一种铁路轨道沉降监测装置及其使用方法与流程

[0001]
本发明涉及铁路轨道检测，尤其涉及一种铁路轨道沉降监测装置及其使用方法。


背景技术：

[0002]
在铁路建设中，铁路轨道发生沉降一直是影响列车行驶安全性的一个问题，为了能够对铁路轨道沉降进行检测，因此需要一种铁路轨道沉降监测装置及其使用方法。
[0003]
现有技术中，通过铁路工作人员携带电子水准仪进行逐点测量，这种方法不仅使得工作人员数据采集和监测维护工作量较大，而且量测时数据采集受外部环境影响较大，不能实时检测轨道的沉降情况，此外工作人员在铁路沿线检测轨道沉降时，极易被过往列车撞击，存在安全隐患。


技术实现要素：

[0004]
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种铁路轨道沉降监测装置及其使用方法，在铁轨附近且沿着铁轨方向安装多个铁路轨道沉降监测装置，通过can总线将这些监测装置连接起来，通过can总线将每个监测装置采集到的沉降数据传输至中继器，并通过北斗定位技术+5g通信技术将每个监测装置的沉降量及其所在位置信息传输至铁路检修部门，当该处轨道的沉降量超出预设值时，提醒相关工作人员前往沉降量超标的地点对轨道进行检修。本发明能够实时有效地来检测铁路轨道是否发生沉降，结构简单操作方便，且生产成本维护成本低。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供的一种铁路轨道沉降监测装置及其使用方法是这样实现的：
[0006]
一种铁路轨道沉降监测装置，包括安装盘、转动轴、压紧半环、和移动筒，所述安装盘的下表面固定连接有若干个插地杆，所述安装盘的上表面固定连接有连接凸轴，所述连接凸轴的上表面固定连接有连接套，所述安装盘通过连接凸轴和连接套与转动轴转动连接，所述转动轴的外圆表面设置有第一磨砂圈，所述转动轴的顶部固定连接有第二螺纹杆，所述转动轴通过第二螺纹杆与第二转动环螺纹连接，所述第二转动环的上表面固定连接有套轴，所述套轴的上表面开设有与第二螺纹杆相接触的第二螺纹孔，所述套轴的外圆表面转动套接有移动筒，所述移动筒的外圆表面固定连接有两个连接杆，一个所述连接杆远离移动筒的一端固定连接有刻度块，另一个所述连接杆远离移动筒的一端固定连接有指示片，所述刻度块远离连接杆的一侧开设有对比槽，所述刻度块的正面设置有刻度线；所述安装盘上还安装有控制电路板、can总线模块、北斗定位模块，所述can总线模块、北斗定位模块与控制电路板电性连接。
[0007]
所述对比槽内部对侧上分别设有红外二极管列阵和红外线灯管，红外线灯管向红外二极管列阵发射红外光束，红外光束在指示片的遮挡下不能够被红外二极管列阵接收到，当铁路轨道发生沉降时，指示片与对比槽的相对位置发生偏移，使得指示片的遮光位置变化，最终红外二极管列阵接收到红外光束的面积随之发生改变，进而确定铁路轨道的沉
降量，实现实时在线监测铁路轨道的沉降，有针对性的提醒检修人员前往指定地点检修铁路轨道，也可以由工作人员查看刻度块上的刻度线来确定铁路轨道的沉降量，即工作人员沿线检测轨道时，可以在刻度块上查看铁路轨道的沉降量。
[0008]
所述红外二极管列阵采用多个红外二极管排列成两列，所述刻度块上的每一条刻度线对应一行红外二极管，指示片每下降一个刻度，红外二极管列阵就多一行红外二极管检测到红外光束。
[0009]
所述控制电路板接收红外二极管列阵检测到的红外光束信息，根据所述红外二极管列阵接收到红外光束的行数来计算铁路轨道的沉降量，并接收所述北斗定位模块定位到的位置信息，再由所述控制电路板将不同位置的铁路轨道的沉降量信息和对应的地理位置信息通过can总线模块传输至中继器。
[0010]
所述连接套和连接凸轴一体铸造成型，所述连接套的上表面开设有与转动轴相接触的第一转动孔，所述转动轴的底部固定连接有凸环，所述凸环的直径大于转动轴的直径，所述连接凸轴内开设有与凸环相接触的第二转动孔，所述第一转动孔贯穿至第二转动孔，所述转动轴转动连接在第一转动孔内，所述凸环转动连接在第二转动孔内。
[0011]
所述第二转动环与套轴一体铸造成型，所述第二螺纹孔贯穿至第二转动环的下表面，所述第二螺纹孔螺纹连接在第二螺纹杆上。
