T型轨道静态几何参数检查仪的研制

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1、T型轨道静态几何参数检查仪的研制刘刚，梁海啸（中南大学交通运输工程学院，长沙，410075）摘要:本文是关于T型轨道静态几何参数检查仪的研制，它采用单片机、位移传感器、倾角传感器和旋转编码器以及各种先进的测试和控制技术，对轨道的主要参数实现自动测量，可彻底改变人工测量线路的状态，改善工人劳动条件，提高工作效率和测量准确度，能够为轨道维护施工提供可靠的原始数据和管理决策信息，推动轨道维护信息化的发展。关键字:T型;轨道；静态几何参数1．概述在对轨道参数检查中，静态检查是线路日常养护的主要信息来源。目前，在我国轨道状态

2、的日常检查和作业质量验收的过程中，静态检查主要由经验丰富的工人人工拉弦线进行轨向检测，轨道尺检测超高和轨距。人工检查存在着诸多问题，已不能满足铁路高速化的需要。近年来，铁路部门开始使用轨检车对线路轨道状态进行检查。轨检车用于检测轨道的各种动态参数，其检测的稳定性、可靠性、准确度等各方面都较高。但是我国轨检车总量少，只在铁路局配属，并且，轨检车的造价昂贵，检测成本很高，设备投资大，维修保养费用高。对轨道参数检测中，手工检测落后且存在很多问题，高科技轨道检查车动态检查又存在着使用的局限性。因此，运用智能检测技术，研制一

3、种便捷、轻巧、准确度高、连续测量，具有数据显示、存储、传送等功能的轨道参数检测仪器势在必行。2．总体方案根据现场需要，轨道静态几何参数检查仪设计成人工推行的小型推车。检查仪在T型的机械结构上安装检测装置，整个检查仪由锂电池供电，检测系统中的微型计算机系统自动控制整个检测过程和记录数据，能实时显示所测参数，包括里程、轨向、轨距、水平（超高）、高低，具有人机对话功能，可以在自动检测过程中随时记录轨道的各种缺陷。2.1机械结构轨道静态几何参数检查仪外观图如图1所示。图1轨道静态几何参数检查仪外观图参照附图，图2、3、4为

4、相关机构图。如图：单轮梁3腹腔中安装有水平（超高）传感器22、动力电池23、轨距传感器24。轨距传感器24通过安装在滑动机构15、25上的可移动的定位机构16的相对移动来推算轨距，弹簧机构27提供压紧力使左侧定位机构1和右侧定位机构16能贴紧钢轨内侧面；超高传感器22与单轮梁固定，通过倾角来推算超高的大小。正矢定位机构1安装在长双轮梁中部的托架33和滑块机构35、36上，能在弹簧机构37的作用下根据长双轮梁上定位机构29、30之间的位置变化进行正矢测量。长双轮梁和单轮梁的下部安装有行走轮17、31、38；行走轮17

5、外侧安装有里程旋转编码器18，用于测量小车行走的距离；行走轮17可以根据轨道轨距的变化相对钢轨中心来回滑动。长双轮梁中部安装有直线导轨36、弹簧机构37、矢距测量传感器托架33、正矢传感器34和纵平传感器32。轨距传感器24、超高传感器22、里程旋转编码器18、正矢传感器34和纵平传感器32的测量值通过屏蔽电缆（图中未作标记）送入控制盒12中进行数据处理，计算后的轨距、超高、里程、正矢、纵平、三角坑值通过控制盒12上液晶显示屏显示，同时存入控制盒12中的IC卡中；通过控制盒12上的键盘可以实时输入检测过程中轨道上的

6、各种缺陷及标记；交接班时IC卡中的数据通过IC卡读写器读入计算机中，通过专门编写的软件进行分析处理，推算三角坑，对检测数据进行统计、分析，并以图表方式显示、打印和存储，为线路的维护提供依据。图2总装图图3单轮梁图4双轮梁2.2电气测量系统电气测量系统原理框图见图5。图5电气测量系统原理框图各传感器测量值通过信号调理电路调理后送入A/D转换器，转换后的数据送入单片机进行数据处理和存贮，计算后的轨距、水平（超高）、里程、轨向和高低值通过液晶显示屏进行显示，当通过单片机处理分析，发现某个检测参数超限而影响行车安全时，单片

7、机将发出声光报警信号，以便做出及时处理。操作人员通过键盘可以实时输入检测过程中轨道上的各种缺陷及标记。现场检测的数据都存储在IC卡内，在交班时，可以通过读卡器将IC卡中的测量数据读入计算机中做进一步的数据处理、分析和打印。3．测量原理轨道静态几何参数检查仪的测量项目包括：轨距、水平（超高）、轨向、高低、里程和三角坑。3.1轨向测量原理测量轨向的原理图如图6所示。轨向测量时，间距1m的两定位点在单轮梁右弹簧的作用下压紧钢轨左内侧，安装在单轮梁左侧滑块上的轨向测头在左弹簧的作用下始终紧贴左轨内侧轨顶下部16mm内，轨向

8、传感器测量出1m弦长的轨向D1，每前进0.25m测一次。将测得的数据按叠加原理可以推算出10米弦的轨向值。图6轨向和轨距测量原理图3.2轨距测量原理轨距测量原理图见图6。轨距测量时位于双轮梁上的两个定位头和轨距测头在右弹簧的作用下贴紧钢轨内侧面。轨距是由两钢轨间的设计距离D(D=1435mm)与两侧钢轨偏移量D1和D2组成。左侧的偏移量D1由轨向传感器测量得