RU2672334C1

RU2672334C1 - Device for control of the railway position

Info

Publication number: RU2672334C1
Application number: RU2017143255A
Authority: RU
Inventors: Константин Юрьевич Крылов; Павел Владимирович Витчук; Александр Анатольевич Шубин; Сергей Владимирович Алферов
Original assignee: Константин Юрьевич Крылов; Павел Владимирович Витчук; Александр Анатольевич Шубин; Сергей Владимирович Алферов
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2018-11-13

Abstract

FIELD: measurement technology.SUBSTANCE: invention relates to devices intended for automated monitoring of the position of tracks. According to the invention, in the device for monitoring the position of the rail track, a laser source of radiation equipped with a regulator of its position in space is used as a radiator. On the movable platform, a transparent screen is installed as the laser spot receiver. This screen is in turn provided with a camera that fixes the displacement of the laser spot on the screen and serves to monitor the deviations of the tracks along the horizontal and vertical axes. At that the camera is connected to the rail track monitoring unit, that in its turn is equipped with a bias analyzer and a logger containing two test and measurement units. Platform is also equipped with two chambers for monitoring gaps in the joints of the guide rails and mutual displacement of the ends of the joined rails with each other, equipped with calibration elements and installed at the end of the platform, that are also associated with the track control unit. Also on the platform there is a fourth camera equipped with a flashlight and connected to a recording unit for monitoring the movement of the movable platform, that output through the track sensor is also connected to the rail track monitoring unit. In this case the inputs of the rail track monitoring unit are connected to the outputs of all four cameras, to the output of the travel sensor and to the output of the control command receiver, which in turn is connected with the remote control unit. Movable platform is also equipped with a locking device for fixing it in the desired position and a spreader-spreader, made on the front end of the platform.EFFECT: as a result, the accuracy of measurements of all parameters of the track is increased.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится геодезическому приборостроению, а именно к устройствам, предназначенным для автоматизированного контроля положения рельсовых путей, а именно контроля отклонений рельсовых путей по горизонтальной и вертикальной осям, а также зазоров в стыках и проверки комплектности элементов путей и их загрязненности. Известно «Устройство для контроля геометрических параметров рельса», включающее измерительную платформу, на которой установлены шесть оптических датчиков, три из которых контролируют верхнюю поверхность головки рельса в его начале, центре и конце, а оставшиеся три датчика - боковую поверхность головки рельса, соответственно в начале, центре и конце, а также измерительное устройство, соединенное с датчиками, при этом оно содержит механизм для заневоливания рельса в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также механизм передвижения рельса относительно неподвижной измерительной платформы, снабженной датчиками положения рельса, подключенными к измерительному устройству, при этом в качестве оптических датчиков используются лазерные дальномеры.The invention relates to geodetic instrumentation, and in particular to devices intended for automated control of the position of rail tracks, namely, control of deviations of rail tracks along the horizontal and vertical axes, as well as clearances at the joints and checking the completeness of track elements and their contamination. It is known "Device for monitoring the geometric parameters of the rail", including a measuring platform on which six optical sensors are installed, three of which control the upper surface of the rail head at its beginning, center and end, and the remaining three sensors - the side surface of the rail head, respectively, at the beginning , center and end, as well as a measuring device connected to the sensors, while it contains a mechanism for covering the rail in horizontal and vertical planes, as well as a movement mechanism rail relatively stationary measuring platform, equipped with rail position sensors connected to the measuring device, while laser range finders are used as optical sensors.

Патент на изобретение РФ; №2314953; дата публ. 20.01.2008 г.Patent for the invention of the Russian Federation; No. 2314953; public date January 20, 2008

