專利名稱：軌道施工機(jī)械及恢復(fù)軌道位置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軌道施工機(jī)械。該機(jī)械有一個(gè)支承在軌行機(jī)構(gòu)上的，由第一構(gòu)架和第二構(gòu)架組成的機(jī)架。此外，機(jī)械有一套由激光發(fā)射器和激光接收器組成的激光基準(zhǔn)系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種利用該激光基準(zhǔn)系統(tǒng)來恢復(fù)軌道位置的方法。
GB 2268021號(hào)專利公開了一種由兩個(gè)鉸接的構(gòu)架組成的清篩機(jī)。利用激光基準(zhǔn)系統(tǒng)測(cè)取前面構(gòu)架范圍內(nèi)的軌道的縱向坡度，以便用測(cè)取的數(shù)據(jù)控制位于第二構(gòu)架上的作業(yè)機(jī)組的高度。為此設(shè)有始終保持水平位置的激光發(fā)射器。第一構(gòu)架的前軌行機(jī)構(gòu)裝有激光接收器，用于測(cè)取第一構(gòu)架相對(duì)于水平的激光基準(zhǔn)平面的縱向斜度。利用一種計(jì)算方法算出的縱向斜度數(shù)值被錯(cuò)開時(shí)間地傳送給位于第二構(gòu)架挖掘鏈上的激光接收器，以便控制挖掘鏈的高度。
另外，GB 2268529號(hào)專利公開一種在第一和第二構(gòu)架上分別裝有縱向坡度測(cè)量器和橫向坡度測(cè)量器的清篩機(jī)。在第一構(gòu)架范圍內(nèi)測(cè)定的軌道縱向坡度作為給定值加以儲(chǔ)存，然后錯(cuò)開時(shí)間地傳送出去，用于控制挖掘鏈的高度。此時(shí)必須考慮到第二構(gòu)架縱向坡度測(cè)量器所測(cè)取的實(shí)際坡度。為了控制高度的位置，第二構(gòu)架與挖掘鏈之間有一個(gè)滑輪式電位計(jì)。由于軌道位置是通過第二構(gòu)架來復(fù)制的，所以不可能避免因構(gòu)架扭曲或彎曲引起的誤差。
本發(fā)明的目的就是要?jiǎng)?chuàng)造一種上述類型的軌道施工機(jī)械，要求這種機(jī)械能用簡(jiǎn)單的方法比較準(zhǔn)確地恢復(fù)軌道的實(shí)際位置。
本發(fā)明的目的是通過這樣一種軌道施工機(jī)械來實(shí)現(xiàn)的，其有一個(gè)支承在軌行機(jī)構(gòu)上的，由第一和第二構(gòu)架組成的機(jī)架，其中沿作業(yè)方向位于前面的第一構(gòu)架上裝有縱向坡度測(cè)量器，用于測(cè)取軌道的縱向坡度，另外，機(jī)械有一套由激光發(fā)射器和激光接收器組成的激光基準(zhǔn)系統(tǒng)，用于控制裝在第二構(gòu)架上的作業(yè)機(jī)組的高度，其中激光發(fā)射器配備有相對(duì)調(diào)節(jié)基準(zhǔn)平面用的調(diào)節(jié)裝置，機(jī)械還裝有位移測(cè)量裝置和控制裝置，控制裝置錯(cuò)開時(shí)間地、根據(jù)位移的大小向激光發(fā)射器的調(diào)節(jié)裝置傳送縱向坡度測(cè)量器測(cè)取的縱向坡度數(shù)值，以便根據(jù)測(cè)取的縱向坡度調(diào)節(jié)基準(zhǔn)平面。
利用這種結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)系統(tǒng)就可以在結(jié)構(gòu)方面投入相當(dāng)少的情況下，用很簡(jiǎn)單的方法測(cè)取軌道位置被破壞前的軌道縱向坡度，并將它反映到作業(yè)機(jī)組范圍內(nèi)。此時(shí)的特別優(yōu)點(diǎn)是，構(gòu)架可能出現(xiàn)的彎曲和扭曲對(duì)測(cè)量結(jié)果毫無影響。
下面借助附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，附圖中
