可適應超高地段的高程精調機構、軌排精調車和精調方法與流程
1.本發明屬于軌道交通工程技術領域，具體涉及一種可適應超高地段的高程精調機構、采用該高程精調機構的軌排精調車以及基于該軌排精調車實施的軌排精調方法。
背景技術：
2.目前無砟軌道客運專線多采用雙塊式無砟軌道，設計速度達350km/h，高速列車運行的安全性、平順性和舒適性必須要有良好的軌道幾何狀態作支持。軌道精調是軌道精度控制的關鍵環節，根據軌道檢測系統測量數據和平順性控制指標，計算軌道調整量對軌道線性進行優化，可使輪軌匹配良好，提高列車運行的安全性、平穩性和乘坐舒適度。
3.軌排精調操作涉及到軌排高程精調操作和軌向精調操作，其中，高程精調操作主要通過高程精調螺套與高程精調螺桿配合實現，軌向精調操作主要通過軌向精調螺套與軌向精調螺桿配合實現。目前，已有自動或半自動式精調設備，例如中國專利cn111851172a等，但這些精調設備中，高程精調螺套姿態單一，只能適用于特定軌距或特定結構的軌排精調操作，應用范圍有限一，難以滿足超高地段等特殊軌排的精調操作要求。
技術實現要素：
4.本發明涉及一種可適應超高地段的高程精調機構、采用該高程精調機構的軌排精調車以及基于該軌排精調車實施的軌排精調方法，至少可解決現有技術的部分缺陷。
5.本發明涉及一種可適應超高地段的高程精調機構，所述高程精調機構包括高程精調臂、適于與軌排上的高程調節螺桿螺接的高程精調螺套、用于驅動高程精調臂繞一豎直轉軸旋轉的第一高程驅動單元以及用于驅動高程精調螺套轉動的第二高程驅動單元，所述第二高程驅動單元安設于所述高程精調臂上；其中，所述高程精調螺套的豎向位置可調。
6.作為實施方式之一，所述第二高程驅動單元通過高程傳動連桿與所述高程精調螺套連接，所述高程傳動連桿為伸縮桿并且軸線平行于豎向。
7.作為實施方式之一，所述高程傳動連桿為彈簧伸縮桿。
8.作為實施方式之一，所述第一高程驅動單元的輸出端設有安裝架，在所述安裝架上設有多個高程安裝位，各高程安裝位沿豎直方向依次設置，所述高程精調臂選擇性地安裝在其中一個高程安裝位上。
9.作為實施方式之一，所述高程精調臂上設有螺栓連接孔，各高程安裝位均設有螺栓安裝孔，所述高程精調臂通過調節螺栓安裝在對應的高程安裝位上。
10.作為實施方式之一，所述安裝架包括兩塊安裝板，所述高程精調臂夾設在兩塊安裝板之間并且分別與兩塊安裝板固定連接。
11.作為實施方式之一，所述第二高程驅動單元可拆卸安裝在所述高程精調臂上。
12.本發明還涉及一種軌排精調車，包括車體，在車體底部設有行走機構，所述車體上設有高程精調模塊，所述高程精調模塊包括分設于所述車體的左右兩側的兩組高程精調機構，至少其中一組高程精調機構采用如上所述的高程精調機構。
13.本發明還涉及一種軌排精調方法，其特征在于，包括：
14.對軌排狀態進行檢測；
15.基于所檢測的軌排狀態，通過軌排精調設備對軌排進行精調，所述軌排精調設備采用上述軌排精調車。
16.本發明至少具有如下有益效果：設計高程精調螺套的豎向位置可調，可以使高程精調機構適應不同高度位置的軌排精調操作、還能適應曲線地段的軌排精調操作，例如對于超高地段的軌排，由于存在偏角，或者對于曲線地段的軌排，外軌抬高、內軌不動，整個精調設備在運行時處于傾斜狀態，通過使高程精調螺套的豎向位置動態適應，可以提高軌排精調效率和調節精度。
附圖說明
17.為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
18.圖1為本發明實施例提供的軌排精調檢測裝置(一臺軌排精調車+一臺軌檢小車)的結構示意圖；
19.圖2為本發明實施例提供的軌排精調檢測裝置(一臺軌排精調車+兩臺軌檢小車)的結構示意圖；
20.圖3為本發明實施例提供的軌排精調檢測裝置(一臺軌排精調車+三臺軌檢小車)的結構示意圖；
21.圖4為本發明實施例提供的軌排精調檢測裝置(包括多個軌排精調檢測模塊)的結構示意圖；
22.圖5為本發明實施例提供的高程精調機構的結構示意圖；
23.圖6為本發明實施例提供的軌向精調機構的結構示意圖；
24.圖7為本發明實施例提供的螺套自適應機構的結構示意圖；
25.圖8為本發明實施例提供的設有多個棱鏡的軌檢小車的結構示意圖。
具體實施方式
26.下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
27.實施例一
28.如圖1-圖4，本發明實施例提供一種軌排精調車1，包括第一車體11，在第一車體11底部設有第一行走機構，該第一行走機構適于在軌排上行走。在第一車體11上設有精調裝置。
29.(1)在其中一個實施例中，上述第一行走機構包括多個第一行走輪。優選地，該第一車體11配置四個第一行走輪，四個第一行走輪呈2
×
2陣列式布置，可保證第一車體11的
運行穩定性和順暢性。
30.上述第一車體11優選為采用自動驅動的方式，例如至少部分第一行走輪配置有行走驅動電機。可選地，上述第一車體11可在軌排上雙向行走，可實現軌排檢測車雙向檢測的目的，工作更為靈活，能有效提高作業效率以及檢測準確性；雙向行走方式例如可以是設計上述行走驅動電機為可正反轉驅動的電機。