Известно «Устройство для контроля прямолинейности направляющих рельсов», содержащее установленные в начале контролируемого участка излучатель света, опорный приемник излучения с фотоприемником, движущуюся вдоль луча платформу, на которой установлен анализатор прямолинейности пути, со светоделителем и фотоприемником, регистратор и пульт управления, при этом излучатель установлен на подвижной платформе с приводом перемещения, а анализатор снабжен оптически сопрягающей системой, оптически связанной со светоделителем и фотоприемником, исполнительно-регистрирующим устройством накопителем информации, входы которого подключены к выходам фотоприемника и исполнительно-регистрирующего устройства, причем координатная плоскость подвижной платформы и фотоприемник расположены в оптически сопряженных плоскостях оптически сопрягающей системы, а опорный приемник также установлен на подвижной платформе и снабжен оптической масштабирующей системой, расположенной перед фотоприемником, причем на подвижной платформе установлено исполнительно-регистрирующее устройство перемещения и измерения пройденного пути, и накопитель информации, входы которого подключены к выходам фотоприемника и исполнительно-регистрирующего устройства, при этом пульт управления каналами телеуправления связан с указанным приводом и исполнительно-регистрирующими устройствами соответственно излучателя и анализатора и опорного приемника излучения, причем анализатор и опорный приемник излучения связаны между собой каналом синхронизации, а регистратор выполнен с возможностью подключения к выходам накопителей информации и к входу электронно-вычислительного устройства.The known "Device for controlling the straightness of the guide rails", containing installed at the beginning of the monitored section of the light emitter, a reference radiation detector with a photodetector, a platform moving along the beam, on which a straightness analyzer is installed, with a beam splitter and a photodetector, a recorder and a control panel, while the emitter mounted on a moving platform with a displacement drive, and the analyzer is equipped with an optically interfacing system optically coupled to a beam splitter and a photodetector m, with an executive-recording device, an information storage device whose inputs are connected to the outputs of the photodetector and executive-recording device, the coordinate plane of the mobile platform and the photodetector being located in the optically conjugated planes of the optically interfacing system, and the reference receiver is also mounted on the mobile platform and equipped with an optical scaling system located in front of the photodetector, and on the movable platform installed performance recording device ne premises and measurements of the distance traveled, and an information storage device, the inputs of which are connected to the outputs of the photodetector and executive-recording device, while the remote control channel of the telecontrol channels is connected to the specified drive and executive-recording devices of the emitter and analyzer and the reference radiation receiver, moreover, the analyzer and the reference the radiation receiver is interconnected by a synchronization channel, and the recorder is configured to connect to the outputs of the information storage devices and to the inputs y electron-computing device.

Авт. св-во СССР №15766164, МПК: Е01В 35/00, д. публ. 1990.07.07.Auth. Union of the USSR No. 15766164, IPC: Е01В 35/00, d. publ. 07/07/07.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому в качестве изобретения является «Устройство для контроля прямолинейности направляющих рельсов», содержащее установленные в начале контролируемого участка рельсового пути источник светового излучения, зеркало и коллиматор, подвижную платформу с электроприводом, связанным с ведущим роликом платформы, анализатор смещения пути, к выходу которого подключен регистратор, и фотоприемник, при этом оно снабжено установленным на подвижной платформе ретроотражателем, оптически связанным с коллиматором, приемником команд телеуправления электроприводом, приводом с передатчиками команд телеуправления электроприводом и пульта управления работой регистратора, датчиком пути, подключенным к его выходу передатчиком сигналов измерения пройденного пути, установленными на пути светоделителем, формирователем оптического сигнала, стационарными приемниками сигналов измерения пройденного пути команд управления работой регистратора с передатчиком. Выходы последних подключены соответственно к первому и второму входам анализатора смещения-пути. К третьему входу которого подключен выход фотоприемника, связанного через формирователь оптического сигнала со светоделителем, с которым оптически связан коллиматор и через зеркало-источник светового излучения, причем подвижная платформа механически фиксирована относительно головки рельса.The closest analogue to the proposed as an invention is a "Device for controlling the straightness of the guide rails", containing installed at the beginning of the monitored section of the rail track, a light source, a mirror and a collimator, a movable platform with an electric drive connected to the drive roller of the platform, a track displacement analyzer, the output of which is connected to a recorder and a photodetector, while it is equipped with a retroreflector mounted on a mobile platform, optically coupled to a collimator m, a receiver of remote control commands of an electric drive, a drive with transmitters of remote control commands of an electric drive and a recorder control panel, a path sensor connected to its output by a transmitter for measuring the distance traveled, installed on the path with a beam splitter, an optical signal shaper, stationary receivers for measuring the distance traveled by the operation control teams recorder with transmitter. The outputs of the latter are connected respectively to the first and second inputs of the offset-path analyzer. The third input of which is connected to the output of a photodetector connected through an optical signal shaper to a beam splitter, to which a collimator is optically connected and through a mirror-source of light radiation, the movable platform being mechanically fixed relative to the rail head.

Авт. св-во СССР №14828 44, МПК: Е01В 35/00, д. публ. 1990.03.30.Auth. Soviet Union No. 14828 44, IPC: ЕВВ 35/00, d. publ. 1990.03.30.

