JPH0543247B2 - - Google Patents
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- JPH0543247B2 JPH0543247B2 JP803987A JP803987A JPH0543247B2 JP H0543247 B2 JPH0543247 B2 JP H0543247B2 JP 803987 A JP803987 A JP 803987A JP 803987 A JP803987 A JP 803987A JP H0543247 B2 JPH0543247 B2 JP H0543247B2
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- rail
- rail tread
- height
- laser beam
- measuring device
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、レール踏面の摩耗による微小な凹
凸形状を測定する、レール踏面凹凸測定装置に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a rail tread surface unevenness measuring device that measures minute irregularities caused by wear on a rail tread surface.
[従来の技術]
鉄道線路を形成するレールは、絶えざる列車の
通過により漸次平均的に摩耗するものであるが、
ロングレールのレール溶接部におけるレールの変
形や摩耗による微小凹凸などのレールの上部表面
(以下レール踏面という)の凹凸が発生し、これ
が車両の輪重の変動や騒音の発生に影響すること
が明らかになつている。そこでこのようなレール
踏面の凹凸を測定し、必要によりレール踏面の削
正作業などがおこなわれている。レール踏面の凹
凸の測定は長さ2m程度の範囲で、十ミクロン程
度の凹凸測定の分解能が必要である。[Prior Art] The rails that make up railway tracks are subject to gradual and average wear due to the constant passage of trains.
It is clear that irregularities occur on the upper surface of the rail (hereinafter referred to as the rail tread), such as minute irregularities due to deformation and wear of the rail at the rail welds of long rails, and that this affects wheel load fluctuations and noise generation of vehicles. It's getting old. Therefore, the unevenness of the rail tread is measured and, if necessary, the rail tread is ground. Measuring the unevenness of the rail tread requires a resolution of about 10 microns over a length of about 2 m.
従来、レール踏面の凹凸を測定する機器とし
て、第4図にしめすレール踏面測定器40があ
る。図aにおいて、基準梁41は長さ1〜2mの
鋼鉄製で、その両端に設けた取付具42によりレ
ール1に取り付けられる。基準梁41には図bに
示す検出器43が摺動可能に取り付けられ、手動
によりこれを移動すると、レールの凹凸に応じて
検出ローラ44が上下して記録針45によりロー
ル紙46に凹凸の曲線が記録されるのである。 Conventionally, there is a rail tread measuring device 40 shown in FIG. 4 as a device for measuring the unevenness of a rail tread. In Figure a, the reference beam 41 is made of steel and has a length of 1 to 2 m, and is attached to the rail 1 by means of fixtures 42 provided at both ends thereof. A detector 43 shown in FIG. The curve is recorded.
このような機械式の測定器は、検出ローラの精
度、基準梁の撓みや変形による誤差の把握や補正
が難しく、また長い梁が必要で重い上、手動のた
め取り扱いが不便なことなどが欠点である。 Disadvantages of such mechanical measuring instruments include the accuracy of the detection roller, the difficulty in understanding and correcting errors caused by deflection and deformation of the reference beam, the need for a long beam, which is heavy, and manual handling, which is inconvenient. It is.
[発明の目的]
この発明は従来の機械式のレール踏面測定器に
代わり、所定精度を向上するため検出方法をエレ
クトロニクス化し、また取り扱いを便利とするた
めに、移動方法としてモータによる自走式の測定
装置を提供することを目的とするものである。[Purpose of the Invention] This invention replaces the conventional mechanical rail tread measuring device by using an electronic detection method to improve the predetermined accuracy, and by using a self-propelled motor-based moving method to make handling convenient. The purpose is to provide a measuring device.
[問題点を解決するための手段]
この発明では、従来の梁に代わつてレーザビー
ムを基準線に使用する。これにより撓みや変形に
よる誤差がなくまた軽量となる。[Means for Solving the Problems] In the present invention, a laser beam is used as a reference line instead of a conventional beam. This eliminates errors due to bending or deformation, and it is also lightweight.