31.在其中一個實施例中，上述行走驅動電機采用步進電機，可以控制第一車體11以一定的步幅移動，從而帶動精調裝置以一定的步幅移動，例如可以按照相鄰兩個精調點位之間的間距或者按照高程調節螺桿之間的間距或者按照軌向調節螺桿之間的間距設定第一車體11的移動步幅，可以避免高程精調臂122/軌向精調臂132頻繁地進行姿態調整，從而提高軌排調節效率和調節精度。
32.(2)在其中一個實施例中，如圖1-圖4，上述精調裝置包括高程精調模塊，該高程精調模塊包括分設于第一車體11的左右兩側的兩組高程精調機構12。
33.如圖5，所述高程精調機構12包括高程精調臂122、高程精調螺套124、用于驅動高程精調臂122活動的第一高程驅動單元121以及用于驅動高程精調螺套124轉動的第二高程驅動單元123，該高程精調螺套124適于與軌排上的高程調節螺桿螺接。
34.在其中一個實施例中，上述第一高程驅動單元121用于驅動高程精調臂122繞一豎直轉軸旋轉，便于將高程精調臂122旋轉驅動至高程調節螺桿附近或遠離高程調節螺桿，可以防止第一車體11移動過程中高程精調臂122與高程調節螺桿發生干涉等情況。該第一高程驅動單元121包括但不限于采用第一高程驅動電機，該第一高程驅動電機的輸出軸軸向平行于豎向。可在該第一高程驅動單元121的輸出端連接旋轉臺，高程精調臂122安裝在該旋轉臺上。在另外可選的實施例中，上述第一高程驅動單元121用于驅動高程精調臂122作升降運動，同樣可以防止第一車體11移動過程中高程精調臂122與高程調節螺桿發生干涉等情況；在該方案中，可以采用氣缸、液壓缸或其他直線驅動設備。或者，上述第一高程驅動單元121采用組合驅動設備，能夠驅動高程精調臂122繞一豎直轉軸旋轉以及驅動高程精調臂122作升降運動，例如將第一高程驅動電機安裝在升降氣缸的輸出端。其中，上述第一高程驅動單元121安裝在第一車體11上。優選地，上述第一高程驅動電機配置有旋轉編碼器，通過旋轉編碼器獲得第一高程驅動電機的轉數，從而計算調節量，達到精確調節的目的。
35.優選地，上述第二高程驅動單元123安設在高程精調臂122上，例如安裝在高程精調臂122的自由端；該第二高程驅動單元123優選為可拆卸安裝在高程精調臂122上，便于檢修、維護和更換。該第二高程驅動單元123包括但不限于采用第二高程驅動電機，該第二高程驅動電機的輸出軸軸向也平行于豎向，高程精調螺套124與該第二高程驅動電機的輸出軸連接。優選地，上述第二高程驅動電機配置有旋轉編碼器，通過旋轉編碼器獲得第二高程驅動電機的轉數，從而計算調節量，達到精確調節的目的。
36.在其中一個實施例中，上述第二高程驅動單元123的輸出端通過萬向節與高程精調螺套124連接，可以保證該高程精調螺套124的三維自由度，一方面便于完成高程精調螺套124與高程調節螺桿之間的螺紋連接，可以相應地降低高程精調臂122的定位精度，提高作業效率，另一方面，可以提高第二高程驅動單元123-高程精調螺套124-高程調節螺桿之間的傳動順暢性，避免憋力等情況的出現，有效地提高軌排高程調節精度。優選為采用雙萬向節結構126，傳動順暢性更佳。
37.在其中一個實施例中，上述第二高程驅動電機采用伺服電機，可以快速啟動和快速停止，提高高程精調機構12的響應速度以及提高軌排高程調節精度。進一步地，通過監測伺服電機的電流模擬量的變化，可以自動檢測高程精調螺套124與高程調節螺桿的密接程度，能夠自動消除高程精調螺套124與高程調節螺桿之間的連接間隙，相應地提高軌排高程調節精度。
38.在上述通過第一高程驅動單元121驅動高程精調臂122繞一豎直轉軸旋轉的方案中，進一步地，高程精調螺套124相對于豎直轉軸的旋轉半徑可調，可以使高程精調機構12適應不同結構/不同軌距的軌排的高程調節。
39.其中，可以設置高程精調臂122的臂長/旋轉半徑可調，可以采用自動調節方式，例如配置一能夠驅動該高程精調臂122沿自身臂長方向活動的驅動設備(例如在上述旋轉臺上設置導軌，驅動設備用于驅動高程精調臂122沿該導軌活動)。也可采用手動調節方式，在其中一個實施例中，上述高程精調臂122采用伸縮臂，該伸縮臂帶自鎖機構；在另外的實施例中，高程精調臂122上設有多個連接位，各連接位沿高程精調臂122的臂長方向依次設置，并且選擇其中一個連接位與第一高程驅動單元121連接，可以實現上述高程精調臂122旋轉半徑/臂長可調的目的。
40.作為一種具體的實施方式，如圖5，在第一高程驅動單元121的輸出端設有安裝架125(對于設有旋轉臺的結構，該安裝架125固定在旋轉臺上)，高程精調臂122通過調節螺栓固定在該安裝架125上，則相應地在高程精調臂122上設置多個螺栓連接孔，各螺栓連接孔沿高程精調臂122的臂長方向依次設置；進一步地，高程精調臂122與安裝架125之間通過多個調節螺栓連接，可以提高二者之間的連接可靠性，則優選為各螺栓連接孔之間的間距相同，便于連接位的選擇和調節；可選地，如圖5，安裝架125包括兩塊安裝板1251，該兩塊安裝板1251平行間隔設置并且二者之間的間隔與高程精調臂122的寬度/厚度相同，兩塊安裝板1251上相應地設置有螺栓過孔(數量依照調節螺栓的數量設定)，高程精調臂122夾設在兩塊安裝板1251之間，調節螺栓依次穿過其中一塊安裝板1251上的螺栓過孔、高程精調臂122上的螺栓連接孔和另一塊安裝板1251上的螺栓過孔后，采用螺母鎖緊。
