轨道平顺度检测的接收装置及轨道平顺度的检测系统的制作方法

1.本发明涉及轨道检测技术领域，尤其涉及一种轨道平顺度检测的接收装置及轨道平顺度的检测系统。


背景技术：

2.轨道平顺度是保证轨道交通安全、平稳、快速运行的基础，轨道平顺度主要包括轨道表面的起伏度以及轨道的直线度。在实际作业中，轨道平顺度的测量通常采用人工拉弦测量法，主要测量曲线段10m弦和直线段20m弦的中波不平顺。目前，弦测法普遍采用人工观测钢尺测量，存在人为误差大，弦线存在悬垂需要人为修正测量误差，导致检测结果不精确，如遇大风弦线随风摆动造成无法测量读数，使线路养护中拨道作业线路质量越拨越差。


技术实现要素：

3.本发明提供一种轨道平顺度检测的接收装置及轨道平顺度的检测系统，用以解决现有技术中轨道平顺度检测结果不精确的缺陷。
4.本发明提供一种轨道平顺度检测的接收装置，包括：驱动机构；滑块，与所述驱动机构连接，在所述驱动机构的作用下所述滑块能够沿直线运动；第一光电传感器和第二光电传感器，所述第一光电传感器和所述第二光电传感器沿所述滑块的高度方向并排设置，所述第一光电传感器和所述第二光电传感器用于检测照射在其上的面光源的光能量的相对平衡值；位置检测机构，用于在所述第一光电传感器与所述第二光电传感器检测到的光能量相等时，检测所述滑块的位移。
5.根据本发明提供的一种轨道平顺度检测的接收装置，还包括：处理器，与所述第一光电传感器和所述第二光电传感器通讯连接，所述处理器还与所述驱动机构电性连接；所述处理器用于根据所述第一光电传感器和所述第二光电传感器检测到的光能量的偏差控制所述驱动机构带动所述滑块移动，以使所述第一光电传感器和所述第二光电传感器检测到的光能量的偏差为零。
6.根据本发明提供的一种轨道平顺度检测的接收装置，还包括：壳体，所述驱动机构、所述滑块以及所述第一光电传感器和所述第二光电传感器均设置于所述壳体内；所述壳体设有透光窗口，所述第一光电传感器和所述第二光电传感器与所述透光窗口相对设置，所述透光窗口的面积大于所述第一光电传感器和所述第二光电传感器的表面积；滤光片，所述滤光片设置于所述透光窗口。
7.根据本发明提供的一种轨道平顺度检测的接收装置，所述壳体上设置有显示屏，所述显示屏用于显示所述面光源在所述第一光电传感器和所述第二光电传感器上的位置以及轨道平顺度值。
8.根据本发明提供的一种轨道平顺度检测的接收装置，还包括手持显示器，所述手持显示器与所述第一光电传感器和所述第二光电传感器通讯连接，所述手持显示器用于显示所述面光源在所述第一光电传感器和所述第二光电传感器上的位置以及轨道平顺度值。
9.根据本发明提供的一种轨道平顺度检测的接收装置，还包括警示器，所述警示器设置于所述壳体，所述警示器能够根据所述面光源在所述第一光电传感器和所述第二光电传感器上的位置发出多种警示音。
10.根据本发明提供的一种轨道平顺度检测的接收装置，还包括：滑轨，所述滑轨用于搭设于一对轨道上，所述滑轨设有转轮，所述转轮能够沿所述轨道滑动；第一固定座，设置于所述滑轨上，并位于一条所述轨道的上方，所述第一固定座与所述壳体连接。
11.根据本发明提供的一种轨道平顺度检测的接收装置，所述位置检测机构为位移传感器、磁栅尺或容栅尺。
12.根据本发明提供的一种轨道平顺度检测的接收装置，所述驱动机构包括：伺服电机和丝杠，所述伺服电机与所述丝杠连接，所述滑块设置于所述丝杠。
13.本发明还提供一种轨道平顺度的检测系统，包括：激光器，用于发出旋转激光，所述旋转激光照射到物体表面时形成面光源；第二固定座，与所述激光器连接；如上所述的轨道平顺度检测的接收装置，所述接收装置的第一光电传感器和第二光电传感器与所述激光器的出光端相对设置。
14.本发明提供的轨道平顺度检测的接收装置，通过设置驱动机构、滑块、第一光电传感器和第二光电传感器以及位置检测机构，能够根据检测到的光能量的大小对第一光电传感器和第二光电传感器的位置进行调节，从而计算出轨道的平顺度；在接收装置沿轨道移动过程中，可根据检测结果实时对轨道的平顺度进行修正，减轻了操作人员的劳动强度，提高了轨道修正的作业效率。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本发明提供的轨道平顺度检测的接收装置的结构示意图；
17.图2是本发明提供的轨道平顺度检测的接收装置的工作流程图；
18.附图标记：
19.11：伺服电机；12：丝杠；20：滑块；31：第一光电传感器；32：第二光电传感器；40：位置检测机构；50：摇把；100：壳体；101：透光窗口。