[0012]
所述连接套的外圆表面固定连接有连接块，所述连接块内开设有容纳槽，所述连接套和连接块一体铸造成型，所述容纳槽与第一转动孔设置为相通，所述容纳槽内滑动连接有压紧半环。
[0013]
所述连接块远离第一转动孔的一侧固定连接有第一螺纹杆，所述连接块通过第一螺纹杆螺纹连接有第一转动环，所述第一螺纹杆远离连接块的一侧开设有连接孔，所述连接孔贯穿至容纳槽。
[0014]
所述压紧半环的内圆表面设置有与第一磨砂圈相接触的第二磨砂圈，所述压紧半环的外圆表面固定连接有与连接孔相接触的滑动杆，所述滑动杆滑动连接在连接孔内，所述滑动杆的外圆表面开设有转动槽，所述压紧半环通过转动槽与第一转动环转动连接。
[0015]
所述第一转动环的一侧开设有与第一螺纹杆相接触的第一螺纹孔，所述第一螺纹孔螺纹连接在第一螺纹杆上，所述第一转动环的另一侧开设有与转动槽相接触的卡槽孔，所述卡槽孔与第一螺纹孔设置为相通，所述卡槽孔转动卡接在转动槽内。
[0016]
所述转动轴的上表面通过凸板固定连接有定位滑杆，所述移动筒的外圆表面固定连接有定位板，所述定位板设置在靠近移动筒底部的位置，所述定位板的上表面开设有与定位滑杆相接触的滑动通孔，所述定位板所开设的滑动通孔滑动套接在定位滑杆上。
[0017]
将每110个铁路轨道沉降监测装置划为一组，每一组对应设置一个中继器和5g模块，每一组的每个铁路轨道沉降监测装置之间采用can总线连接，再汇集到中继器中，所述5g模块与铁路服务器建立连接关系，所述中继器通过can总线接收每个铁路轨道沉降监测装置上can总线模块传来的数据信息，该数据信息包括不同位置的铁路轨道的沉降量和地理位置信息，所述中继器将接收到的信息通过5g模块发送至铁路系统服务器，再由铁路系统服务器发送至相关检修部门，由检修部门安排工作人员前往检修。
[0018]
基于上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
[0019]
1.本发明采用安装盘、转动轴、第二转动环和移动筒等结构，通过第二转动环在第
二螺纹杆上螺纹转动能够使第二转动环进行上下移动，而第二转动环的上下移动能够对移动筒的高度进行调整，通过转动轴在安装盘上转动，能够带动第二转动环和移动筒的转动，能够装置安装后对移动筒的角度调整，从而使得一个该装置的指示片可以处于另一个该装置的刻度块所开设的对比槽内，使用者可以通过观察指示片与刻度块刻度之间的位置变化，能够人工查看铁路轨道是否发生沉降，使得工作人员沿线检测轨道时，可以在刻度块上查看铁路轨道的沉降量。
[0020]
2.本发明在铁轨附近且沿着铁轨方向安装多个铁路轨道沉降监测装置，通过can总线将这些监测装置连接起来，通过can总线将每个监测装置采集到的沉降数据传输至中继器，并通过北斗定位技术+5g通信技术将每个监测装置的沉降量及其所在位置信息传输至铁路检修部门，当该处轨道的沉降量超出预设值时，提醒相关工作人员前往沉降量超标的地点对轨道进行检修，实现对铁路轨道沉降实时监测。
[0021]
3.本发明采用安装盘、第一磨砂圈、压紧半环和第一转动环等结构，转动第一螺纹杆上的第一转动环，通过第一转动环与第一螺纹杆之间的螺纹连接，使得第一转动环能够在第一螺纹杆上进行移动，并通过卡槽孔与转动槽之间的转动卡接，使得第一转动环能够带动压紧半环在容纳槽内向转动轴的方向滑动，当第二磨砂圈紧紧与第一磨砂圈相贴合时，因为第二磨砂圈和第一磨砂圈均比较粗糙，能够对转动轴进行良好的固定，防止转动轴发生转动。
[0022]
4.本发明采用定位滑杆和定位板的结构，定位板所开设的滑动通孔滑动套接在定位滑杆上，通过对移动筒进行两点限位，使移动筒只能够随转动轴的转动而转动，而不会随着第二转动环的转动而转动，使得第二转动环能够带动移动筒进行上下移动，能够避免第二转动环的转动能够带动移动筒发生转动。
附图说明
[0023]
图1为本发明提供的铁路轨道沉降监测装置的结构示意图；
[0024]
图2为本发明提供的铁路轨道沉降监测装置的爆炸示意图；
[0025]
图3为本发明提供的铁路轨道沉降监测装置中安装盘的全剖图；
