鐵路軌道三維約束測(cè)量用萬(wàn)向球結(jié)構(gòu)參照點(diǎn)適配器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種鐵路軌道三維約束測(cè)量用萬(wàn)向球結(jié)構(gòu)參照點(diǎn)適配器，其結(jié)構(gòu)包括：安裝柄、旋轉(zhuǎn)頭、連接爪、球結(jié)構(gòu)軸承、小軸、滾動(dòng)軸承一、滾動(dòng)軸承二；旋轉(zhuǎn)頭處于安裝柄上部，并繞安裝柄旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)呈中心對(duì)稱(chēng)的連接爪連接拉線(xiàn)傳感器的拉線(xiàn)，兩連接爪用球結(jié)構(gòu)軸承安裝在中心小軸上，單獨(dú)做360度轉(zhuǎn)動(dòng)，小軸安裝在萬(wàn)向節(jié)球的滾動(dòng)軸承一中，作周向旋轉(zhuǎn)，球結(jié)構(gòu)軸承外圈安裝在旋轉(zhuǎn)頭中，內(nèi)球繞其球中做周向轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝柄安裝在滾動(dòng)軸承二中；本發(fā)明與以往十字軸結(jié)構(gòu)適配器相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，可以通過(guò)直接測(cè)量萬(wàn)向節(jié)球軸承外表面來(lái)得到虛擬的拉線(xiàn)交匯點(diǎn)，測(cè)量比較準(zhǔn)確，進(jìn)而提高整個(gè)軌道檢測(cè)小車(chē)測(cè)量軌道的準(zhǔn)確度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鐵路軌道三維約束測(cè)量用萬(wàn)向球結(jié)構(gòu)參照點(diǎn)適配器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鐵路軌道三維約束測(cè)量用萬(wàn)向球結(jié)構(gòu)參照點(diǎn)適配器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，科技的進(jìn)步，國(guó)家的鐵路建設(shè)走上快速發(fā)展的道路，已經(jīng)躍入了動(dòng)車(chē)高鐵的時(shí)代。而隨著鐵路機(jī)車(chē)速度的提高，對(duì)鐵路軌道的要求也越來(lái)越高，高鐵的無(wú)砟軌道建設(shè)里程越來(lái)越長(zhǎng)。但高鐵無(wú)砟軌道的運(yùn)營(yíng)維護(hù)要求也很高。運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，要在使用軌道邊的基樁控制網(wǎng)的永久性基準(zhǔn)點(diǎn)(CPIII)基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)設(shè)維護(hù)軌道(參見(jiàn)圖1)，是無(wú)砟軌道養(yǎng)護(hù)維修時(shí)所需要的，用以監(jiān)控軌道幾何形態(tài)的變化。現(xiàn)在高鐵軌道運(yùn)行十分繁忙，運(yùn)營(yíng)維護(hù)只有利用行車(chē)間隔時(shí)間或運(yùn)行天窗時(shí)間段進(jìn)行，如何迅速有效利用CPIII點(diǎn)進(jìn)行軌道測(cè)量維護(hù)是提高鐵路運(yùn)營(yíng)維護(hù)效率的重要方面。
[0003]鐵路軌道三維約束測(cè)量檢查儀就是一種用于檢測(cè)鐵路軌道坐標(biāo)的新型測(cè)量?jī)x器，適用于高鐵線(xiàn)路檢測(cè)。高鐵軌道要求高，不允許鐵路軌道有超出許可的變化，因此需要使用沿鐵路旁分布的CPIII基樁點(diǎn)來(lái)監(jiān)測(cè)軌道的大地坐標(biāo)點(diǎn)是否變化，一旦變化超出允許值，就需要進(jìn)行調(diào)軌，恢復(fù)原有坐標(biāo)。準(zhǔn)確檢測(cè)軌道坐標(biāo)是保障鐵路坐標(biāo)精度的檢、養(yǎng)、修體系中的重要一環(huán)。CPIII點(diǎn)是個(gè)虛擬的點(diǎn)，架設(shè)時(shí)在CPIII點(diǎn)基樁孔中安放反射棱鏡，由全站儀發(fā)出激光反射得到棱鏡反射中點(diǎn)的大地測(cè)量坐標(biāo)，因此CPIII點(diǎn)在基樁孔上方，是個(gè)虛擬的空間點(diǎn)?；鶚犊滓唤?jīng)敷設(shè)就一直保留，測(cè)量數(shù)據(jù)也要存儲(chǔ)保留，作為以后維護(hù)監(jiān)測(cè)軌道的原始數(shù)據(jù)。