次に凹凸の検出には、静電容量の変化により間
隔を測定する、ギヤツプセンサと称する検出器を
使用する。このギヤツプセンサはモータ駆動によ
る自走式の車体にとりつける。測定中、移動ない
し走行により車体に振動を伴うことが起こり、ギ
ヤツプセンサの位置がレールに対して変位し誤差
の原因となる。これに対しては上記のレーザビー
ムによる基準線を参照して補正し、レール踏面の
真の凹凸を精度よく測定するものである。 Next, to detect irregularities, a detector called a gap sensor is used, which measures the spacing by changes in capacitance. This gap sensor is attached to the body of a motor-driven self-propelled vehicle. During measurement, vibrations may occur in the vehicle body due to movement or running, and the position of the gap sensor may be displaced with respect to the rail, causing errors. This is corrected by referring to the reference line created by the laser beam, and the true unevenness of the rail tread is accurately measured.
測定データのレール踏面の位置との対応をとる
ために、車軸にエンコーダを直結して回転角度を
計り、これより移動距離を求めるものである。 In order to correlate the measured data with the position of the rail tread, an encoder is directly connected to the axle to measure the rotation angle, and from this the distance traveled is determined.
以上によりえられた各データはマイクロコンピ
ユータより処理されて、記録器により記録され
る。 Each data obtained in the above manner is processed by a microcomputer and recorded by a recorder.
[実施例]
第1図a,bはこの発明によるレール踏面測定
装置の検出器を搭載した検出車体8の構造図で、
図aはレールに直角方向の断面図、図bは平面図
である。車体は2軸4輪で、モータ5の回転力は
ギヤ6を介して駆動車輪3に伝えられ自走する。
車体がレール1から外れず安定に測定できるよう
に、ガイドローラ7を用いて、車体を支持してい
る。移動距離の測定のためロータリーエンコーダ
9が走行車輪4の車軸に適当なギアを介して取り
付けられている。[Example] Figures 1a and 1b are structural diagrams of a detection vehicle body 8 equipped with a detector of a rail tread measuring device according to the present invention.
Figure a is a sectional view taken in a direction perpendicular to the rail, and Figure b is a plan view. The vehicle body has two axes and four wheels, and the rotational force of the motor 5 is transmitted to the driving wheels 3 via the gear 6, so that the vehicle can run on its own.
Guide rollers 7 are used to support the vehicle body so that the vehicle body does not come off the rails 1 and can be measured stably. A rotary encoder 9 is attached to the axle of the running wheel 4 via a suitable gear to measure the distance traveled.
2個の台車枠2を連結する床板2aの中央にギ
ヤツプセンサ10が固定され、その下面とレール
踏面の間隔が測定される。その精度はミクロンオ
ーダである。図bに示すように、イメージセンサ
11が次に述べる基準部20よりの基準レーザビ
ーム24を受光する位置に設けられる。 A gap sensor 10 is fixed to the center of a floor plate 2a connecting two bogie frames 2, and measures the distance between its lower surface and the rail tread surface. Its accuracy is on the order of microns. As shown in FIG. b, the image sensor 11 is provided at a position where it receives a reference laser beam 24 from a reference section 20, which will be described below.
第2図はこの発明によるレール踏面凹凸測定装
置における検出車体8と基準設定部20をレール
1に装着した状態を示すもので、基準設定部20
は測定すべきレール1の1端に着脱自在に固定さ
れる。基準設定部20においては、レーザ質21
のレーザビームを、コンメートレンズ22により
平行なビームとし、さらにスリツト23によつて
細くし、基準レーザビーム24とする。この場合
重要な点は、基準レーザビーム24とレール1と
が正しく平行におかれることで、これはイメージ
センサ11により調整されるものである。 FIG. 2 shows a state in which the detection vehicle body 8 and the reference setting section 20 in the rail tread surface unevenness measuring device according to the present invention are attached to the rail 1.
is detachably fixed to one end of the rail 1 to be measured. In the standard setting section 20, the laser quality 21
The laser beam is made into a parallel beam by a commutating lens 22, and further narrowed by a slit 23, and is used as a reference laser beam 24. What is important in this case is that the reference laser beam 24 and the rail 1 are correctly aligned in parallel, which is adjusted by the image sensor 11.
第3図は検出車体8と検出データの処理を行う
信号処理部30などのブロツク構成図を示す。 FIG. 3 shows a block diagram of the detected vehicle body 8, a signal processing section 30, etc. that processes detected data.
