城市軌道交通用軌道板的測量調(diào)整系統(tǒng)及其測量調(diào)整方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軌道交通軌道結(jié)構(gòu)中的預(yù)制軌道板在安裝時進(jìn)行軌道板定位定姿和調(diào)整的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及城市軌道交通用軌道板的測量調(diào)整系統(tǒng)及其測量調(diào)整方法。
【背景技術(shù)】
[0002]板式無碴軌道已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高速鐵路，但其應(yīng)用于地鐵還沒有先例，用于地鐵的板式無碴軌道，其軌道板的結(jié)構(gòu)，幾何尺寸和安裝精度要求等均與高鐵不同。但是作為軌道交通的一種形式，軌道的平順性和乘坐的舒適性以及維修保養(yǎng)的方便性對于地鐵運行一樣具有重要意義，軌道板技術(shù)應(yīng)用于地鐵，就減振降噪效果和維修保養(yǎng)的方便性而言優(yōu)勢突出。
[0003]傳統(tǒng)的地鐵軌道結(jié)構(gòu)大多采用混凝土整體道床結(jié)構(gòu)，其軌道鋪設(shè)的定位方法是在實地設(shè)置一系列與線路中心有明確幾何關(guān)系的測量標(biāo)志，稱為基標(biāo)，軌道的架鋪就是根據(jù)基標(biāo)，采用特殊的量具進(jìn)行的。這種方法的效率和精度均不高，一旦采用板式無碴軌道，這種方法將不再適用。
[0004]目前的高速鐵路調(diào)板裝置，其調(diào)板機械和測量系統(tǒng)沒有實現(xiàn)交互式連接，一般都是根據(jù)偏差量由人工判斷調(diào)板機械的距離和方向，有經(jīng)驗成分在其中，效率不高。
[0005]為此，本發(fā)明的設(shè)計者有鑒于上述缺陷，通過潛心研究和設(shè)計，綜合長期多年從事相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗和成果，研究設(shè)計出一種城市軌道交通用軌道板的測量調(diào)整系統(tǒng)及其測量調(diào)整方法，以克服上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種城市軌道交通用軌道板的測量調(diào)整系統(tǒng)及其測量調(diào)整方法，能對城市軌道交通軌道板進(jìn)行高精度的定位定姿測量和調(diào)整安裝。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種城市軌道交通用軌道板的測量調(diào)整系統(tǒng)，包括精密測量裝置和軌道板調(diào)板裝置，其特征在于:
[0008]所述精密測量裝置包括有自動照準(zhǔn)功能的全站儀、便攜式計算機和預(yù)埋式定位插孔件，所述預(yù)埋式定位插孔件為多個并根據(jù)需要設(shè)置于軌道板上，所述軌道板的承軌面上設(shè)有多個供預(yù)埋式定位插孔件容置于內(nèi)的安裝孔，所述預(yù)埋式定位插孔件為一端開口的圓筒狀結(jié)構(gòu)，其設(shè)有中空的容置空間；
[0009]各預(yù)埋式定位插孔件的容置空間內(nèi)設(shè)置精密棱鏡，所述全站儀設(shè)有對各精密棱鏡進(jìn)行測量的測量模塊和與便攜式計算機進(jìn)行通信的模塊，所述便攜式計算機通過接收全站儀測量結(jié)果并計算得到軌道板的實際位置和空間姿態(tài)，并計算軌道板的實際位置和姿態(tài)與設(shè)計值的偏差量，發(fā)送到工控計算機的通信模塊；
[0010]所述軌道板調(diào)板裝置包括工控計算機和調(diào)板機構(gòu)，所述工控計算機連接至調(diào)板機構(gòu)，所述工控計算機設(shè)有調(diào)板模塊，所述調(diào)板模塊根據(jù)接收的信息控制調(diào)板機構(gòu)的運動，所述調(diào)板機構(gòu)與所述軌道板固連，從而通過調(diào)板機構(gòu)的運動使軌道板運動至設(shè)計位置和設(shè)計的空間姿態(tài)。
[0011 ]其中:便攜式計算機還根據(jù)調(diào)板機構(gòu)的運動量和全站儀的測量結(jié)果求解調(diào)板機構(gòu)的運動行程和軌道板姿態(tài)的變化量之間的函數(shù)關(guān)系，并將偏差量轉(zhuǎn)換為調(diào)板機構(gòu)的運動行程，將下次調(diào)整需要的運動參數(shù)發(fā)送到工控計算機的通信模塊。
[0012]其中:還包含兩個傾斜傳感器，所述傾斜傳感器設(shè)置于軌道板的承軌面上，所述傾斜傳感器對軌道板的傾斜量進(jìn)行測量并將結(jié)果傳送至便攜式計算機，傾斜傳感器的數(shù)據(jù)參與軌道板空間位置和姿態(tài)的比對。
[0013]其中:所述承軌面的四個角部分別設(shè)置安裝孔。
[0014]其中:其中:所述預(yù)埋式定位插孔件的外周緣上等距間隔有多個定位環(huán)，所述預(yù)埋式定位插孔件的下端設(shè)有至少一個貫通的通氣孔。
[0015]其中:兩傾斜傳感器的軸線位于同一平面并相互垂直。
[0016]還公開了一種城市軌道交通用軌道板的的測量調(diào)整方法，其特征在于包括以下步驟:
[0017](I)自動照準(zhǔn)功能的全站儀對軌道板周邊坐標(biāo)和高程已知的3對控制點進(jìn)行測量，根據(jù)測量結(jié)果計算全站儀的測站坐標(biāo)和高程，以及測站零方向的坐標(biāo)方位角，完成測站定位定向；
