[發明專利]一種鐵路軌道沉降監測裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202011069778.X
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112414367B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 胡軍;魏鈺祺;張云偉;梁康玉;王強
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01S19/42;G08C17/02;B61K9/08
• 代理公司: 南昌華成聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 36126
• 代理人: 張建新

1.一種鐵路軌道沉降監測裝置，其特征在于：包括安裝盤（1）、轉動軸（2）、壓緊半環（3）、和移動筒（6），所述安裝盤（1）的下表面固定連接有若干個插地桿（101），所述安裝盤（1）的上表面固定連接有連接凸軸（102），所述連接凸軸（102）的上表面固定連接有連接套（103），所述安裝盤（1）通過連接凸軸（102）和連接套（103）與轉動軸（2）轉動連接，所述轉動軸（2）的外圓表面設置有第一磨砂圈（202），所述轉動軸（2）的頂部固定連接有第二螺紋桿（203），所述轉動軸（2）通過第二螺紋桿（203）與第二轉動環（5）螺紋連接，所述第二轉動環（5）的上表面固定連接有套軸（501），所述套軸（501）的上表面開設有與第二螺紋桿（203）相接觸的第二螺紋孔（502），所述套軸（501）的外圓表面轉動套接有移動筒（6），所述移動筒（6）的外圓表面固定連接有兩個連接桿（602），一個所述連接桿（602）遠離移動筒（6）的一端固定連接有刻度塊（603），另一個所述連接桿（602）遠離移動筒（6）的一端固定連接有指示片（605），所述刻度塊（603）遠離連接桿（602）的一側開設有對比槽（604），所述刻度塊（603）的正面設置有刻度線，安裝盤（1）上還安裝有控制電路板（7）、CAN總線模塊（8）、北斗定位模塊（9），CAN總線模塊（8）、北斗定位模塊（9）與控制電路板（7）電性連接；

所述連接套（103）和連接凸軸（102）一體鑄造成型，所述連接套（103）的上表面開設有與轉動軸（2）相接觸的第一轉動孔（104），所述轉動軸（2）的底部固定連接有凸環（201），所述凸環（201）的直徑大于轉動軸（2）的直徑，所述連接凸軸（102）內開設有與凸環（201）相接觸的第二轉動孔（105），所述第一轉動孔（104）貫穿至第二轉動孔（105），所述轉動軸（2）轉動連接在第一轉動孔（104）內，所述凸環（201）轉動連接在第二轉動孔（105）內；

所述連接套（103）的外圓表面固定連接有連接塊（106），所述連接塊（106）內開設有容納槽（107），所述連接套（103）和連接塊（106）一體鑄造成型，所述容納槽（107）與第一轉動孔（104）設置為相通，所述容納槽（107）內滑動連接有壓緊半環（3）；

所述連接塊（106）遠離第一轉動孔（104）的一側固定連接有第一螺紋桿（108），所述連接塊（106）通過第一螺紋桿（108）螺紋連接有第一轉動環（4），所述第一螺紋桿（108）遠離連接塊（106）的一側開設有連接孔（109），所述連接孔（109）貫穿至容納槽（107）；

所述壓緊半環（3）的內圓表面設置有與第一磨砂圈（202）相接觸的第二磨砂圈（301），所述壓緊半環（3）的外圓表面固定連接有與連接孔（109）相接觸的滑動桿（302），所述滑動桿（302）滑動連接在連接孔（109）內，所述滑動桿（302）的外圓表面開設有轉動槽（303），所述壓緊半環（3）通過轉動槽（303）與第一轉動環（4）轉動連接；

轉動軸（2）的上表面通過凸板固定連接有定位滑桿（204），移動筒（6）的外圓表面固定連接有定位板（601），定位板（601）設置在靠近移動筒（6）底部的位置，定位板（601）的上表面開設有與定位滑桿（204）相接觸的滑動通孔，定位板（601）所開設的滑動通孔滑動套接在定位滑桿（204）上，當定位板（601）所開設的滑動通孔滑動套接在定位滑桿（204）上后，通過對移動筒（6）的兩點限位，使得移動筒（6）只能夠隨轉動軸（2）的轉動而轉動，使得第二轉動環（5）僅能夠帶動移動筒（6）進行上下移動；