圖1為清篩道碴用的軌道施工機(jī)械的簡(jiǎn)化側(cè)視圖，該機(jī)械裝有由激光發(fā)射器和激光接收器組成的基準(zhǔn)系統(tǒng)；圖2為激光接收器沿機(jī)械的縱向放大的局部視圖；圖3和圖4分別為基準(zhǔn)系統(tǒng)的草圖。
在圖1中簡(jiǎn)化示出的清篩軌道2道碴用的軌道施工機(jī)械1具有一個(gè)支承在軌行機(jī)構(gòu)3上的機(jī)架4。機(jī)架沿箭頭5所示作業(yè)方向由前面的第一構(gòu)架6和用鉸接機(jī)構(gòu)7與此構(gòu)架連接的后面的第二構(gòu)架8組成。
第二構(gòu)架8上裝有整修道床用的作業(yè)機(jī)組9。作業(yè)機(jī)組是一條通過驅(qū)動(dòng)裝置10可調(diào)節(jié)高度的挖掘鏈11和一條直接位于挖掘鏈后面的、利用驅(qū)動(dòng)裝置12可調(diào)節(jié)高度的整平鏈13。利用振動(dòng)式篩分裝置14清篩挖掘鏈11挖取的道碴。用一條在水平面內(nèi)可偏轉(zhuǎn)的投碴傳送帶15投放經(jīng)過清篩的道碴。篩分裝置14和后面的駕駛與操作室16之間有排碴滑槽17，用于必要時(shí)向投碴傳送帶15供應(yīng)新碴。有一套高度可調(diào)節(jié)的起道裝置18，用于抬起軌道2。挖掘鏈11前面有操作室19，其中設(shè)有中央控制臺(tái)20。清篩時(shí)，清除的污土可通過傳送單元21傳到機(jī)械的前端。為了向各種驅(qū)動(dòng)裝置和走行驅(qū)動(dòng)裝置22提供動(dòng)力，前構(gòu)架6上裝有柴油機(jī)設(shè)備23。
為了控制作業(yè)機(jī)組9的高度和檢查新形成的軌道標(biāo)高，在最后面的軌行機(jī)構(gòu)3范圍內(nèi)，設(shè)有一激光基準(zhǔn)系統(tǒng)24。這套系統(tǒng)主要由一個(gè)位于鉸接機(jī)構(gòu)7范圍內(nèi)的激光發(fā)射器25，位于作業(yè)機(jī)組9，確切地說位于駕駛與操作室16范圍內(nèi)的激光接收器26，一套控制裝置27和一個(gè)固定在第一構(gòu)架6上的縱向坡度測(cè)量器28組成。產(chǎn)生基準(zhǔn)平面29用的分格式激光發(fā)射器25，可用調(diào)節(jié)裝置30使之沿機(jī)械的縱向傾斜。為了測(cè)取軌道橫向坡度，設(shè)有橫向坡度測(cè)量器39。
如圖2特別所示，利用驅(qū)動(dòng)裝置31可調(diào)節(jié)每個(gè)激光接收器26對(duì)輔助構(gòu)架32的高度(調(diào)節(jié)行程V)。輔助構(gòu)架32用于固定激光接收器26。該構(gòu)架裝在一個(gè)與機(jī)械的縱向成橫向的、與第二構(gòu)架8相連的圓弧形導(dǎo)框33上，能橫向移動(dòng)，并由一個(gè)受傾角測(cè)量器34控制的驅(qū)動(dòng)裝置35使輔助構(gòu)架32圍繞一根沿機(jī)械縱向的軸線43轉(zhuǎn)動(dòng)而始終保持在水平位置上。輔助構(gòu)架32連同激光接收器26利用螺桿驅(qū)動(dòng)裝置36能在上述導(dǎo)框33內(nèi)橫向移動(dòng)。每個(gè)輔助構(gòu)架32的兩端分別與滑車式電位計(jì)37連接，其繩索38可與下面的作業(yè)機(jī)組9可拆卸地連接。利用滑車式電位計(jì)37測(cè)取標(biāo)高數(shù)值S。由于采用圓弧形導(dǎo)框33(其理論回轉(zhuǎn)點(diǎn)的位置低5米)，使激光接收器26產(chǎn)生橫向移動(dòng)，作為在彎道上對(duì)正矢的補(bǔ)償。
