專利名稱：電力機車架空導線測量方法及其測量儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬電力機車架空導線測量方法及其測量儀。
為了保證電力機車安全正常運行，對電力機車接觸的架空導線的高度和架空導線對兩鋼軌之間中心線的偏離都提出了要求。隨著電力機車運行，架空導線的高度和對兩鋼軌之間中心線的位置會發(fā)生變化，所以要對架空導線的高度和與兩鋼軌之間中心線的偏離進行測量。普遍是用絕緣桿吊在架空導線上直接進行測量，為了克服這種測量方法安全性差、測量誤差大的不足之處，有人根據直角三角測量方法設計出專用的測量儀，如專利號92220844的《接觸導線懸掛參數光學測量儀》，它是利用直角三角測量法，把照準儀的下橫光路筒作為直角三角形的一邊，其相鄰的α角固定，利用兩直角邊固定的比例關系求出架空導線的高度。為了保證測量準確度，下橫光路筒橫向尺寸大，并采用較復雜的光學零件五角棱鏡，采用垂直的用于照準的物鏡筒，故豎直方向的尺寸也較大。照準儀內有棱鏡移動微調機構。該測量儀外形大、結構復雜、機體笨重，不便于野外作業(yè)攜帶。
本發(fā)明的目的是克服上述絕緣桿和接觸導線懸掛參數光學測量儀的不足之處，提供一種測量精度較高、使用安全、計算簡單、外形尺寸小、便于攜帶的電力機車架空導線測量方法及其測量儀。
本發(fā)明的電力機車架空導線高度測量方法是直角三角測量法，是將一具有標尺的導軌橫向置于兩鋼軌上并與兩鋼軌垂直。最好使標尺的零點位于標尺的正中央并與兩鋼軌之間的中心線重合。再將瞄準儀安放在導軌上，使瞄準儀的物鏡光軸垂直于兩鋼軌的共同平面，移動瞄準儀瞄準被測架空導線，從標尺上記下瞄準儀的位置S1；將瞄準鏡轉一定的角度β，再一次移動瞄準儀直至再次瞄準被測架空導線，第二次從標尺上記下瞄準儀的位置S2，由瞄準儀的兩次瞄準位置求得瞄準儀的移動距離S＝S2-S1，當S1和S2位于標尺0點的同一側時，S1為正值，當S1和S2位于標尺0點的兩側時，S1為負值，而S2總取正值。由移動距離S乘cotβ，即求得被測架空導線對對瞄準鏡轉動時的轉軸線的高度H2，H2再加瞄準鏡轉動時的轉軸線到鋼軌上表面的距離H1，即被測架空導線到鋼軌上表面的高度H。
上述的電力機車架空導線高度測量方法，其特征是所說的β角的余切，3＜cotβ＜30，當cotβ＝10時最佳。
本電力機車架空導線測量儀包括導軌基座、瞄準儀，導軌基座主要由條形基座、導軌、標尺、定位卡鐵組成。條形基座的長度大于兩鋼軌之間的距離，標尺的長度與兩鋼軌之間的距離相適應；導軌固定在條形基座上面，標尺固定在條形基座側面，不少于兩個的定位卡鐵固定在條形基座兩端的下面，兩定位卡鐵外側面之間的距離與兩鋼軌之間的距離相配。瞄準儀主要由具有鏡筒、物鏡、反光棱鏡、分劃板、目鏡的瞄準鏡、瞄準鏡座、定位裝置組成。瞄準鏡安裝在瞄準鏡座上，物鏡、反光棱鏡、分劃板、目鏡依次安裝在鏡筒內。其特征是在定位卡鐵的外側安裝有定位彈性件；瞄準鏡座下有導槽，該導槽與導軌相配，瞄準鏡座由導槽安裝在導軌上；所說的鏡筒是兩折鏡筒，依光線入射方向分為物鏡筒、中轉軸鏡筒和目鏡筒三部分，物鏡筒與中轉軸鏡筒垂直，兩個反光棱鏡安裝在中轉軸鏡筒的兩端，一個反光棱鏡與物鏡相對應，另一個反光棱鏡與目鏡相對應；中轉軸鏡筒穿入瞄準鏡座的與該鏡筒外徑相配的軸孔內；定位裝置主要由緊固在中轉軸鏡筒上的轉臂、活動定位銷、銷座組成。銷座安裝在瞄準鏡座上，活動定位銷安裝在銷座的銷孔內。轉臂的另一端有二至三個定位孔，活動定位銷插入其中任一定位孔內，兩定位孔與中轉軸鏡筒中心線為中心形成夾角β，β角的余切為3＜cotβ＜30。
