Устройство для измерения габаритных расстояний на железной дороге

Полезная модель относится к средствам дистанционного измерения на железной дороге, в частности к измерительным устройствам для измерения параметров габаритов железнодорожной инфраструктуры и пассажирских обустройств, располагаемых вблизи железнодорожных путей. Может быть использована при техническом обслуживании инженерных сооружений и устройств, при измерении геометрических параметров, проверке и их регулировке, при аварийно-восстановительных работах и строительстве.
Известен путеизмерительный шаблон с измерительной кареткой по патенту РФ на полезную модель №186438, Е01В 35/02, 2019, который относится к группе перемещаемых нестационарных изделий, не работающих в движении и предназначенных для манипулирования и перемещения людьми. Устройство содержит линейный корпус, на котором смонтированы неподвижный угловой упор и подвижный угловой упор. Упоры смонтированы на противоположных концах корпуса, электрически изолированы от него и при эксплуатации упираются в рельсы с их внутренней стороны. На корпусе установлена удлиненная измерительная каретка, выполненная с возможностью перемещения по направляющим вдоль корпуса. Измерительная каретка содержит кнопку включения/выключения рабочего состояния измерительной каретки и индикатор отображения меню возможных операций и результатов измерений. Индикатор представляет собой дисплей. Между направляющими корпуса путеизмерительного шаблона закреплена магнитная измерительная лента, а внутри корпуса измерительной каретки расположена магнитная считывающая головка, причем сочетание магнитной измерительной ленты и магнитной считывающей головки представляет собой электронный датчик линейного перемещения. Аналогичными электронными датчиками линейного перемещения отдельно оборудованы перемещаемые перпендикулярно корпусу угловой шток и шток с дисковым наконечником. Измерительная каретка выполнена удлиненной для обеспечения возможности перемещения вдоль корпуса не только в пределах железнодорожной колеи, но и за ее пределами, т.е. с возможностью перемещения по направляющим таким образом, чтобы шток с дисковым наконечником измерительной каретки выступал за пределы корпуса. Недостатком является сложность определения расстояния от середины межрельсового расстояния, т.е. от оси пути до объектов железнодорожной инфраструктуры.
Известен патент Китая на полезную модель CN 201104220, G01B 11/14, 2008, описывающий портативное оптическое устройство для измерения параметров электрифицированной железной дороги. Устройство может располагаться на двух рельсах, снабжено линейной скользящей направляющей и корпусом оптического измерительного блока. Измерительный блок снабжен блоком излучения видимого света, лазерным дальномером, операционным блоком, блоком вывода измерительного сигнала. Недостатком является сложность при проведении измерений, связанная с необходимостью перенастройки лазерного датчика расстояния для измерений в горизонтальном и вертикальном направлении, сложность установки измерителя по центру между рельсами для определения габаритных размеров до объектов инфраструктуры в соответствии с требованием нормативных документов, сложность учета угла наклона опорной направляющей конструкции. Кроме того, большой вес и большая длина оптического измерителя усложняют его установку на месте измерения, его снятие и перенос в другую точку проведения измерений.
Известно устройство для определения пространственных параметров объектов инфраструктуры железной дороги по патенту на полезную модель №116862, Е01В 35/00, 2012. Устройство содержит ходовую тележку со штангой, с опорными и измерительными колесами. На штанге установлен блок пространственной ориентации, представляющий собой гироскопическую систему и включающий контроллер, связанный с управляющим компьютером. Устройство снабжено спутниковой системой позиционирования, связанной с управляющим компьютером, и установленными на раме ходовой тележки лазерными сканирующими головками, связанными с управляющим компьютером. Лазерные сканирующие головки установлены с наклоном относительно вертикальной оси, а их горизонтальные оси ориентированы под углом друг к другу и относительно оси направления движения. Недостатком является сложность устройства, сложность его применения, связанная с необходимостью сложной передачи информации от системы позиционирования приемнику, установленному на базовой станции, которая устанавливается на репере Государственной геодезической сети или любом другом пункте обработки. Кроме того, сложность использования обусловлена необходимостью пересчета координат в государственную или условную систему координат, с большими габаритами и весом устройства.