專利名稱：火車機車掛車車距測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量距離的儀器，更具體地說，本實用新型是依據(jù)遠視測 量原理并對現(xiàn)有技術進行更新而設計的一種簡單、實用、造價低廉的火車機車掛車 車距測量儀。
背景技術：
火車機車吊掛車廂時，常常因為火車機車的車距測量不準確而發(fā)生嚴重的撞車事 故，造成人員傷亡和物質毀壞的巨大損失。目前尚無良好的吊掛車車距測量儀器，僅 僅依靠火車機車司機的人為估測，因此誤差大，不能準確地確定車距，而長時間的觀測和疲勞駕駛等因素有極易造成撞車事故?，F(xiàn)有的車距測量方法有激光測距方法、超聲波測距法、以及雷達測距法等，其中 激光測距法采用激光三角測距原理，測量精度高，但在遠距離測量時需要較高的功率 激光器，因而造價較高，不適于工作條件；超聲波測距法采用介面回波測量原理，儀 器造價底，但難以克服惡劣氣侯的干擾，因而無法實際應用；雷達測距法采用反射波 測量計算原理，可以在惡劣環(huán)境下工作，但技術難度大，造價高，維護使用困難，不 適合掛車車距的測量。尚有的微波法、無線定向測距法、棍枕測量法、車下輔助裝置 法等一些測量方法，也因其存在儀器造價高、抗干擾能力差、測量精度低、干擾機車 等問題，均沒能獲得實際應用。為了解決以上問題，本申請的發(fā)明人曾申請了一件主題名稱為"火車機車掛車車 距測量儀及測量方法"的發(fā)明專利(專利號為01120809.5)，該專利技術滿足了測距大 于100米、報警車距小于5米、具有聲光報警功能的要求，適用于各種自然天氣狀況的工作條件，獲得了很好的測量效果。但在進一歩研究中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該專利技術中 的火車機車掛車車距測量儀的結構還可以進一歩改進，以使其結構進一歩簡化，調節(jié)起來更加方便，而且更彰顯其在線測量的實用性。實用新型內容 本實用新型的目的就是在甜述發(fā)明專利的基礎上，提供一種保持了前述專利技術 的優(yōu)點，且更具有實用性的火車機車掛車車距測量儀。本實用新型的技術方案是一種火車機車掛車車距測量儀，包括測量頭、測量電路以及連接火車"黑匣子" 的接口；所述的測量頭由機械式三維調節(jié)機構構成，所述的機械式三維調節(jié)機構包括 設置有調整螺釘?shù)牡谝坏装逡约霸O置在所述第一底板上的第二底板，所述第二底板的 前端和后端分別設置有轉軸和千分微調螺釘，所述的第二底板上自前至后順序固定光 學透鏡組、水平儀、調整支架以及報警顯示器；所述的測量電路包括設置在所述調整 支架上的電荷耦合器件與FPGA大規(guī)?？删幊碳尚酒约霸O置在所述報警顯示器內 的混合式單片機處理系統(tǒng)，所述的混合式單片機處理系統(tǒng)通過RS-485輸入輸出接口與 火車"黑匣子"相連接。本實用新型解決了現(xiàn)有車距測量方法的諸多不足，與前述的發(fā)明專利相比，'結構 更加簡單，造價更加低廉，而且集成化的設計方式使其結構更加堅固，體積更加小 巧，使用、調節(jié)更方便可靠，抗干擾能力也更強。


圖1是本實用新型的結構示意圖； 圖2是圖1所示實施例的測量模塊示意圖。圖中標記光學鏡組1測量頭外殼2 轉軸3 第一底板4 第二底板5 調整支架6 調整螺釘7 微調千分螺釘8 水平儀9 RS-485輸入輸出接口 10 電荷耦合器件與FPGA大規(guī)?？删幊碳尚酒?1 混合式單片機處理系統(tǒng)12 報警顯示器1具體實施方式一
以下結合附圖所示的實施例對本實用新型作以示意性描述。圖1是本實用新型的結構示意圖。由圖1可見，所述的火車機車掛車車距測量 儀，包括光學頭鏡組l、測量頭外殼2、轉軸3、第一底板4、第二底板5、調支架46、調整螺釘7、千分微調螺釘8以及水平儀9，還包括RS-485輸入輸出接口 10、電 荷耦合器件與FPGA大規(guī)?？删幊碳尚酒?1、混合式單片機處理系統(tǒng)12以及報警顯示器13;其中光學頭鏡組l、測量頭外殼2、轉軸3、第一底板4、第二底板5、調支架6、 調整螺釘7、千分微調螺釘8以及水平儀9組成機械式三維調節(jié)機構的測量頭，在 該機構中，所述的第一底板4設置有調整螺釘7，所述的第二底板5設置在所述的 第一底板4上，設置有測量頭外殼2的光學透鏡組1、水平儀9、調整支架6以及 報警顯示器13以自前至后的順序固定在所述的第二底板5上，所述的轉軸3設置 在第二底板5的甜端，所述的千分微調螺釘8設置在第二底板的后端，所述的調 整螺釘7用于調整水平儀9，所述的千分微調螺釘8用于調整所述的第二底板5繞 所述轉軸3旋轉的角度。