激光基準(zhǔn)系統(tǒng)24的工作原理是一俟第二構(gòu)架8到達(dá)相應(yīng)的舊軌道區(qū)段，即對(duì)基準(zhǔn)平面29進(jìn)行這樣的調(diào)整，即沿軌道的縱向使基準(zhǔn)平面平行于在第一構(gòu)架6范圍內(nèi)記錄的舊軌道坡度(這是作業(yè)機(jī)組9作業(yè)前軌道2在第一構(gòu)架6范圍內(nèi)的實(shí)際位置)，在橫的方向上是水平的，與軌道中心線則保持恒定的距離。對(duì)此人為的基準(zhǔn)平面29，在第二構(gòu)架8范圍內(nèi)的三處進(jìn)行測(cè)量，即在挖掘鏈11處(由此得出挖掘深度)，在整平鏈13處(由此得出軌道2的沉陷)和后軌行機(jī)構(gòu)3處，在此處檢查軌道2新形成的實(shí)際位置。
用橫向坡度測(cè)量器39測(cè)定軌道的橫向位置。用縱向坡度測(cè)量器28測(cè)定第一構(gòu)架6的縱向斜度(圖3所示情況下在軌道的X3處測(cè)定)?？v向斜度取決于兩個(gè)軌行機(jī)構(gòu)3在軌道2上的支承情況。利用第一構(gòu)架6的這個(gè)縱向斜度也可間接測(cè)取屬于第一構(gòu)架6的軌道區(qū)段C(=舊軌道)的相應(yīng)縱向坡度。作業(yè)時(shí)機(jī)械1走行的距離由位移測(cè)量裝置40測(cè)定。每走行一米，就由控制裝置27的位移記錄儀41記錄縱向坡度值。因?yàn)榈谝粯?gòu)架6的轉(zhuǎn)向架中心銷距離為12米，第二構(gòu)架8的轉(zhuǎn)向架中心銷距離為24米，所以機(jī)械1前進(jìn)24米后，在軌道X1處測(cè)定的縱向坡度數(shù)值(軌道區(qū)段A者)位于位移記錄儀41的第25處。將此縱向坡度數(shù)值加在位移記錄儀41的第13個(gè)縱向坡度數(shù)值(在軌道區(qū)段B的X2處測(cè)定者)上，以便在第一構(gòu)架6盡管較短的情況下能求出24米長(zhǎng)的第二構(gòu)架8的縱向斜度。如果構(gòu)架的長(zhǎng)度比例關(guān)系與上述者不同，需進(jìn)行相應(yīng)的換算。
機(jī)械1每走行一米，位移記錄儀41輸出的縱向坡度數(shù)值是許多每隔2.5厘米進(jìn)行一次測(cè)定的平均值。此時(shí)最好不考慮與平均值偏離特別多的數(shù)值。
位移記錄儀41在軌道X3處向調(diào)節(jié)裝置30發(fā)出的縱向坡度數(shù)值(相當(dāng)于X1和X2兩處測(cè)定的縱向坡度數(shù)值之和)使激光發(fā)射器25沿機(jī)械的縱向轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣就會(huì)將基準(zhǔn)平面29調(diào)整到平行于軌道區(qū)段A和B的縱向坡度數(shù)值相加之和，就是說，假如軌道實(shí)際位置沒有被作業(yè)機(jī)具9的作業(yè)所破壞，那么第二構(gòu)架8本應(yīng)與基準(zhǔn)平面29相平行。但是由儲(chǔ)存的、錯(cuò)開時(shí)間輸出的縱向坡度數(shù)值所復(fù)制的基準(zhǔn)平面29能在作業(yè)機(jī)組9范圍內(nèi)提供使用作業(yè)機(jī)組9之前與被破壞的軌道實(shí)際位置之間的關(guān)系。對(duì)激光發(fā)射器25進(jìn)行上述調(diào)節(jié)以校準(zhǔn)基準(zhǔn)平面29達(dá)到給定軌道位置時(shí)，必須考慮與激光發(fā)射器25相連的第一構(gòu)架6當(dāng)時(shí)的縱向斜度，因?yàn)檫@個(gè)構(gòu)架的縱向斜度根據(jù)軌道區(qū)段C而有所不同。
圖3所示激光基準(zhǔn)系統(tǒng)24的示意圖中，兩套作業(yè)機(jī)組9準(zhǔn)確位于鋼軌頂面上，因此和后軌行機(jī)構(gòu)3以及激光發(fā)射器25一樣與基準(zhǔn)平面29之間的距離為H。此時(shí)激光接收器26的零點(diǎn)準(zhǔn)確位于平行于軌道2的基準(zhǔn)平面29內(nèi)，而每個(gè)滑輪式電位計(jì)37的位移(高度測(cè)值S)，其數(shù)值等于零。