上述的電力機車架空導線測量儀，其特征是所說的標尺的0點位于標尺的正中央。
上述的電力機車架空導線測量儀，其特征是所說的定位卡鐵為定位角鐵，在角鐵外側安裝的定位彈性件是弓形彈簧片。
上述的電力機車架空導線測量儀，其特征是所說的β角的余切cotβ＝10。
本電力機車架空導線測量方法的有利條件是架空導線的高度要求是5.33米至6.5米。根據直角三角測量原理，保持測量的角度不變，避免了較為復雜的三角函數計算，使變化的三角函數計算化為簡單的固定的函數計算，便于簡化測量儀器。根據本測量方法的電力機車架空導線測量儀，由于采用固定的測量角度，可省去一般三角測量儀的測角裝置，角度的函數值為常數，便于計算。利用測量儀的導軌作為直角三角形的一邊，橫向縮小了瞄準儀的尺寸，采用了雙折鏡筒的瞄準鏡，與同等物鏡的專利號92220844的測量儀相比，降低了瞄準儀的高度。相比之下縮小了瞄準儀的外形尺寸，便于野外作業(yè)攜帶；省去了棱鏡移動微調機構，結構比較簡單，完全可滿足測量誤差要求。如采用使cotβ＝10時的銳角，則計算更為方便，而且避免了絕緣桿測量不安全，彎道測量誤差大的不足之處。定位彈性件使標尺的0點處于兩鋼軌的正中間，減少測量誤差。
本電力機車架空導線測量方法的詳細測量過程及其測量儀的詳細結構由實施例及其附圖繪出。


圖1是本電力機車架空導線測量儀實施例一的主視圖。圖中瞄準儀的物鏡筒軸線垂直于兩鋼軌的共同平面，為測量離中值的狀態(tài)。
1.被測架空導線 2.鎖定螺釘
3.棱鏡殼 4.瞄準鏡5.目鏡筒 6.轉臂7.活動定位銷 8.銷座9.鋼軌 10.瞄準鏡座11.標尺 12.導軌13.定位角鐵 14.弓形彈簧片15.條形基座 16.鋼軌圖2是本電力機車架空導線測量儀的實施例一測量架空導線高度狀態(tài)的主視圖。
圖3是本電力機車架空導線測量儀的實施例一的俯視圖。
17.軸套 18.物鏡筒19.中轉軸鏡筒 20.銷座槽圖4是沿圖1中A-A線的剖面圖，相對圖1放大。
21.定位孔 22.螺旋壓縮彈簧23.彈簧壓蓋圖5是實施例一的分劃板主視圖，相對圖1放大。
24.中心線24a.平行線 25.分劃板圖6是實施例一的轉臂的主視圖，相對圖1放大。
26.軸孔 27.定位孔圖7是沿圖1中的C向視圖，相對圖1放大。
圖8是沿圖1中B-B線的剖視圖，相對圖1放大。
28.物鏡 29.目鏡30.31.輔助物鏡32.直角棱鏡33.直角棱鏡 34.棱鏡殼35.導槽圖9是本電力機車架空導線測量儀的實施例二的沿鏡筒軸線的剖視圖。
36.半五角棱鏡本電力機車架空導線測量方法實施例一參見圖1、圖2。它是直角三角測量法，將導軌12借助于條形基座15向安放在鋼軌9和鋼軌16之上并與兩鋼軌垂直，瞄準儀借助于瞄準鏡座10安裝在導軌12上，將活動定位銷7插入轉臂6的定位孔21，瞄準鏡4的物鏡筒18的軸線便與兩鋼軌9、16的共同平面垂直。