一种轨道几何参数测量系统、测量方法及捣固车与流程

1.本技术涉及铁路轨道测量的技术领域，具体地，涉及一种轨道几何参数测量系统、测量方法及捣固车。


背景技术：

2.铁路轨道作为列车运行的地面基础，具有整体性与散体性的特点，是支撑列车高速运行的重要基础设备之一。
3.然而，铁路轨道随着使用及时间的推移，不可避免发生变形，几何参数逐渐偏离原始状态，平顺性受到影响；因此，铁路轨道在投入运营后的长期检修维护过程中，需要对轨道几何平顺性进行高精度检测，确保轨道几何状态达到高平顺性、高稳定性的技术要求。
4.捣固车作为铁路轨道整正设备，作用之一就是消除轨道在使用中产生的轨向、左右水平、前后高低的偏差，其配备的线路偏差测量系统需要布置三根弦线，其中两根分别用来测量左轨和右轨的前后高低，第三根弦线，用来测量钢轨的方向；三根弦线贯穿车体，增加整车结构设计的复杂度，特别是用来测量左轨和右轨高低的两根弦线，对司机室的密闭及完整性造成一定影响。
5.在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本技术的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。


技术实现要素：

6.本技术实施例提供了一种轨道几何参数测量系统、测量方法及捣固车，以解决传统的测量系统结构复杂的技术问题。
7.根据本技术实施例的第一个方面，提供了一种轨道几何参数测量系统，包括：前测量小车、中间测量小车和后测量小车；所述前测量小车、中间测量小车及后测量小车之间连接有测量弦线；所述前测量小车上设置有前超高测量传感器，所述中间测量小车上设置有矢距传感器，所述后测量小车上设置有后超高测量传感器；所述中间测量小车上设置有传感器安装框架，所述传感器安装框架上设置有右抄平传感器和左抄平传感器；测量时，所述测量弦线张紧在前测量小车和后测量小车之间并穿过右抄平传感器、左抄平传感器和矢距传感器。
8.优选地，所述传感器安装框架包括：左测量杆和右测量杆；所述左测量杆上设置有左支撑杆，所述右测量杆上设置有右支撑杆；所述左抄平传感器安装在左支撑杆上，所述右抄平传感器安装在右支撑杆上，所述右抄平传感器和左抄平传感器的活动端均固定在测量弦线上。
9.优选地，所述左支撑杆、右支撑杆的结构相同；所述左支撑杆包括：横杆和竖杆，所述横杆的一端与左支撑杆连接，所述横杆的另一端与竖杆的一端相连，所述竖杆的另一端向下延伸；所述左抄平传感器安装在竖杆另一端的端部。
10.优选地，所述中间测量小车的车轴两侧分别设置有支撑结构；所述左测量杆、右测
量杆分别对应的设置在两个支撑结构上；所述左测量杆和右测量杆沿车轴方向相对滑动。
11.优选地，所述左测量杆、右测量杆之间设置有第一横杆和第二横杆；所述第一横杆上安装有中间超高传感器。
12.优选地，所述第二横杆的两端分别通过对应的滑套组件连接在左测量杆和右测量杆上；所述第二横杆相对于左测量杆或右测量杆竖向滑动。
13.优选地，所述中间测量小车的数量为一个或多个。
14.根据本技术实施例的第二个方面，提供了一种轨道几何参数测量方法，所述测量方法采用了如上所述的轨道几何参数测量系统，所述测量方法包括如下步骤
15.前超高测量传感器、后超高测量传感器分别采集前测量小车、后测量小车所在位置的轨道超高值；
16.在整个测量系统沿钢轨移动的过程中，中间测量小车随着钢轨产生竖直方向及横向位移；在测量弦线的张紧力的作用下，中间测量小车的位移带动右抄平传感器、左抄平传感器、矢距传感器产生位移；
17.所述左抄平传感器、右抄平传感器、矢距传感器分别采集中间测量小车所在钢轨处的左轨纵平值、右轨纵平值和矢距值。
18.根据本技术实施例的第三个方面，提供了一种具有轨道几何参数测量系统的捣固车，包括：捣固车本体，所述捣固车本体上设置有如上所述的轨道几何参数测量系统。
19.本技术实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：
