專利名稱：感應板高度測量裝置及方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種測量領域，特別是涉及一種軌道交通中感應板高度 測量裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會，城市軌道交通得到迅猛發(fā)展。其中采用線性電機的軌道 交通工具逐漸被人們關注。
本質(zhì)上，線性電機與旋轉(zhuǎn)電機沒有區(qū)別，都屬于異步電動機一類， 其工作原理類似于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)感應電機?？梢岳斫鉃樾D(zhuǎn)感應電機的漸
進線是直線的，即將旋轉(zhuǎn)感應電機靜止的電磁線圏(定子)安裝在車輛 的轉(zhuǎn)向架上，將旋轉(zhuǎn)的感應板(轉(zhuǎn)子)平鋪設置在線路軌道的中間。
當電流通過線性電機的電磁線圈繞組時，會產(chǎn)生向前方向的磁場，
通過與軌道感應板的相互作用產(chǎn)生推進力，推動列車前進；改變^f茲場的 方向，則列車后退。改變電壓與頻率，可以控制磁場的變化，實現(xiàn)列車 的啟動加速與制動。此外，車輪只起到支承和導向作用。
使用線性電機的列車具有噪音低、重量輕，體積小、爬坡能力強等 優(yōu)點。但為了保證一定的推進力，線性電機車載電磁線圏與軌道感應板 之間的距離必須嚴格控制在一定的范圍內(nèi)。而為保證車載電磁線圈與軌 道感應板之間的距離嚴格控制在一定的范圍內(nèi)，必須經(jīng)常測量車載電磁 線圈與軌道感應板之間的距離，在距離不適合時進行調(diào)整。
現(xiàn)有車載電磁線圈與感應板距離的測量方法 一般使用的是一桿專 用的高度尺，采用所述高度尺進行手工測量。由于待測量的地鐵線路短 的有幾百米，長的幾千米，全用人工手動測量導致工作量大、效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的主要技術(shù)問題是提供一種感應板高度測量裝置 及方法，可以快速準確地測得軌道上感應板的高度，并且可以知道高度 不正常的準確地點。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明釆用的一個技術(shù)方案是提供一種感 應板高度測量裝置包括沿待測軌道移動的測量平臺，所述測量平臺底 部與所述待測軌道上的感應板之間具有間距，并且所述測量平臺包括處 理單元；設置于所述測量平臺底部的距離傳感器，與所述處理單元連接， 用于測量所述距離傳感器與所述感應板之間的高度并將所述高度數(shù)據(jù) 傳給所述處理單元；設置于所述測量平臺的位移傳感器，與所述處理單 元連接，用于在所述距離傳感器得到所述高度數(shù)據(jù)時，測量所述測量平 臺沿所述待測軌道移動的路程并將所述路程數(shù)據(jù)傳給所述處理單元；設 置于所述測量平臺的校準單元，用于參照所述感應板中一標準感應板與 車載電磁線圈之間、與所述距離傳感器之間的兩高度關系，將所述距離 傳感器測得的高度數(shù)據(jù)換算為所述車載電磁線圈與所述感應板之間的 高度數(shù)據(jù)。
其中，所述測量平臺進一步包括第一觸發(fā)單元，用于所述測量平臺 開始在所述待測軌道上移動時，觸發(fā)所述位移傳感器工作。
其中，所述測量平臺進一步包括第二觸發(fā)單元，用于所述測量平臺 開始在所述待測軌道上移動時，觸發(fā)所述距離傳感器工作。
其中，所述測量平臺包括在所述待測軌道上滾動的輪子，所述位移 傳感器和第一觸發(fā)單元設置于所述輪子上，所述第一觸發(fā)單元根據(jù)所述 輪子的轉(zhuǎn)動與否來判斷所述測量平臺是否開始在所述待測軌道上移動。
其中，所述距離傳感器是激光傳感器、超聲傳感器或電磁波傳感器。
