CN102840828A - 一种接触网静态参数测量装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种接触网静态参数测量装置，包括机架、控制装置与两个测量组件，两个测量组件以机架中心点为对称点对称设置，测量组件包括支架、舵机、旋转式激光器与角度传感器，旋转式激光器绕旋转中心旋转，旋转中心、机架中心点位于同一水平线上，使用时，先将机架垂直搁置于轨道上，待测接触线所处平面与旋转中心、机架中心点所处平面相垂直，再由舵机带动旋转式激光器绕旋转中心旋转，直至旋转式激光器发出的光点落在待测接触线上，然后记录旋转式激光器与机架之间的内夹角α、β，再由α、β算得待测接触线的导高与拉出值。本设计不仅测量精度较高、稳定性较好，而且结构简易、操作方便，能满足高速电气化铁路发展的需要。

Description

一种接触网静态参数测量装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种测量装置，尤其涉及一种接触网静态参数测量装置及其使用方法，具体适用于提高测量的精确性与稳定性。

背景技术

目前，接触网静态参数的测量方法主要有接触式测量方法和非接触式测量方法两种。其中，接触式测量主要利用绝缘杆法测量，其误差较大且存在安全隐患；非接触式测量主要利用光学瞄准和测距原理，测量仪器为光学测量仪和激光测距仪。

非接触测量方法主要是根据超声波或光波在空气中的传播速度，测量发射和接收的时间差，计算测点到接触网的距离，再计算接触网的导高和拉出值。其中，采用超声波测距，其精度容易受环境温度、湿度等影响，稳定性较差；采用激光测距，其精度受计时误差和调制光波长的影响，测量精度低，测量结果浮动不定。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的测量精度较低、稳定性较差的缺陷与问题，提供一种测量精度较高、稳定性较好的接触网静态参数测量装置及其使用方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种接触网静态参数测量装置，包括机架及其上设置的控制装置、一号测量组件、二号测量组件，所述一号测量组件、二号测量组件分别设置于机架的两端，且以机架中部的机架中心点为对称点对称设置；

所述一号测量组件包括一号支架、一号舵机、一号旋转式激光器与一号角度传感器，所述一号支架的底部与机架的顶部固定连接，一号支架的顶部上设置有一号舵机、一号旋转式激光器与一号角度传感器，且一号角度传感器与一号旋转式激光器对应设置；

所述二号测量组件包括二号支架、二号舵机、二号旋转式激光器与二号角度传感器，所述二号支架的底部与机架的顶部固定连接，二号支架的顶部上设置有二号舵机、二号旋转式激光器与二号角度传感器，且二号角度传感器与二号旋转式激光器对应设置；

所述一号旋转式激光器绕一号旋转中心旋转，二号旋转式激光器绕二号旋转中心旋转，且一号旋转中心、二号旋转中心的间距大于待测接触线的拉出值；所述一号旋转中心、二号旋转中心、机架中心点位于同一水平线上，且在机架的顶部设置有控制装置。

所述一号旋转式激光器、二号旋转式激光器的旋转角度均为180度。

所述机架的背部设置有与轨道相配合的轨道定位卡具，该轨道定位卡具与机架中心点之间的距离为轨道间距的一半。

所述机架顶部的中心部位设置有把手，机架背部的中心部位设置有电池盒。

所述控制装置上设置有键盘、一键完成按钮与液晶显示屏。

一种上述接触网静态参数测量装置的使用方法，所述使用方法依次包括以下步骤：

第一步：先将机架搁置在轨道上，机架与轨道相垂直，一号旋转中心、二号旋转中心、机架中心点共处的平面与待测接触线所处的平面相垂直，且待测接触线位于一号旋转中心、二号旋转中心之间；

第二步：先通过控制装置控制一号舵机、二号舵机带动其对应的一号旋转式激光器、二号旋转式激光器同时进行旋转，即一号舵机带动一号旋转式激光器绕一号旋转中心旋转、二号舵机带动二号旋转式激光器绕二号旋转中心旋转，当一号旋转式激光器、二号旋转式激光器发出的光点均落在待测接触线上时，停止旋转，并记录一号角度传感器上显示的一号旋转式激光器与机架之间的内夹角α、二号角度传感器上显示的二号旋转式激光器与机架之间的内夹角β；