41.顯然還可采用如下方式：在上述安裝架125上設置多個水平安裝位并且各水平安裝位沿高程精調臂122的臂長方向依次設置，高程精調臂122擇一地安裝在其中一個水平安裝位上。相較之下，在高程精調臂122上設置多個連接位的方式能夠提高高程精調機構12的結構緊湊性，也能避免安裝架125長度過長導致的重量增大等問題。
42.對于未設置高程精調臂122升降驅動設備的情況，可以設置高程精調臂122的安裝高度可調，相應地提高軌排精調車1的適用范圍。優選地，在上述安裝架125上設置多個高程安裝位，各高程安裝位沿豎直方向依次設置，高程精調臂122擇一地安裝在其中一個高程安裝位上。對于高程精調臂122在高程安裝位上的安裝，仍優選為采用調節螺栓固定方式，此處不作贅述。
43.兩組高程精調機構12用于對軌排兩側的高程調節螺桿進行調節，優選地，兩組高程精調機構12的排列方向平行于第一車體11橫向(第一車體11行走在軌排上時，第一車體11橫向即平行于軌排橫向)，可以保證第一車體11受力的平衡性。
44.(3)在其中一個實施例中，上述精調裝置包括軌向精調模塊13。
45.如圖6，所述軌向精調模塊13包括軌向精調臂132、軌向精調螺套134、用于驅動軌
向精調臂132活動的第一軌向驅動單元131以及用于驅動軌向精調螺套134轉動的第二軌向驅動單元133，該軌向精調螺套134適于與軌排上的軌向調節螺桿螺接。
46.上述第一軌向驅動單元131用于驅動軌向精調臂132靠近軌向調節螺桿或遠離軌向調節螺桿，便于軌向精調臂132完成軌向調節操作并能適應不同軌距的軌排調節操作，以及防止第一車體11移動過程中軌向精調臂132與軌向調節螺桿發生干涉。優選地，上述第一軌向驅動單元131采用多級驅動結構，可靈活地定位軌向精調臂132和軌向精調螺套134的空間姿態，提高軌向調節精度和效率，并能較好地保護設備。
47.在其中一個實施例中，各驅動結構均具有一軸向平行于豎向的輸出轉軸，軌向精調臂132與末級驅動結構的輸出轉軸連接；相鄰兩級驅動結構之間通過關節臂連接，其中，該關節臂與上一級驅動結構的輸出轉軸連接，下一級驅動結構則與該關節臂固定連接。本實施例中，采用兩級驅動結構組合，能較好地實現對軌向精調臂132的驅動和空間定位。優選地，上述驅動結構包括但不限于采用第一軌向驅動電機，該第一軌向驅動電機的輸出軸即構成為上述的輸出轉軸。優選地，上述第一軌向驅動電機配置有旋轉編碼器，通過旋轉編碼器獲得第一軌向驅動電機的轉數，從而計算調節量，達到精確調節的目的。
48.在另外可選的實施例中，上述第一軌向驅動單元131用于驅動軌向精調臂132作升降運動，或者作升降運動+旋轉運動的組合運動，同樣可以可靈活地定位軌向精調臂132并防止第一車體11移動過程中軌向精調臂132與軌向調節螺桿發生干涉等情況。
49.優選地，如圖6，上述軌向精調臂132為l型臂，包括水平臂桿1321和豎直臂桿1322，其中，水平臂桿1321與第一軌向驅動單元131連接，豎直臂桿1322的頂端與水平臂桿1321連接，第二軌向驅動單元133安裝在豎直臂桿1322的底部。上述軌向精調臂132可以為一體成型結構，也可以設計水平臂桿1321與豎直臂桿1322可拆卸連接；當水平臂桿1321與豎直臂桿1322可拆卸連接時，可便于軌向精調模塊13的安裝和維護，將豎直臂桿1322從水平臂桿1321上拆下即可進行第二軌向驅動單元133和軌向精調螺套134的更換和維護，另外也便于軌向精調臂132的收納和儲存。
50.上述第二軌向驅動單元133優選為可拆卸安裝在軌向精調臂132上，便于檢修、維護和更換。該第二軌向驅動單元133包括但不限于采用第二軌向驅動電機，該第二軌向驅動電機的輸出軸軸向平行于第一車體11橫向或者說平行于第一行走輪的軸向，軌向精調螺套134與該第二軌向驅動電機的輸出軸連接。優選地，上述第二軌向驅動電機配置有旋轉編碼器，通過旋轉編碼器獲得第二軌向驅動電機的轉數，從而計算調節量，達到精確調節的目的。
51.在其中一個實施例中，上述第二軌向驅動單元133的輸出端通過萬向節與軌向精調螺套134連接，可以保證該軌向精調螺套134的三維自由度，一方面便于完成軌向精調螺套134與軌向調節螺桿之間的螺紋連接，可以相應地降低軌向精調臂132的定位精度，提高作業效率，另一方面，可以提高第二軌向驅動單元133-軌向精調螺套134-軌向調節螺桿之間的傳動順暢性，避免憋力等情況的出現，有效地提高軌排軌向調節精度。
52.在其中一個實施例中，上述第二軌向驅動電機采用伺服電機，可以快速啟動和快速停止，提高軌向精調模塊13的響應速度以及提高軌排軌向調節精度。進一步地，通過監測伺服電機的電流模擬量的變化，可以自動檢測軌向精調螺套134與軌向調節螺桿的密接程度，能夠自動消除軌向精調螺套134與軌向調節螺桿之間的連接間隙，相應地提高軌排軌向
調節精度。