具体实施方式
20.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.本发明的说明书和权利要求书中的术语“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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
22.下面结合图1和图2描述本发明的轨道平顺度检测的接收装置及轨道平顺度的检测系统。
23.如图1和图2所示，在本发明的一个实施例中，轨道平顺度检测的接收装置包括：驱动机构、滑块20、第一光电传感器31、第二光电传感器32和位置检测机构40。滑块20与驱动机构连接，在驱动机构的作用下滑块20能够沿直线运动，第一光电传感器31和第二光电传感器32沿滑块20的高度方向并排设置，第一光电传感器31和第二光电传感器32用于检测照射在其上的面光源的光能量。位置检测机构40用于在第一光电传感器31与第二光电传感器32检测到的光能量相等时，检测滑块20的位移。
24.具体来说，本发明实施例提供的轨道平顺度检测的接收装置既可以对轨道的起伏度进行检测，也可以对轨道的直线度即轨向进行检测。在对轨道的起伏度进行检测时，激光器垂直于地面设置，激光光束与轨道平行；在对轨道的直线度进行检测时，激光器平行于轨道设置，激光光束与轨道垂直。
25.在对轨道的起伏度进行检测时，将接收装置和激光器固定在导轨上，并使二者之间具有一定的距离。启动激光器后，激光器发射出一束激光，该束激光绕设定轴旋转形成旋转激光弦面，即形成面光源。该面光源照射至第一光电传感器31和第二光电传感器32上，第一光电传感器31和第二光电传感器32根据检测到的面光源的光能量来判断面光源在第一光电传感器31和第二光电传感器32上的位置。具体地，当第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量相等时，面光源位于两个光电传感器组成的整体的中心，此时，驱动机构停止运动。
26.当第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量不相等时，启动驱动机构，驱动机构带动滑块20向上或向下运动，进而调节第一光电传感器31和第二光电传感器32的位置，当第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量相等时，驱动机构停止移动，此时，位置检测机构40读取滑块20的第一位移。
27.将接收装置沿轨道向靠近激光器的方向移动，如第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量始终相等，则说明移动过程中所经过的轨道的表面并无起伏点，轨道的平顺度值为0。如在轨道的某位置，第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量不相等，则说明轨道的此位置存在起伏点。驱动机构带动滑块20向上或向下移动，当第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量相等时，驱动机构停止移动，此时，位置检测机构40再次读取滑块20的第二位移，第二位移与第一位移的差值即为轨道此处的平顺度值。
28.相应地，在对轨道的直线度进行测量时，其检测原理与起伏度的检测原理相同，此处不再赘述。
29.本发明实施例提供的轨道平顺度检测的接收装置，通过设置驱动机构、滑块、第一光电传感器和第二光电传感器以及位置检测机构，能够根据检测到的光能量的大小对第一光电传感器和第二光电传感器的位置进行调节，从而计算出轨道的平顺度；在接收装置沿轨道移动过程中，可根据检测结果实时对轨道的平顺度进行修正，减轻了操作人员的劳动强度，提高了轨道修正的作业效率。
30.进一步地，在本发明的实施例中，驱动机构包括：伺服电机11和丝杠12。伺服电机11转动时带动丝杠12沿直线运动，滑块20设置在丝杠12上，丝杠12带动滑块20沿直线运动。
31.可选地，驱动机构也可以为电机配合同步带的直线伺服机构或其他直线伺服机构；驱动机构也可以为手动操作，如设置摇把50，手动转动摇把50时带动丝杠12沿直线运动。
32.可选地，在本发明的实施例中，位置检测机构40可以为位移传感器，如磁致伸缩位移传感器或直线位移传感器，其可检测滑块20的位移。如首次第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量相等时，滑块20的位移为第一位移，在第一光电传感器31和第二光电传感器32再次检测到的光能量相等时，滑块20的位移为第二位移，第二位移与第一位移的差值即为轨道的平顺度值。