ギヤツプセンサ10の出力信号はA/D変換器
32によりデジタル化され、またイメージセンサ
11の出力信号は増幅器12によりレベルが調整
され、それぞれマイクロコンピユータ31に入力
する。ここでこれらの信号より、ギヤツプセンサ
10とレール踏面の間隔のデータと、基準レーザ
ビーム24に対する車体位置の変動のデータがも
とめられ、後者により前者の補正が行われる。す
なわち、これらの差分が真のレール踏面の凹凸を
表すものとして演算・出力される。同時にロータ
リーエンコーダ9によりえられている車軸の回転
角度のデータ信号がマイクロコンピユータ31に
とりこまれて車体の移動距離に換算され、凹凸の
データとともに記録器34に記録されるものであ
る。なお各部に対する電源として、直流電源部3
3が設けられている。 The output signal of the gap sensor 10 is digitized by the A/D converter 32, and the level of the output signal of the image sensor 11 is adjusted by the amplifier 12, and each is input to the microcomputer 31. From these signals, data on the distance between the gap sensor 10 and the rail tread and data on fluctuations in the vehicle body position relative to the reference laser beam 24 are obtained, and the latter is used to correct the former. That is, these differences are calculated and output as representing the true unevenness of the rail tread surface. At the same time, the data signal of the rotation angle of the axle obtained by the rotary encoder 9 is taken into the microcomputer 31, converted into the moving distance of the vehicle body, and is recorded in the recorder 34 together with data on the unevenness. In addition, as a power source for each part, a DC power supply section 3 is used.
3 is provided.
[発明の効果]
以上に説明したように、この発明によるレール
踏面凹凸測定装置を使用すれば、従来の手動式に
比較して、自走方式であるので取り扱い上便利な
ことは勿論、移動により車体に振動が生じても、
レーザビームによる正確な基準線を用いて補正す
るので誤差が小さく、ギヤツプセンサによる間隔
測定とあいまつて、従来より遥かに高精度の凹凸
測定が可能となるものである。[Effects of the Invention] As explained above, if the rail tread surface unevenness measuring device according to the present invention is used, it is not only convenient to handle because it is a self-propelled system compared to the conventional manual method, but also easy to move. Even if vibration occurs in the vehicle body,
Since the correction is performed using an accurate reference line using a laser beam, the error is small, and when combined with the interval measurement using a gap sensor, it is possible to measure irregularities with much higher precision than before.
このような装置を、レール踏面の凹凸の測定に
使用することにより、効率的なレールの管理をお
こなうことができ、その効果は大きいものがあ
る。 By using such a device to measure the unevenness of the rail tread surface, efficient rail management can be achieved, and the effects are significant.
第1図a,bはこの発明による踏面凹凸測定装
置の検出車体の構造図で、図aはレールに直角方
向の断面図、図bは平面図である。第2図はこの
発明によるレール踏面凹凸測定装置における、検
出車体と基準設定部をレールに装着した状態を示
す図、第3図はこの発明によるレール踏面凹凸測
定装置の検出車体と信号処理部のブロツク構成
図、第4図a,bは従来のレール踏面測定器の構
造を示す外観図である。
1……レール、2……台車枠、2a…床板、3
……駆動車輪、4……走行車輪、5……モータ、
6……ギア機構、7……ガイドローラ、8……検
出車体、9……ロータリーエンコーダ、10……
ギヤツプセンサ、11……イメージセンサ、12
……増幅器、20……基準設定部、21……レー
ザ管、22……コリメートレンズ、23……スリ
ツト、24……基準レーザビーム、30……信号
処理部、31……マイクロコンピユータ、32…
…A/D変換器、33……直流電源部、34……
記録器、40……レール踏面測定器、41……基
準梁、42……取付具、43……検出器、44…
…検出ローラ、45……記録針、46……ロール
紙。
1A and 1B are structural diagrams of a detection vehicle body of the tread unevenness measuring device according to the present invention, where FIG. 1A is a sectional view taken in a direction perpendicular to the rail, and FIG. 1B is a plan view. FIG. 2 is a diagram showing the detection vehicle body and the reference setting unit mounted on the rail in the rail tread surface unevenness measuring device according to the present invention, and FIG. The block diagram and FIGS. 4a and 4b are external views showing the structure of a conventional rail tread measuring device. 1...Rail, 2...Bogie frame, 2a...Floor plate, 3
...driving wheel, 4... running wheel, 5... motor,
6... Gear mechanism, 7... Guide roller, 8... Detection vehicle body, 9... Rotary encoder, 10...