[0026]
图4为本发明提供的铁路轨道沉降监测装置中转动轴的局部结构示意图；
[0027]
图5为本发明提供的铁路轨道沉降监测装置中压紧半环的结构示意图；
[0028]
图6为本发明提供的铁路轨道沉降监测装置中第一转动环的结构示意图；
[0029]
图7为本发明提供的铁路轨道沉降监测装置中第二转动环的结构示意图；
[0030]
图8为本发明提供的铁路轨道沉降监测装置中滑动筒的结构示意图；
[0031]
图9为本发明提供的铁路轨道沉降监测装置在安装后的连接示意图；
[0032]
图10为本发明提供的铁路轨道沉降监测装置中红外二极管列阵和红外线灯管的安装结构示意图；
[0033]
图11为本发明提供的铁路轨道沉降监测装置中红外二极管列阵的结构示意图；
[0034]
图12为本发明提供的铁路轨道沉降监测装置的工作原理图；
[0035]
主要元件符号说明。
[0036][0037]
具体实施方式
[0038]
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
[0039]
请参阅图1至12，所示为本发明中的一种铁路轨道沉降监测装置，包括安装盘1、转动轴2、压紧半环3、和移动筒6，安装盘1的下表面固定连接有若干个插地杆101，将若干个插地杆101插入地面之下，并对插地杆101进行固定，来将安装盘1固定在地面上，从而完成对该装置的安装，安装盘1的上表面固定连接有连接凸轴102，连接凸轴102的上表面固定连接有连接套103，安装盘1通过连接凸轴102和连接套103与转动轴2转动连接，连接套103和连接凸轴102一体铸造成型，连接套103的上表面开设有与转动轴2相接触的第一转动孔104，转动轴2的底部固定连接有凸环201，凸环201的直径大于转动轴2的直径，连接凸轴102内开设有与凸环201相接触的第二转动孔105，第一转动孔104贯穿至第二转动孔105，转动轴2转动连接在第一转动孔104内，凸环201转动连接在第二转动孔105内，通过转动轴2和凸环201分别转动连接在第一转动孔104和第二转动孔105内，能够使装置在安装后对转动轴2进行转动，安装盘1上还安装有控制电路板7、can总线模块8、北斗定位模块9，can总线模块8、北
斗定位模块9与控制电路板7电性连接。
[0040]
转动轴2的外圆表面设置有第一磨砂圈202，第一磨砂圈202经过磨砂后较为粗糙，转动轴2的顶部固定连接有第二螺纹杆203，转动轴2通过第二螺纹杆203与第二转动环5螺纹连接，第二转动环5的上表面固定连接有套轴501，套轴501的上表面开设有与第二螺纹杆203相接触的第二螺纹孔502，第二转动环5与套轴501一体铸造成型，第二螺纹孔502贯穿至第二转动环5的下表面，第二螺纹孔502螺纹连接在第二螺纹杆203上，通过套轴501在第二螺纹杆203上的螺纹转动，能够使第二转动环5在第二螺纹杆203上进行上下移动。
[0041]
套轴501的外圆表面转动套接有移动筒6，移动筒6转动套在套轴501上，而移动筒6的底部与第二转动环5的上表面相抵，当第二转动环5向上移动时能够顶着移动筒6向上移动，而第二转动环5向下移动时移动筒6在重力作用下向下移动，移动筒6的外圆表面固定连接有两个连接杆602，设置连接杆602就是为了连接刻度块603和指示片605，一个连接杆602远离移动筒6的一端固定连接有刻度块603，刻度块603为透明玻璃材质，能够观察到指示片605与刻度块603刻度之间的位置关系(具体实施时，铁路轨道沉降监测装置有多个，指示片605与刻度块603刻度之间的位置关系指的是其中一个铁路轨道沉降监测装置中的指示片605与其相邻的铁路轨道沉降监测装置中的刻度块603刻度之间的位置关系)，通过指示片605与刻度块603刻度之间的位置变化量，能够检测到铁路轨道是否发生沉降，另一个连接杆602远离移动筒6的一端固定连接有指示片605，刻度块603远离连接杆602的一侧开设有对比槽604，刻度块603的正面设置有刻度线。
[0042]
