[发明专利]分布式铁路钢轨件尺寸参数测量装置

说明书

技术领域

本发明属于铁路测量技术领域，特别涉及一种铁路钢轨件的测量装置。

背景技术

我国幅员辽阔，人口众多，经济高速发展，人口及各种资源的流动需求日益提高，物流业飞速发展。在此大背景下铁路运输的基础设施建设能力和水平有了飞跃式的进步。截止2014年底，全国铁路营业里程突破11.2万公里，其中高速铁路营业里程突破1.6万公里，位居世界第一。在我国众多的交通运输方式中，铁路运输承担着60％以上的运输能力，大部分与国计民生息息相关的重要资源和大部分中长途旅客运输都是由铁路运输源源不断地运往祖国各地。我国的铁路建设已经迈入了高速、重载、高密度的新阶段。作为铁路运输的重要基础设施，钢轨是铁路轨道的基本承重结构，用于引导机车车辆行驶，同时为车轮的滚动提供最小阻力的接触面。钢轨要求有足够的承载能力、抗弯强度、断裂韧性、稳定性及耐腐性能。钢轨必须承受巨大的压力，需要质素极高的钢材。现代使用的钢轨切面成“工”字形，分为与车轮接触的轨头、中间的轨腰及底部的轨底。不同的路线对钢轨的强度、稳定性及耐磨性都有不同的要求。在钢轨的设计和加工过程中，不仅需要考虑钢轨自身的加工精度，同时还需要考虑钢轨联结零件的装配方式和装配精度，尽可能保持钢轨与联结零件的统一性，以抵抗弯曲和位移。因此为了确保铁路运输安全和长效稳定工作，确保人民生命和财产安全，就需要在加工中严格遵照工艺要求，保证钢轨的加工尺寸和精度。因此，加工完成后，钢轨件各项尺寸参数的测量检验成为一项极为重要的安全生产工序。

铁路钢轨生产过程中，对钢轨尺寸测量的参数主要包括：钢轨端面尺寸测量，即测量轨头、轨腰、轨底以及轨高的距离参数；钢轨长度测量；钢轨侧面联结零件固定钻孔尺寸参数的测量，即测量孔距和孔径参数。目前实际的钢轨生产过程中，测量方式往往还是采用由现场工人拉钢卷尺进行距离测量的手段，由于量具精度、视觉误差、人员素质和情绪等因素的影响，会对测量结果产生或大或小的影响，这些误差在列车低速运行时对行车安全造成的影响几乎可以忽略，但是当高速列车通过时，由于制造精度误差造成的冲击会成倍增长，将会影响钢轨的设计寿命，更严重地会影响列车的行车安全，甚至发生事故，危及生命和财产安全。因此急需一种自动化程度和测量精度更高的铁路钢轨件尺寸参数测量装置来辅助现场工人进行尺寸测量工作，在提高效率、提高精度的同时降低工人劳动强度，保障铁路安全生产。

另外，钢轨生产车间中会有多个生产区段，独立完成或协同完成生产加工工序，有时需要共享同一钢轨的外形尺寸，避免重复测量产生冗余工作量，降低了生产效率。

因此在钢轨件尺寸参数测量装置的基础上，通过分布式系统技术实现分布式铁路钢轨件尺寸参数测量装置。

发明内容

本发明的目的在于提出一种成本低、自动化程度高、测量精度高、能够对测量参数进行统一控制、管理和调度的分布式铁路钢轨件尺寸参数测量装置。

本发明包括尺寸参数测量终端、分布式无线数据通信信道和中央数据处理单元三大部分。本发明对钢轨尺寸测量的参数包括：钢轨端面尺寸，包括轨头、轨腰、轨底以及轨高的距离参数；钢轨长度；钢轨侧面联结零件固定钻孔尺寸参数，包括孔距和孔径距离参数。

所述尺寸参数测量终端布置于各个需要测量钢轨尺寸的工作区段上，其工作方式是通过照相或摄像的方式拍摄钢轨端面和钢轨侧面联结零件固定钻孔的图像或视频，并将图像或视频保存在尺寸测量终端的存储器中。轨道长度的测量是通过激光测距方式通过激光测距传感器和反光板配合进行测量，并将测量结果存储在尺寸参数测量终端的存储器中。所述尺寸参数测量终端由图像或视频采集模块、激光测距传感器及反光板、终端控制器、存储器、无线收发模块、触控显示屏、供电模块和终端支架组成。

所述图像或视频采集模块为工业相机或工业摄像机，在像素指标上为了保障测量精度工业相机应具备百万以上像素，优选千万像素工业相机，连接方式采用千兆以太网或者工业无线连接方式，为了提高可靠性，优选工业千兆以太网连接方式。

所述无线收发模块采用工业级无线通信模块(射频通信或Wi-Fi通信)，为了提高可用性和通用性，优选工业Wi-Fi模块。

所述供电模块为尺寸参数测量终端中的所有电子器件提供电能，包括充电器及电池组，充电器采用交流供电方式，提供电池组充电所要求的电压。电池组中的电池采用锂离子电池、镍氢电池或胶体电池，为了减轻终端重量并缩小终端体积，应优先选择锂离子电池，为达到终端工作的额定电压电池组内电池采用串联方式供电。

所述存储器采用SD卡或者固态硬盘SSD，为提高可靠性和读写速度优选固态硬盘SSD。