33.可选地，位置检测机构40也可以为各种刻度尺，如磁栅尺或容栅尺，其可直接读取滑块20的位移。
34.可选地，位置检测机构40也可以为角度编码器，角度编码器测量丝杠12的转动角度再乘以丝杠12的导程得到滑块20的直线位移。可选地，还可通过采集伺服电机11的脉冲数，乘以每个脉冲对应的转角得到伺服电机11的转动角度，再乘以丝杠12的导程得到滑块20的直线位移。
35.进一步地，在本发明的一个实施例中，轨道平顺度的接收装置还包括处理器。处理器与第一光电传感器31和第二光电传感器32通讯连接，处理器还与驱动机构电性连接。处理器用于根据第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量的偏差控制驱动机构带动滑块20移动，以使第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量的偏差为零。
36.具体地，第一光电传感器31和第二光电传感器32将检测到的光信号发送至处理器，处理器根据光能量大小判断面光源在第一光电传感器31和第二光电传感器32上的位置，当第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量不相等时，即说明面光源在两个光电传感器上的面积不相等，此时，面光源并不位于第一光电传感器31和第二光电传感器32组成的整体的中心，此时，处理器控制驱动机构的伺服电机11转动，伺服电机11转动带动滑块20向上或向下运动，当第一光电传感器31和第二光电传感器32发送至处理器的光信号的光能量相等时，处理器控制伺服电机11停止运动，位置检测机构40检测滑块20的位移。
37.如图1所示，在本发明的一个实施例中，轨道平顺度的接收装置还包括壳体100和滤光片。驱动机构、滑块20以及第一光电传感器31和第二光电传感器32均设置在壳体100内。壳体100设有透光窗口101，第一光电传感器31和第二光电传感器32与透光窗口101相对设置，透光窗口101的面积大于第一光电传感器31和第二光电传感器32的表面积。
38.具体来说，壳体100上开设透光窗口101，以便激光器发出的面光源可以照射至第一光电传感器31和第二光电传感器32上。滤光片设置在透光窗口101，滤光片能够透过特定波长的激光降低其他波段光线对第一光电传感器31和第二光电传感器32的干扰。在本实施例中，根据激光器发射的激光的波长不同可采用不同的滤光片。
39.进一步地，壳体100上还设置有显示屏，显示屏用于显示面光源在第一光电传感器31和第二光电传感器32的位置以及轨道平顺度值。
40.具体来说，位置检测机构40将检测到的滑块20的位移发送至处理器，处理器根据滑块20的位移计算出轨道的平顺度值，并将平顺度值在显示屏上进行显示。同时，显示屏也
可显示面光源在第一光电传感器31和第二光电传感器32上的位置，具体来说，当驱动机构为摇把50时，操作人员可根据显示屏上显示的面光源的位置调节滑块20沿直线运动。
41.进一步地，轨道平顺度检测的接收装置还包括手持显示器，手持显示器与第一光电传感器31和第二光电传感器32通讯连接，手持显示器用于显示面光源在第一光电传感器31和第二光电传感器32上的位置以及轨道平顺度值。
42.具体来说，在实际检测过程中，操作人员可手持手持显示器，从而便于实时观看面光源的位置以及轨道平顺度值，提高了操作的便利性。
43.进一步地，轨道平顺度的接收装置还包括警示器。警示器设置于壳体100，警示器能够根据面光源在第一光电传感器31和第二光电传感器32的位置发出多种警示音。
44.具体来说，当驱动机构为摇把50时，操作人员可根据显示屏或手持显示器上面光源的位置调节滑块20沿直线运动，以使面光源位于第一光电传感器31和第二光电传感器32的中心。由于目测面光源的位置会存在一定的误差，为了减小误差，根据面光源在第一光电传感器31和第二光电传感器32上的位置，设计多种警示音，如面光源位于第一光电传感器31和第二光电传感器32的中心时警示器发出第一种声音；位于中心偏上时发出第二种声音；位于中心偏下时发出第三种声音。操作人员可根据警示器发出的声音调节滑块20移动，当警示器发出第一种声音时，即表示面光源位于第一光电传感器31和第二光电传感器32的中心，即可停止滑块20移动。