К техническому результату относится расширение диапазона измерений с помощью использования предложенного устройства, что повышает в свою очередь точность измерений всех параметров рельсового пути, путем использования предложенного устройства, снабженного лазерным источником с регулятором положения, блоком контроля положения рельсового пути, который снабжен анализатором смещения и регистратором, содержащим два контрольно-измерительных узла, служащих для контроля отклонений рельсовых путей по горизонтальной и вертикальной осям, а также для контроля зазоров в стыках направляющих рельсов и взаимного смещения, торцов стыкуемых рельсов между собой, и для регистрации и анализа информации. Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что «Устройство для контроля положения рельсового пути» содержит подвижную платформу, снабженную электродвигателем с приводом, излучатель и приемник светового излучения, устройство контроля отклонений рельсового пути, к выходу которого подключен блок регистрации и анализа информации и блок питания. Кроме того устройство снабжено пультом управления работой блока регистрации и анализа информации, датчиком пути с коллиматором, передатчиком сигналов измерения пройденного пути, формирователем оптического сигнала, стационарными приемниками сигналов измерения пройденного пути, выходы последних подключены соответственно к первому и второму входам анализатора смещения пути, с которым оптически связан коллиматор через экран - приемник сигналов источника светового излучения. При этом в устройстве в качестве излучателя использован лазерный источник излучения, снабженный регулятором положения его в пространстве. На подвижной платформе установлен в качестве приемника лазерного пятна прозрачный экран, который в свою очередь обеспечен камерой, фиксирующей смещения лазерного пятна на экране, и служащей для контроля отклонений рельсовых путей по горизонтальной и вертикальной осям. При этом камера связана с блоком контроля положения рельсовых путей, который в свою очередь, снабжен анализатором смещения и регистратором, содержащим два контрольно-измерительных узла. Причем платформа дополнительно снабжена двумя камерами для контроля зазоров в стыках направляющих рельсов и взаимного смещения торцов стыкуемых рельсов между собой, снабженных калибровочными- элементами, и установленных в торце платформы, которые также связаны с блоком контроля положения рельсовых путей. Также на платформе установлена четвертая камера, снабженная фонарем, и связанная с регистрирующим узлом для контроля перемещения подвижной платформы, выход которого через датчик пути также связан с блоком контроля положения рельсового пути. При этом входы блока контроля положения рельсового пути подключены к выходам всех четырех камер, к выходу датчика пройденного пути и выходу приемника команд управления, связанного в свою очередь с блоком дистанционного управления. Наконец подвижная платформа снабжена стопорным приспособлением для фиксирования ее в нужном положении и рассекателем-сбрасывателем, выполненном на переднем торце платформы. Устройство для контроля положения рельсового пути поясняется чертежами-схемами на Фиг. 1 и 2.The technical result includes the expansion of the measurement range using the proposed device, which in turn increases the accuracy of measurements of all parameters of the rail track by using the proposed device, equipped with a laser source with position controller, a control unit for the position of the rail track, which is equipped with an offset analyzer and a recorder, containing two control and measuring nodes, which serve to control deviations of rail tracks along the horizontal and vertical axes, and akzhe to control clearances in the joints of the guide rails and the mutual displacement of joined ends of the rails to each other and for recording and analyzing data. The above technical result is achieved due to the fact that the “Device for monitoring the position of the rail track” comprises a movable platform equipped with an electric motor with a drive, a light emitter and a receiver, a device for monitoring deviations of the rail track, to the output of which a recording and analysis unit and a power supply are connected . In addition, the device is equipped with a control panel for the operation of the information recording and analysis unit, a path sensor with a collimator, a transmitter for measuring the distance traveled, an optical signal shaper, stationary receivers for measuring the distance traveled, the outputs of the latter are connected respectively to the first and second inputs of the path offset analyzer, with which an optically coupled collimator through a screen - a receiver of signals from a light source. Moreover, the device uses a laser radiation source equipped with a regulator of its position in space as an emitter. A transparent screen is installed on the movable platform as a laser spot receiver, which in turn is provided with a camera that records the displacements of the laser spot on the screen and serves to control deviations of rail tracks along the horizontal and vertical axes. In this case, the camera is connected to the control unit for the position of the rail tracks, which, in turn, is equipped with a displacement analyzer and a recorder containing two control and measuring units. Moreover, the platform is additionally equipped with two cameras to control the gaps in the joints of the guide rails and the mutual displacement of the ends of the joined rails with each other, equipped with calibration elements, and installed in the end of the platform, which are also connected with the control unit for the position of the rail tracks. Also on the platform is a fourth camera equipped with a flashlight and connected to a recording unit for monitoring the movement of the moving platform, the output of which through the track sensor is also connected to the control unit for the position of the rail track. At the same time, the inputs of the rail track position control unit are connected to the outputs of all four cameras, to the output of the sensor of the distance traveled and to the output of the control command receiver, which in turn is connected to the remote control unit. Finally, the movable platform is equipped with a locking device for fixing it in the desired position and a divider-ejector made on the front end of the platform. The device for monitoring the position of the rail track is illustrated by drawings, diagrams in FIG. 1 and 2.

