(57)【要約】  【課題】  ジグザグ変位するトロリ線に追従してその高さを比較的連続して精度高く簡易に測定する。  【解決手段】  高さ測定装置１は、レールＲ，Ｒ上を移動可能な台車２上に横方向に往復移動可能な第１電動スライダ４を備え、この第１電動スライダ４にトロリ線Ｔの中央最下部及び両側部の高さを測定する第１，第２レーザー距離計６ａ，６ｂ，６ｃを固定する。シーケンサ１５は、第１レーザー距離計６ａのレーザーがトロリ線Ｔの中央最下部を外れることにより第２レーザー距離計６ｂ（６ｃ）のレーザーがトロリ線Ｔから外れて、第２レーザー距離計６ｂ（６ｃ）からの測定データの出力が途絶えるロスト事象が生じたら、第１電動スライダ４を駆動してロスト事象を解消するまで第１レーザー距離計６ａを適切な測定位置に移動させることにより、トロリ線Ｔに追随させる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電車線路のレール上を転動自在の車輪を備えた台車と、
この台車上に延線直交方向に固定した第１スライドガイド上を往復移動可能なモータ駆動の第１電動スライダと、
この第１電動スライダに固定され、トロリ線に向けてレーザーを照射し反射光を受けて測定位置のトロリ線の最下部の高さを測定する第１レーザー距離計と、
前記第１電動スライダの前記第１レーザー距離計の延線方向前後両側位置に固定され、トロリ線に向けてレーザーを照射し反射光を受けて第１レーザー距離計と互いに異なるトロリ線の側部の高さを測定する二つの第２レーザー距離計と、
基準位置からの距離データを得るために車軸に連動する第１ロータリーエンコーダと、
前記第１電動スライダの偏位データを取得するために、第１電動スライダのモータに連動する第２ロータリーエンコーダと、
前記距離データに対応する位置の各種測定データの取得処理及び前記各レーザー距離計の測定データに基づく追従制御を行うシーケンサとを具備し、
前記シーケンサは、前記第１レーザー距離計のレーザー照射位置がトロリ線の適正位置を外れることにより、前記第２レーザー距離計のレーザーの一方がトロリ線から外れて測定データを未取得であるロスト事象が生じたら、当該第２レーザー距離計のレーザーをトロリ線に照射可能な位置に移動させるように前記第１電動スライダを駆動し、ロスト事象を解消することにより第１レーザー距離計をトロリ線の適切な測定位置に追随させる制御を行うことを特徴とするトロリ線の高さ，偏位測定装置。
【請求項２】
電車線路のレール上を転動自在の車輪を備えた台車と、
この台車上に延線直交方向に固定した第１スライドガイド上を往復移動可能なモータ駆動の第１電動スライダと、
この第１電動スライダに固定され、トロリ線に向けてレーザーを照射し反射光を受けて測定位置のトロリ線の最下部の高さを測定する第１レーザー距離計と、
前記第１電動スライダの前記第１レーザー距離計の延線方向前後両側位置に固定され、トロリ線に向けてレーザーを照射し反射光を受けて第１レーザー距離計と互いに異なるトロリ線の側部の高さを測定する二つの第２レーザー距離計と、
基準位置からの距離データを得るために車軸に連動する第１ロータリーエンコーダと、
前記第１電動スライダの偏位データを取得するために、第１電動スライダのモータに連動する第２ロータリーエンコーダと、
前記距離データに対応する各種測定データの取得処理及び前記各レーザー距離計の測定データに基づく追従制御を行うシーケンサとを具備し、
前記シーケンサは、前記第１レーザー距離計のレーザー照射位置がトロリ線の適正位置を外れることにより、第１レーザー距離計と前記第２レーザー距離計との測定値の差が所定値を超えるエラー事象が生じたら、第１レーザー距離計のレーザーをトロリ線の適正位置に照射するように、前記第１電動スライダを駆動し、エラー状態を解消することにより第１レーザー距離計をトロリ線の適切な測定位置に追随させる制御を行うことを特徴とするトロリ線の高さ，偏位測定装置。
【請求項３】
前記トロリ線の上方に位置する補助吊架線又は吊架線のいずれかに向けてレーザーを照射し反射光を受けて測定位置の補助吊架線又は吊架線の高さを測定する第３レーザー距離計と、
この第３レーザー距離計が固定され、前記第１電動スライダに結合される第２スライドガイド上を往復移動し、トロリ線に追従しながら、第３レーザー距離計のレーザーを延線直交方向に走査する第２電動スライダとを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載のトロリ線の高さ，偏位測定装置。