20.本技术实施例提供的一种轨道几何参数测量系统，测量时：前测量小车、中间测量小车及后测量小车均靠紧同一侧钢轨，并通过前超高测量传感器、后超高测量传感器分别采集前测量小车、后测量小车所在位置的轨道超高值，通过左抄平传感器、右抄平传感器、矢距传感器分别采集中间测量小车所在钢轨处的左轨纵平值、右轨纵平值和矢距值，与传统方式相比，只需要单根测量弦线即可完成对轨道几何参数的测量，且在前测量小车、后测量小车上无需安装抄平杆，减少了测量弦线使用的同时，也减少了部署测量弦线所需的相关附属设施，使得结构简单，实用性用极强。
附图说明
21.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
22.图1为本技术实施例提供的一种轨道几何参数测量系统的结构示意图；
23.图2为本技术实施例提供的一种轨道几何参数测量系统的俯视图；
24.图3为本技术实施例提供的一种轨道几何参数测量方法的流程图；
25.附图标记：
26.1为前测量小车，2为中间测量小车，3为后测量小车，4为左轨道，5为测量弦线，6为右抄平传感器，7为左抄平传感器，8为矢距传感器，9为后超高测量传感器，10为中间超高传感器，11为前超高测量传感器，12为右轨道，13为支撑结构，14为传感器安装框架，15为左测量杆，16为右测量杆，17为左支撑杆，18为右支撑杆；
27.141为第一横杆，142为第二横杆，
28.171为横向杆，172为竖向杆。
具体实施方式
29.为了使本技术实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本技术的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.实施例一
31.如图1和图2所示，本技术实施例的一种轨道几何参数测量系统，包括：前测量小车1、中间测量小车2和后测量小车3；所述前测量小车1、中间测量小车2及后测量小车3之间连接有测量弦线5；所述前测量小车1上设置有前超高测量传感器11，所述中间测量小车2上设置有矢距传感器8，所述后测量小车3上设置有后超高测量传感器9；
32.所述中间测量小车2上设置有传感器安装框架14，所述传感器安装框架14底部的中间位置处设置有右抄平传感器6和左抄平传感器7；测量时，所述测量弦线5张紧在前测量小车1和后测量小车3之间并穿过右抄平传感器6、左抄平传感器7和矢距传感器8。
33.本实施例中，所述前测量小车1上设置的前超高测量传感器11用于测定前测量小车1所处位置的轨道超高值；中间测量小车2上设置的右抄平传感器6用于测定中间测量小车1与右轨道12接触点相对测量弦线5在竖直方向的位移变化，中间测量小车2上设置的左抄平传感器7用于测定中间测量小车2与左轨道接触点相对测量弦线5在竖直方向的位移变化，中间测量小车2上设置的矢距传感器8用于测定左轨道4或者右轨道12相对测量弦线5在水平方向的位移变化；后测量小车3上设置的后超高测量传感器9用于测定后测量小车3所处位置的轨道超高值。
34.本技术中设定：平行于轨枕的方向为水平方向，沿重力线的方向为竖向/竖直方向，沿钢轨延伸的方向为纵向。
35.本技术实施例提供的一种轨道几何参数测量系统，测量时：
36.前测量小车、中间测量小车及后测量小车均靠紧同一侧钢轨(图1中的左轨道4或右轨道12)，并通过前超高测量传感器、后超高测量传感器分别采集前测量小车、后测量小车所在位置的轨道超高值，通过左抄平传感器、右抄平传感器、矢距传感器分别采集中间测量小车所在钢轨处的左轨纵平值、右轨纵平值和矢距值，与传统方式相比，只需要单根测量弦线即可完成对轨道几何参数的测量，且在前测量小车、后测量小车上无需安装抄平杆，减少了测量弦线使用的同时，也减少了部署测量弦线所需的相关附属设施，使得结构简单，实用性用极强。
37.本技术中，所述中间测量小车2的数量为一个或多个。
38.其中，当中间测量小车2的数量为两个时，与前测量小车1、后测量小车3，形成四点法测量，提高测量的精度。
39.实施例二
40.在实施例一的基础上，一种轨道几何参数测量系统，如图1所示，所述传感器安装框架14包括：左测量杆15和右测量杆16；所述左测量杆15上设置有左支撑杆17，所述右测量杆16上设置有右支撑杆18；所述左抄平传感器7安装在左支撑杆17上，所述右抄平传感器6安装在右支撑杆18上，所述右抄平传感器6和左抄平传感器7的活动端均固定在测量弦线5上。
