專利名稱：軌道施工機械及恢復軌道位置的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種軌道施工機械。該機械有一個支承在軌行機構上的，由第一構架和第二構架組成的機架。此外，機械有一套由激光發(fā)射器和激光接收器組成的激光基準系統。本發(fā)明還涉及一種利用該激光基準系統來恢復軌道位置的方法。
GB 2268021號專利公開了一種由兩個鉸接的構架組成的清篩機。利用激光基準系統測取前面構架范圍內的軌道的縱向坡度，以便用測取的數據控制位于第二構架上的作業(yè)機組的高度。為此設有始終保持水平位置的激光發(fā)射器。第一構架的前軌行機構裝有激光接收器，用于測取第一構架相對于水平的激光基準平面的縱向斜度。利用一種計算方法算出的縱向斜度數值被錯開時間地傳送給位于第二構架挖掘鏈上的激光接收器，以便控制挖掘鏈的高度。
另外，GB 2268529號專利公開一種在第一和第二構架上分別裝有縱向坡度測量器和橫向坡度測量器的清篩機。在第一構架范圍內測定的軌道縱向坡度作為給定值加以儲存，然后錯開時間地傳送出去，用于控制挖掘鏈的高度。此時必須考慮到第二構架縱向坡度測量器所測取的實際坡度。為了控制高度的位置，第二構架與挖掘鏈之間有一個滑輪式電位計。由于軌道位置是通過第二構架來復制的，所以不可能避免因構架扭曲或彎曲引起的誤差。
本發(fā)明的目的就是要創(chuàng)造一種上述類型的軌道施工機械，要求這種機械能用簡單的方法比較準確地恢復軌道的實際位置。
本發(fā)明的目的是通過這樣一種軌道施工機械來實現的，其有一個支承在軌行機構上的，由第一和第二構架組成的機架，其中沿作業(yè)方向位于前面的第一構架上裝有縱向坡度測量器，用于測取軌道的縱向坡度，另外，機械有一套由激光發(fā)射器和激光接收器組成的激光基準系統，用于控制裝在第二構架上的作業(yè)機組的高度，其中激光發(fā)射器配備有相對調節(jié)基準平面用的調節(jié)裝置，機械還裝有位移測量裝置和控制裝置，控制裝置錯開時間地、根據位移的大小向激光發(fā)射器的調節(jié)裝置傳送縱向坡度測量器測取的縱向坡度數值，以便根據測取的縱向坡度調節(jié)基準平面。
利用這種結構的基準系統就可以在結構方面投入相當少的情況下，用很簡單的方法測取軌道位置被破壞前的軌道縱向坡度，并將它反映到作業(yè)機組范圍內。此時的特別優(yōu)點是，構架可能出現的彎曲和扭曲對測量結果毫無影響。
下面借助附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，附圖中

圖1為清篩道碴用的軌道施工機械的簡化側視圖，該機械裝有由激光發(fā)射器和激光接收器組成的基準系統；圖2為激光接收器沿機械的縱向放大的局部視圖；圖3和圖4分別為基準系統的草圖。
在圖1中簡化示出的清篩軌道2道碴用的軌道施工機械1具有一個支承在軌行機構3上的機架4。機架沿箭頭5所示作業(yè)方向由前面的第一構架6和用鉸接機構7與此構架連接的后面的第二構架8組成。
第二構架8上裝有整修道床用的作業(yè)機組9。作業(yè)機組是一條通過驅動裝置10可調節(jié)高度的挖掘鏈11和一條直接位于挖掘鏈后面的、利用驅動裝置12可調節(jié)高度的整平鏈13。利用振動式篩分裝置14清篩挖掘鏈11挖取的道碴。用一條在水平面內可偏轉的投碴傳送帶15投放經過清篩的道碴。篩分裝置14和后面的駕駛與操作室16之間有排碴滑槽17，用于必要時向投碴傳送帶15供應新碴。有一套高度可調節(jié)的起道裝置18，用于抬起軌道2。挖掘鏈11前面有操作室19，其中設有中央控制臺20。清篩時，清除的污土可通過傳送單元21傳到機械的前端。為了向各種驅動裝置和走行驅動裝置22提供動力，前構架6上裝有柴油機設備23。
為了控制作業(yè)機組9的高度和檢查新形成的軌道標高，在最后面的軌行機構3范圍內，設有一激光基準系統24。這套系統主要由一個位于鉸接機構7范圍內的激光發(fā)射器25，位于作業(yè)機組9，確切地說位于駕駛與操作室16范圍內的激光接收器26，一套控制裝置27和一個固定在第一構架6上的縱向坡度測量器28組成。產生基準平面29用的分格式激光發(fā)射器25，可用調節(jié)裝置30使之沿機械的縱向傾斜。為了測取軌道橫向坡度，設有橫向坡度測量器39。