所述對比槽（604）內部對側上分別設有紅外二極管列陣（606）和紅外線燈管（607），所述紅外線燈管（607）向紅外二極管列陣（606）發射紅外光束，紅外光束在所述指示片（605）的遮擋下不能夠被紅外二極管列陣（606）接收到，當鐵路軌道發生沉降時，所述指示片（605）與對比槽（604）的相對位置發生偏移，使得所述指示片（605）的遮光位置變化，最終所述紅外二極管列陣（606）接收到紅外光束的面積隨之發生改變，進而確定鐵路軌道的沉降量，實現實時在線監測鐵路軌道的沉降，以及通過查看所述刻度塊（603）上的刻度線來確定鐵路軌道的沉降量；

所述控制電路板（7）接收紅外二極管列陣（606）檢測到的紅外光束信息，根據紅外二極管列陣（606）接收到紅外光束的行數來計算鐵路軌道的沉降量，并接收北斗定位模塊（9）定位到的位置信息，再由控制電路板（7）將不同位置的鐵路軌道的沉降量信息和對應的地理位置信息通過CAN總線模塊（8）傳輸至中繼器（10）；

所述第一轉動環（4）的一側開設有與第一螺紋桿（108）相接觸的第一螺紋孔（401），所述第一螺紋孔（401）螺紋連接在第一螺紋桿（108）上，所述第一轉動環（4）的另一側開設有與轉動槽（303）相接觸的卡槽孔（402），所述卡槽孔（402）與第一螺紋孔（401）設置為相通，所述卡槽孔（402）轉動卡接在轉動槽（303）內；

在使用時，將安裝盤（1）下表面的若干個插地桿（101）插入地面之下，并對插地桿（101）進行固定，來將安裝盤（1）固定在地面上，從而完成對該裝置的安裝，多個該裝置在鐵軌附近且沿著鐵軌方向進行安裝，而地面的地勢高低不同，為了將一個該裝置的指示片（605）能夠處在另一個該裝置的刻度塊（603）所開設的對比槽（604）內，需要調整移動筒（6）的高度，因為第二螺紋孔（502）能夠在第二螺紋桿（203）上進行螺紋轉動，使得第二轉動環（5）能夠在第二螺紋桿（203）上進行上下移動，而移動筒（6）套接在套軸（501）上，使得第二轉動環（5）的向上移動能夠頂著移動筒（6）向上移動，而第二轉動環（5）向下移動，在移動筒（6）的重力作用下使得移動筒（6）能夠自動下落，同時該裝置在安裝在地面上時，因為轉動軸（2）和凸環（201）能夠分別在第一轉動孔（104）和第二轉動孔（105）內進行轉動，使得一個裝置的指示片（605）能夠與另一個對比槽（604）相對應，這樣當轉動轉動軸（2）時能夠保證一個該裝置的指示片（605）可以處于另一個該裝置的刻度塊（603）所開設的對比槽（604）內，指示片（605）處于對比槽（604）內后，因為刻度塊（603）為透明鋼化玻璃支撐，而刻度塊（603）的正面設置有刻度，這樣能夠通過指示片（605）與刻度塊（603）的刻度之間的偏移量來確定鐵路軌道是否發生沉降，并且通過調整移動筒（6）的高度，能夠在該裝置初始安裝時使指示片（605）與刻度塊（603）刻度上的零刻度進行校準，這樣通過簡單的機械結構就能夠對鐵路軌道是否發生沉降進行檢測，生產成本和維修成本低；

將每110個鐵路軌道沉降監測裝置劃為一組，每一組對應設置一個中繼器（10）和5G模塊（11），每個鐵路軌道沉降監測裝置的控制電路板（7）接收紅外二極管列陣（606）檢測到的紅外光束信息，根據紅外二極管列陣（606）接收到紅外光束的行數來計算鐵路軌道的沉降量，并接收北斗定位模塊（9）定位到的位置信息，再由控制電路板（7）將不同位置的鐵路軌道的沉降量信息和對應的地理位置信息通過CAN總線模塊（8）傳輸至中繼器（10），中繼器（10）通過CAN總線接收每個鐵路軌道沉降監測裝置上CAN總線模塊（8）傳來的數據信息，該數據信息包括不同位置的鐵路軌道的沉降量和地理位置信息，中繼器（10）將接收到的信息通過5G模（11）塊發送至鐵路系統服務器，再由鐵路系統服務器發送至相關檢修部門，由檢修部門安排工作人員前往檢修。