沿導軌12移動瞄準儀使被測架空導線1的像位于分劃板25的兩條平行線24a的正中間，便瞄準了被測架空導線1，記下此時瞄準儀標線與標尺11相對應的坐標S1，圖1中標尺11的0在鋼軌9與鋼軌16的正中間，瞄準儀的標線與標尺11的0點相對，則被測架空導線1對兩鋼軌9、16之間的中心線的偏離為0，即S1＝0；轉動轉臂6，把活動定位銷7插入定位孔27，瞄準鏡4便轉動了β角，再次沿導軌12移動瞄準儀，使瞄準鏡4再次瞄準被測架空導線1，使被測架空導線1的像位于分劃板25的兩條平行線24a的正中間，記下瞄準儀的標線與標尺11所對應的位置S2，從圖2看出S2＝65CM，圖6中β角為5.711，cotβ＝10，則被測架空導線1對瞄準鏡4的轉軸軸線的高度為H2＝(S2-S1)*cotβ＝6.5M，本實施例的儀器常數H1＝15CM，則被測架空導線對兩鋼軌9、16的高度為H＝H2+H1＝6.65M。
電力機車架空導線測量方法實施例二、實施例三、實施例四、實施例五所取得的β角的余切cotβ分別為4.8、15、20，S1分別為+2CM、-10CM、-5CM、+4CM，S2分別為152CM、66.25CM、31CM、32CM，分別求得H2為6M、6.1M、5.4M、5.6M，H分別為6.15M、6.25M、5.55M、5.75M，其操作方法步驟與實施例一相同。
本電力機車架空導線測量儀的實施例參見圖1、圖3，它包括導軌基座、瞄準儀、導軌基座主要由條形基座15、導軌12、標尺11、作為定位卡鐵的定位角鐵13組成。條形基座15的長度略大于鋼軌9與鋼軌16兩外側面之間的距離，標尺11的長度略大于鋼軌9與鋼軌16兩內側面之間的距離。導軌12固定在條形基座15上，標尺11固定在條形基座側面；兩個定位角鐵13分別用螺釘固定在條形基座15的下邊位于該基座的兩端，兩定位角鐵13外側面之間的距離與兩鋼軌9、16內側面之間的距離相配。瞄準儀主要由具有鏡筒、物鏡28、兩直角棱鏡32、33、分劃板25、目鏡29的瞄準鏡4、瞄準鏡座10、定位裝置組成。瞄準鏡4安裝在瞄準鏡座10上，物鏡28、直角棱鏡32、直角棱鏡33、分劃板25、目鏡29依次安裝在鏡筒內。其特征是在兩定位角鐵13的外側固定弓形彈簧片14卡在鋼軌與定位角鐵之間，參見圖7，使標尺11的0點位于兩鋼軌9.16的正中間；瞄準鏡座10下有導槽35，參見圖8，導槽35與導軌12相配，瞄準鏡座10由導槽35安裝在導軌12上；鏡筒是兩折三節(jié)鏡筒，依入射光的方向分為物鏡筒18、中轉軸鏡筒19、目鏡筒5，物鏡筒18和目鏡筒5與中轉軸鏡筒19垂直，直角棱鏡32、33分別安裝在中轉軸鏡筒19的兩端，直角棱鏡32與目鏡29相對。直角棱鏡33與物鏡28相對；中轉軸鏡筒19穿入瞄準鏡座10的軸孔26內；定位裝置主要由緊固在中轉軸鏡筒上的轉臂6、活動定位銷7、銷座8組成，參見圖4，銷座8安裝在瞄準鏡座10上，活動定位銷7安裝在銷座8的銷孔內，轉臂6的另一端有兩個定位孔21、27，由定位孔控制瞄準鏡4轉動的角度，參見圖6，轉臂6的一端插入銷座8的銷座槽20內，活動定位銷7插入任一定位孔將轉臂6鎖定。本實施例定位孔27與定位空21對軸孔26的軸線形成的夾角β＝5.711，即cotβ＝10。本實施例中在直角棱鏡32與直角棱鏡33之間有輔助物鏡30、31，作用是縮短物鏡組的焦距。
β角的余切cotβ可為4、5、8、9、11、12、15、20取10最佳。
本電力機車架空導線測量儀實施例二見圖9，它與實施例一的不同之處是用半五角棱鏡36取代實施例一中的直角棱鏡32，目鏡筒傾斜。
權利要求