其中，所述距離傳感器的數(shù)量為2,分別設置于所述測量平臺底部 對應感應板兩端的位置上。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是提供一種 感應板高度測量方法，包括采用沿待測軌道移動的測量平臺以及設置 于平臺上的距離傳感器來測量所述距離傳感器與所述待測軌道上感應板之間的高度；測量所述高度的同時測量所述測量平臺沿所述待測軌道 移動的路程；參照所述感應板中一標準感應板與車載電i茲線圈之間、與 所述距離傳感器之間的兩高度關系，將所述距離傳感器測得的其余感應 板對應的高度數(shù)據(jù)換算為所述車載電磁線圈與所述感應板之間的高度 數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的有益效果是區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)需要采用人工手動測量軌道 上感應板導致工作量大、效率低、誤差大的情況，本發(fā)明采用可移動測 量平臺以及平臺上的非接觸式距離傳感器自動測量感應板的高度，并且 測得高度同時還測量平臺在軌道上移動的路程，從而可以快速準確地測 得軌道上感應板的高度，也可以根據(jù)所述平臺移動路程計算高度不正常 的準確地點，并且，可以自動根據(jù)標準感應板與平臺、車載電磁線圏之 間的高度關系，將其余感應板對應的高度數(shù)據(jù)換算為所述車載電》茲線圏 與所述感應板之間的高度數(shù)據(jù)，具備良好的應用前景。


圖l是本發(fā)明感應板高度測量裝置第一實施方式的原理框圖； 圖2是本發(fā)明感應板高度測量裝置第二實施方式的原理框圖； 圖3是本發(fā)明感應板高度測量方法的流程圖。
具體實施例方式
參閱圖l，本發(fā)明感應板高度測量裝置包括
沿待測軌道移動的測量平臺，所述測量平臺底部與所述待測軌道上 的感應板之間具有間距，并且所述測量平臺包括處理單元；
設置于所述測量平臺底部的距離傳感器，與所述處理單元連接，用 于測量所述距離傳感器與所述感應板之間的高度并將所述高度數(shù)據(jù)傳 給所述處理單元；
設置于所述測量平臺的位移傳感器，與所述處理單元連接，用于在 所述距離傳感器得到所述高度數(shù)據(jù)時，測量所述測量平臺沿所述待測軌 道移動的路程并將所述路程數(shù)據(jù)傳給所述處理單元；
設置于所述測量平臺的校準單元，用于參照所述感應板中一標準感
6應板與車載電磁線圏之間、與所述距離傳感器之間的兩高度關系，將所 述距離傳感器測得的高度數(shù)據(jù)換算為所述車載電磁線圈與所述感應板 之間的高度數(shù)據(jù)。
在使用時，讓所述測量平臺沿待測軌道移動，啟動設置于所述測量 平臺底部的距離傳感器，所述距離傳感器開始測量下面軌道上感應板與 距離傳感器之間的高度。同時，設置于所述測量平臺的位移傳感器測量 所述高度的同時測量所述測量平臺沿所述待測軌道移動的路程。所述高 度數(shù)據(jù)以及與之對應的路程數(shù)據(jù)則傳給所述處理單元。最后所述處理單 元將所述距離傳感器測得的高度數(shù)據(jù)換算為所述車載電磁線圈與所述 感應板之間的高度數(shù)據(jù)，這樣施工人員就可以知道各個軌道感應板的水 平位置，也知道哪一塊感應一反存在問題，便于維護。
以上可以知道，本發(fā)明采用可移動測量平臺以及平臺上的非接觸式 距離傳感器自動測量感應板的高度，并且測得高度同時還測量平臺在軌 道上移動的路程，從而可以快速準確地測得軌道上感應板的高度，也可 以根據(jù)所述平臺移動路程計算高度不正常的準確地點，并且，可以自動 根據(jù)標準感應板與平臺、車載電磁線圈之間的高度關系，將其余感應板 對應的高度數(shù)據(jù)換算為所述車載電磁線圏與所述感應板之間的高度數(shù) 據(jù)，具備良好的實用性。
參閱圖2，此外，所述測量平臺還可以進一步包括第一觸發(fā)單元， 用于所述測量平臺開始在所述待測軌道上移動時，觸發(fā)所述位移傳感器 工作。這樣使得測量平臺一移動就觸發(fā)測量進程，提高測量裝置的智能 水平。
而且，所述測量平臺還可以更進一步包括第二觸發(fā)單元，用于所述 測量平臺開始在所述待測軌道上移動時，觸發(fā)所述距離傳感器工作。這 樣，得測量平臺一移動就觸發(fā)測量進程，提高測量裝置的智能水平。所 述第二觸發(fā)單元可以和所述第 一觸發(fā)單元一體成型。
具體實施方式
中，所述測量平臺包括在所述待測軌道上滾動的輪子， 所述位移傳感器和第一觸發(fā)單元設置于所述輪子上，所述第一觸發(fā)單元 根據(jù)所述輪子的轉(zhuǎn)動與否來判斷所述測量平臺是否開始在所述待測軌道上移動。
本發(fā)明中，所述距離傳感器可以是激光傳感器、超聲傳感器或電磁
波傳感器。所述距離傳感器的數(shù)量為2,分別設置于所述測量平臺底部 對應感應4反兩端的4立置上。