【請求項４】
上方に向けてレーザーを照射し反射光を受けて可動ブラケットを検出することにより電車線の支柱の位置を検出するレーザー光電スイッチを具備することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のトロリ線の高さ，偏位測定装置。
【請求項５】
前記第１レーザー距離計の可動範囲を規制するリミットスイッチを具備することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のトロリ線の高さ，偏位測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トロリ線の高さや偏位を測定するための測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電車線路のトロリ線は、レール面中心から横方向の偏位が規定値以内になければならず、従来、所定の測定位置で、レール面上からトロリ線までの距離をレーザー距離センサを用いて、非接触により連続して測定し、レール面上からトロリ線までの距離が最小となる測定値を高さとし、この測定値を示した位置とレール間中心位置からのずれを偏位としている測定器がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平06-281417号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の測定器においては、トロリ線上の特定した固定位置での測定となるので、延線方向の測定間隔を粗く設定せざるを得ないし、測定位置の特定を作業者の認識に頼らざるを得ず、測定位置の確定精度に難があり、トロリ線の状態を把握するのに不十分である。一方、トロリ線上の測定位置を基準点からの距離として逐一測定することとすれば、測定器を設置する測定箇所を多く取ることになり作業時間がかかり過ぎて現実的でない。さらに、従来の測定器では、トロリ線より上方に位置する吊架線や補助吊架線の高さを測定できない。
そこで本発明は、ジグザグ変位するトロリ線に追従してその高さや偏位を延線方向へ比較的連続的に精度高く簡易に測定し、さらに並行する吊架線や補助吊架線の高さをも測定できるトロリ線の高さ測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のトロリ線の高さ測定装置は、電車線路のレールＲ上を転動自在の車輪２ａを備えた台車２上に、横方向に往復移動可能なモータ駆動の第１電動スライダ４を設け、この第１電動スライダ４に第１レーザー距離計６ａを固定し、トロリ線Ｔに向けてレーザーを照射し反射光を受けて測定位置のトロリ線の最下部の高さを測定させる。第１電動スライダ４には、第１レーザー距離計６ａの延線方向前後両側位置に第２レーザー距離計６ｂ，６ｃを固定し、第１レーザー距離計６ａと互いに異なるトロリ線Ｔの側部の高さを測定させる。台車２には、基準位置からの距離データを得るために車軸に連動する第１ロータリーエンコーダ１４を設ける。第１電動スライダ４の駆動モータには、第１電動スライダの偏位データを取得するための第２ロータリーエンコーダを連動させる。距離データに対応する各種測定データの取得処理及び前記各レーザー距離計の測定データに基づく追従制御を行うシーケンサ１５を台車２上に設ける。シーケンサ１５は、第１レーザー距離計６ａのレーザー照射位置がトロリ線Ｔの中央最下端の適正位置を外れることにより、一方の第２レーザー距離計６ｂ（６ｃ）のレーザーがトロリ線Ｔから外れて測定データを未取得であるロスト事象が生じたら、第２レーザー距離計６ｂ（６ｃ）のレーザーをトロリ線に照射可能な位置に移動させるように第１電動スライダ４を駆動し、ロスト事象を解消することにより第１レーザー距離計６ａをトロリ線Ｔの適切な測定位置に追随させる制御を行う。
またシーケンサ１５は、第１レーザー距離計６ａのレーザー照射位置がトロリ線Ｔの適正位置を外れることにより、第１レーザー距離計６ａと第２レーザー距離計６ｂ，６ｃとの測定値の差が所定値を超えるエラー事象が生じたら、第１レーザー距離計６ａのレーザーをトロリ線Ｔの適正位置に照射するように、第１電動スライダ４を駆動し、エラー状態を解消することにより第１レーザー距離計６ａをトロリ線Ｔの適切な測定位置に追随させる制御を行う。