对比槽604内部对侧上分别设有红外二极管列阵606和红外线灯管607，红外线灯管607向红外二极管列阵606发射红外光束，红外光束在指示片605的遮挡下不能够被红外二极管列阵606接收到，当铁路轨道发生沉降时，指示片605与对比槽604的相对位置发生偏移，使得指示片605的遮光位置变化，最终红外二极管列阵606接收到红外光束的面积随之发生改变，进而确定铁路轨道的沉降量，实现实时在线监测铁路轨道的沉降，有针对性的提醒检修人员前往指定地点检修铁路轨道，也可以由工作人员查看刻度块603上的刻度线来确定铁路轨道的沉降量，即工作人员沿线检测轨道时，可以在刻度块603上查看铁路轨道的沉降量。
[0043]
红外二极管列阵606采用多个红外二极管排列成两列，所述刻度块603上的每一条刻度线对应一行红外二极管，指示片每下降一个刻度，红外二极管列阵606就多一行红外二极管检测到红外光束。
[0044]
控制电路板7接收红外二极管列阵606检测到的红外光束信息，根据红外二极管列阵606接收到红外光束的行数来计算铁路轨道的沉降量，并接收北斗定位模块9定位到的位置信息，再由控制电路板7将不同位置的铁路轨道的沉降量信息和对应的地理位置信息通过can总线模块8传输至中继器10。
[0045]
本发明采用安装盘1、转动轴2、第二转动环5和移动筒6等结构，通过第二转动环5在第二螺纹杆203上螺纹转动能够使第二转动环5进行上下移动，而第二转动环5的上下移动能够对移动筒6的高度进行调整，通过转动轴2在安装盘1上转动，能够带动第二转动环5和移动筒6的转动，能够装置安装后对移动筒6的角度调整，从而使得一个该装置的指示片605可以处于另一个该装置的刻度块603所开设的对比槽604内，使用者可以通过观察指示片605与刻度块603刻度之间的位置变化，能够有效地来检测铁路轨道是否发生沉降，结构
简单操作方便，且生产成本维护成本低。
[0046]
连接套103的外圆表面固定连接有连接块106，连接块106内开设有容纳槽107，设置连接块106是为了开设容纳槽107来容纳压紧半环3，连接套103和连接块106一体铸造成型，容纳槽107与第一转动孔104设置为相通，容纳槽107内滑动连接有压紧半环3，压紧半环3在容纳槽107内进行滑动并能够与转动轴2相接触。
[0047]
连接块106远离第一转动孔104的一侧固定连接有第一螺纹杆108，连接块106通过第一螺纹杆108螺纹连接有第一转动环4，第一转动环4的一侧开设有与第一螺纹杆108相接触的第一螺纹孔401，第一螺纹孔401螺纹连接在第一螺纹杆108上，通过第一螺纹孔401在第一螺纹杆108上的螺纹转动，使得压紧半环3能够在第一螺纹杆108上进行移动。
[0048]
压紧半环3的内圆表面设置有与第一磨砂圈202相接触的第二磨砂圈301，第二磨砂圈301经磨砂处理后比较粗糙，当第二磨砂圈301与第一磨砂圈202紧紧贴合时，能够防止转动轴2发生转动。
[0049]
第一螺纹杆108远离连接块106的一侧开设有连接孔109，连接孔109贯穿至容纳槽107压紧半环3的外圆表面固定连接有与连接孔109相接触的滑动杆302，滑动杆302滑动连接在连接孔109内，滑动杆302在连接孔109内的滑动能够带动压紧半环3在容纳槽107内的滑动。
[0050]
滑动杆302的外圆表面开设有转动槽303，压紧半环3通过转动槽303与第一转动环4转动连接，第一转动环4的另一侧开设有与转动槽303相接触的卡槽孔402，卡槽孔402与第一螺纹孔401设置为相通，卡槽孔402转动卡接在转动槽303内，通过卡槽孔402与转动槽303之间的转动卡接，使得第一转动环4在第一螺纹杆108上移动能够带动压紧半环3在容纳槽107内的滑动，从而能够使第二磨砂圈301紧紧与第一磨砂圈202贴合，从而来防止转动轴2的转动。
[0051]
本发明采用安装盘1、第一磨砂圈202、压紧半环3和第一转动环4等结构，转动第一螺纹杆108上的第一转动环4，通过第一转动环4与第一螺纹杆108之间的螺纹连接，使得第一转动环4能够在第一螺纹杆108上进行移动，并通过卡槽孔402与转动槽303之间的转动卡接，使得第一转动环4能够带动压紧半环3在容纳槽107内向转动轴2的方向滑动，当第二磨砂圈301紧紧与第一磨砂圈202相贴合时，因为第二磨砂圈301和第一磨砂圈202均比较粗糙，能够对转动轴2进行良好的固定，防止转动轴2发生转动。