1.一種電力機車架空導線高度測量方法，它是將一具有標尺的導軌橫向置于兩鋼軌上并與兩鋼軌垂直，再將瞄準儀安放在導軌上，使瞄準儀的物鏡光軸垂直于兩鋼軌的共同平面，移動瞄準儀瞄準被測架空導線，從標尺上記下瞄準儀的位置S1；將瞄準鏡轉一定的角度β，再一次移動瞄準儀直至再次瞄準被測架空導線，第二次從標尺上記下瞄準儀的位置S2；由瞄準儀的兩次瞄準位置求瞄準儀的移動距離S＝S2-S1，當S1和S2位于標尺0點的同一側時，S1為正值，當S1和S2位于標尺0點的兩側時，S1為負值，而S2總取正值，由移動距離S乘cotβ，即求得被測架空導線對對瞄準鏡轉動時的轉軸線的高度H2；H2再加瞄準鏡轉動時的轉軸線到鋼軌上表面的距離H1，即被測架空導線到鋼軌上表面的高度H。
2.根據權利要求1所述的電力機車架空導線高度測量方法，其特征是標尺的零點位于標尺的正中央并與兩鋼軌之間的中心線重合。
3.根據權利要求1、2所述的電力機車架空導線高度測量方法，其特征是所說的β角的余切值為3＜cotβ＜30。
4.根據權利要求3所述的電力機車架空導線高度測量方法，其特征是β角的余切值為cotβ＝10。
5.一個電力機車架空導線測量儀，它包括導軌基座、瞄準儀，導軌基座主要由條形基座、導軌、標尺、定位卡鐵組成，條形基座的長度大于兩鋼軌之間的距離，標尺的長度與兩鋼軌之間的距離相適應；導軌固定在條形基座上面，標尺固定在條形基座側面，不少于兩個的定位卡鐵固定在條形基座兩端的下面，兩定位卡鐵外側面之間的距離與兩鋼軌之間的距離相配；瞄準儀主要由具有鏡筒、物鏡、反光棱鏡、分劃板、目鏡的瞄準鏡、瞄準鏡座、定位裝置組成；瞄準鏡安裝在瞄準鏡座上，物鏡、反光棱鏡、分劃板、目鏡依次安裝在鏡筒內，其特征是在定位卡鐵的外側有定位彈性件；瞄準鏡座下有導槽，該導槽與導軌相配，瞄準鏡座由導槽安裝在導軌上；所說的鏡筒是兩折鏡筒，依光線入射方向分為物鏡筒、中轉軸鏡筒和目鏡筒三部分，物鏡筒與中轉軸鏡筒垂直，兩個反光棱鏡安裝在中轉軸鏡筒的兩端，一個反光棱鏡與物鏡相對應，另一個反光棱鏡與目鏡相對應；中轉軸鏡筒穿入瞄準鏡座的與該鏡筒外徑相配的軸孔內；定位裝置主要由緊固在中轉軸鏡筒上的轉臂、活動定位銷、銷座組成；銷座安裝在瞄準鏡座上，活動定位銷安裝在銷座的銷孔內；轉臂的另一端有二至三個定位孔，活動定位銷插入其中任一定位孔內，兩定位孔與中轉軸鏡筒中心線為中心形成夾角β，β角的余切為3＜cotβ＜30。
6.根據權利要求5所述的電力機車架空導線測量儀，其特征是所說的定位卡鐵為定位角鐵，在角鐵外側安裝的定位彈性件是弓形彈簧片。
7.根據權利要求5所述的電氣機車架空導線測量儀，其特征是所說的β角的余切值cotβ＝10。
8.根據權利要求5、6、7所述的電氣機車架空導線測量儀，其特征是所說的標尺的0點位于標尺的正中央。
全文摘要
本發(fā)明屬電力機車架空導線測量方法及其測量儀,它是直角三角光學測量法,將瞄準儀安裝在垂直于兩鋼軌的導軌上,使瞄準儀物鏡光軸垂直于兩鋼軌的共同平面,瞄準、定位,再將鏡筒轉一固定的角度,移動瞄準儀,再瞄準、定位,由直角三角關系求導線的高度。本測量儀是三角光學測量儀。其特征是瞄準儀的鏡筒由物鏡筒、目鏡筒和中轉軸鏡筒構成的兩折鏡筒,鏡筒有兩個轉動位置。本方法簡便安全,本測量儀體積小,便于攜帶。
文檔編號G01C3/10GK1241713SQ98115858
公開日2000年1月19日 申請日期1998年7月14日 優(yōu)先權日1998年7月14日
發(fā)明者董非 申請人:董非