圖4所示激光基準(zhǔn)系統(tǒng)24的示意圖中，兩套作業(yè)機(jī)組9處于作業(yè)工況，其中滑輪式電位計(jì)37測(cè)取的高度測(cè)值S1和S2表示軌道沉陷的尺寸，確切地說表示挖掘鏈13的挖掘深度R。兩個(gè)高度測(cè)值S1和S2作為給定值可有選擇地進(jìn)行調(diào)節(jié)。虛線42表示激光接受器26理論零點(diǎn)的位置，因?yàn)闊o論是兩套作業(yè)機(jī)組9還是后軌行機(jī)構(gòu)3均處于給定位置H，確切地說處于H+S1或H+S2以下。激光接收器26的零點(diǎn)與基準(zhǔn)平面29的誤差，由控制高度調(diào)節(jié)的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)裝置31予以補(bǔ)償。啟動(dòng)相應(yīng)驅(qū)動(dòng)裝置12或10以后，位移V1或V2即自動(dòng)使整平鏈13或挖掘鏈11以液壓驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行跟蹤，直到位移V1,V2的數(shù)值達(dá)到零。
后方激光接收器26的位移V3(V3=啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置31之前的激光接收器26位置與到達(dá)由基準(zhǔn)平面29預(yù)先給定的位置之間的差)相當(dāng)于實(shí)際的軌道沉陷，包抱軌行機(jī)構(gòu)3的負(fù)載可能造成的軌道沉陷。后軌行機(jī)構(gòu)3范圍內(nèi)的軌道2的實(shí)際位置如與給定位置有誤差，可在S1或S2內(nèi)輸入修正值予以補(bǔ)償。
可供選擇的另一個(gè)代替將縱向坡度測(cè)量器28固定在第一構(gòu)架6上的辦法就是使用另一套激光基準(zhǔn)系統(tǒng)測(cè)取第一構(gòu)架6的縱向斜度。為此只需在最前面的軌行機(jī)構(gòu)3范圍內(nèi)裝設(shè)激光接收器。為測(cè)取第一構(gòu)架6的縱向斜度，可將激光發(fā)射器25調(diào)整到上述的前面激光接收器的零點(diǎn)上。這樣測(cè)取的縱向斜度就可以錯(cuò)開時(shí)間地傳送給后面的激光接收器26(將測(cè)定的軌道區(qū)段A,B的兩個(gè)縱向斜度數(shù)值相加以后)。
權(quán)利要求
1．一種軌道施工機(jī)械(1)，其有一個(gè)支承在軌行機(jī)構(gòu)(3)上的、由第一和第二構(gòu)架(6,8)組成的機(jī)架(4)，其中沿作業(yè)方向位于前面的第一構(gòu)架(6)上裝有縱向坡度測(cè)量器(28)，用于測(cè)取軌道的縱向坡度，另外，機(jī)械(1)有一套由激光發(fā)射器(25)和激光接收器(26)組成的激光基準(zhǔn)系統(tǒng)(24)，用于控制裝在第二構(gòu)架(8)上的作業(yè)機(jī)組(9)的高度，其中激光發(fā)射器配備有相對(duì)調(diào)節(jié)基準(zhǔn)平面(29)用的調(diào)節(jié)裝置(30)，機(jī)械還裝有位移測(cè)量裝置和控制裝置(40,27)，其特征在于控制裝置(27)錯(cuò)開時(shí)間地、根據(jù)位移的大小向激光發(fā)射器(25)的調(diào)節(jié)裝置(30)傳送縱向坡度測(cè)量器(28)測(cè)取的縱向坡度數(shù)值，以便根據(jù)測(cè)取的縱向坡度調(diào)節(jié)基準(zhǔn)平面(29)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械，其特征在于激光接收器(26)固定在第二構(gòu)架(8)上的一個(gè)輔助構(gòu)架(32)上，該輔助構(gòu)架利用驅(qū)動(dòng)裝置(35)能沿機(jī)械縱向的軸線(43)可偏轉(zhuǎn)地被支承并與一個(gè)傾角測(cè)量器(34)相連。