53.在其中一個實施例中，如圖6，在軌向精調臂132的底端設有軌向精調座1351，在該軌向精調座1351上設有螺套自適應機構135，用于使軌向精調螺套134自適應軌排軌向精調進程和/或軌排高程精調進程，具體為在軌排軌向精調過程中使軌向精調螺套134與第二軌向驅動單元133之間的相對位置保持穩定，在軌排高程精調過程中使軌向精調螺套134能夠保持隨動。優選地，上述螺套自適應機構135包括基板，第二軌向驅動單元133安裝在該基板上，軌向精調螺套134則安裝在第二軌向驅動單元133的輸出端上；該螺套自適應機構135還包括豎向自適應結構和/或軌向自適應結構，軌向自適應結構用于在軌排軌向精調過程中使軌向精調螺套134與第二軌向驅動單元133之間的相對位置保持穩定，豎向自適應結構用于在軌排高程精調過程中使軌向精調螺套134能夠保持隨動。
54.在其中一個實施例中，如圖7，豎向自適應結構包括至少兩組豎向導向組件，豎向導向組件包括相配合的豎向導向柱1352和豎向導向套，通過豎向導向套在豎向導向柱1352上的滑動，帶動基板上下活動；軌向自適應結構包括至少兩組軌向導向組件，軌向導向組件包括相配合的軌向導向柱1353和軌向導向套，通過軌向導向套在軌向導向柱1353上的滑動，帶動基板橫向活動。可以理解地，當同時包括豎向自適應結構和軌向自適應結構時，二者配合形成二維導向機構，例如軌向自適應結構還包括軌向活動架，各軌向導向柱1353固定在該軌向活動架上，各軌向導向套均固定在基板上，可帶動基板沿軌向導向柱1353滑動，各豎向導向套均固定在該軌向活動架上，可帶動該軌向活動架沿豎向導向柱1352滑動，各豎向導向柱1352則固定在軌向精調座1351上。
55.優選地，上述軌向精調座1351可拆卸安裝在軌向精調臂132上，便于對相關設備的安裝、檢修和維護。
56.通過配置螺套自適應機構135，使軌向精調螺套134能夠自適應軌排調節進程，能有效地提高精調裝置的工作可靠性和順暢性。
57.在上述方案中，借助上述的螺套自適應機構135，可以調節軌向精調螺套134的空間位置，配合第一軌向驅動單元131對軌向精調臂132的空間定位，可以有效地提高軌向精調螺套134的定位精度，其中，可以通過第一軌向驅動單元131實現對軌向精調螺套134的粗定位，再通過上述螺套自適應機構135進行精定位，使軌向精調螺套134能夠快速地與軌向調節螺桿進行螺接；在上述第一軌向驅動單元131采用多級驅動結構并且各驅動結構均采用電機驅動的方案中，結合螺套自適應機構135，可使精調裝置適用于不同規格/不同高程的軌排調節操作。
58.實施例二
59.本實施例提供一種可適應超高地段的高程精調機構12，可用于上述實施例一中作為其中的高程精調機構12，或對其中的高程精調機構12進行優化。
60.該高程精調機構12包括高程精調臂122、適于與軌排上的高程調節螺桿螺接的高程精調螺套124、用于驅動高程精調臂122繞一豎直轉軸旋轉的第一高程驅動單元121以及用于驅動高程精調螺套124轉動的第二高程驅動單元123，所述第二高程驅動單元123安設于所述高程精調臂122上；相關結構可參考上述實施例一中的內容，此處不作贅述。
61.進一步地，所述高程精調螺套124的豎向位置可調，可以使高程精調機構12適應不同高度位置的軌排精調操作、還能適應曲線地段的軌排精調操作，例如對于超高地段的軌
排，由于存在偏角，或者對于曲線地段的軌排，外軌抬高、內軌不動，整個精調設備在運行時處于傾斜狀態，通過使高程精調螺套124的豎向位置動態適應，可以提高軌排精調效率和調節精度。
62.在其中一個實施例中，所述第二高程驅動單元123通過高程傳動連桿3與所述高程精調螺套124連接，所述高程傳動連桿3為伸縮桿并且軸線平行于豎向。優選地，所述高程傳動連桿3為彈簧伸縮桿。通過使高程傳動連桿3進行伸縮，可以達到調節高程精調螺套124豎向位置的目的。
63.在其中一個實施例中，所述第一高程驅動單元121的輸出端設有安裝架125，在所述安裝架125上設有多個高程安裝位，各高程安裝位沿豎直方向依次設置，所述高程精調臂122選擇性地安裝在其中一個高程安裝位上。對于安裝架125的結構以及高程精調臂122與安裝架125之間的連接，可參考上述實施例一中的相關內容，此處不作贅述。
64.優選地，采用上述兩種方式的組合，可以提高高程精調螺套124豎向位置的調節效率和調節精度。例如，采用在安裝架125上選擇高程安裝位的方式進行粗調，采用使高程傳動連桿3進行伸縮的方式進行精調，效果較好。
65.實施例二
66.如圖1-圖4以及圖8，本實施例提供一種軌排檢測車，包括第二車體21，在第二車體21底部設有第二行走機構，該第二行走機構適于在軌排上行走。在第二車體21上設有軌排檢測單元。
67.在其中一個實施例中，上述軌排檢測單元包括棱鏡22、用于測量軌排軌距的軌距傳感器和用于測量軌排水平度的水平傳感器中的至少一種，優選為三者均包括，配合全站儀可以計算軌排的軌向、高低、水平、軌距等偏差值，便于指導工人對軌排進行精調。
68.在其中一個實施例中，上述第二行走機構包括多個第二行走輪，在其中一個實施例中，該第二車體21配置三個第二行走輪，三個第二行走輪呈三角形布置，在保證第二車體21運行穩定性、順暢性的前提下，簡化第二車體21的結構，減少第二車體21部件數量及占用空間，便于第二車體21運輸；具體地，其中2個第二行走輪布置于第二車體21的其中一個橫向端，另外1個第二行走輪布置于第二車體21的另一個橫向端。