如圖2特別所示，利用驅動裝置31可調節(jié)每個激光接收器26對輔助構架32的高度(調節(jié)行程V)。輔助構架32用于固定激光接收器26。該構架裝在一個與機械的縱向成橫向的、與第二構架8相連的圓弧形導框33上，能橫向移動，并由一個受傾角測量器34控制的驅動裝置35使輔助構架32圍繞一根沿機械縱向的軸線43轉動而始終保持在水平位置上。輔助構架32連同激光接收器26利用螺桿驅動裝置36能在上述導框33內橫向移動。每個輔助構架32的兩端分別與滑車式電位計37連接，其繩索38可與下面的作業(yè)機組9可拆卸地連接。利用滑車式電位計37測取標高數值S。由于采用圓弧形導框33(其理論回轉點的位置低5米)，使激光接收器26產生橫向移動，作為在彎道上對正矢的補償。
激光基準系統24的工作原理是一俟第二構架8到達相應的舊軌道區(qū)段，即對基準平面29進行這樣的調整，即沿軌道的縱向使基準平面平行于在第一構架6范圍內記錄的舊軌道坡度(這是作業(yè)機組9作業(yè)前軌道2在第一構架6范圍內的實際位置)，在橫的方向上是水平的，與軌道中心線則保持恒定的距離。對此人為的基準平面29，在第二構架8范圍內的三處進行測量，即在挖掘鏈11處(由此得出挖掘深度)，在整平鏈13處(由此得出軌道2的沉陷)和后軌行機構3處，在此處檢查軌道2新形成的實際位置。
用橫向坡度測量器39測定軌道的橫向位置。用縱向坡度測量器28測定第一構架6的縱向斜度(圖3所示情況下在軌道的X3處測定)?？v向斜度取決于兩個軌行機構3在軌道2上的支承情況。利用第一構架6的這個縱向斜度也可間接測取屬于第一構架6的軌道區(qū)段C(=舊軌道)的相應縱向坡度。作業(yè)時機械1走行的距離由位移測量裝置40測定。每走行一米，就由控制裝置27的位移記錄儀41記錄縱向坡度值。因為第一構架6的轉向架中心銷距離為12米，第二構架8的轉向架中心銷距離為24米，所以機械1前進24米后，在軌道X1處測定的縱向坡度數值(軌道區(qū)段A者)位于位移記錄儀41的第25處。將此縱向坡度數值加在位移記錄儀41的第13個縱向坡度數值(在軌道區(qū)段B的X2處測定者)上，以便在第一構架6盡管較短的情況下能求出24米長的第二構架8的縱向斜度。如果構架的長度比例關系與上述者不同，需進行相應的換算。
機械1每走行一米，位移記錄儀41輸出的縱向坡度數值是許多每隔2.5厘米進行一次測定的平均值。此時最好不考慮與平均值偏離特別多的數值。
位移記錄儀41在軌道X3處向調節(jié)裝置30發(fā)出的縱向坡度數值(相當于X1和X2兩處測定的縱向坡度數值之和)使激光發(fā)射器25沿機械的縱向轉動。這樣就會將基準平面29調整到平行于軌道區(qū)段A和B的縱向坡度數值相加之和，就是說，假如軌道實際位置沒有被作業(yè)機具9的作業(yè)所破壞，那么第二構架8本應與基準平面29相平行。但是由儲存的、錯開時間輸出的縱向坡度數值所復制的基準平面29能在作業(yè)機組9范圍內提供使用作業(yè)機組9之前與被破壞的軌道實際位置之間的關系。對激光發(fā)射器25進行上述調節(jié)以校準基準平面29達到給定軌道位置時，必須考慮與激光發(fā)射器25相連的第一構架6當時的縱向斜度，因為這個構架的縱向斜度根據軌道區(qū)段C而有所不同。
圖3所示激光基準系統24的示意圖中，兩套作業(yè)機組9準確位于鋼軌頂面上，因此和后軌行機構3以及激光發(fā)射器25一樣與基準平面29之間的距離為H。此時激光接收器26的零點準確位于平行于軌道2的基準平面29內，而每個滑輪式電位計37的位移(高度測值S)，其數值等于零。
圖4所示激光基準系統24的示意圖中，兩套作業(yè)機組9處于作業(yè)工況，其中滑輪式電位計37測取的高度測值S1和S2表示軌道沉陷的尺寸，確切地說表示挖掘鏈13的挖掘深度R。兩個高度測值S1和S2作為給定值可有選擇地進行調節(jié)。虛線42表示激光接受器26理論零點的位置，因為無論是兩套作業(yè)機組9還是后軌行機構3均處于給定位置H，確切地說處于H+S1或H+S2以下。激光接收器26的零點與基準平面29的誤差，由控制高度調節(jié)的相應驅動裝置31予以補償。啟動相應驅動裝置12或10以后，位移V1或V2即自動使整平鏈13或挖掘鏈11以液壓驅動的方式進行跟蹤，直到位移V1,V2的數值達到零。