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械，其特征在于利用驅(qū)動(dòng)裝置(31)可調(diào)節(jié)激光接收器(26)相對(duì)輔助構(gòu)架(32)的高度。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械，其特征在于輔助構(gòu)架(32)裝在一個(gè)沿機(jī)械橫向伸展的圓弧形導(dǎo)框(33)上，利用驅(qū)動(dòng)裝置(36)可使之相對(duì)于第二構(gòu)架(8)橫向移動(dòng)。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的機(jī)械，其特征在于所述激光接收器(26)通過滑輪式電位計(jì)(37)與垂直位于其下面的，支承在機(jī)架(4)上的作業(yè)機(jī)組(9)相連。
6．根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的機(jī)械，其特征在于在第二構(gòu)架(8)沿作業(yè)方向的后端有一個(gè)利用驅(qū)動(dòng)裝置(31)可調(diào)節(jié)高度的激光接收器(26)。
7．一種恢復(fù)整修道床過程中被破壞的軌道位置的方法，其中利用機(jī)架(4)沿作業(yè)方向位于前面的第一構(gòu)架(6)測(cè)取軌道的縱向坡度，同時(shí)利用激光形成的基準(zhǔn)平面(29)來控制位于第二構(gòu)架(8)上的作業(yè)機(jī)組(9)的高度，其特征在于第一構(gòu)架(6)所決定的縱向坡度數(shù)值作為給定坡度予以記錄和儲(chǔ)存，并在第二構(gòu)架(8)在作業(yè)前進(jìn)過程中到達(dá)所測(cè)取到的軌道縱向坡度的局部范圍后，即錯(cuò)開時(shí)間地用于使基準(zhǔn)平面(29)相應(yīng)地傾斜。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于用于記錄基準(zhǔn)平面(29)的激光接收器(26)始終保持在水平位置上，而與機(jī)架(4)的位置無關(guān)。
9．根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于所述激光接收器(26)能圍繞一根沿機(jī)械縱向的軸線(43)轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
在機(jī)架(4)沿作業(yè)方向前面的第一構(gòu)架(6)上裝有縱向坡度測(cè)量器(28),用于測(cè)取軌道的縱向坡度。為了控制裝在第二構(gòu)架(8)上的作業(yè)機(jī)組(9),有一套裝在機(jī)械(1)上的、由激光發(fā)射器(25)和激光接收器(26)組成的激光基準(zhǔn)系統(tǒng)(24),其中激光發(fā)射器配備調(diào)節(jié)裝置(30),用于相對(duì)調(diào)節(jié)基準(zhǔn)平面(29)?？刂蒲b置(27)用于錯(cuò)開時(shí)間地、根據(jù)位移向激光發(fā)射器(25)的調(diào)節(jié)裝置(30)傳送縱向坡度測(cè)量器(28)測(cè)取的縱向坡度數(shù)值,用于根據(jù)測(cè)取的縱向坡度調(diào)節(jié)基準(zhǔn)平面(29)。
文檔編號(hào)E01B27/10GK1208797SQ9811848
公開日1999年2月24日 申請(qǐng)日期1998年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月20日
發(fā)明者約瑟夫·陶依爾, 伯恩哈德·利希特伯格 申請(qǐng)人:弗蘭茨普拉塞鐵路機(jī)械工業(yè)股份有限公司