[0004]通常的三維約束測(cè)量鐵路軌道坐標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)由全站儀、反射棱鏡、軌道檢測(cè)小車(chē)及鐵軌沿線(xiàn)的鋪設(shè)無(wú)砟軌道和運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供控制基準(zhǔn)CPIII測(cè)量基樁坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成。進(jìn)行反向測(cè)量，使用時(shí)反射棱鏡的安裝柄裝入CPIII點(diǎn)的基樁定位孔中定位，全站儀發(fā)射激光束照射反射棱鏡后接受反射光后，這樣由CPIII點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)反向計(jì)算，得到全站儀坐標(biāo)；再將反射棱鏡安裝在軌道檢測(cè)小車(chē)上，軌道檢測(cè)小車(chē)停在軌道某個(gè)位置時(shí)，全站儀再次激光測(cè)量，就得到小車(chē)所在軌道的坐標(biāo)點(diǎn)。再同鋪設(shè)鐵路軌道時(shí)保留的原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)比對(duì)確定軌道現(xiàn)狀。但由于全站儀是一種要使用到激光測(cè)量的光、機(jī)、電測(cè)量?jī)x器，對(duì)環(huán)境要求較高，且每測(cè)量完一站軌道，就必須重新設(shè)站，重新利用沿軌道的基樁點(diǎn)先標(biāo)定全站儀自身的坐標(biāo)，再去校核軌道的坐標(biāo)，所耗費(fèi)時(shí)間比較多。測(cè)量一站的軌道只有幾百米，如果時(shí)間不充裕，測(cè)量的距離更短；而鐵道線(xiàn)漫長(zhǎng)，所耗費(fèi)的勞動(dòng)量巨大，維護(hù)運(yùn)營(yíng)成本較高，因而對(duì)測(cè)量效率有較多制約。而拉線(xiàn)式的軌道三維約束測(cè)量?jī)x直接利用置于軌道上的軌道檢測(cè)小車(chē)與鐵路沿線(xiàn)的CPIII測(cè)量基樁坐標(biāo)點(diǎn)之間直接進(jìn)行測(cè)量相對(duì)位置，然后得到小車(chē)所在鐵路軌道的大地測(cè)量坐標(biāo)，不需要重復(fù)設(shè)站，測(cè)量效率高；且由于不使用價(jià)格昂貴的全站儀系統(tǒng)，總體成本低。軌道檢測(cè)小車(chē)立柱上的兩個(gè)拉線(xiàn)式位移傳感器的拉線(xiàn)經(jīng)量測(cè)滾輪交匯于適配器。適配器尾端是桿狀的連接柄，使用時(shí)候，適配器連接柄插入被安裝在鐵路沿線(xiàn)的CPIII基樁點(diǎn)的定位孔座中，適配器上的測(cè)量拉線(xiàn)自然收緊拉直，構(gòu)成一個(gè)三角形關(guān)系，由于CPIII點(diǎn)的狀況不確定而存在各種情況。上拉線(xiàn)段LI與下拉線(xiàn)段L2變化時(shí)，三角形是唯一的，L1、L2長(zhǎng)度由各自的拉線(xiàn)傳感器測(cè)出，靠近立柱的三角形的一條邊長(zhǎng)度是固定的。即適配器置于O位時(shí)候，L1、L2成一條直線(xiàn)，Ll=La, L2=Lb，再加入計(jì)算拉線(xiàn)在滾輪上的包角，通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算就可以計(jì)算出三角形各點(diǎn)的坐標(biāo)。測(cè)量時(shí)推動(dòng)軌道檢測(cè)小車(chē)小范圍移動(dòng)，軌道檢測(cè)小車(chē)傳感器采集數(shù)據(jù)交所帶數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，比較小車(chē)自身的姿態(tài)和幾何參數(shù)，計(jì)算軌道檢測(cè)小車(chē)相對(duì)CPIII基樁點(diǎn)的位置，進(jìn)一步求解出軌道中心的坐標(biāo)位置。但是不但La+Lb的長(zhǎng)度段長(zhǎng)度值必須比較準(zhǔn)確，而且La和Lb各自的長(zhǎng)度段的長(zhǎng)度值也必須的比較準(zhǔn)確，否則進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算時(shí)初始的偏差會(huì)影響計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性。所以適配器與兩端量測(cè)滾輪的初始測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性十分重要，適配器結(jié)構(gòu)上要使這種測(cè)量容易測(cè)量準(zhǔn)確。
[0005]適配器連接著兩個(gè)拉線(xiàn)傳感器的測(cè)量拉線(xiàn)，并且在測(cè)量范圍門(mén)內(nèi)變化時(shí)，要能夠始終保持拉線(xiàn)的空間虛擬交匯點(diǎn)唯一，是測(cè)量系統(tǒng)中一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)。