后方激光接收器26的位移V3(V3=啟動驅動裝置31之前的激光接收器26位置與到達由基準平面29預先給定的位置之間的差)相當于實際的軌道沉陷，包抱軌行機構3的負載可能造成的軌道沉陷。后軌行機構3范圍內的軌道2的實際位置如與給定位置有誤差，可在S1或S2內輸入修正值予以補償。
可供選擇的另一個代替將縱向坡度測量器28固定在第一構架6上的辦法就是使用另一套激光基準系統測取第一構架6的縱向斜度。為此只需在最前面的軌行機構3范圍內裝設激光接收器。為測取第一構架6的縱向斜度，可將激光發(fā)射器25調整到上述的前面激光接收器的零點上。這樣測取的縱向斜度就可以錯開時間地傳送給后面的激光接收器26(將測定的軌道區(qū)段A,B的兩個縱向斜度數值相加以后)。
權利要求
1．一種軌道施工機械(1)，其有一個支承在軌行機構(3)上的、由第一和第二構架(6,8)組成的機架(4)，其中沿作業(yè)方向位于前面的第一構架(6)上裝有縱向坡度測量器(28)，用于測取軌道的縱向坡度，另外，機械(1)有一套由激光發(fā)射器(25)和激光接收器(26)組成的激光基準系統(24)，用于控制裝在第二構架(8)上的作業(yè)機組(9)的高度，其中激光發(fā)射器配備有相對調節(jié)基準平面(29)用的調節(jié)裝置(30)，機械還裝有位移測量裝置和控制裝置(40,27)，其特征在于控制裝置(27)錯開時間地、根據位移的大小向激光發(fā)射器(25)的調節(jié)裝置(30)傳送縱向坡度測量器(28)測取的縱向坡度數值，以便根據測取的縱向坡度調節(jié)基準平面(29)。
2．根據權利要求1所述的機械，其特征在于激光接收器(26)固定在第二構架(8)上的一個輔助構架(32)上，該輔助構架利用驅動裝置(35)能沿機械縱向的軸線(43)可偏轉地被支承并與一個傾角測量器(34)相連。
3．根據權利要求2所述的機械，其特征在于利用驅動裝置(31)可調節(jié)激光接收器(26)相對輔助構架(32)的高度。
4．根據權利要求3所述的機械，其特征在于輔助構架(32)裝在一個沿機械橫向伸展的圓弧形導框(33)上，利用驅動裝置(36)可使之相對于第二構架(8)橫向移動。
5．根據權利要求1至4中任一項所述的機械，其特征在于所述激光接收器(26)通過滑輪式電位計(37)與垂直位于其下面的，支承在機架(4)上的作業(yè)機組(9)相連。
6．根據權利要求1至4中任一項所述的機械，其特征在于在第二構架(8)沿作業(yè)方向的后端有一個利用驅動裝置(31)可調節(jié)高度的激光接收器(26)。
7．一種恢復整修道床過程中被破壞的軌道位置的方法，其中利用機架(4)沿作業(yè)方向位于前面的第一構架(6)測取軌道的縱向坡度，同時利用激光形成的基準平面(29)來控制位于第二構架(8)上的作業(yè)機組(9)的高度，其特征在于第一構架(6)所決定的縱向坡度數值作為給定坡度予以記錄和儲存，并在第二構架(8)在作業(yè)前進過程中到達所測取到的軌道縱向坡度的局部范圍后，即錯開時間地用于使基準平面(29)相應地傾斜。
8．根據權利要求7所述的方法，其特征在于用于記錄基準平面(29)的激光接收器(26)始終保持在水平位置上，而與機架(4)的位置無關。
9．根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于所述激光接收器(26)能圍繞一根沿機械縱向的軸線(43)轉動。
全文摘要
在機架(4)沿作業(yè)方向前面的第一構架(6)上裝有縱向坡度測量器(28),用于測取軌道的縱向坡度。為了控制裝在第二構架(8)上的作業(yè)機組(9),有一套裝在機械(1)上的、由激光發(fā)射器(25)和激光接收器(26)組成的激光基準系統(24),其中激光發(fā)射器配備調節(jié)裝置(30),用于相對調節(jié)基準平面(29)?？刂蒲b置(27)用于錯開時間地、根據位移向激光發(fā)射器(25)的調節(jié)裝置(30)傳送縱向坡度測量器(28)測取的縱向坡度數值,用于根據測取的縱向坡度調節(jié)基準平面(29)。
文檔編號E01B27/10GK1208797SQ9811848
公開日1999年2月24日 申請日期1998年8月20日 優(yōu)先權日1997年8月20日
發(fā)明者約瑟夫·陶依爾, 伯恩哈德·利希特伯格 申請人:弗蘭茨普拉塞鐵路機械工業(yè)股份有限公司