Фиг. 1 - Устройство для контроля положения рельсового пути - чертеж-схема (вид спереди подвижной платформы и источника излучения);FIG. 1 - Device for monitoring the position of the rail track - drawing diagram (front view of the movable platform and radiation source);

Фиг. 2 - Устройство для контроля положения рельсового пути - контрольно-измерительная схема.FIG. 2 - Device for monitoring the position of the rail track - control and measuring circuit.

Устройство для контроля, положения рельсового пути, согласно Фиг. 1 и 2 содержит подвижную платформу 1, снабженную электродвигателем с приводом, лазерный источник излучения 2, снабженный регулятором положения его в пространстве 3, установленный на пути передвижения платформы 1, на которой установлен в качестве приемника лазерного пятна прозрачный экран 4 с коллиматором 5, который в свою очередь обеспечен камерой 6, служащей для фиксирования смещения лазерного пятна на экране, и служащей для контроля отклонений рельсовых путей по горизонтальной и вертикальной осям, кроме того платформа дополнительно снабжена двумя камерами 7 и 8 для контроля зазоров в стыках направляющих рельсов и взаимного смещения торцов стыкуемых рельсов между собой, каждая из камер снабжена калибровочными 9 и 10 элементами, и установлена в торце платформы, также на платформе установлена камера 11, снабженная фонарем 12 и связанная с блоком контроля 13, при этом входы блока контроля 13 подключены к выходам камер 6, 7, 8, 11, к выходу датчика пройденного пути 14 и выходу приемника команд управления 15, связанного с блоком дистанционного управления 16, подвижная платформа 1 также снабжена стопорным приспособлением 17 для фиксирования ее в нужном положении и рассекателем-сбрасывателлем 18, выполненном на переднем торце платформы 1.A device for monitoring the position of the rail according to FIG. 1 and 2 comprises a movable platform 1 equipped with an electric motor with a drive, a laser radiation source 2, equipped with a position regulator in space 3, mounted on the path of movement of the platform 1, on which a transparent screen 4 with a collimator 5 is installed as a laser spot receiver, which in turn, it is provided with a camera 6, which serves to fix the displacement of the laser spot on the screen, and serves to control the deviations of the rail tracks along the horizontal and vertical axes, in addition, the platform is additionally equipped with on two cameras 7 and 8 to control the gaps at the joints of the guide rails and the mutual displacement of the ends of the rails being joined together, each of the cameras is equipped with calibration elements 9 and 10, and is installed at the end of the platform, also on the platform there is a camera 11 equipped with a flashlight 12 and connected with the control unit 13, while the inputs of the control unit 13 are connected to the outputs of the cameras 6, 7, 8, 11, to the output of the sensor of the traveled path 14 and the output of the receiver of control commands 15, connected with the remote control unit 16, the movable platform 1 is also equipped locking device 17 for fixing it in position and splitter-sbrasyvatellem 18 formed on the front end of the platform 1.