Gap sensor, 11...Image sensor, 12
... Amplifier, 20 ... Reference setting section, 21 ... Laser tube, 22 ... Collimating lens, 23 ... Slit, 24 ... Reference laser beam, 30 ... Signal processing section, 31 ... Microcomputer, 32 ...
...A/D converter, 33...DC power supply section, 34...
Recorder, 40... Rail tread measuring device, 41... Reference beam, 42... Mounting tool, 43... Detector, 44...
...Detection roller, 45...Recording needle, 46...Roll paper.
Claims (1)
さの位置に高さの基準レーザビームを設定する手
段を有する基準設定部と、上記レール上を自走可
能な台車に、レール踏面に対する台車の高さを検
出する手段、基準レーザビームを受光して高さの
変化量を検出する手段、ならびに台車が移動した
距離を検出する手段を備えた検出車体と、上記レ
ール踏面にたいする台車の高さの検出データ、基
準レーザビームにたいする台車の高さの検出デー
タより、レール踏面の凹凸の量を計算し、レール
上の位置のデータとともに出力する信号処理部お
よび記録器とよりなることを特徴とするレール踏
面凹凸測定装置。 2 レーザ管、コリメートレンズおよびスリツト
からなる上記基準設定部を有する特許請求の範囲
第1項記載のレール踏面凹凸測定装置。 3 回転角度より台車の移動距離を算出できる、
車軸に直結したロータリーエンコーダを設けた上
記検出車体を有する特許請求の範囲第1項記載の
レール踏面凹凸測定装置。[Claims] 1. A reference setting unit fixed to the rail and having means for setting a reference laser beam of a height at a position at a constant height from the rail tread, and a trolley that can run on the rail by itself. , a detection vehicle body comprising means for detecting the height of the bogie relative to the rail tread, means for detecting the amount of change in height by receiving a reference laser beam, and means for detecting the distance traveled by the bogie; and the rail tread. It consists of a signal processing unit and a recorder that calculates the amount of unevenness of the rail tread from the detected data of the height of the bogie relative to the reference laser beam and the detected data of the height of the bogie relative to the reference laser beam, and outputs it along with the position data on the rail. A rail tread surface unevenness measuring device characterized by: 2. The rail tread surface unevenness measuring device according to claim 1, which has the reference setting section consisting of a laser tube, a collimating lens, and a slit. 3. The travel distance of the trolley can be calculated from the rotation angle.
The rail tread surface unevenness measuring device according to claim 1, comprising the detection vehicle body provided with a rotary encoder directly connected to the axle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP803987A JPS63177008A (en) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | Apparatus for measuring unevenness of tread surface of rail |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP803987A JPS63177008A (en) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | Apparatus for measuring unevenness of tread surface of rail |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63177008A JPS63177008A (en) | 1988-07-21 |
| JPH0543247B2 true JPH0543247B2 (en) | 1993-07-01 |
Family
ID=11682200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP803987A Granted JPS63177008A (en) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | Apparatus for measuring unevenness of tread surface of rail |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63177008A (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0534139A (en) * | 1991-07-30 | 1993-02-09 | Nissan Motor Co Ltd | Conveyor free rail wear measuring device |
| CN105241410A (en) * | 2015-09-28 | 2016-01-13 | 成都多极子科技有限公司 | Distance measuring unit of automatic train guide rail loss image acquisition apparatus |
| JPWO2018021210A1 (en) | 2016-07-27 | 2019-04-04 | 中国塗料株式会社 | 3D surface roughness evaluation apparatus, 3D surface roughness evaluation method, 3D surface roughness data acquisition apparatus, and 3D surface roughness data acquisition method |
| JP7222479B2 (en) * | 2019-01-28 | 2023-02-15 | 東日本旅客鉄道株式会社 | Rail overhang detection system |
| CN110344327B (en) * | 2019-07-03 | 2020-11-06 | 西南交通大学 | A real-time elevation calculation method for CPIII point of track control network on cable-stayed bridge |
-
1987
- 1987-01-19 JP JP803987A patent/JPS63177008A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63177008A (en) | 1988-07-21 |
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