[发明专利]铁路曲线光学正矢测量仪

说明书

本发明涉及一种光学测距仪，特别是一种铁路曲线光学正矢测量仪。

对于铁路轨道的曲率半径，在一定的地段有一定的要求，由于轨头内侧磨损以及钢轨受力的位移，会使曲率半径发生变化，这种变化如超出允许的范围，就会使铁路曲线平面状态恶化，行车不稳，甚至造成列车出轨，所以铁路上对曲线轨道的曲率半径变化情况要经常进行测量检查。但在实际中由于曲率半径难以直接测量，铁路工务部门通常是采用测量曲线轨道上股钢轨园弧正矢量变化的办法来间接了解曲率半径的变化情况，其采用最多的方法为弦测法，即选定一固定常量作为弦长（铁路上采用的弦长定量为20米），直接测量出该弦长对应的正矢量。现有用于铁路曲线正矢量的测量除目前还最广泛常用的人工拉弦测量外，还有一种采用仪器辅助测量，采用的仪器如齐齐哈尔铁路科研所与福建三明市光学仪器厂生产的TQZ-1型铁路曲线正矢测量仪，它主要由一个光学望远镜组（包括主望远镜和付望远镜）、轴系、制微动机构及照准架组成。在实际测量时，除仪器本体外，还需一个照准标和一个正矢尺。测量方式是：先将仪器卡在曲线起点处轨面上，再将照准标卡在离仪器20米远的钢轨轨头上，正矢尺卡在离仪器10米的轨头内侧，其测量原理是先利用主望远镜寻找距离仪器20米处的照准标，使主望远镜内十字丝与照准标上中线重合，再通过付望远镜读出镜内十字丝所压正矢尺上面的数值即为所测的正矢值。这种仪器在测量过程中需要三人， 一人操作仪器，一人放置照准标，另一人放置正矢尺，测量精度不高，操作时间较长，行车繁忙的地段，很不适用，即使对一般地段，因为同样要用三人操作，与人工拉弦法一样，因此极少应用，而广泛采用的还是人工拉弦法，但人工拉弦法容易受气候影响，在风力稍大情况下就抖动，测量准确性就差，而且也是要三人进行操作。

本发明的目的就是为了克服现有测量仪器存在的不足，而提供一种省人省力、操作使用简便、精度高、能合乎铁路规范要求且比较轻便的铁路曲线光学正矢测量仪。

根据本发明制作的铁路曲线光学正矢测量仪，主要由一个带左右倾斜和平面方向调节机构的光学测距仪、正矢测量机构和一个带弹簧活动爪与水平调节螺的支架组成。其特征在于光学测距仪是由两台定距单眼合象式测距机组合而成，其光路布局上采用了一个由四块反射镜与一块长方形底板胶合而成的角镜和两块棱线相对且互相垂直配置的分象楔形镜，它们分别放置在光学测距仪中物镜的前方和后象面上，角镜中的四块反射镜分别胶在底板的两个大面的两端，且在大面两短边中心连线的两侧，分别相对于底板有一夹角;使四块反射镜配对形成左右两支单眼合象式测距机的两块基线反射镜。正矢测量机构是由两个带紧固螺的测量头、正矢分划尺、长方形双条导轨和带指示标的滑座所组成。两个带紧固螺的测量头位于长方形导轨的端面，并通过螺钉与支架连接，与支架中带弹簧的活动爪一起，起固定和保持支架与导轨的水平作用，正矢分划尺固定于一条导轨的侧面。光学测距仪与左右倾斜和平面方向调节机构通 过螺钉相连接，并垂直穿插于放置在导轨上的带指示标的滑座内，平面方向调节机构与滑座之间通过园盘配合，由一个调节螺控制可使光学测距仪作少量的水平面旋转，带指示标的滑座连同光学测距仪一起可沿长方形导轨作前后移动。本发明是根据定距单眼合象光学测距仪的原理，采用左右两支合象式单眼测距光路，共用一个望远系统来测定距离，直接量取20米弦长及所对应的曲线正矢量。测量时，可在曲线上股钢轨上的任一点，用仪器支架上带弹簧的活动爪和正矢测量机构中带固定螺的测量头，将仪器轻轻一拉，便卡在轨头上，并通过调节测量头上的固定螺和支架中的水平调节螺，使正矢测量机构的长方形双条导轨面保持大致平行，然后从光学测距仪的目镜中观察钢轨象。仪器右方10米处钢轨物光线经光学测距仪角镜中右（左）方两块反射镜反射进入望远系统，成象于仪器视场的右（左）方，而且被分象楔形镜将一完整的钢轨象以分象线为界分为上下两段;而左方10米处钢轨物光线经光学测距仪角镜中左（右）方两块反射镜反射也进入望远系统，成象在仪器视场的左（右）方，同样被分象楔形镜分为上下两段。由于仪器在设计与装校时就已确定是以左右被测目标均为10米的定距离测量，故当左右钢轨在不满足10米要求时，通过角镜反射和分象楔形镜分象后的上下视场象不会重合，此时可通过测距仪上的左右倾斜调节机构和平面方向调节机构，来调整视场中合象的钢轨象位置或改变两侧测距瞄准点的不一致，且同时可通过滑座带动测距仪一起在导轨上前后移动，使得上下视场象完全重合，这时的弦长即为20米，它所对应的正矢值在正 矢分划尺上通过滑座上指示标所指的刻度直接读出。本发明所述的光学测距仪中角镜上的四块反射镜，是分别相对于底板有一倾斜角，该倾斜角的大小与正矢测量机构中带紧固螺的测量头顶端至正矢分划尺的零位距离有关，该距离越长，反射镜相对底板的倾斜角就越大，反之则小，它是为了保证左右钢轨按要求成象于仪器视场予定的位置上。另外为保证支架与正矢测量机构中导轨的水平与稳定，在带弹簧的活动爪内侧还设制一个能上下移动的固定爪，使用时，固定爪是卡在钢轨头外侧的下颚，靠一个螺帽来固定。支架下端面与正矢测量机构中两带紧固螺的测量头顶端的距离为16毫米（铁路对正矢测量时的规范要求）。