[0018](2)軌道板在調(diào)板機構(gòu)上初步就位；
[0019](3)將4個預(yù)埋式定位插孔件預(yù)埋至軌道板的安裝孔中；
[0020](4)將各精密棱鏡插接在預(yù)埋式定位插孔件的容置空間內(nèi)，并將兩傾斜傳感器安裝于軌道板承軌面上；
[0021](5)全站儀對4只精密棱鏡以及傾斜傳感器進(jìn)行測量；
[0022](6)全站儀將測量結(jié)果傳送給便攜式計算機；
[0023](7)便攜式計算機所載的計算軟件根據(jù)觀測的邊長，角度，傾斜量，溫度等數(shù)據(jù)，計算軌道板實際的坐標(biāo)和空間姿態(tài)，并計算軌道板與設(shè)計位置的偏差數(shù)據(jù)；
[0024](8)調(diào)板機構(gòu)初始化運動；
[0025](9)全站儀再次對4只精密棱鏡以及傾斜傳感器進(jìn)行測量；
[0026](10)便攜式計算機再次計算偏差，并根據(jù)調(diào)板機構(gòu)運動量和兩次偏差的變化量計算吊點或支點的位置坐標(biāo)，吊點或支點的運動量與偏差量變化的函數(shù)關(guān)系，得到上述參數(shù)后，根據(jù)偏差量計算調(diào)板機構(gòu)下一次調(diào)整的運動行程，并將運動行程發(fā)送至工控計算機；
[0027](11)工控計算機發(fā)送控制信號控制調(diào)板機構(gòu)運動；
[0028](12)完成調(diào)整后，工控計算機向便攜式計算機發(fā)出重新測量信號；
[0029](13)便攜式計算機控制有自動照準(zhǔn)功能的全站儀重新對各精密棱鏡和傾斜傳感器進(jìn)行測量，并計算偏差量；
[0030](14)當(dāng)偏差量符合安裝精度要求時，便攜式計算機提示調(diào)整到位，從而固定軌道板；
[0031]其中:如果偏差量超出安裝精度的限差要求，則重復(fù)第(5)至第(11)步，直至偏差量滿足要求，此時執(zhí)行第(14)步。
[0032]通過上述結(jié)構(gòu)可知，本發(fā)明的城市軌道交通用軌道板的測量調(diào)整系統(tǒng)及其測量調(diào)整方法通過便攜式計算機控制全站儀對軌道板上的棱鏡等目標(biāo)進(jìn)行測量，計算軌道板的位置和姿態(tài)偏差，調(diào)板裝置的工控計算機根據(jù)偏差量控制調(diào)板機構(gòu)的運動，使軌道板移動至設(shè)計的位置。測量和調(diào)板的自動化程度高，人工干預(yù)少。
[0033]本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容可通過后述的說明及所附圖而得到。
【附圖說明】
[0034]圖1顯示了本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。
[0035]圖2顯示了本發(fā)明軌道板的示意圖。
[0036]圖3顯示了本發(fā)明預(yù)埋式定位插孔件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037 ] 圖4顯不了圖2的俯視圖。
【具體實施方式】
[0038]參見附圖，顯示了本發(fā)明的城市軌道交通用軌道板的測量調(diào)整系統(tǒng)及其測量調(diào)整方法。
[0039]如圖所示，城市軌道交通用軌道板的測量調(diào)整系統(tǒng)包括精密測量裝置和軌道板調(diào)板裝置，其中，所述精密測量裝置包括有自動照準(zhǔn)功能的全站儀、便攜式計算機和預(yù)埋式定位插孔件，所述便攜式計算機通過藍(lán)牙接口與全站儀連接，所述預(yù)埋式定位插孔件20為多個并根據(jù)需要設(shè)置于軌道板10上，參見圖1，所述軌道板10的承軌面11上設(shè)有多個供預(yù)埋式定位插孔件20容置于內(nèi)的安裝孔12，為更好的進(jìn)行測量，可在承軌面11的四個角部分別設(shè)置安裝孔12。
[0040]參見圖2，所述預(yù)埋式定位插孔件20為一端開口的圓筒狀結(jié)構(gòu)，其設(shè)有中空的容置空間21，外周緣上等距間隔有多個定位環(huán)22，為便于安裝，所述預(yù)埋式定位插孔件20的下端設(shè)有至少一個貫通的通氣孔23。
[0041]其中，各預(yù)埋式定位插孔件20的容置空間21內(nèi)設(shè)置精密棱鏡插桿，所述全站儀設(shè)有對各精密棱鏡進(jìn)行測量的測量模塊，從而通過測量結(jié)果得到軌道板的實際位置和空間姿態(tài)，所述便攜式計算機包含內(nèi)存儲有每一塊軌道板的設(shè)計位置和空間姿態(tài)數(shù)據(jù)的存儲模塊、通信模塊以及控制模塊，所述控制模塊根據(jù)精密棱鏡的坐標(biāo)與高程和軌道板的設(shè)計位置及姿態(tài)存在確定的幾何變換關(guān)系，比對實測位置與理論位置的偏差，計算調(diào)板機構(gòu)的運動行程，并通過通信模塊與工控計算機進(jìn)行通信，從而將偏差量信息發(fā)送到工控計算機的通信模塊。
[0042]便攜式計算機還根據(jù)調(diào)板機構(gòu)的運動量和全站儀的測量結(jié)果求解調(diào)板機構(gòu)的運動行程和軌道板姿態(tài)的變化量之間的函數(shù)關(guān)系，并將偏差量轉(zhuǎn)換為調(diào)板機構(gòu)的運動行程，將下次調(diào)整需要的運動參數(shù)發(fā)送到工