41.具体地，如图1所示，传统的捣固车上，右抄平传感器6和左抄平传感器7通常是安装在左测量杆15、右测量杆16的顶部，因此，前后测量小车还各需要一根弦线；本实施例中，把右抄平传感器6和左抄平传感器7的安装位置设置到中间测量小车2的中间，利用了中间的测量弦线5，简化了结构；
42.同时，如图1所示，采用支撑结构(左支撑杆17、右支撑杆18)将右抄平传感器6和左抄平传感器7进行延伸并固定到左测量杆15、右测量杆16上；本技术中，由于弦线的位置由前后测量小车决定，测量时是不变的，当左、右测量杆有上下位移时，便可通过右抄平传感器6和左抄平传感器7测量出位移量。
43.具体地，如图1所示，所述左支撑杆17、右支撑杆18的结构相同；所述左支撑杆17包括：横向杆171和竖向杆172，所述横向杆171的一端与左支撑杆17连接，所述横向杆171的另一端与竖向杆172的一端相连，所述竖向杆172的另一端向下延伸；所述左抄平传感器7安装在竖向杆172另一端的端部。
44.本实施例中，左/右支撑杆作为右抄平传感器6、左抄平传感器7与竖向杆的安装结构仅为可实施的一种方案，其结构也可以是其他方案，如：左/右支撑杆也可以为斜杆或者弧形杆；且所述左/右支撑杆也可安装在中间测量小车的同一侧，只要能实现右抄平传感器6和左抄平传感器7测量出位移量的方案均可。
45.进一步地，如图1所示，所述中间测量小车2的车轴两侧分别设置有支撑结构13；所述左测量杆15、右测量杆16分别对应的设置在两个支撑结构13上；所述左测量杆15和右测量杆16沿车轴方向相对滑动。
46.更进一步地，如图1所示，所述左测量杆15、右测量杆16之间设置有第一横杆141和第二横杆142；第一横杆141上安装有中间超高传感器10。
47.更进一步地，所述第二横杆142的两端分别通过对应的滑套组件连接在左测量杆15和右测量杆16上；所述第二横杆142相对于左测量杆15或右测量杆16竖向滑动。
48.本技术实施例提供的一种轨道几何参数测量系统，当整个测量系统沿着铁路轨道移动，中间测量小车可以随着钢轨产生竖直方向及横向的位移，从而使得安装在传感器安装框上的左抄平传感器、右抄平传感器、矢距传感器采集中间测量小车相对测量弦线的水平方向或竖直方向上的位移，实现轨道几何参数的测量。
49.此外，本技术还提供了一种轨道几何参数测量方法，所述测量方法采用了如上所述的轨道几何参数测量系统，如图3所示，所述测量方法包括如下步骤：
50.前超高测量传感器、后超高测量传感器分别采集前测量小车、后测量小车所在位置的轨道超高值；
51.在整个测量系统沿钢轨移动的过程中，中间测量小车随着钢轨产生竖直方向及横向位移；在测量弦线的张紧力的作用下，中间测量小车的位移带动右抄平传感器、左抄平传感器、矢距传感器产生位移；
52.所述左抄平传感器、右抄平传感器、矢距传感器分别采集中间测量小车所在钢轨处的左轨纵平值、右轨纵平值和矢距值。
53.本技术中，方法和系统是基于同一发明构思的，由于方法及系统解决问题的原理相似，因此方法与系统的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。
54.此外，本技术还提供了一种具有轨道几何参数测量系统的捣固车，包括：捣固车本
体，所述捣固车本体上设置有如上所述的轨道几何参数测量系统。
55.综上，本技术通过一根测量弦线，穿过前测量小车、中间测量小车上的右抄平传感器、左抄平传感器、矢距传感器、以及后测量小车；左抄平传感器、右抄平传感器、矢距传感器与同一根测量弦线之间的相对位移，构成了测量系统中的左轨纵平值、右轨纵平值和矢距值，与传统方式相比，简化了结构，使得使得整车结构更为紧凑与简单。
56.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
57.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
58.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
59.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
60.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