[0052]
转动轴2的上表面通过凸板固定连接有定位滑杆204，移动筒6的外圆表面固定连接有定位板601，定位板601设置在靠近移动筒6底部的位置，定位板601的上表面开设有与定位滑杆204相接触的滑动通孔，定位板601所开设的滑动通孔滑动套接在定位滑杆204上，当定位板601所开设的滑动通孔滑动套接在定位滑杆204上后，通过对移动筒6的两点限位，使得移动筒6只能够随转动轴2的转动而转动，能够避免第二转动环5的转动带动移动筒6发生转动，使得第二转动环5仅能够带动移动筒6进行上下移动。
[0053]
本发明采用定位滑杆204和定位板601的结构，定位板601所开设的滑动通孔滑动套接在定位滑杆204上，通过对移动筒6进行两点限位，使移动筒6只能够随转动轴2的转动而转动，而不会随着第二转动环5的转动而转动，使得第二转动环5能够带动移动筒6进行上下移动，能够避免第二转动环5的转动能够带动移动筒6发生转动。
[0054]
将每110个铁路轨道沉降监测装置划为一组，每一组对应设置一个中继器10和5g
模块11，每一组的每个铁路轨道沉降监测装置之间采用can总线连接，再汇集到中继器10中，5g模块11与铁路服务器建立连接关系，中继器10通过can总线接收每个铁路轨道沉降监测装置上can总线模块8传来的数据信息，该数据信息包括不同位置的铁路轨道的沉降量和地理位置信息，中继器10将接收到的信息通过5g模11块发送至铁路系统服务器，再由铁路系统服务器发送至相关检修部门，由检修部门安排工作人员前往检修。
[0055]
本发明的工作原理与工作过程如下：
[0056]
本发明在使用时，将安装盘1下表面的若干个插地杆101插入地面之下，并对插地杆101进行固定，来将安装盘1固定在地面上，从而完成对该装置的安装，多个该装置在铁轨附近且沿着铁轨方向进行安装，而地面的地势高低不同，为了将一个该装置的指示片605能够处在另一个该装置的刻度块603所开设的对比槽604内，需要调整移动筒6的高度，因为第二螺纹孔502能够在第二螺纹杆203上进行螺纹转动，使得第二转动环5能够在第二螺纹杆203上进行上下移动，而移动筒6套接在套轴501上，使得第二转动环5的向上移动能够顶着移动筒6向上移动，而第二转动环5向下移动，在移动筒6的重力作用下使得移动筒6能够自动下落，同时该装置在安装在地面上时，如果转动轴2与安装盘1之间是固定连接，该装置安装时角度没有校准好时，也会使得一个该装置的指示片605无法处于另一个该装置的刻度块603所开设的对比槽604内，因为转动轴2和凸环201能够分别在第一转动孔104和第二转动孔105内进行转动，使得一个装置的指示片605能够与另一个对比槽604相对应，综上，这样当转动转动轴2时能够保证一个该装置的指示片605可以处于另一个该装置的刻度块603所开设的对比槽604内，指示片605处于对比槽604内后，因为刻度块603为透明钢化玻璃支撑，而刻度块603的正面设置有刻度，这样能够通过指示片605与刻度块603的刻度之间的偏移量来确定铁路轨道是否发生沉降，并且通过调整移动筒6的高度，能够在该装置初始安装时使刻度块603与刻度块603刻度上的零刻度进行校准，这样通过简单的机械结构就能够对铁路轨道是否发生沉降进行检测，生产成本和维修成本低。
[0057]
将每110个铁路轨道沉降监测装置划为一组，每一组对应设置一个中继器10和5g模块11，每个铁路轨道沉降监测装置的控制电路板7接收红外二极管列阵606检测到的红外光束信息，根据红外二极管列阵606接收到红外光束的行数来计算铁路轨道的沉降量，并接收北斗定位模块9定位到的位置信息，再由控制电路板7将不同位置的铁路轨道的沉降量信息和对应的地理位置信息通过can总线模块8传输至中继器10，中继器10通过can总线接收每个铁路轨道沉降监测装置上can总线模块8传来的数据信息，该数据信息包括不同位置的铁路轨道的沉降量和地理位置信息，中继器10将接收到的信息通过5g模11块发送至铁路系统服务器，再由铁路系统服务器发送至相关检修部门，由检修部门安排工作人员前往检修。