[0006]既有的拉線(xiàn)適配器采用十字萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，拉線(xiàn)空間虛擬交匯點(diǎn)由多個(gè)零件構(gòu)成，各個(gè)零件累積誤差較大。由外部零件測(cè)量推導(dǎo)空間虛擬交匯點(diǎn)，有定位測(cè)量的困難，故整體存在有精確制造與精確測(cè)量都十分的困難。本發(fā)明提供了一種新的適配器結(jié)構(gòu)，不僅總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，而且能夠較為方便的進(jìn)行精確地測(cè)量，為整個(gè)軌道檢測(cè)小車(chē)精確測(cè)量的可靠數(shù)學(xué)模型建立有所裨益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種鐵路軌道三維約束測(cè)量用萬(wàn)向球結(jié)構(gòu)參照點(diǎn)適配器。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:將鐵路軌道三維約束測(cè)量?jī)x上的兩拉線(xiàn)傳感器的測(cè)量拉繩連接在本發(fā)明所述的萬(wàn)向節(jié)球適配器的兩個(gè)中心對(duì)稱(chēng)的連接爪上，連接爪可以單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)；兩連接爪則組合連接在一個(gè)萬(wàn)向節(jié)球軸承上，共同組成一套有多個(gè)自由度的萬(wàn)向節(jié)球結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不定的軌道CPIII基樁點(diǎn)安裝位置。兩拉線(xiàn)傳感器的拉繩的空間交匯點(diǎn)，就是拉繩的虛擬延伸交匯點(diǎn)。雖然不能直接進(jìn)行測(cè)量其與其它基準(zhǔn)的相對(duì)位置，但是使用萬(wàn)向節(jié)球軸承后，這個(gè)交匯點(diǎn)就變成的萬(wàn)向節(jié)球的球心點(diǎn)。萬(wàn)向節(jié)球結(jié)構(gòu)軸承制造時(shí)有比較高的精度，因此只要在制造組裝整個(gè)適配器的時(shí)候，保證將萬(wàn)向節(jié)球軸承安裝位置準(zhǔn)確，就可以保證測(cè)量拉線(xiàn)的交匯點(diǎn)位置。而且由于萬(wàn)向節(jié)球軸承的內(nèi)球結(jié)構(gòu)可以繞球心進(jìn)行周向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)適配器在其初始零位，進(jìn)行測(cè)量值標(biāo)定時(shí)候，可以周向轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。這時(shí)，萬(wàn)向節(jié)的球形內(nèi)結(jié)構(gòu)的球頂完全露出，可以較為容易的直接測(cè)量到內(nèi)球頂點(diǎn)與拉線(xiàn)量測(cè)滾輪之間的距離，補(bǔ)上內(nèi)球的半徑，也就可以得到了虛擬的拉繩交匯點(diǎn)與量測(cè)滾輪的距離。這樣的測(cè)量相對(duì)直接，引入測(cè)量的測(cè)量傳遞尺寸鏈環(huán)節(jié)很少，減少了尺寸鏈傳遞的誤差累積，使適配器零位測(cè)量的準(zhǔn)確度得到提高。
[0009]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括:安裝柄、旋轉(zhuǎn)頭、連接爪、球結(jié)構(gòu)軸承、小軸、滾動(dòng)軸承一、滾動(dòng)軸承二 ；
旋轉(zhuǎn)頭處于安裝柄上部，并繞安裝柄旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)呈中心對(duì)稱(chēng)的連接爪連接拉線(xiàn)傳感器的拉線(xiàn)，兩連接爪用球結(jié)構(gòu)軸承安裝在中心小軸上，單獨(dú)做360度轉(zhuǎn)動(dòng)，小軸安裝在萬(wàn)向節(jié)球的滾動(dòng)軸承一中，作周向旋轉(zhuǎn)，球結(jié)構(gòu)軸承外圈安裝在旋轉(zhuǎn)頭中，內(nèi)球繞其球中做周向轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝柄安裝在滾動(dòng)軸承二中；