第三步：将上述测得的α、β带入下述公式以算得待测接触线的导高与拉出值：

导高H＝ h1＋h＋C·sinα·sinβ/sin（π－α－β）；

拉出值L＝| C·sinα·cosβ/ sin（π－α－β）－C/2|；

其中，h1是机架的厚度，h是一号旋转中心或二号旋转中心与机架顶部之间的距离，C是一号旋转中心、二号旋转中心之间的距离，所述计算过程都在控制装置内进行。

所述机架的背部设置有与轨道相配合的轨道定位卡具，该轨道定位卡具与机架中心点之间的距离为轨道间距的一半；

所述第一步中，当机架背部设置的轨道定位卡具与轨道的内侧完全接触时，机架搁置完毕。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明包括控制装置、一号测量组件、二号测量组件，所述一号测量组件、二号测量组件分别设置于机架的两端，且以机架中部的机架中心点为对称点对称设置，一号测量组件、二号测量组件的构造一致，均包括支架、舵机、旋转式激光器与角度传感器，使用时，先由控制装置通过舵机驱动旋转式激光器绕旋转中心旋转，直至旋转式激光器发出的光点落在待测接触线上，再测出两个旋转式激光器各自与机架之间的内夹角α、β，然后将α、β带入计算式以算出待测接触线的导高与拉出值；由此可见，本发明利用了激光亮度高、方向性好的优点以与角度传感器配合而测出导高与拉出值，而不像现有技术，需要激光、声波传播的时间或者相位来测量数据以算得导高与拉出值，不仅有效避免了环境温度、湿度等影响，稳定性较好，而且不再受计时误差和调制光波长的影响，精确度较高。因此本发明不仅测量精度较高，而且稳定性较好。

2、本发明的测量装置仅包括一个机架及其上设置的控制装置、一号测量组件、二号测量组件，零部件数量较少，布置清晰，使用时，只需将机架垂直搁置于轨道上即可，整个测量过程在控制装置的控制下全自动进行，操作十分方便，此外，还可在机架上设置把手、轨道定位卡具以进一步简化操作难度，因此本发明不仅结构简易，而且操作方便。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是图2的俯视图；

图4是本发明的测量原理示意图。

图中：1、机架，2、控制装置，3、一号测量组件，4、二号测量组件，6、待测接触线，7、轨道，11、机架中心点，12、轨道定位卡具，13、把手，14、电池盒， 21、键盘，22、一键完成按钮，23、液晶显示屏， 31、一号支架，32、一号舵机，33、一号旋转式激光器，34、一号角度传感器，35、一号旋转中心， 41、二号支架，42、二号舵机，43、二号旋转式激光器，44、二号角度传感器，45、二号旋转中心。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1-图4，一种接触网静态参数测量装置，包括机架1及其上设置的控制装置2、一号测量组件3、二号测量组件4，所述一号测量组件3、二号测量组件4分别设置于机架1的两端，且以机架1中部的机架中心点11为对称点对称设置；

所述一号测量组件3包括一号支架31、一号舵机32、一号旋转式激光器33与一号角度传感器34，所述一号支架31的底部与机架1的顶部固定连接，一号支架31的顶部上设置有一号舵机32、一号旋转式激光器33与一号角度传感器34，且一号角度传感器34与一号旋转式激光器33对应设置；

所述二号测量组件4包括二号支架41、二号舵机42、二号旋转式激光器43与二号角度传感器44，所述二号支架41的底部与机架1的顶部固定连接，二号支架41的顶部上设置有二号舵机42、二号旋转式激光器43与二号角度传感器44，且二号角度传感器44与二号旋转式激光器43对应设置；

所述一号旋转式激光器33绕一号旋转中心35旋转，二号旋转式激光器43绕二号旋转中心45旋转，且一号旋转中心35、二号旋转中心45的间距大于待测接触线6的拉出值；所述一号旋转中心35、二号旋转中心45、机架中心点11位于同一水平线上，且在机架1的顶部设置有控制装置2。

所述一号旋转式激光器33、二号旋转式激光器43的旋转角度均为180度。

所述机架1的背部设置有与轨道7相配合的轨道定位卡具12，该轨道定位卡具12与机架中心点11之间的距离为轨道7间距的一半。

所述机架1顶部的中心部位设置有把手13，机架1背部的中心部位设置有电池盒14。

所述控制装置2上设置有键盘21、一键完成按钮22与液晶显示屏23。

一种上述接触网静态参数测量装置的使用方法，所述使用方法依次包括以下步骤：

第一步：先将机架1搁置在轨道7上，机架1与轨道7相垂直，一号旋转中心35、二号旋转中心45、机架中心点11共处的平面与待测接触线6所处的平面相垂直，且待测接触线6位于一号旋转中心35、二号旋转中心45之间；

第二步：先通过控制装置2控制一号舵机32、二号舵机42带动其对应的一号旋转式激光器33、二号旋转式激光器43同时进行旋转，即一号舵机32带动一号旋转式激光器33绕一号旋转中心35旋转、二号舵机42带动二号旋转式激光器43绕二号旋转中心45旋转，当一号旋转式激光器33、二号旋转式激光器43发出的光点均落在待测接触线6上时，停止旋转，并记录一号角度传感器34上显示的一号旋转式激光器33与机架1之间的内夹角α、二号角度传感器44上显示的二号旋转式激光器43与机架1之间的内夹角β；