69.進一步可選地，第二車體21包括第一車架和第二車架，第一車架與第二車架均為長條形車架，第一車架的長度方向垂直于第二行走輪的輪軸軸向，第二車架的長度方向平行于第二行走輪的輪軸軸向，第一車架與第二車架連接構成為t型第二車體21，其中2個第二行走輪布置于第一車架上，另外1個第二行走輪布置于第二車架上。采用t型第二車體21，在保證第二車體21運行穩定性、順暢性的前提下，能夠簡化第二車體21的結構。上述棱鏡22優選為設置在第二車架上，例如位于第二車架的中間位置，第二車體21行走在軌排上時，該棱鏡22位于軌排的中心線上。
70.可設置上述第一車架與第二車架可拆卸裝配，便于第二車體21的儲存和運輸，螺栓連接等常規的可拆卸連接方式均適用于本實施例中；尤其地，第一車架與第二車架的長度相同，則第二車體21在拆解為兩個車架后，可放置于一個貨箱內，便于設備部件的打包、儲存和運輸。
71.上述第二車體21優選為采用自動驅動的方式，例如至少部分第二行走輪配置有行走驅動電機。可選地，上述第二車體21可在軌排上雙向行走，可實現軌排檢測車雙向檢測的
目的，工作更為靈活，能有效提高作業效率以及檢測準確性；雙向行走方式例如可以是設計上述行走驅動電機為可正反轉驅動的電機。
72.在其中一個實施例中，上述行走驅動電機采用步進電機，可以控制第二車體21以一定的步幅移動，從而帶動軌排檢測單元以一定的步幅移動，例如可以按照相鄰兩個檢測點位之間的間距或者按照高程調節螺桿之間的間距或者按照軌向調節螺桿之間的間距設定第二車體21的移動步幅，可以提高軌排測量精度。
73.實施例三
74.如圖8，本實施例提供一種軌排檢測車，在上述實施例二所提供的軌排檢測車的基礎上進行優化，具體地：
75.在第二車體21上設有多個棱鏡22，各棱鏡22沿第二車體21橫向依次間隔布置，例如各棱鏡22均布置在上述第二車架上并且沿著第二車架的長度方向依次布置。
76.通過在第二車體21上設置多個棱鏡22，可以實現左右軌排的同步跟蹤測量，根據測量結果可以實現軌排空間姿態計算，實時反饋軌排運動狀況，從而分析出最優的調整方案，實時調整控制策略，修正控制參數。相較于傳統的通過單棱鏡22+傳感器(軌距傳感器、水平傳感器等)的方案，本實施例提供的多棱鏡22檢測方案能夠有效地提高檢測精度和檢測效率，可以避免由于傳感器檢測誤差帶來的檢測精度下降問題。進一步地，在第二車體21上同時設置軌距傳感器和/或水平傳感器，結合多個棱鏡22，基于棱鏡22的檢測數據與傳感器檢測數據之間可互為補充、互為校驗，從而顯著地提高軌排檢測精度。
77.進一步地，各棱鏡22之間的間距可調，例如各棱鏡22均可拆卸安裝在第二車體21上，可拆卸安裝方式可以為螺接、卡接等，或者在第二車體21上安裝滑軌，各棱鏡22支架均滑設在該滑軌上。
78.實施例四
79.如圖2和圖3，本實施例提供一種軌排檢測裝置，包括多個軌檢小車2，各軌檢小車2依次串接，至少部分軌檢小車2采用上述實施例二所提供的軌排檢測車，或者采用上述實施例三所提供的軌排檢測車。
80.其中，可以僅對其中一個軌檢小車2或多個軌檢小車2的第二行走機構配置動力驅動，也可對所有軌檢小車2的第二行走機構均配置動力驅動。當然，對于所有或多個軌檢小車2配置有動力驅動的方案，在實際應用過程中，也可控制其中的部分動力驅動不投入使用。
81.在其中一個實施例中，第二行走機構配置的動力驅動采用步進電機驅動，可以控制各軌檢小車2以一定的步幅移動。優選地，通過對軌檢小車2的移動步幅的控制，使第一輛軌檢小車2移動到軌排的下一個調整點位，并使第二輛軌檢小車2移動到原第一輛軌檢小車2位置，第三輛軌檢小車2移動到原第二輛軌檢小車2位置，依次類推，第n輛軌檢小車2移動到原第n-1輛軌檢小車2位置；一般地，軌檢小車2上的棱鏡22安裝位置均相同，則前后相鄰的兩個棱鏡22之間的間距優選為等于n個小車移動步幅。上述方式能有效地提高軌排測量精度。
82.在其中一個實施例中，軌檢小車2之間可拆卸連接，從而上述軌排檢測裝置可以分體為多個軌檢小車2，單個的軌檢小車2可單獨工作，也可用于其他軌排的檢測操作，另外還能根據實際情況增減軌檢小車2的數量，從而有效地提高上述軌排檢測裝置的適用范圍和
工作靈活度。現有的可拆卸連接結構均適用于本實施例中，例如采用連桿3分別與兩個軌檢小車2的第二車體21可拆卸連接(例如連桿3與第二車體21通過螺栓固定)等。
83.在其中一個實施例中，軌檢小車2之間的間距是可調的，可使得軌檢小車2之間的間距與小車移動步幅匹配度更高，進一步提高軌排測量精度。在上述采用連桿3分別與兩個軌檢小車2的第二車體21可拆卸連接的方案中，可以在該連桿3上設置多個螺栓連接孔，選擇其中某一個或某幾個螺栓連接孔安裝螺栓即可；或者也可采用帶自鎖的伸縮式連桿3連接兩個軌檢小車2。在另外的可選方案中，采用絲桿連接兩個軌檢小車2，可在兩個軌檢小車2的第二車體21上(例如上述的第二車架)分別設置絲母，該絲桿分別與兩個絲母螺接(兩個絲母的螺紋旋向優選為相反)，絲桿軸向垂直于第二行走輪的輪軸軸向；通過轉動絲桿既可使兩輛軌檢小車2相互靠近或遠離，并且通過螺紋螺距的選擇以及螺紋精度的控制等，可以進一步提高軌排測量精度；該方案既可實現兩輛軌檢小車2之間的間距調節，也可實現軌檢小車2之間的可拆卸連接。