第１電動スライダ４に第２スライドガイド１１を結合し、第３レーザー距離計１０を固定した第２電動スライダ９を第２スライドガイド１１上に往復移動させ、トロリ線Ｔに追従しながら、第３レーザー距離計のレーザーを延線直交方向に走査することにより補助吊架線Ａ又は吊架線Ｍの高さを測定する。
上方に向けてレーザーを照射し反射光を受けて可動ブラケットを検出することにより電車線の支柱の位置を検出するレーザー光電スイッチ１３を台車２に設ける。
第１電動スライダ４の可動範囲を規制するリミットスイッチ７を設ける。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、レール上でレーザー距離計がトロリ線のジクザグ偏位に自動的に追従するので、トロリ線へのレーザー距離計の位置合わせ作業を省くことができるし、測定作業の自動化により、トロリ線の高さ，偏位の測定を比較的連続して精度高く簡単に誰でも行うことができ、取得した測定データからトロリ線の状態を正確に把握することができる。
吊架線又は補助吊架線用の第３レーザー距離計を設ければ、トロリ線と共にこれらの高さを比較的連続して精度高く簡易に測定することができ、電車線の状態をより正確に把握することができる。
可動ブラケットを検出するレーザー光電スイッチを設けることにより電車線の支柱の位置を検出することができ、電車線の測定対象部のより正確な位置情報を得ることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係るトロリ線の高さ，偏位測定装置の正面図である。
【図２】図１のトロリ線の高さ，偏位測定装置の側面図である。
【図３】図１のトロリ線の高さ，偏位測定装置の平面図である。
【図４】図１のトロリ線の高さ，偏位測定装置の測定状態の概略的正面図である。
【図５】レーザースポットを示すトロリ線の底面図である。
【図６】レーザースポットを示すトロリ線の正面図である。
【図７】ロスト事象に対応時の追従制御のタイミングチャートである。
【図８】第１レーザー距離計による測定結果の一例を示すグラフである。
【図９】追従ユニットによる測定結果の一例を示すグラフである。
【図１０】第３レーザー距離計による測定結果の一例を示すグラフである。
【図１１】他の実施形態におけるエラー事象に対応時の追従制御のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を参照して本発明の実施の一形態を説明する。
図１ないし図３において、測定装置１は、鉄道線路のレールＲ上を転動可能な車輪２ａを備えた手押し式の台車２を備える。台車２には、測定開始の基準位置から異なる測定時点の位置情報を得るために車軸に連動する第１ロータリーエンコーダ１４を備えている。
【０００９】
この台車２上には、トロリ線追従ユニット３を搭載している。トロリ線追従ユニット３は、延線直交方向に移動可能な第１電動スライダ４と、この第１電動スライダ４上に固定された第１レーザー距離計６ａと、その延線方向に両側に並んで第１電動スライダ４上に固定された二つの第２レーザー距離計６ｂ，６ｃとを具備する。第１電動スライダ４は、台車２上に延線直交方向に直線状に敷設された第１スライドガイド５上を移動可能に構成される。第１スライドガイド５は、台車２上に延線直交方向に固定された長尺ケース内に回転自在に長手方向に支持された図示しないボールねじを第２ロータリーエンコーダ付きのステッピングモータにより回転駆動するように構成される。第１電動スライダ４は、第１スライドガイド５のボールねじに螺合して、モータの駆動制御によるボールねじの回転により第１スライドガイド５上を移動制御される。第１スライドガイド５の両端部所定位置には、第１電動スライダ４の可動域を規制するリミットスイッチ７がそれぞれ固定される。第１電動スライダ４の追従制御の基礎となるトロリ線Ｔの偏位データは、ボールねじを駆動するステッピングモータの第２ロータリーエンコーダからパルス信号を受けて後述のシーケンサ１５によりカウントし演算処理して取得される。三つのレーザー距離計６ａ，６ｂ，６ｃは、図４に示すように、鉛直上方に向けてレーザーを照射し反射光を受光することにより電車線の高さを測定する。第１レーザー距離計６ａはトロリ線Ｔの高さを測定するもので、第２レーザー距離計６ｂ，６ｃはトロリ線Ｔに第１電動スライダ４を追従させる第１スライドガイド５のボールねじを駆動するトリガの発信条件となる事象を発現する。