第三步：将上述测得的α、β带入下述公式以算得待测接触线6的导高与拉出值：

导高H＝ h1＋h＋C·sinα·sinβ/sin（π－α－β）；

拉出值L＝| C·sinα·cosβ/ sin（π－α－β）－C/2|；

其中，h1是机架1的厚度，h是一号旋转中心35或二号旋转中心45与机架1顶部之间的距离，C是一号旋转中心35、二号旋转中心45之间的距离，所述计算过程都在控制装置2内进行。

所述机架1的背部设置有与轨道7相配合的轨道定位卡具12，该轨道定位卡具12与机架中心点11之间的距离为轨道7间距的一半；

所述第一步中，当机架1背部设置的轨道定位卡具12与轨道7的内侧完全接触时，机架1搁置完毕。

实施例1：

参见图1–图3，一种接触网静态参数测量装置，包括机架1及其上设置的控制装置2、一号测量组件3、二号测量组件4，所述一号测量组件3、二号测量组件4分别设置于机架1的两端，且以机架1中部的机架中心点11为对称点对称设置；

所述一号测量组件3包括一号支架31、一号舵机32、一号旋转式激光器33与一号角度传感器34，所述一号支架31的底部与机架1的顶部固定连接，一号支架31的顶部上设置有一号舵机32、一号旋转式激光器33与一号角度传感器34，且一号角度传感器34与一号旋转式激光器33对应设置；

所述二号测量组件4包括二号支架41、二号舵机42、二号旋转式激光器43与二号角度传感器44，所述二号支架41的底部与机架1的顶部固定连接，二号支架41的顶部上设置有二号舵机42、二号旋转式激光器43与二号角度传感器44，且二号角度传感器44与二号旋转式激光器43对应设置；

所述一号旋转式激光器33绕一号旋转中心35旋转，二号旋转式激光器43绕二号旋转中心45旋转，且一号旋转中心35、二号旋转中心45的间距大于待测接触线6的拉出值；所述一号旋转中心35、二号旋转中心45、机架中心点11位于同一水平线上，且在机架1的顶部设置有控制装置2；

所述一号旋转式激光器33、二号旋转式激光器43的旋转角度均为180度；

所述机架1的背部设置有与轨道7相配合的轨道定位卡具12，该轨道定位卡具12与机架中心点11之间的距离为轨道7间距的一半；所述机架1顶部的中心部位设置有把手13，机架1背部的中心部位设置有电池盒14；所述控制装置2上设置有键盘21、一键完成按钮22与液晶显示屏23。

参见图1–图4，一种上述接触网静态参数测量装置的使用方法，所述使用方法依次包括以下步骤：

第一步：先将机架1搁置在轨道7上，当机架1背部设置的轨道定位卡具12与轨道7的内侧完全接触时，机架1搁置完毕，此时，机架1与轨道7相垂直，一号旋转中心35、二号旋转中心45、机架中心点11共处的平面与待测接触线6所处的平面相垂直，且待测接触线6位于一号旋转中心35、二号旋转中心45之间；

第二步：先按下一键完成按钮22以驱动控制装置2，再由控制装置2自动控制一号舵机32、二号舵机42带动其对应的一号旋转式激光器33、二号旋转式激光器43同时进行旋转，即一号舵机32带动一号旋转式激光器33绕一号旋转中心35旋转、二号舵机42带动二号旋转式激光器43绕二号旋转中心45旋转，当一号旋转式激光器33、二号旋转式激光器43发出的光点均落在待测接触线6上时，停止旋转，并记录一号角度传感器34上显示的一号旋转式激光器33与机架1之间的内夹角α、二号角度传感器44上显示的二号旋转式激光器43与机架1之间的内夹角β；此时，一号旋转式激光器33与其发出的落在待测接触线6上光点之间的连线为一号斜边B，二号旋转式激光器43与其发出的落在待测接触线6上光点之间的连线为二号斜边A，一号旋转式激光器33、二号旋转式激光器43之间的距离为激光器间距C，该三条线在一号旋转中心35、二号旋转中心45、机架中心点11共处平面上的投影构成一个三角形，该三角形中，一号斜边B与激光器间距C之间的内夹角为α，二号斜边A与激光器间距C之间的内夹角为β；

第三步：将上述测得的α、β带入下述公式以算得待测接触线6的导高与拉出值：

导高H＝ h1＋h＋C·sinα·sinβ/sin（π－α－β）；

拉出值L＝| C·sinα·cosβ/ sin（π－α－β）－C/2|；

其中，h1是机架1的厚度，h是一号旋转中心35或二号旋转中心45与机架1顶部之间的距离，C是一号旋转中心35、二号旋转中心45之间的距离，即激光器间距；所述计算过程都在控制装置2内进行，算出的导高、拉出值均显示在液晶显示屏23上，由此实现接触网导高和拉出值的自动计算和测量。