84.實施例五
85.本實施例提供一種軌排精調檢測裝置，其具有軌排檢測功能和軌排精調功能。
86.(1)可選地，該軌排精調檢測裝置包括第三車體，在第三車體底部設有第三行走機構，該第三行走機構適于在軌排上行走。在第三車體上設有精調單元和軌排檢測單元。從另外的角度講，也可以理解為在上述軌排精調車1的基礎上增設了軌排檢測單元。
87.軌排檢測單元的結構可參考上述實施例二中的相關內容。其中，當第一車體11包括框式車架時，可在該框式車架上安裝橫梁，用以布置軌排檢測單元。
88.優選地，可以在該第三車體上沿縱向布置多個棱鏡22；上述第三行走機構配置的動力驅動采用步進電機驅動，前后相鄰的兩個棱鏡22之間的間距優選為等于n個第三車體的移動步幅。通過對第三車體的移動步幅的控制，使第一個棱鏡22移動到軌排的下一個調整點位時，第二個棱鏡22移動到原第一個棱鏡22位置，第三個棱鏡22移動到原第二個棱鏡22位置，依次類推，第n個棱鏡22移動到原第n-1個棱鏡22位置。上述方式能有效地提高軌排測量精度。
89.(2)可選地，該軌排精調檢測裝置包括軌排精調車1和軌檢小車2，軌排精調車1與軌檢小車2相連接；其中，軌排精調車1可采用上述實施例一中所提供的軌排精調車1，軌檢小車2可采用上述實施例二中的軌排檢測車，則第一車體11與第二車體21相連接。
90.上述第一車體11和第二車體21可分別采用自動驅動的方式，也可僅設置第一車體11或第二車體21采用自動驅動方式，另一車體則隨動運行。
91.優選地，軌排精調車1與軌檢小車2可拆卸連接，例如第一車體11與第二車體21可拆卸連接，從而上述軌排精調檢測裝置可以分體為軌排精調車1與軌檢小車2，軌排精調車1與軌檢小車2可分別獨立工作，也可用于其他軌排的檢測/精調操作，另外還能根據實際情況為軌檢小車2配置不同的軌排精調車1或者為軌排精調車1配置不同的軌檢小車2，從而有效地提高上述軌排精調檢測裝置的適用范圍和工作靈活度。現有的可拆卸連接結構均適用于本實施例中，例如采用連桿3分別與第一車體11和第二車體21可拆卸連接(例如連桿3分別通過螺栓與第一車體11和第二車體21固定連接)等。
92.在其中一個實施例中，第一車體11與第二車體21之間通過連桿3連接，該連桿3的軸線垂直于第一行走輪的軸線；至少其中一臺車體通過萬向節與連桿3連接，優選為連桿3
的兩端分別連接一個萬向節。基于該結構，可以保證軌排精調車1和軌檢小車2之間的傳動順暢性，避免憋力等情況的出現，尤其適用于其中一車體為自動驅動車體、另一車體隨動運行的情況；可以改善或避免因軌排精調車1和軌檢小車2的位移誤差而導致的軌排檢測精度/軌排調節精度降低的情況；另外，上述結構也能較好地保證該軌排精調檢測裝置在曲線段軌排上的運行穩定性和順暢性以及位移精度。其中，連桿3與萬向節可拆卸連接，和/或萬向節可拆卸安裝在對應的車體上。
93.在其中一個實施例中，如圖1-圖4，第一車體11包括框式車架，第二車體21收容在第一車體11的框架范圍內并與該第一車體11固定連接，二者連接構成為精調檢測機構100，該結構在保證軌排檢測功能和軌排精調功能的前提下，能有效地提高軌排精調檢測裝置的結構緊湊性和集成度，減小該軌排精調檢測裝置的體積，更為重要地，第二車體21上的軌排檢測單元更為靠近第一車體11上的精調單元，精調單元可就近對軌排檢測單元所檢測的軌排調整點進行精調處理，能提高軌排調節精度。
94.進一步地，,上述第一車體11還包括蓋板，該蓋板蓋合在框式車架上；當該蓋板與第二車體21的上表面抵靠時，通過該蓋板可對第二車體21進行較好地約束，提高第二車體21的運行順暢性，從而提高檢測精度，并且能提高第一車體11與第二車體21的結構一體性，同時能提升美觀度。該蓋板與框式車架之間可拆卸連接或者鉸接，便于對第二車體21進行檢修和維護。其中，第二車體21上的棱鏡22需要穿出蓋板，因此相應地在蓋板上設置讓位孔。
95.作為優選方案，上述第一車體11的橫截面呈u型，即該第一車體11的橫向兩側較高、中間較低。基于該結構，可以提供較好的檢測視野，在滿足高程精調模塊、軌向精調模塊13等的布置要求的前提下，避免采用常規的平面式車架時影響全站儀對棱鏡22信息的采集；該方案尤其適用于在第一車體11上布置棱鏡22或者將第二車體21收容在第一車體11的框架范圍內的情況，但是對于第二車體21布置在第一車體11前側或后側的情況也是適用的，可以有效地改善全站儀的信息采集視野，避免棱鏡22需要被支撐地過高。其中，優選地，第一車體11的中間u型槽采用凈空設計，即除可能伸入的棱鏡22外，在該中間u型槽內不設置其它器件，以避免對檢測視野的遮擋。
96.(3)可選地，該軌排精調檢測裝置包括軌排精調車1和和多輛軌檢小車2，其中，軌排精調車1可采用上述實施例一中所提供的軌排精調車1；
97.在其中一個實施例中，所有軌檢小車2均與軌排精調車1相鄰并均與軌排精調車1連接(第二車體21收容在第一車體11的框式車架內的方案顯然也屬于相鄰連接方案)。在另外的實施例中，部分軌檢小車2與軌排精調車1相鄰連接，其余軌檢小車2則與軌排精調車1前側相鄰和/或后側相鄰的軌檢小車2串接，例如多輛軌檢小車2可以連接構成為上述實施例四中的軌排檢測裝置(至少其中一輛軌檢小車2與軌排精調車1連接)。