45.本发明实施例提供的轨道平顺度检测的接收装置，通过设置警示器，可根据警示音对第一光电传感器31和第二光电传感器32的位置进行调节，提高了人工手动调节的精确性，保证了检测结果的精准度。
46.在本发明的实施例中，轨道平顺度检测的接收装置还包括：滑轨和第一固定座。具体来说，滑轨用于搭设在一对轨道上，滑轨设置有转轮，转轮能够沿轨道滑动。第一固定座与壳体100连接，用于固定壳体100。第一固定座设置于滑轨上，并位于一条轨道的上方。在检测过程中，转轮沿轨道滑动，进而带动壳体100沿轨道滑动。
47.本发明实施例还提供了一种轨道平顺度的检测系统，包括激光器、第二固定座和轨道平顺度检测的接收装置。第二固定座用于固定激光器，激光器用于发出旋转激光，旋转激光照射到物体表面时形成面光源，第一光电传感器31和第二光电传感器32与激光器的出光端相对设置。
48.在现有技术中，在测量过程中，为减少测量误差激光弦线需要与轨向平行，这就需要激光器中心与测量靶中心等高且与钢轨内侧轨面下16mm处水平距离相等。激光光斑需要与测量靶中心重合，也就是需要光斑找中心，类似于百米打靶瞄准中心。由于测量靶尺寸有限(一般小于100mm
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100mm)，远距离调整激光器角度实现激光光斑与测量靶中心重合非常困难，以激光器与测量靶距离100m为例，激光器每旋转0.1
°
光斑会在调整方向100m处扫过174mm，也就是说如果光斑在测量靶边缘激光器调整0.1
°
光斑就会完全飞出测量靶。若要光斑完全对准测量靶中心就需要反复对激光器的水平和垂直方向进行精细微调。在天窗有限时间内反复调整激光器使光斑与测量靶中心重合建立弦线费时费力，导致此种测量方法使用非常不便。
49.在本实施例中，为了解决该问题，激光器发出的光束沿设定轴旋转形成面光源，面光源在到达第一光电传感器31和第二光电传感器32时即为一个具有一定直径的光斑，该光
斑的直径远远大于现有技术中的光斑直径，以便于第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到光信号。在对轨道的起伏度进行测量时，可先将接收装置和激光器固定在导轨上，并使二者之间具有一定的距离。启动激光器后，激光器发射出一束激光，该束激光绕设定轴旋转形成旋转激光弦面，即形成面光源。该面光源照射至第一光电传感器31和第二光电传感器32上，第一光电传感器31和第二光电传感器32根据检测到的面光源的光能量来判断面光源在第一光电传感器31和第二光电传感器32上的位置。
50.当第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量不相等时，启动驱动机构，驱动机构带动滑块20向上或向下运动，进而调节第一光电传感器31和第二光电传感器32的位置，当第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量相等时，驱动机构停止移动，此时，位置检测机构40读取滑块20的第一位移。
51.将接收装置沿轨道向靠近激光器的方向移动，如第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量始终相等，则说明移动过程中所经过的轨道的表面并无起伏点，轨道的平顺度值为0。如在轨道的某位置，第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量不相等，则说明轨道的此位置存在起伏点。驱动机构带动滑块20向上或向下移动，当第一光电传感器31和第二光电传感器32检测到的光能量相等时，驱动机构停止移动，此时，位置检测机构40再次读取滑块20的第二位移，第二位移与第一位移的差值即为轨道此处的平顺度值。
52.本发明实施例提供的轨道平顺度的检测系统，通过使激光器发出面光源，接收装置根据第一光电传感器和第二光电传感器检测到的面光源的光能量的大小对第一光电传感器和第二光电传感器的位置进行调节，从而计算出轨道的平顺度；其具有测量精确，误差小、操作方便的优点，在接收装置沿轨道移动过程中，可根据检测结果实时对轨道的平顺度进行修正，与基于惯导测量原理的平顺度仪器形成互补，减轻了操作人员的劳动强度，提高了轨道修正的作业效率。同时，本发明实施例提供的轨道平顺度的检测系统，使传统的基于激光准直“二维找光斑”变为一维找平面，提高了作业效率。
53.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。