专利名称：用于捣固车的铁路线路参数光电测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铁道检修、维护车辆(捣固车)中测量铁路线路参数的 装置，尤其涉及一种用于捣固车的铁路线路参数的光电测试装置。
背景技术：
为适应国民经济的快速发展，铁路运输系统的车速在不断地提速，车辆 速度的提升必然要求轨道的检测与修复设备以更高的速度和效率进行工作， 以便修复和保证车辆在高速运转中的安全。尽管我国已经研制成功了能够同 时检测与修复轨道参数的专用车辆一一捣固车。该种车辆对轨道参数的测量 方法还是釆用传统的钢丝旋线测量法，这种方法由于受到钢丝旋线本身的质 量与张力等因数的限制，使它对轨道参数的测量速度与精度都受到不同程度 的影响。为了提高测量速度与精度，铁路亟待开发光电非接触的测量方法。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种用于捣固车的
铁路线路参数光电测试装置，采用高精度的线阵CCD光电传感器，可以提高 捣固车测量轨道参数的速度与精度。
本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案 一种用于捣固车的铁 路线路参数光电测试装置，其特征是由固态光电接收装置和照明光源组成， 所述固态光电接收装置由四个光学成像透镜组、4个CCD电荷耦合器件和相 应的处理电路板组成，且由每两个光学透镜组和两个CCD器件形成独立的光 电系统。
所述成像透镜组的透镜为凸形柱面镜。
所述成像透镜组前后并排的两套凸形柱面镜，其与水平面分别成45。和135°安装，两凸形柱面镜间夹角为90° 。 所述照明光源采用LED白炽灯。
所述LED白织灯的设置位置是其发出的光线通过并排两个凸形柱面镜成 像在与CCD器件的像敏阵列垂直的位置上。
本实用新型的有益效果该装置采用高精度的线阵CCD光电传感器对能 够反映轨道线路参数的光信号进行快速采集并通过计算机软件计算而获得 线路参数，然后通过网络传送给搗固车控制系统主机，可以提高捣固车测量 轨道参数的速度与精度。
图l是本实用新型的结构示意图2是本实用新型的检测光路工作原理的基准状态图3是本实用新型的检测光路工作原理的产生左右偏差状态图4是本实用新型的检测光路工作原理的产生上下偏差状态图5是作业区小车安装光电测试装置的示意图；具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式
。 如图所示， 一种用于捣固车的铁路线路参数光电测试装置，由固态光电
接收装置和照明光源组成，所述固态光电接收装置由四个光学成像透镜组、
4个CCD电荷耦合器件和相应的处理电路板组成，且由每两个光学透镜组和
两个CCD器件形成独立的光电系统，所述成像透镜为凸形柱面镜。所述成像
透镜组前后并排的两套凸形柱面镜与水平面分别成45。和135°安装，两凸
形柱面镜间夹角为90° 。所述照明光源1、 11、 14、 15、 16采用LED白炽灯。
'所述LED白炽灯的设置位置是其发出的光线通过并排两个凸形柱面镜成像在
与CCD器件的像敏阵列垂直的位置上。实施例
1. 系统的组成作业区小车B中部安装有一套全固态光电接收装置； 前测量小车A中部安装1个LED白炽灯；后测量小车C左右距线路中心400mm 处，各安装一个LED白炽灯C1、 C2，用于三点法测量轨道线路参数;在上述 基础上再在D点小车中部安装1个LED白炽灯，构成四点测量轨道线路参数 的方法。
2. 固态光电接收装置组成该装置是光电检测系统的核心。它由四个光 学成像透镜组、4个CCD电荷耦合器件和相应的处理电路板组成。每两个光 学透镜组和两个CCD器件形成一套独立的光电系统，分别接收前后LED白炽 灯发出的光。光学成像透镜组将LED白炽灯的位置转变为图像，在成像的像 平面上，安装有CCD电荷耦合器件，由CCD电荷耦合器件将图像转变为电信 号，送计算机处理，计算出作业小车相对于前后测量小车的正矢、左右轨高 低和后测量小车的超高。
3. 两个独立的光电系统分前后方向安装在作业区小车中部，前光电系 统接收前测量小车中部LED白炽灯A发出的光线，后光电系统接收后测量小 车上左右两个LED白炽灯Cl、 C2发出的光线，在四点测量轨道线路参数的 方法时应增加D点的LED白炽灯。透镜组采用凸形柱面镜，将LED白炽灯发 出的光线聚焦成一条光带落在对应的CCD器件上；设计时将前后并排的两套 凸形柱面镜与水平面分别成45°和135°安装，两凸形柱面镜间夹角为90 ° 。对任何一个LED白炽灯，不论其位置怎样改变，它发出的光线通过并排 的两个凸形柱面镜成像在与CCD器件的像敏阵列垂直的位置上，检测出垂点 的位置变化，将它分解成水平方向和垂直的位移，并与标定的初始值比较， 便能确定LED白炽灯的位置与光电接收器的相对位置关系，水平方向的相对位置确定正矢，前后垂直方向的相对位置确定纵向高低，左右垂直方向的相 对位置差确定超高，以实现线路实际参数的检测。