所述萬(wàn)向節(jié)球適配器在使用時(shí)，連接鐵路軌道拉線(xiàn)式三維約束測(cè)量檢查儀上的拉線(xiàn)傳感器，安裝于鐵路軌道沿線(xiàn)的CPIII點(diǎn)基樁孔中，適配器裝入CPIII點(diǎn)基樁孔中后，適配器旋轉(zhuǎn)頭部周向旋轉(zhuǎn)的中心點(diǎn)即為鐵路軌道檢測(cè)用的CPIII點(diǎn)。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:與以往十字軸結(jié)構(gòu)適配器相比，萬(wàn)向節(jié)球結(jié)構(gòu)適配器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，可以通過(guò)直接測(cè)量萬(wàn)向節(jié)球軸承外表面來(lái)得到虛擬的拉線(xiàn)交匯點(diǎn)，測(cè)量比較準(zhǔn)確，進(jìn)而提高整個(gè)軌道檢測(cè)小車(chē)測(cè)量軌道的準(zhǔn)確度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明所述萬(wàn)向節(jié)球結(jié)構(gòu)適配器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所述萬(wàn)向節(jié)球結(jié)構(gòu)適配器結(jié)構(gòu)剖示圖；
圖中:1.安裝柄、2.旋轉(zhuǎn)頭、3.連接爪、4.球結(jié)構(gòu)軸承、5.小軸、6.滾動(dòng)軸承一、7.滾
動(dòng)軸承二。
[0012]圖3為本發(fā)明所述是適配器萬(wàn)向節(jié)球轉(zhuǎn)過(guò)一定角度的示意圖；
圖4為測(cè)量小車(chē)在側(cè)面測(cè)量狀況示意圖；
圖中:8.測(cè)量小車(chē)、9.萬(wàn)向球結(jié)構(gòu)適配器、10.CPIII基樁點(diǎn)；0點(diǎn)即為萬(wàn)向球結(jié)構(gòu)適配器上兩條測(cè)量拉線(xiàn)的空間交匯點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]結(jié)合【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】如下:
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括:安裝柄、旋轉(zhuǎn)頭、連接爪、球結(jié)構(gòu)軸承、小軸、滾動(dòng)軸承一、滾動(dòng)軸承
-* ;
旋轉(zhuǎn)頭處于安裝柄上部，并繞安裝柄旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)呈中心對(duì)稱(chēng)的連接爪連接拉線(xiàn)傳感器的拉線(xiàn)，兩連接爪用球結(jié)構(gòu)軸承安裝在中心小軸上，單獨(dú)做360度轉(zhuǎn)動(dòng)，小軸安裝在萬(wàn)向節(jié)球的滾動(dòng)軸承一中，作周向旋轉(zhuǎn)，球結(jié)構(gòu)軸承外圈安裝在旋轉(zhuǎn)頭中，內(nèi)球繞其球中做周向轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝柄安裝在滾動(dòng)軸承二中；
所述萬(wàn)向節(jié)球適配器在使用時(shí)，連接鐵路軌道拉線(xiàn)式三維約束測(cè)量檢查儀上的拉線(xiàn)傳感器，安裝于鐵路軌道沿線(xiàn)的CPIII點(diǎn)基樁孔中，適配器裝入CPIII點(diǎn)基樁孔中后，適配器旋轉(zhuǎn)頭部周向旋轉(zhuǎn)的中心點(diǎn)即為鐵路軌道檢測(cè)用的CPIII點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵路軌道三維約束測(cè)量用萬(wàn)向球結(jié)構(gòu)參照點(diǎn)適配器，其特征在于:所述適配器結(jié)構(gòu)包括:安裝柄、旋轉(zhuǎn)頭、連接爪、球結(jié)構(gòu)軸承、小軸、滾動(dòng)軸承一、滾動(dòng)軸承二 ； 旋轉(zhuǎn)頭處于安裝柄上部，并繞安裝柄旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)呈中心對(duì)稱(chēng)的連接爪連接拉線(xiàn)傳感器的拉線(xiàn)，兩連接爪用球結(jié)構(gòu)軸承安裝在中心小軸上，單獨(dú)做360度轉(zhuǎn)動(dòng)，小軸安裝在萬(wàn)向節(jié)球的滾動(dòng)軸承一中，作周向旋轉(zhuǎn)，球結(jié)構(gòu)軸承外圈安裝在旋轉(zhuǎn)頭中，內(nèi)球繞其球中做周向轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝柄安裝在滾動(dòng)軸承二中； 所述萬(wàn)向節(jié)球適配器在使用時(shí)，連接鐵路軌道拉線(xiàn)式三維約束測(cè)量檢查儀上的拉線(xiàn)傳感器，安裝于鐵路軌道沿線(xiàn)的CPIII點(diǎn)基樁孔中，適配器裝入CPIII點(diǎn)基樁孔中后，適配器旋轉(zhuǎn)頭部周向旋轉(zhuǎn)的中心點(diǎn)即為鐵路軌道檢測(cè)用的CPIII點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】E01B35/00GK103882785SQ201410139580
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】陶捷 申請(qǐng)人:江西日月明鐵道設(shè)備開(kāi)發(fā)有限公司