Устройство для контроля положения рельсового пути работает следующим образом: источник лазерного излучения 2 с регулятором 3 его положения в пространстве устанавливают на элементах рельсовых путей для крана, через заранее заданные интервалы движения самоходной платформы 1, расположенный на ней приемник лазерного пятна прозрачный экран 4, передает через камеру 5, смещения лазерного пятна на экране 4, блоку контроля 13 отклонения рельсовых путей по горизонтальной и вертикальной осям. При проведении измерений самоходная платформа 1 фиксируется относительно рельса стопорным приспособлением 17. При прохождении самоходной платформой 1 стыков рельсов камеры 7 и 8 через калибровочные элементы 9 и 10 фиксируют взаимное смещение торцов стыкуемых рельсов между собой и передают результаты измерений блоку контроля 13. Камера 11 служит для контроля за передвижением самоходной платформы 1, проверки комплектности элементов рельсового пути, контроля за загрязненностью рельсового пути и наличия посторонних предметов на нем и передает данные на блок контроля 13. Фонарь 12 служит для освещения пути следования самоходной платформы 1. Датчик пройденного пути 14 служит для определения пройденного расстояния самоходной платформой 1, что позволяет представлять результаты измерений отклонений рельсовых путей по горизонтальной и вертикальной осям в виде зависимости X(L) и Y(L), а также обеспечивать заранее заданные интервалы движения самоходной платформы 1.A device for monitoring the position of the rail track works as follows: a laser light source 2 with a regulator 3 of its position in space is installed on the rail elements for the crane, at predetermined intervals of movement of the self-propelled platform 1, the transparent screen 4 receiver located on it, transmits through camera 5, the displacement of the laser spot on the screen 4, the control unit 13 deviations of the rail tracks along the horizontal and vertical axes. During the measurements, the self-propelled platform 1 is fixed relative to the rail by the locking device 17. When the self-propelled platform 1 passes the joints of the rails of the chamber 7 and 8 through the calibration elements 9 and 10, the mutual displacement of the ends of the joined rails is fixed to each other and the measurement results are transmitted to the control unit 13. The camera 11 serves to monitoring the movement of the self-propelled platform 1, checking the completeness of the elements of the rail track, monitoring the contamination of the rail track and the presence of foreign objects on it and transfers data to the control unit 13. The lantern 12 is used to illuminate the path of the self-propelled platform 1. The sensor of the traveled path 14 is used to determine the distance traveled by the self-propelled platform 1, which allows you to present the measurement results of the deviations of the rail tracks along the horizontal and vertical axes in the form of the dependence X (L) and Y (L), as well as provide predetermined intervals of movement of the self-propelled platform 1.

Предложенное в качестве изобретения техническое решение «Устройство для контроля положения рельсового пути» позволяет добиться расширения диапазона измерений, что повышает в свою очередь точность измерений всех параметров рельсового пути, осуществить контроль отклонений рельсовых путей по горизонтальной и вертикальной осям, а также контрол зазоров в стыках направляющих рельсов и взаимного смещения торцов стыкуемых рельсов между собой, осуществить проверку комплектности элементов путей и их загрязненности.The technical solution “Device for monitoring the position of the rail track” proposed as an invention makes it possible to expand the measurement range, which in turn increases the accuracy of measurements of all parameters of the rail track, to control deviations of the rail tracks along the horizontal and vertical axes, and also to control the gaps in the joints of the rails rails and the mutual displacement of the ends of the joined rails with each other, check the completeness of the elements of the tracks and their contamination.

Claims

A device for monitoring the position of the rail track, comprising a movable platform equipped with an electric motor with a drive, an emitter and a receiver of light radiation, a device for monitoring deviations of the rail track, to the output of which an information recording and analysis unit and a power supply are connected, in addition, the device is equipped with a control unit for operating the unit registration and analysis of information, a path sensor with a collimator, a transmitter for measuring the distance traveled, an optical signal shaper, a stationary receiver by measuring the distance traveled, the outputs of the latter are connected respectively to the first and second inputs of the path displacement analyzer, to which the collimator is optically connected through the screen-receiver of the signals of the light radiation source, characterized in that the device uses a laser radiation source equipped with a position controller it in space, and on a moving platform a transparent screen is installed as a laser spot receiver, which in turn is provided with a camera that fixes the offset the laser spot on the screen and used to control the deviations of the rail tracks along the horizontal and vertical axes, while the camera is connected to the control unit for the position of the rail tracks, which in turn is equipped with an offset analyzer and a recorder containing two control and measuring nodes, and the platform is additionally equipped two cameras to control the gaps in the joints of the guide rails and the mutual displacement of the ends of the joined rails with each other, equipped with calibration elements and installed in the end face of the platform frames, which are also connected with the track position control unit, also on the platform there is a fourth camera equipped with a lamp and connected to a recording unit for controlling the movement of the moving platform, the output of which through the track sensor is also connected to the track position control unit, the inputs of the latter connected to the outputs of all four cameras, to the output of the sensor of the traveled path and the output of the receiver of control commands, which in turn is connected to the remote control unit, finally a movable platform and equipped with a locking device for fixing it in the desired position and a divider-ejector made on the front end of the platform.