4. A-B-C1和A-B-C2组成左、右抄平测量，A-B-C1组成三点法方向测 量，A-B-C1-D组成四点法方向测量，B-Cl和B-C2组成B点相对C点超高测 量，通过C点电子摆计算出B点处线路的超高，A-B组成A点相对B点的上 下和左右位置变化。
5、 Cl点、C2点和D点LED白炽灯分别在后面的CCD上成三对独立的像，
在整个测量范围内，保证所有的成像互不干扰。
工作原理用于捣固车的线路参数光电测试方法采用在捣固车上安装光
电轨道线路参数测量设备与反映轨道位置的照明光源组成。光电轨道线路参 数测量设备有前、后4个窗口 ，前面有2和3两个输入窗口 ，它使安装在轨 道前方压轮上的电光源分别入射到两块柱面镜4与5上，并分别通过柱面镜 4与5会聚成平行于柱面镜母线的线形光线8与9，分别聚焦在线阵CCD器 件6与7的像面上；两个柱面镜4与5的母线均与垂直线成45。角，它安装 在捣固车的下面，轨道上方，并与紧压在轨道上的压轮固定的光源11、 14、 15和16,它们将轨道的位置参数信息传递到光电检测器。光源11、 14、 15 和16发出的光通过入射窗口 2和3入射到柱面镜4、 5、 12和13,分别产生 如图中8、 9所示的平行于各柱面镜母线的条形光，条形光在线阵CCD像敏 单元上的位置反映出轨道在水平与垂直两个方向的位置，通过检测条形光在 线阵CCD傳4文单元上的位置，对两条轨道的,位置与位移参数进行测量。为 安装在光电^f全测装置前端反映前部轨道参数的LED灯1;图中为安装在光电 检测装置前端的左右两个入射窗2、 3,左右两块柱面镜4、 5,用来将l灯 聚焦为线光源、两个线阵CCD器件6、 7的傳4文面上，图中所示为灯l通过 柱面镜所成的线光源8、 9。用于捣固车的线路参数光电测试方法装置在检测点间的相对位置关系
为AB=13000~115000mm (连续变化)，BC=4500 6000mm (连续变化)， CD=5500mm，的情况下能够达到的主要技术指标为 1 、水平测量范围为± 500 mm,精度为± 0 .2mm:
2、 垂直测量范围为± 280 mm,精度为± 0 .2mm:
3、 通过以太网传输的检测信号输出的最高刷新频率不低于150Hz。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结 构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作 的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围 内。
权利要求1、一种用于捣固车的铁路线路参数光电测试装置，其特征是由固态光电接收装置和照明光源组成，所述固态光电接收装置由四个光学成像透镜组、4个CCD电荷耦合器件和相应的处理电路板组成，且由每两个光学透镜组和两个CCD器件形成独立的光电系统。
2、 根据权利要求l所述的用于捣固车的铁路线路参数光电测试装置，其 特征是所述成像透镜组的透镜为凸形柱面镜。
3、 根据权利要求1或2所述的用于捣固车的铁路线路参数光电测试装置， 其特征是所述成像透镜组前后并排的两套凸形柱面镜与水平面分别成45° 和135°安装，两凸形柱面镜间夹角为90° 。
4、 根据权利要求1所述的用于捣固车的铁路线路参数光电测试装置，其 特征是所述照明光源采用LED白炽灯。
5、 根据权利要求4所述的用于搗固车的铁路线路参数光电测试装置，其 特征是所述LED白炽灯的设置位置是其发出的光线通过并排两个凸形柱面 镜成像在与CCD器件的像敏阵列垂直的位置上。
专利摘要本实用新型涉及一种用于捣固车的铁路线路参数光电测试装置，其特征是由固态光电接收装置和照明光源组成，所述固态光电接收装置由四个光学成像透镜组、4个CCD电荷耦合器件和相应的处理电路板组成，且由每两个光学透镜组和两个CCD器件形成独立的光电系统。本实用新型的有益效果该装置采用高精度的线阵CCD光电传感器对能够反映轨道线路参数的光信号进行快速采集并通过计算机软件计算而获得线路参数，然后通过网络传送给捣固车控制系统主机，可以提高捣固车测量轨道参数的速度与精度。
文档编号G01B11/00GK201158790SQ20082007396
公开日2008年12月3日 申请日期2008年2月29日 优先权日2008年2月29日
发明者王庆有 申请人:天津市开希机器视觉技术有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