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбрано путеизмерительное устройство по патенту РФ на полезную модель №179328, B61K 9/08, 2018. Устройство выполнено в виде рельсовой съемной тележки, которая содержит полую раму. На раме установлены опорные колеса, при этом одна из пар колес закреплена на подпружиненной телескопической вилке. Рельсовая съемная тележка содержит также программно-аналитический блок, снабженный жидкокристаллическим экраном и клавиатурой. Блок цифровой обработки данных и синхронизации может быть размещен как на полой раме, так и внутри нее. Программный блок размещен на полой раме и выполнен в виде персонального компьютера. На полой раме размещены узел позиционирования, узел пространственного сканирования, узел отметки пикетов и явлений. Узел позиционирования может быть выполнен, например, в виде приемника ГЛОНАСС/GPS. Узел пространственного сканирования выполнен преимущественно в виде сканирующего лазерного излучателя со светочувствительным приемным элементом, например, инфракрасного диапазона. Недостатком является сложность измерительного устройства, сложность его применения для определения расстояния до объектов, располагаемых вблизи железнодорожных путей. Сложность его применения связана с большими габаритами и весом устройства, со сложностью его транспортировки к местам проведения измерений, с необходимостью применения электропитания от аккумуляторной батареи для передвижения рельсовой съемной тележки, со сложностью сопоставления и обработки результатов измерений узла пространственного сканирования и узла позиционирования при выявлении опасных отклонений параметров объектов железнодорожной инфраструктуры от норм.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение удобства использования устройства для измерения габаритных расстояний на железной дороге за счет упрощения его конструкции.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для измерения габаритных расстояний на железной дороге, содержащем линейную раму с концевыми опорами для установки рамы на рельсах, одна из опор выполнена с подпружиненным установочным элементом, на раме закреплен держатель для установки импульсного измерительного прибора, согласно полезной модели рама выполнена полой, разборной с возможностью фиксации одной ее части в другой, держатель шарнирно установлен на оси в центре рамы и снабжен фиксатором угла наклона, концевые опоры выполнены в виде угловых накладок, подпружиненный установочный элемент выполнен в виде упора, размещенного в коробчатой направляющей, установленной внутри полой рамы.
Технический результат обеспечивается тем, что устройство выполнено разборным, переносным, облегченным. Выполнение рамы полой дает возможность вставлять одну ее часть в другую и фиксировать части в этом положении. Фиксация частей может осуществляться, например, с помощью подпружиненных шариков на поверхности, вставляемой внутрь части. Выполнение рамы разборной позволяет компактно размещать ее части в транспортировочном чехле и вручную переносить устройство с одного места измерения на другое без задействования привода и аккумулятора для него. Закрепление держателя измерительного прибора заведомо по центру рамы позволяет быстро устанавливать измерительный прибор, в качестве которого используют лазерный дальномер, в центре межрельсового расстояния. От центра межрельсового расстояния проводят измерения параметров габаритов железнодорожной инфраструктуры и пассажирских обустройств, согласно действующим нормам. Шарнирная установка держателя измерительного прибора на оси позволяет регулировать угол наклона держателя с размещенным в нем прибором. Позволяет направлять лазерный луч непосредственно на объект для определения его параметров. Возможность закрепления держателя под необходимым углом с помощью фиксатора упрощает процедуру лазерного измерения расстояния. Выполнение концевых опор полой рамы в виде угловых накладок позволяет быстро, легко и надежно разместить измерительное устройство на месте измерения с опорой на верхнюю и внутреннюю боковую поверхность каждого рельса. Подпружиненный установочный элемент, необходимый для компенсации некоторого расширения железнодорожной колеи, например на криволинейном участке пути, выполнен в виде концевого подпружиненного упора. Данный упор установлен в торце полой рамы со стороны одной из концевых опор. С его помощью без дополнительных операций обеспечивают плотное прижатие опор к внутренним боковым поверхностям рельсов за счет пружины. Компактное размещение пружины концевого упора в коробчатой направляющей, находящейся внутри полой рамы, уменьшает габариты устройства по сравнению с аналогами. Кроме того, предотвращает люфт при движении подпружиненного упора. Все это способствует удобству эксплуатации измерительного устройства.
На фигуре 1 представлен общий вид устройства для измерения расстояния на железной дороге.
На фигуре 2 представлен общий вид устройства для измерения расстояния на железной дороге в разобранном виде.
На фигуре 3 представлен боковой вид устройства для измерения расстояния на железной дороге с различными углами наклона держателя.
На фигуре 4 представлен общий вид концевой опоры с подпружиненным упором.
На фигуре 5 представлен разрез концевой опоры с подпружиненным упором.
На фигуре 6 представлено устройство для измерения расстояния на железной дороге, установленное на рельсах.