【００１０】
台車２上には、トロリ線追従ユニット３の後方に隣接して吊架線Ｍ及び補助吊架線Ａの高さを測定するための測定ユニット８が設けられる。この測定ユニット８は、延線直交方向に移動可能な第２電動スライダ９と、この第２電動スライダ９上に固定された第３レーザー距離計１０とを具備する。第２電動スライダ９は、第１電動スライダ４に結合板１１ａで結合された延線直交方向に直線状に延びる第２スライドガイド１１上を移動可能に構成される。第２スライドガイド１１は、延線直交方向の長尺ケース内に回転自在に長手方向に支持された図示しないボールねじをステッピングモータにより回転駆動するように構成される。第２電動スライダ９は、第２スライドガイド１１のボールねじに螺合して、モータの駆動制御によるボールねじの回転により第２スライドガイド１１上を等速で往復移動制御される。第２スライドガイド１１は、台車２上に第１スライドガイド５と平行に敷設された従動ガイドレール１２に係合してガイドされ第１電動スライダ４と一体的に連動する。第３レーザー距離計１０は、トロリ線Ｔに妨げられることなくその上方に位置する吊架線Ｍ及び補助吊架線Ａにレーザーを照射するために、第１，第２レーザー距離計６ａ，６ｂ，６ｃから延線直交方向に離れて配置される。また、第３レーザー距離計１０は、第２電動スライダ９上に固定されてこれと一体に往復移動するのでレーザーを走査して吊架線Ｍ又は補助吊架線Ａに照射する。
【００１１】
台車２上の前端両側部には、上方にレーザーを照射し反射光を受光することにより電車線を支持する可動ブラケット等の付随金具類を検出して支柱位置を特定するためのレーザー光電スイッチ１３がそれぞれ固定される。
【００１２】
台車２の後部には、筐体に内蔵されたシーケンサ１５を備える。シーケンサ１５は、第１ロータリーエンコーダ１４の出力パルスをカウントして測定開始位置からの距離データ及びこれに紐付けされた各種測定データを取得制御したり、第２レーザー距離計６ｂ，６ｃのデータを受けて第１レーザー距離計６ａをトロリ線Ｔに追従制御したり、第１電動スライダ４の第２ロータリーエンコーダの出力パルスをカウントしてトロリ線Ｔのジグザグ偏位の偏位データを取得制御したり、図示しない付設の記録媒体へのデータ記録制御を行う。
【００１３】
この測定装置１においては、電車線路のレール上に台車２を載せ置き、予め第１レーザー距離計６ａを適正な測定位置に調整しておき、台車２を押してレールＲ上を移動させながら、トロリ線Ｔの高さ、偏位、吊架線Ｍ及び補助吊架線Ａの高さを測定していく。シーケンサ１５は、車軸に連動する第１ロータリーエンコーダ１４のパルス出力をカウントして測定開始時の基準位置から台車２が移動した距離を演算し、位置データとして取得する。第１，第２レーザー距離計６ａ，６ｂ，６ｃは、トロリ線Ｔにレーザーを連続して照射し、トロリ線Ｔの高さの測定データを間欠的にシーケンサ１５に出力する。同時にシーケンサ１５は、第１電動スライダ４の第２ロータリーエンコーダのパルス出力をカウントして測定開始時の基準位置から第１電動スライダ４の偏位を演算し、トロリ線Ｔの偏位の測定データとして取得する。位置情報に基づきトロリ線Ｔの偏位を演算し測定データを取得する。また、第３レーザー距離計１０は、第２電動スライダ９の往復動によりレーザーを連続的に走査し、吊架線Ｍ及び補助吊架線Ａへのレーザーの間欠的な照射によりこれらの高さを測定し、シーケンサ１５がこれを受けて、レーザーの傾斜分を考慮した演算処理により測定データを取得する。
【００１４】
図５，図６（Ａ）に示すように、第１レーザー距離計６ａのレーザースポットＬａがトロリ線Ｔの中央の最下部に、第２レーザー距離計６ｂ，６ｃのレーザースポットＬｂ，ＬｃがレーザースポットＬａの前後位置の互いに異なる側部に位置していれば、第１レーザー距離計６ａがトロリ線の真下にありトロリ線Ｔの高さを適正に測定する。図６（Ｂ）に示すように、レーザースポットＬｂ又はＬｃがトロリ線Ｔから外れると、第１レーザー距離計６ａがトロリ線の真下から外れ、トロリ線Ｔの高さが不正確になる。