一種多功能激光鐵路軌道檢測儀及其檢測的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鐵路軌道測量儀器的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用激光探測對鐵路軌道各部靜態(tài)幾何尺寸測量、監(jiān)控的一種儀器及其檢測的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路軌道幾何尺寸測量是保證鐵路行車安全的首要條件之一，目前，對鐵路軌道幾何尺寸測量主要使用機械式、功能單一的測量工具，測量時往往需要使用幾套工具，操作繁瑣、速度慢、結(jié)果誤差大，并且需多人協(xié)同作業(yè)。現(xiàn)有技術(shù)中，也有光電測量儀器出現(xiàn)，但都需要附加靶標(biāo)的配合，而且設(shè)備復(fù)雜、造價昂貴，給測量作業(yè)帶來極大的不便；為此，每個工務(wù)車間都單獨成立了鐵路軌道檢測小組，專門進行軌道檢測作業(yè)，這樣不僅浪費人力、物力，而且在急需維修的處所也不一定能夠得到及時的檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種多功能激光鐵路軌道檢測儀及其檢測的方法，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種多功能激光鐵路軌道檢測儀，包括激光掃描儀、光電傳感器、信號處理單元、單片機、儲存器和用于測量傾角、測量距離的陀螺儀；所述激光掃描儀與所述單片機電連接；所述光電位置傳感器與所述信號處理單元電連接；所述信號處理單元與所述單片機電連接；所述單片機與所述陀螺儀電連接；所述單片機與所述儲存器電連接。
[0006]優(yōu)選的，還包括陀螺儀；所述陀螺儀與所述單片機電連接。
[0007]優(yōu)選的，所述光電傳感器為PSD光電位置傳感器。
[0008]優(yōu)選的，所述PSD光電位置傳感器的數(shù)量為4個；4個所述PSD光電位置傳感器按照預(yù)設(shè)的角度交叉分布在所述激光掃描儀周圍。
[0009]優(yōu)選的，還包括透鏡；所述透鏡設(shè)置在所述PSD光電位置傳感器的感光面前端。
[0010]優(yōu)選的，所述PSD光電位置傳感器為一維PSD光電位置傳感器。
[0011]優(yōu)選的，還包括顯示裝置；所述顯示裝置與所述單片機電連接。
[0012]優(yōu)選的，還包括控制按鈕；所述控制按鈕與所述單片機電連接。
[0013]一種通過所述的多功能激光鐵路軌道檢測儀進行檢測的方法，包括如下步驟:
[0014]SI，通過激光掃描儀發(fā)射激光束對軌道進行掃描；
[0015]S2，通過按照預(yù)設(shè)角度進行分布的光電傳感器接收光點信號；所述光點信號是通過4個匯聚的透鏡將激光掃描漫反射光斑匯聚至光電位置傳感器感光面上的成像；
[0016]S3，將所述激光掃描漫反射光斑經(jīng)透鏡匯聚于PSD光電位置傳感器表面，將PSD光電位置傳感器感應(yīng)出的電信號發(fā)送到信號處理單元，所述信號處理單元將所述電信號進行A/D轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號；
[0017]S4，將所述數(shù)字信號發(fā)送到所述單片機進行軌道檢測。
[0018]優(yōu)選的，S4，將所述數(shù)字信號發(fā)送到所述單片機進行軌道檢測時，所述單片機還獲取陀螺儀傳輸?shù)膬A斜數(shù)據(jù)；所述單片機根據(jù)所述傾斜數(shù)據(jù)對儀器的傾斜進行補償校正。
[0019]優(yōu)選的，預(yù)設(shè)PSD光電位置傳感器的數(shù)量為4個，4個PSD光電位置傳感器按照角度α交叉分布；激光掃描儀的激光斑通過透鏡匯聚軌跡并和4個PSD光電位置傳感器的感光面進行重合，4個PSD光電位置傳感器感應(yīng)出每一點的信息，將感應(yīng)出每一點的信息計算并獲得兩個方向的軌距值，分別SLJab值)、L2 (Cd值)；那么兩個鐵路軌道間的垂直軌距L(ef 值)的計算方法為:L = LiXI^XsinU VO^+L^jXLiXI^XcosU ))V2。
[0020]本發(fā)明的有益效果為:
[0021]通過本發(fā)明中的激光掃描儀與光電傳感器的配合，即使在沒有設(shè)置靶標(biāo)的情況下也可以測量到鐵路軌道的數(shù)據(jù)；在本發(fā)明中設(shè)置陀螺儀，可以在測量過程中，無需將儀器調(diào)整水平也可以保障測量的準確性；在本發(fā)明中陀螺儀還有感應(yīng)水平加速度功能，從而可以保障本發(fā)明的儀器可以長距離連續(xù)測量，通過本發(fā)明使得鐵路測量工作從以前的復(fù)雜繁瑣、費時費力、精度低作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵?、省力、高精度作業(yè)的鐵路測量儀器。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的部件工作原理示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的激光掃描儀與PSD光電位置傳感器的分布結(jié)構(gòu)不意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明的軌距測量的流程示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明檢測鐵路軌道的方法流程示意圖。
[0027]圖中:1-多功能激光鐵路軌道檢測儀，2-PSD光電位置傳感器，3-激光掃描儀，4-單片機，5-控制按鈕，6-顯不裝置，7-掃描光束，8-光斑線路，9-透鏡的光軸，10-透鏡，11-信號處理單元，12-陀螺儀，13-儲存器，14-軌道，15-掃描光束，16-實像軌跡。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明所描述的一種多功能激光鐵路軌道檢測儀，包括激光掃描儀、光電傳感器、信號處理單元、單片機、儲存器和用于測量傾角、測量距離的陀螺儀；激光掃描儀與單片機電連接；光電位置傳感器與信號處理單元電連接；信號處理單元與單片機電連接；單片機與陀螺儀電連接；單片機與儲存器電連接。
[0030]在本實施例中，所描述的一種多功能激光鐵路軌道檢測儀還包括透鏡、顯示裝置和控制按鈕；陀螺儀與單片機電連接。光電傳感器為PSD光電位置傳感器。PSD光電位置傳感器的數(shù)量為4個；4個PSD光電位置傳感器按照預(yù)設(shè)的角度交叉分布在激光掃描儀周圍。透鏡設(shè)置在PSD光電位置傳感器的感光面前端。PSD光電位置傳感器為一維PSD光電位置傳感器。顯示裝置與單片機電連接。控制按鈕與單片機電連接。
[0031]如圖2所示，激光掃描儀按照一定夾角對軌道進行掃描，再通過4個匯聚的透鏡將激光掃描漫反射光斑匯聚成像至PSD光電位置傳感器的感光面上，由PSD光電位置傳感器將光斑位置信號轉(zhuǎn)換為電信號送至信號處理單元，進行放大、濾波處理后再送至中央處理單元的單片機中。
[0032]如圖3-圖4所示，為最小軌距測量的說明示意，圖中根據(jù)激光交叉掃描光斑經(jīng)過透鏡匯聚于PSD光電位置傳感器的感光面上，得到實像軌跡，從而利用實像軌跡進行測量鐵路的左右股鋼軌。
[0033]如圖5所示，一種通過的多功能激光鐵路軌道檢測儀進行檢測的方法，包括如下步驟:
[0034]SI，通過激光掃描儀發(fā)射激光束對軌道進行掃描；
[0035]S2，通過按照預(yù)設(shè)角度進行分布的光電傳感器接收光點信號；光點信號是通過4個匯聚的透鏡將激光掃描漫反射光斑匯聚至光電位置傳感器感光面上的成像；
[0036]S3，將激光掃描漫反射光斑經(jīng)透鏡匯聚于PSD光電位置傳感器表面，將PSD光電位置傳感器感應(yīng)出的電信號發(fā)送到信號處理單元，信號處理單元將電信號進行A/D轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號；
[0037]S4，將數(shù)字信號發(fā)送到單片機進行軌道檢測。
[0038]S4，將數(shù)字信號發(fā)送到單片機進行軌道檢測時，單片機還獲取陀螺儀傳輸?shù)膬A斜數(shù)據(jù)；單片機根據(jù)傾斜數(shù)據(jù)對儀器的傾斜進行補償校正。
[0039]預(yù)設(shè)PSD光電位置傳感器的數(shù)量為4個，4個PSD光電位置傳感器按照角度α交叉分布；激光掃描儀的激光