61.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种轨道几何参数测量系统，其特征在于，包括：前测量小车(1)、中间测量小车(2)和后测量小车(3)；所述前测量小车(1)、中间测量小车(2)及后测量小车(3)之间连接有测量弦线(5)；所述前测量小车(1)上设置有前超高测量传感器(11)，所述中间测量小车(2)上设置有矢距传感器(8)，所述后测量小车(3)上设置有后超高测量传感器(9)；所述中间测量小车(2)上设置有传感器安装框架(14)，所述传感器安装框架(14)底部的中间位置处设置有右抄平传感器(6)和左抄平传感器(7)；测量时，所述测量弦线(5)张紧在前测量小车(1)和后测量小车(3)之间并穿过右抄平传感器(6)、左抄平传感器(7)和矢距传感器(8)。2.根据权利要求1所述的一种轨道几何参数测量系统，其特征在于，所述传感器安装框架(14)包括：左测量杆(15)和右测量杆(16)；所述左测量杆(15)上设置有左支撑杆(17)，所述右测量杆(16)上设置有右支撑杆(18)；所述左抄平传感器(7)安装在左支撑杆(17)上，所述右抄平传感器(6)安装在右支撑杆(18)上，所述右抄平传感器(6)和左抄平传感器(7)的活动端均固定在测量弦线(5)上。3.根据权利要求2所述的一种轨道几何参数测量系统，其特征在于，所述左支撑杆(17)、右支撑杆(18)的结构相同；所述左支撑杆(17)包括：横向杆(171)和竖向杆(172)，所述横向杆(171)的一端与左支撑杆(17)连接，所述横向杆(171)的另一端与竖向杆(172)的一端相连，所述竖向杆(172)的另一端向下延伸；所述左抄平传感器(7)安装在竖向杆(172)另一端的端部。4.根据权利要求1所述的一种轨道几何参数测量系统，其特征在于，所述中间测量小车(2)的车轴两侧分别设置有支撑结构(13)；所述左测量杆(15)、右测量杆(16)分别对应的设置在两个支撑结构(13)上；所述左测量杆(15)和右测量杆(16)沿车轴方向相对滑动。5.根据权利要求3所述的一种轨道几何参数测量系统，其特征在于，所述左测量杆(15)、右测量杆(16)之间设置有第一横杆(141)和第二横杆(142)；所述第一横杆(141)上安装有中间超高传感器(10)。6.根据权利要求5所述的一种轨道几何参数测量系统，其特征在于，所述第二横杆(142)的两端分别通过对应的滑套组件连接在左测量杆(15)和右测量杆(16)上；所述于左测量杆(15)或右测量杆(16)相对第二横杆(142)竖向滑动。7.根据权利要求1所述的一种轨道几何参数测量系统，其特征在于，所述中间测量小车(2)的数量为一个或多个。8.一种轨道几何参数测量方法，其特征在于，所述测量方法采用了权利要求1至7中任一项所述的轨道几何参数测量系统，所述测量方法包括如下步骤前超高测量传感器、后超高测量传感器分别采集前测量小车、后测量小车所在位置的轨道超高值；在整个测量系统沿钢轨移动的过程中，中间测量小车随着钢轨产生竖直方向及横向位移；在测量弦线的张紧力的作用下，中间测量小车的位移带动右抄平传感器、左抄平传感器、矢距传感器产生位移；所述左抄平传感器、右抄平传感器、矢距传感器分别采集中间测量小车所在钢轨处的
左轨纵平值、右轨纵平值和矢距值。9.一种具有轨道几何参数测量系统的捣固车，包括：捣固车本体，其特征在于，所述捣固车本体上设置有如权利要求1至7中的任一项所述的轨道几何参数测量系统。

技术总结
本申请实施例提供了一种轨道几何参数测量系统、测量方法及捣固车，所述测量系统包括：前测量小车、中间测量小车和后测量小车；所述前测量小车、中间测量小车及后测量小车之间连接有测量弦线；所述前测量小车上设置有前超高测量传感器，所述中间测量小车上设置有矢距传感器，所述后测量小车上设置有后超高测量传感器；所述中间测量小车上设置有传感器安装框架，所述传感器安装框架上设置有右抄平传感器和左抄平传感器；测量时，所述测量弦线张紧在前测量小车和后测量小车之间并穿过右抄平传感器、左抄平传感器和矢距传感器；具有结构简单的有益效果，适用于铁路轨道测量的技术领域。域。域。


技术研发人员：赵雪玉 晏腾飞 杨永江
受保护的技术使用者：中国铁建高新装备股份有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/8/14