上述激光傳感器包括激光發(fā)射器和激光接收器，激光發(fā)射器發(fā)射的 激光照射到感應板上，經(jīng)反射后照射到激光接收器上，然后通過三角測 量法，計算出激光傳感器到被測物體之間的距離。
本發(fā)明感應板測量裝置作為地鐵檢測儀時，主要是對地鐵兩軌道中 間的感應板的高度進行測量，此系統(tǒng)可以設置兩臺激光傳感器，以左右 排列安裝在測量地鐵檢測儀所在小車的底部。位移傳感器則安裝在小車 輪子附近。測量前先把小車》文在鐵軌上，在向前或向后推動測量小車時， 車輪的轉(zhuǎn)動帶動位移傳感器，激光傳感器同時發(fā)出激光打在感應板上， 并沿直線開始測量，上傳測量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通過處理單元處理分析后，可 以在電腦顯示屏上顯示出感應板的實際高度。
本發(fā)明可以利用多串口同步讀寫技術(shù)，用于接收地鐵檢測儀的測量 數(shù)據(jù)，并上傳給處理單元中的前臺軟件，軟件對測量數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，計 算出感應板實際高度，并在顯示器上顯示出高度曲線。
在用地鐵檢測儀測量前，先要有個校準的過程，首先選擇一塊較好 的地鐵感應板，在感應板上選擇左右兩個點，分別測量出其距離值，并 在感應板上標記出激光測量的兩個點的具體位置，再人工用高度尺手動 測量出這兩個點的高度，用電腦測量的值減去手工測量的值，求出偏移 值；到實際開始測量時，用電腦測量的值減去偏移值，就可得到感應板 的實際高度。
經(jīng)過測量，在確定某個點的高度后，還需知道那個點位于哪段感應 板的什么位置，也就是說如果這個位置感應板的高度誤差太大，工作人 員可以從顯示屏上看出這個有問題的點離測量起點有多遠。為解決這個 問題而在地鐵;險測儀小車上裝設一個位移傳感器，小車輪子帶動位移傳 感器轉(zhuǎn)動，位移傳感器轉(zhuǎn)動又觸發(fā)激光傳感器進行測量，這樣就把小車 行使的距離與當前感應板測量的高度一一對應起來，并在軟件中得到顯示，在測量完后，工作人員能夠通過查詢測量結(jié)果，知道問題出現(xiàn)的準 確地點。
本發(fā)明處理單元中可以裝設上述的前臺軟件以及底層軟件。所述軟 件可以采用兩種編程語言進行開發(fā)。底層通訊和數(shù)據(jù)接收、處理使用的
是C語言，前臺人機交互界面使用的是VB語言。 底層軟件處理步驟
1、 在內(nèi)存中建立幾個緩存塊，用于存放從串口接收到的原始高度、 路程數(shù)據(jù)和最終處理完成的數(shù)據(jù)；
2、 同時建立三個線程，其中兩個線程用來從串口接收左右兩個激光 傳感器的高度數(shù)據(jù)， 一個線程用來對接收的路程數(shù)據(jù)進行處理；
3、 把接收的數(shù)據(jù)每兩個字節(jié)組合成一個16位的有效數(shù)據(jù)，并保存 到緩存塊中；
4、 當有效數(shù)據(jù)的個數(shù)等于采集間距所包含的有效數(shù)據(jù)總數(shù)時，調(diào)用 前臺軟件傳送過來的回調(diào)函數(shù)，把最終數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址上傳給前臺軟件
前臺軟件處理步驟
1、 設置串口號、波特率；
2、 推動地鐵小車，開始測量，處理單元開始接收激光傳感器的測量 數(shù)據(jù)；
3、 從回調(diào)函數(shù)中取得底層上傳的高度、路程數(shù)據(jù)；
4、 進行濾波處理，消除不正常的、跳動異常的數(shù)據(jù)；
5、 根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)和左右傳感器的偏移量，計算出感應板的實際 高度；
6、 在電腦屏幕上顯示出感應板的高度曲線；
7、 保存數(shù)據(jù)，以供查詢。
當然，本發(fā)明不限于采用上述軟件及其流程來進行測量操作。 參閱圖3，本發(fā)明還提供一種感應板高度測量方法，包括以下步驟 301:采用沿待測軌道移動的測量平臺以及設置于平臺上的距離傳感 器來測量所述距離傳感器與所述待測軌道上感應板之間的高度；
9302:測量所述高度的同時測量所述測量平臺沿所述待測軌道移動的 路程；