設置在所述調整支架6上的電荷耦合器件與FPGA大規(guī)?？删幊碳尚酒?1 以及設置在所述報警顯示器13內的混合式單片機處理系統(tǒng)12構成測量電路；設置在所述報警顯示器13內的混合式單片機處理系統(tǒng)12通過所述的RS-485 輸入輸出接口 IO連接火車"黑匣子"。圖2是圖1所示實施例的測量模塊示意圖。由圖2可見，該測量模塊包括光學透 鏡組l、連接光學透鏡組l的電荷耦合器件與FPGA大規(guī)?？删幊碳尚酒琹l、連接 電荷耦合器件與FPGA大規(guī)?？删幊碳尚酒?1的混合式單片機處理系統(tǒng)12,所述 的混合式單片機處理系統(tǒng)12分別連接報警顯示器13和RS-48輸入輸出接口 10。參照圖1，所述的光學透鏡組1安裝在所述測量頭外殼2內，所述的電荷耦合器 件與FPGA大規(guī)?？删幊碳尚酒?1安裝在所述的調整支架6上，所述的混合式單 片機處理系統(tǒng)12設置在所述第二底板-5后端的報警顯示器13內，并通過RS-48輸入 輸出接口 IO連接火車"黑匣子"。以下是本實用新型的火車機車掛車車距測量儀測量掛車車距的實例(1) 將所述的火車機車掛車車距測量儀放置于距鋼軌高//為2米處的機車車頭 過橋板中央位置；(2) 在機車行進中，視陽光情況開啟車燈；(3) 打丌電源丌關，使所述的測量頭與火車黑匣子同時工作；5(4) 調節(jié)所述的機械式三維調節(jié)機構中的水平儀9及第二底板5的傾角e ，使 所述測量頭中的光學頭鏡組1掃描鋼軌上的被測掛車目標，由此獲得的被測機車掛車車 距數(shù)值經(jīng)光學頭鏡組1中的分光透鏡等成象并由設置在所述調整支架6上的電荷耦合 器件與FPGA大規(guī)?？删幊碳尚酒?1轉換為電信號，該信號通過所述的混合式單 片機處理系統(tǒng)12進行識別處理，從而得出被測車距的確定距離；(5) 所述的混合式單片機處理系統(tǒng)12通過所述的RS485輸出輸入接口實時接 收火車機車中"黑匣子"所提供的機車行駛的時間、速度、距離等參數(shù)，并通過設定 的設計軟件且依據(jù)公式進行數(shù)學計算，確定機車與掛車的實時行進距離S提供給火車"黑匣子"，以實現(xiàn)遠距離傳輸功能；(6) 當行進中距離達到報警數(shù)值時，連接所述的混合式單片機處理系統(tǒng)12的報 警顯示器13開始器聲光報警，提示機車司機掛車，以避免撞車事故的發(fā)生。本實用新型機車的掛車車距測量儀器，由于采用了集成測量電路和混合式單片機 處理系統(tǒng)，具有體積小、抗干擾能力強、電路處理能力高等特點，所采用的大規(guī)?？?編程集成芯片F(xiàn)PGA與混合式數(shù)字模擬集成單片機的結合簡化了結構，實現(xiàn)了自動增 益、數(shù)字濾波、軟件判斷、計數(shù)、計算等功能，同時還可以輸出顯示、報警，以現(xiàn)有 的測量儀器相比，大大地提高了儀器的工作性能。本實用新型的機車掛車車距測量儀器，通過所述的混合式單片機處理系統(tǒng)12 計算并向火車提供掛車車距，以實現(xiàn)遠距離傳輸功能；同時通過報警顯示器13進行聲 光報警；其測量分辨率《0.5m，測量精度〈lm。在實際應用中，無論火車機車工作在雨雪天氣還是風沙天氣，更無分白天黑 夜，其測試精度均不受影響。 以上對本實用新型的描述屬于示意性說明，附圖所示的也只是例舉的一種實施 例，而在本實用新型的具體實施中，其中的測量頭、測量電路以及連接火車"黑匣 子"接口的設置方式或布局方式均可能發(fā)生某些改變；本領域的技術人員也應該能 夠理解，在本實用新型的啟示下，其他人員也可能作出與本實用新型相似的設計。需 要特別指出的是，只要不脫離本實用新型的設計宗旨，所有顯而易見的改變以及具有 等價代換的相似設計，均包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種火車機車掛車車距測量儀，包括測量頭、測量電路以及連接火車“黑匣子”的接口；所述的測量頭由機械式三維調節(jié)機構構成，所述的機械式三維調節(jié)機構包括設置有調整螺釘?shù)牡谝坏装逡约霸O置在所述第一底板上的第二底板，所述第二底板的前端和后端分別設置有轉軸和千分微調螺釘，所述的第二底板上自前至后順序固定光學透鏡組、水平儀、調整支架以及報警顯示器；所述的測量電路包括設置在所述調整支架上的電荷耦合器件與FPGA大規(guī)模可編程集成芯片以及設置在所述報警顯示器內的混合式單片機處理系統(tǒng)，所述的混合式單片機處理系統(tǒng)通過RS-485輸入輸出接口與火車“黑匣子”相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種火車機車掛車車距測量儀，其構成包括測量頭、測量電路以及連接火車“黑匣子”的接口；所述的測量頭包括第一底板以及設置在所述第一底板上的第二底板，所述第二底板前端和后端分別設置有轉軸和千分微調螺釘，所述第二底板上自前至后順序固定光學透鏡組、水平儀、調整支架以及報警顯示器；所述的測量電路包括設置在所述調整支架上的電荷耦合器件與FPGA大規(guī)模可編程集成芯片以及設置在所述報警顯示器內的混合式單片機處理系統(tǒng)，所述的混合式單片機處理系統(tǒng)通過RS-485輸入輸出接口與火車“黑匣子”相連接。本實用新型的優(yōu)點是結構簡單，造價低廉，結構堅固，體積小巧，抗干擾能力強，使用、調節(jié)方便可靠。
文檔編號G01C3/06GK201344796SQ20092009525
公開日2009年11月11日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權日2009年1月9日
發(fā)明者樊玉銘 申請人:樊玉銘;天津麥世科爾科技咨詢有限公司