Claims (7)

1.一种接触网静态参数测量装置，包括机架（1）及其上设置的控制装置（2）、一号测量组件（3）、二号测量组件（4），所述一号测量组件（3）、二号测量组件（4）分别设置于机架（1）的两端，且以机架（1）中部的机架中心点（11）为对称点对称设置，其特征在于：

所述一号测量组件（3）包括一号支架（31）、一号舵机（32）、一号旋转式激光器（33）与一号角度传感器（34），所述一号支架（31）的底部与机架（1）的顶部固定连接，一号支架（31）的顶部上设置有一号舵机（32）、一号旋转式激光器（33）与一号角度传感器（34），且一号角度传感器（34）与一号旋转式激光器（33）对应设置；

所述二号测量组件（4）包括二号支架（41）、二号舵机（42）、二号旋转式激光器（43）与二号角度传感器（44），所述二号支架（41）的底部与机架（1）的顶部固定连接，二号支架（41）的顶部上设置有二号舵机（42）、二号旋转式激光器（43）与二号角度传感器（44），且二号角度传感器（44）与二号旋转式激光器（43）对应设置；

所述一号旋转式激光器（33）绕一号旋转中心（35）旋转，二号旋转式激光器（43）绕二号旋转中心（45）旋转，且一号旋转中心（35）、二号旋转中心（45）的间距大于待测接触线（6）的拉出值；所述一号旋转中心（35）、二号旋转中心（45）、机架中心点（11）位于同一水平线上，且在机架（1）的顶部设置有控制装置（2）。

2.根据权利要求1所述的一种接触网静态参数测量装置，其特征在于：所述一号旋转式激光器（33）、二号旋转式激光器（43）的旋转角度均为180度。

3.根据权利要求1或2所述的一种接触网静态参数测量装置，其特征在于：所述机架（1）的背部设置有与轨道（7）相配合的轨道定位卡具（12），该轨道定位卡具（12）与机架中心点（11）之间的距离为轨道（7）间距的一半。

4.根据权利要求1或2所述的一种接触网静态参数测量装置，其特征在于：所述机架（1）顶部的中心部位设置有把手（13），机架（1）背部的中心部位设置有电池盒（14）。

5.根据权利要求1或2所述的一种接触网静态参数测量装置，其特征在于：所述控制装置（2）上设置有键盘（21）、一键完成按钮（22）与液晶显示屏（23）。

6.一种权利要求1或2所述接触网静态参数测量装置的使用方法，其特征在于所述使用方法依次包括以下步骤：

第一步：先将机架（1）搁置在轨道（7）上，机架（1）与轨道（7）相垂直，一号旋转中心（35）、二号旋转中心（45）、机架中心点（11）共处的平面与待测接触线（6）所处的平面相垂直，且待测接触线（6）位于一号旋转中心（35）、二号旋转中心（45）之间；

第二步：先通过控制装置（2）控制一号舵机（32）、二号舵机（42）带动其对应的一号旋转式激光器（33）、二号旋转式激光器（43）同时进行旋转，即一号舵机（32）带动一号旋转式激光器（33）绕一号旋转中心（35）旋转、二号舵机（42）带动二号旋转式激光器（43）绕二号旋转中心（45）旋转，当一号旋转式激光器（33）、二号旋转式激光器（43）发出的光点均落在待测接触线（6）上时，停止旋转，并记录一号角度传感器（34）上显示的一号旋转式激光器（33）与机架（1）之间的内夹角α、二号角度传感器（44）上显示的二号旋转式激光器（43）与机架（1）之间的内夹角β；

第三步：将上述测得的α、β带入下述公式以算得待测接触线（6）的导高与拉出值：

导高H＝ h1＋h＋C·sinα·sinβ/sin（π－α－β）；

拉出值L＝| C·sinα·cosβ/ sin（π－α－β）－C/2|；

其中，h1是机架（1）的厚度，h是一号旋转中心（35）或二号旋转中心（45）与机架（1）顶部之间的距离，C是一号旋转中心（35）、二号旋转中心（45）之间的距离，所述计算过程都在控制装置（2）内进行。

7.根据权利要求6所述的一种接触网静态参数测量装置的使用方法，其特征在于：

所述机架（1）的背部设置有与轨道（7）相配合的轨道定位卡具（12），该轨道定位卡具（12）与机架中心点（11）之间的距离为轨道（7）间距的一半；

所述第一步中，当机架（1）背部设置的轨道定位卡具（12）与轨道（7）的内侧完全接触时，机架（1）搁置完毕。

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