このとき、図７に示すように、第２レーザー距離計６ｂ（６ｃ）から所定時間間隔で送信されていた測定データが出力されないロスト事象が発生するので、シーケンサ１４の制御により測定データが出力されないことを確認するための所定のウエイトタイム経過後に第１電動スライダ４を駆動して、第２レーザー距離計６ｂ（６ｃ）の測定データの出力を受けるまで、第１，第２レーザー距離計６ａ，６ｂ，６ｃを移動させる。この結果、トロリ線追従ユニット３は、第１レーザー距離計６ａは、適切な測定位置に位置決めされるようにトロリ線Ｔのジグザグ偏位に追従する。なお図７中、本実施形態において第１，第２レーザー距離計６ａ，６ｂ，６ｃからの測定データの送信時間間隔を０．０５秒とし、また第１電動スライダ４の駆動タイミングとなるウエイトタイムを０．１０〜０．２５秒程度としたが、適用するレーザー距離計の性能に応じて適宜設定を変更する。
以上により測定装置１は、トロリ線Ｔ、補助吊架線Ａ及び吊架線Ｍの高さを延線方向に密に測定でき、測定データに基づいて例えば図８に示すように電車線の架線位置を明確に表すグラフにすることができる。
【００１５】
他の実施形態について図６を参照して説明する。
同図（Ａ）に示すように、トロリ線Ｔの中央の最下部に第１レーザー距離計６ａのレーザースポットＬａが、第２レーザー距離計６ｂ，６ｃのレーザースポットＬｂ，Ｌｃが互いに異なる側部にレーザースポットＬａからほぼ等間隔に位置すれば、Ｌａに対するＬｂ，Ｌｃの高低差Ｈｂ−Ｈａ，Ｈｃ−Ｈａがほぼ等しく適正な測定位置となる。同図（Ｃ）に示すように、第１レーザー距離計６ａのレーザースポットＬａがトロリ線Ｔの中央位置から外れると、Ｌａに対するＬｂ，Ｌｃの高低差Ｈｂ−Ｈａ，Ｈｃ−Ｈａが相違する。そこで、シーケンサ１５は、図１１に示すように、高低差Ｈｂ−Ｈａ，Ｈｃ−Ｈａを演算して、いずれか一方が一定の許容範囲（例えば標準のトロリ線の径を考慮した１０ｍｍ）より大きくなるエラー事象が発生したら、第１電動スライダ４を駆動制御して、高低差Ｈｂ−Ｈａ，Ｈｃ−Ｈａが許容範囲になるまで、第１，第２レーザー距離計６ａ，６ｂ，６ｃを移動させる。この結果、第１レーザー距離計６ａは、適切な測定位置に位置決めされるようにトロリ線Ｔのジグザグ偏位に追従する。なお図１１中、本実施形態において第１，第２レーザー距離計６ａ，６ｂ，６ｃからの測定データの送信時間間隔を０．０５秒としたが、適用するレーザー距離計の性能に応じて適宜設定を変更する。
【００１６】
なお、トロリ線Ｔの真上にコネクタなどの金具や吊架線が位置する場合に、これらにレーザーが照射されてレーザースポットＬｂ，Ｌｃがあらわれる場合にも、先と同様に、レーザースポットＬａに対するＬｂ，Ｌｃ位置の高低差Ｈｂ−Ｈａ，Ｈｃ−Ｈａが許容範囲を超えるので、この状態もエラー事象と取り扱い、追従ユニット３により、第１，第２レーザー距離計６ａ，６ｂ，６ｃの追従動作を行うように制御してもよい。
【００１７】
また、トロリ線Ｔに付加されている金具類に第１レーザー距離計６ａのレーザーが照射されたら、トロリ線高さの測定値が急変するので、所定値（例えばトロリ線の径を考慮した±１６ｍｍ）を越えた場合に測定異常とみなし警告を発するようにしてもよい。
【００１８】
さらに、ロスト事象、エラー事象又は測定異常が生じたときに、第１レーザー距離計６ａを適正な測定位置へ復帰させるための復帰モードとして、記録媒体への記録の中断や第１ロータリーエンコーダ１４の出力パルスのカウントやトロリ線の偏位の基準位置の変更調整を行うようにシーケンサ１５で制御することとしてもよい。
【符号の説明】
【００１９】
１    測定装置
２    台車
２ａ  車輪
３    トロリ線追従ユニット
４    第１電動スライダ
５    第１スライドガイド
６ａ  第１レーザー距離計
６ｂ  第２レーザー距離計
６ｃ  第２レーザー距離計
７    リミットスイッチ
８    測定ユニット
９    第２電動スライダ
１０    第３レーザー距離計
１１    第２スライドガイド
１１ａ  結合板
１２    従動ガイドレール
１３    レーザー光電スイッチ
１４    第１ロータリーエンコーダ
１５    シーケンサ
Ｒ    レール
Ｔ    トロリ線
Ｍ    吊架線
Ａ    補助吊架線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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