保持水平，用于發(fā)射始終保持水平的第一光束，并入射至第一反射鏡；第一反射鏡放置在第二支撐組件上表面并隨軌道傾斜而傾斜；所述第一反射鏡用于反射第一光束而形成第二光束；所述偏轉(zhuǎn)檢測組件用于接收所述第二光束并檢測所述第二光束的光路變化量，并輸出檢測信號；所述數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)所述檢測信號計算所述軌道的傾斜角度。

可選的，所述偏轉(zhuǎn)檢測組件放置在第二支撐組件上。所述第一支撐組件包括第一支架、懸垂體和阻尼器；所述第一支架垂直于列車車廂底板放置；所述懸垂體通過轉(zhuǎn)軸懸掛在所述第一支架上；所述轉(zhuǎn)軸穿過所述懸垂體和激光器的整體的重心；所述阻尼器連接在所述懸垂體上，用于防止懸垂體晃動。

可選的，所述偏轉(zhuǎn)檢測組件放置在第一支撐組件上。所述第一支撐組件包括支架、懸垂體和阻尼器；所述支架垂直于列車車廂底板放置；所述懸垂體上水平放置所述激光器；所述懸垂體通過轉(zhuǎn)軸懸掛在所述第一支架上；所述轉(zhuǎn)軸穿過所述懸垂體、激光器和偏轉(zhuǎn)檢測組件的整體的重心；所述阻尼器連接在所述懸垂體上，用于防止懸垂體晃動。

優(yōu)選的，所述偏轉(zhuǎn)檢測組件包括第二反射鏡、電荷耦合器；所述第二反射鏡用于對所述第二光束反射至少一次，以放大所述第二光束的光路變化量，并最終將所述第二光束照射到所述電荷耦合器表面；所述電荷耦合器用于檢測到達其表面的第二光束的光斑位移變化，輸出所述檢測信號。

本發(fā)明還提供了一種使用上述裝置測量軌道傾斜角度的方法，包括以下步驟：

S1、所述激光器發(fā)射始終保持水平的第一光束，并入射至第一反射鏡；

S2、所述第一反射鏡用于反射所述第一光束反射而形成第二光束；