303:參照所述感應板中一標準感應板與車載電i茲線圏之間、與所述 距離傳感器之間的兩高度關系，將所述距離傳感器測得的其余感應板對 應的高度數(shù)據(jù)換算為所述車載電磁線圈與所述感應板之間的高度數(shù)據(jù)。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍， 凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或 直接或間接運用在其他相關的技術(shù)領域,均同理包括在本發(fā)明的專利保 護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種感應板高度測量裝置，其特征在于，包括沿待測軌道移動的測量平臺，所述測量平臺底部與所述待測軌道上的感應板之間具有間距，并且所述測量平臺包括處理單元；設置于所述測量平臺底部的距離傳感器，與所述處理單元連接，用于測量所述距離傳感器與所述感應板之間的高度并將所述高度數(shù)據(jù)傳給所述處理單元；設置于所述測量平臺的位移傳感器，與所述處理單元連接，用于在所述距離傳感器得到所述高度數(shù)據(jù)時，測量所述測量平臺沿所述待測軌道移動的路程并將所述路程數(shù)據(jù)傳給所述處理單元；設置于所述測量平臺的校準單元，用于參照所述感應板中一標準感應板與車載電磁線圈之間、與所述距離傳感器之間的兩高度關系，將所述距離傳感器測得的高度數(shù)據(jù)換算為所述車載電磁線圈與所述感應板之間的高度數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應板高度測量裝置，其特征在于所述 測量平臺進一步包括第一觸發(fā)單元，用于所述測量平臺開始在所述待測 軌道上移動時，觸發(fā)所述位移傳感器工作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的感應板高度測量裝置，其特征在于所述 測量平臺進一步包括第二觸發(fā)單元，用于所述測量平臺開始在所述待測 軌道上移動時，觸發(fā)所述距離傳感器工作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的感應板高度測量裝置，其特征在于所述 測量平臺包括在所述待測軌道上滾動的輪子，所述位移傳感器和第一觸 發(fā)單元設置于所述輪子上，所述第一觸發(fā)單元根據(jù)所述輪子的轉(zhuǎn)動與否 來判斷所述測量平臺是否開始在所述待測軌道上移動。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的感應板高度測量裝置，其特征在于所述 距離傳感器是激光傳感器、超聲傳感器或電磁波傳感器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的感應板高度測量裝置，其特征在于所述 距離傳感器的數(shù)量為2，分別設置于所述測量平臺底部對應感應板兩端的位置上。
7. —種感應板高度測量方法，其特征在于，包括 采用沿待測軌道移動的測量平臺以及設置于平臺上的距離傳感器 來測量所述距離傳感器與所述待測軌道上感應板之間的高度；測量所述高度的同時測量所述測量平臺沿所述待測軌道移動的路程；參照所述感應^1中一標準感應^1與車載電》茲線圈之間、與所述距離 傳感器之間的兩高度關系，將所述距離傳感器測得的其余感應板對應的 高度數(shù)據(jù)換算為所述車載電磁線圈與所述感應板之間的高度數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種感應板高度測量裝置及方法。所述感應板高度測量方法包括采用沿待測軌道移動的測量平臺以及設置于平臺上的距離傳感器來測量所述距離傳感器與所述待測軌道上感應板之間的高度；測量所述高度的同時測量所述測量平臺沿所述待測軌道移動的路程；參照所述感應板中一標準感應板與車載電磁線圈之間、與所述距離傳感器之間的兩高度關系，將所述距離傳感器測得的其余感應板對應的高度數(shù)據(jù)換算為所述車載電磁線圈與所述感應板之間的高度數(shù)據(jù)。本發(fā)明可以快速準確地測得軌道上感應板的高度，并且可以知道高度不正常的準確地點。
文檔編號B61K9/00GK101513883SQ20091010614
公開日2009年8月26日 申請日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者馮美林, 王保堅, 羅曉峰, 胡文偉, 鄒舜丹, 陳永貴 申請人:深圳市愛博科技有限公司;廣州市地下鐵道總公司