Устройство для измерения габаритных расстояний на железной дороге, воплощенное на практике в изделии «МИГ» - Мобильном измерителе габаритов, содержит металлическую линейную раму 1 с концевыми опорами 2 и 3, которые выполнены в виде угловых накладок на рельсы. Концевые опоры 2 и 3 установлены на диэлектрические основы, например, из фторопласта (Ф-1), контактирующие с поверхностью рельсов. Рама 1 выполнена составной, разборной из двух частей 4 и 5. По центру линейной рамы 1 на оси 6 установлен держатель 7 коробчатой формы. Держатель 7 закреплен на поворотном элементе, в боковой стороне которого в дуговой прорези  установлен фиксатор угла наклона 8 держателя 7. Концевая опора 3 выполнена с подпружиненным упором 9, установленным в направляющей 10, размещенной внутри полой рамы 1 на ее конце. Упор 9 содержит пружину 11, свободный конец упора 9 выведен в отверстие боковой стороны опоры 3.
Устройство для измерения расстояния на железной дороге работает следующим образом. Собирают части 4 и 5 линейной рамы 1 в единую конструкцию. Устанавливают устройство в месте проведения измерений необходимых габаритов железнодорожной инфраструктуры, например железнодорожной платформы. Размещают концевые опоры 2 и 3 на противоположных рельсах пути с опорой на верхнюю и внутреннюю поверхность головки каждого рельса. При этом линейная опора располагается между рельсами, перпендикулярно их внутренним боковым сторонам. Ось 6 держателя 7 измерительного прибора располагается посередине длины рамы 1. В держатель 7 устанавливают цифровой лазерный измеритель, например, марки Bosch GLM 120 C, Leica Disto S910 и др. Видоискатель лазерного дальномера направляют в сторону измерительных целей, фиксируют угол наклона держателя 7 с помощью фиксатора 8. Включают мобильное приложение, например, «Альфа Софт» на телефоне для проведения замеров, обработки результатов измерений, передачи информации, управления измерениями. Длина рамы 1 соответствует ширине межрельсового расстояния, минимальный размер которого составляет 1505 мм. В случае, когда расстояние между рельсами превышает длину рамы 1, например на криволинейном участке пути, в боковую поверхность одного из рельсов упирается подпружиненный упор 9. По величине выступания упора 9 определяют смещение держателя 7 от центра рамы 1 и вводят это значение в настройки измерительного прибора. На панели прибора из списка доступных объектов измерений выбирают необходимые для данного участка пути. Проводят точную локацию для привязки измерений к выбранному объекту. С помощью лазерного измерителя производят замеры габаритов приближения предельных внешних очертаний стационарных сооружений на железной дороге к подвижному составу. Производят одновременное измерение высоты и длины до инженерных сооружений, располагаемых вблизи ж/д путей выше уровня головки рельсов. Горизонтальные измерения производят от оси пути, которой является вертикальная линия, проходящая внутри колеи посередине между гранями головок рельсов. Вертикальные измерения производят от уровня верха головки внутреннего рельса. Все измерения проводят в соответствии с принятой теорией расчета параметров габаритов приближений по действующему ГОСТу. В ходе измерений горизонтальных и вертикальных расстояний до объектов железнодорожной инфраструктуры могут быть определены следующие параметры габаритов:
- расстояние до точки измерения платформы,
- высота до точки измерения платформы,
- высота до точки измерения торцевого ограждения платформы,
- расстояние до точки измерения торцевого ограждения платформы
- высота до точки измерения навеса платформы,
- расстояние до точки измерения навеса платформы,
- расстояние до точки измерения мостового перехода и т.д.
Обработку результатов измерений, передачу данных, составление отчетов об измерениях производят с помощью мобильного приложения, связанного с измерительным прибором. Вычисления производят с помощью программного обеспечения на основе значений измеренных расстояний и зафиксированного угла наклона держателя. По завершении измерений устройство разбирают и в транспортировочном чехле переносят в следующую точку измерений. С помощью заявляемого устройства, реализованного в приборе «МИГ» - мобильном измерителе габаритов из одной точки возможно измерение расстояния до разных объектов, таких как платформы, навесы, мостовые переходы, мачты освещения и т.д. При этом производят автоматическую фотофиксацию измерений, коррекцию по точке отсчёта измерения - оси пути или головки рельса. При одном измерении до выбранной цели прибор выдаёт несколько параметров габаритов, которые передаются в мобильное приложение и на серверную платформу, где регистрируют данные измерений по объектам, географии расположения объектов, дате и времени выполненных работ.
За счет оптимальной конструкции устройства сокращается количество специалистов при проведении измерительных работ, повышается скорость измерений, повышается безопасность проведения измерений и оперативность контроля состояния инфраструктуры пассажирских обустройств. Повышается эффективность работ по контролю за объектами пассажирских обустройств, по техническому обслуживанию и ремонту. Кроме того, происходит объективная оценка качества эксплуатации объектов пассажирских обустройств при проведении инспекции данных объектов.
Таким образом, полезная модель позволяет повысить удобство использования устройства для измерения габаритных расстояний на железной дороге за счет упрощения его конструкции.