98.其中，優選地，參考上述第(2)部分中的相關內容，軌檢小車2與軌排精調車1之間可采用連桿3+萬向節的連接結構。
99.其中，優選地，參考上述第(2)部分中的相關內容，第一車體11包括框式車架，其中一輛軌檢小車2收容在該第一車體11的框架范圍內并與該第一車體11固定連接，其余軌檢小車2則位于第一車體11之外。
100.同樣地，上述第一車體11和第二車體21可分別采用自動驅動的方式，也可僅設置
第一車體11或第二車體21采用自動驅動方式，另一車體則隨動運行。
101.同樣地，軌排精調車1與軌檢小車2之間、軌檢小車2與軌檢小車2之間優選為可拆卸連接，能有效地提高上述軌排精調檢測裝置的適用范圍和工作靈活度。
102.該軌排精調檢測裝置的其他結構可參考上述第(2)部分中的相關內容。
103.實施例六
104.本發明實施例提供一種軌排精調方法，包括：
105.對軌排狀態進行檢測；
106.基于所檢測的軌排狀態，通過軌排精調設備對軌排進行精調，所述軌排精調設備采用上述實施例一或實施例二中所涉及的軌排精調車1。
107.作為一個具體實施方案，所述方法具體包括：
108.步驟101，在軌排中線安裝全站儀，在軌排調整點位設置軌排靜態幾何狀態測量儀，所述軌排靜態幾何狀態測量儀位于全站儀后視線路上，所述軌排靜態幾何狀態測量儀包括精密棱鏡22、用于測量軌對應調整點位軌排軌距的軌距傳感器以及用于測量對應調整點位軌排水平度的水平傳感器，所述全站儀的物鏡中心與軌排靜態幾何狀態測量儀的精密棱鏡22等高；
109.步驟102，通過全站儀測量軌排靜態幾何狀態測量儀上的精密棱鏡22，獲得精密棱鏡22坐標，通過軌排靜態幾何狀態測量儀上的軌距傳感器和水平傳感器測量對應調整點位軌排的軌距和水平度；所述軌排靜態幾何狀態測量儀的精密棱鏡22坐標、對應調整點位軌排的軌距和水平度共同構成該調整點位軌排的測量值；
110.步驟103，基于對應調整點位軌排的測量值計算該調整點位軌排的橫向、高程、軌距以及水平度的偏差，基于該調整點位軌排的橫向、高程、軌距以及水平度的偏差計算該調整點位軌排的調整量，基于所述調整量，通過軌排精調設備對軌排靜態幾何狀態測量儀對應的調整點位軌排進行調整。
111.其中，優選地，所述軌排靜態幾何狀態測量儀為多個，多個軌排靜態幾何狀態測量儀沿軌排方向依次設置于軌排上的若干個調整點位上，多個軌排靜態幾何狀態測量儀的精密棱鏡22等高，多個精密棱鏡22組成目標棱鏡22。
112.其中，上述軌排靜態幾何狀態測量儀可以采用上述實施例三或實施例四所提供的軌排檢測車，或者多個軌排靜態幾何狀態測量儀依次串接構成實施例五中的軌排檢測裝置。
113.當軌排精調設備與軌排檢測車進行連接或集成時，可以相應地形成實施例六所提供的軌排精調檢測裝置。
114.優選地，對于有多個軌排靜態幾何狀態測量儀的情況，采用如下步驟替代上述步驟103：
115.基于各調整點位軌排的測量值，計算每個軌排靜態幾何狀態測量儀對應調整點位軌排的橫向、高程、軌距以及水平度的偏差；
116.建立軌排調整點位的相關性數學模型，基于所述數學模型確定目標調整點位的調整量，通過控制軟件控制軌排精調設備對目標調整點位進行調整。
117.對于軌排調整點位的相關性數學模型，在其中一個實施例中，在第i個調整點位處輸入調整量δi，δ
i0
到δ
in
為由于第i個調整點位調整而引起的其他調整點位的擾動位移(可
通過位移傳感器等檢測獲得)；根據獲得的每個調整點位的擾動位移，獲取訓練集，利用神經網絡建立回歸分析模型，得到輸入調整量對其他點位的擾動值；則i點的真實調整量為
[0118][0119]
在另外的實施例中，通過剛度計算的方式確定軌排調整點位的相關性數學模型，具體地，在第i個調整點位處輸入扭矩f，測量得到該第i個調整點位處的調整位移為δi，則剛度計算值為
[0120][0121]
獲取由于第i個調整點位調整而引起的其他調整點位的擾動位移，根據每個調整點位的擾動位移δ
ij
，可計算出調整點位與調整點位之間的相關剛度：
[0122][0123]
利用相關剛度可以計算出在固定輸入扭矩下每個調整點位的位移變化。
[0124]
進一步地，當前目標調整點位調整完成后，各軌排靜態幾何狀態測量儀移動，使第一個軌排靜態幾何狀態測量儀移動到軌排的下一個相鄰調整點位，并使第二個軌排靜態幾何狀態測量儀移動到原第一個軌排靜態幾何狀態測量儀位置，第三個軌排靜態幾何狀態測量儀移動到原第二個軌排靜態幾何狀態測量儀位置，依次類推，第n個軌排靜態幾何狀態測量儀移動到原第n-1個軌排靜態幾何狀態測量儀位置；隨后進行下一調整點位的調整作業。
[0125]
在該方案中，對于某一目標調整點位，并非以單一調整點位的軌排狀態為檢測基準，而是選取該調整點位所在的某一軌排段落為檢測基準，充分考慮軌排的剛性特點，在此基礎上確定目標調整點位的調整量，避免進行調整作業時對相鄰調整點位的軌排狀態造成影響，因此能有效地提高軌排調整精度。
[0126]
進一步地，對于有多個軌排靜態幾何狀態測量儀和多個軌排精調設備的情況，上述方法還包括：
[0127]
步驟201，基于每個軌排靜態幾何狀態測量儀，獲取該軌排靜態幾何狀態測量儀對應調整點位的測量值，基于測量值計算該調整點位軌排的橫向、高程、軌距以及水平度的偏差，基于調整點位軌排的橫向、高程、軌距以及水平度的偏差，對對應的各調整點位的軌排進行調整；
[0128]
步驟202，當每個軌排靜態幾何狀態測量儀對應的調整點位調整完成以后，各軌排靜態幾何狀態測量儀移動，使第一個軌排靜態幾何狀態測量儀移動到軌排的下一個相鄰調整點位，并使第二個軌排靜態幾何狀態測量儀移動到原第一個軌排靜態幾何狀態測量儀位置，第三個軌排靜態幾何狀態測量儀移動到原第二個軌排靜態幾何狀態測量儀位置，依次類推，第n個軌排靜態幾何狀態測量儀移動到原第n-1個軌排靜態幾何狀態測量儀位置；
[0129]
步驟203，重復執行步驟201至202，直到軌排所有調整點位調整完成。
[0130]
本實施例中，采用多個軌排靜態幾何狀態測量儀沿軌排方向依次分布在軌排上的若干個調整點位上，采集的數據更豐富、更全面，能提高軌排檢測和精調的精度，并且能將軌排靜態幾何狀態測量儀組之間的數據進行數據融合，對數據之間的相關性進行統計分
析，建立軌排剛體相關性數學模型，在此模型上對軌排進行精調，可以顯著地提高軌排精調測量的智能程度和調節精度，并且利于軌排的設計。
[0131]
采用第n個軌排靜態幾何狀態測量儀移動到原第n-1個軌排靜態幾何狀態測量儀位置的檢測方式，第n個軌排靜態幾何狀態測量儀能對精調后的第n-1個調整點位進行復核校驗，在提高軌排精調精度和作業可靠性的同時，減少后續復核校驗步驟，從而提高作業效率。
[0132]
優選地，所述全站儀具有測距和測角功能，所述方法還包括確定全站儀的安裝點位，具體如下：
[0133]
在全站儀后視線路兩側的線路基礎控制網cpiii網設置有8個以上棱鏡22，作為全站儀的cpiii后視點，基于cpiii后視點，通過后方交會平差計算，計算cpiii后視點點位誤差和全站儀中心坐標誤差，基于cpiii后視點點位誤差和全站儀中心坐標誤差，計算在線路坐標系下的全站儀中心坐標和全站儀方位值；
[0134]
基于在線路坐標系下的全站儀中心坐標和全站儀方位值，計算全站儀中心坐標分量中誤差和測角中誤差，若全站儀中心坐標分量中誤差大于0.7mm或者測角中誤差大于2”，則進行重新設站，并重新計算全站儀中心坐標分量中誤差和測角中誤差，直至到全站儀中心坐標的坐標分量中誤差小于0.7mm且測角中誤差小于2”對應的全站儀中心坐標和全站儀方位值，作為全站儀的安裝點，進行全站儀設站操作。
[0135]
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
技術特征：
1.一種可適應超高地段的高程精調機構，其特征在于：所述高程精調機構包括高程精調臂、適于與軌排上的高程調節螺桿螺接的高程精調螺套、用于驅動高程精調臂繞一豎直轉軸旋轉的第一高程驅動單元以及用于驅動高程精調螺套轉動的第二高程驅動單元，所述第二高程驅動單元安設于所述高程精調臂上；其中，所述高程精調螺套的豎向位置可調。2.如權利要求1所述的高程精調機構，其特征在于：所述第二高程驅動單元通過高程傳動連桿與所述高程精調螺套連接，所述高程傳動連桿為伸縮桿并且軸線平行于豎向。3.如權利要求2所述的高程精調機構，其特征在于：所述高程傳動連桿為彈簧伸縮桿。4.如權利要求1至3中任一項所述的高程精調機構，其特征在于：所述第一高程驅動單元的輸出端設有安裝架，在所述安裝架上設有多個高程安裝位，各高程安裝位沿豎直方向依次設置，所述高程精調臂選擇性地安裝在其中一個高程安裝位上。5.如權利要求4所述的高程精調機構，其特征在于：所述高程精調臂上設有螺栓連接孔，各高程安裝位均設有螺栓安裝孔，所述高程精調臂通過調節螺栓安裝在對應的高程安裝位上。6.如權利要求4所述的高程精調機構，其特征在于：所述安裝架包括兩塊安裝板，所述高程精調臂夾設在兩塊安裝板之間并且分別與兩塊安裝板固定連接。7.如權利要求1所述的高程精調機構，其特征在于：所述第二高程驅動單元可拆卸安裝在所述高程精調臂上。8.一種軌排精調車，包括車體，在車體底部設有行走機構，所述車體上設有高程精調模塊，所述高程精調模塊包括分設于所述車體的左右兩側的兩組高程精調機構，其特征在于：至少其中一組高程精調機構采用如權利要求1至6中任一項所述的高程精調機構。9.一種軌排精調方法，其特征在于，包括：對軌排狀態進行檢測；基于所檢測的軌排狀態，通過軌排精調設備對軌排進行精調，所述軌排精調設備采用權利要求8所提供的軌排精調車。
技術總結
本發明涉及一種可適應超高地段的高程精調機構，高程精調機構包括高程精調臂、適于與軌排上的高程調節螺桿螺接的高程精調螺套、用于驅動高程精調臂繞一豎直轉軸旋轉的第一高程驅動單元以及用于驅動高程精調螺套轉動的第二高程驅動單元，第二高程驅動單元安設于高程精調臂上；高程精調螺套的豎向位置可調。另外還涉及采用該高程精調機構的軌排精調車以及基于該軌排精調車實施的軌排精調方法。設計高程精調螺套的豎向位置可調，通過使高程精調螺套的豎向位置動態適應軌排的位置，可以使高程精調機構適應不同高度位置的軌排精調操作、還能適應曲線地段的軌排精調操作，可以提高軌排精調效率和調節精度。排精調效率和調節精度。排精調效率和調節精度。
