可适应超高地段的高程精调机构、轨排精调车和精调方法与流程
1.本发明属于轨道交通工程技术领域，具体涉及一种可适应超高地段的高程精调机构、采用该高程精调机构的轨排精调车以及基于该轨排精调车实施的轨排精调方法。
背景技术：
2.目前无砟轨道客运专线多采用双块式无砟轨道，设计速度达350km/h，高速列车运行的安全性、平顺性和舒适性必须要有良好的轨道几何状态作支持。轨道精调是轨道精度控制的关键环节，根据轨道检测系统測量数据和平顺性控制指标，计算轨道调整量对轨道线性进行优化，可使轮轨匹配良好，提高列车运行的安全性、平稳性和乘坐舒适度。
3.轨排精调操作涉及到轨排高程精调操作和轨向精调操作，其中，高程精调操作主要通过高程精调螺套与高程精调螺杆配合实现，轨向精调操作主要通过轨向精调螺套与轨向精调螺杆配合实现。目前，已有自动或半自动式精调设备，例如中国专利cn111851172a等，但这些精调设备中，高程精调螺套姿态单一，只能适用于特定轨距或特定结构的轨排精调操作，应用范围有限一，难以满足超高地段等特殊轨排的精调操作要求。
技术实现要素：
4.本发明涉及一种可适应超高地段的高程精调机构、采用该高程精调机构的轨排精调车以及基于该轨排精调车实施的轨排精调方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。
5.本发明涉及一种可适应超高地段的高程精调机构，所述高程精调机构包括高程精调臂、适于与轨排上的高程调节螺杆螺接的高程精调螺套、用于驱动高程精调臂绕一竖直转轴旋转的第一高程驱动单元以及用于驱动高程精调螺套转动的第二高程驱动单元，所述第二高程驱动单元安设于所述高程精调臂上；其中，所述高程精调螺套的竖向位置可调。
6.作为实施方式之一，所述第二高程驱动单元通过高程传动连杆与所述高程精调螺套连接，所述高程传动连杆为伸缩杆并且轴线平行于竖向。
7.作为实施方式之一，所述高程传动连杆为弹簧伸缩杆。
8.作为实施方式之一，所述第一高程驱动单元的输出端设有安装架，在所述安装架上设有多个高程安装位，各高程安装位沿竖直方向依次设置，所述高程精调臂选择性地安装在其中一个高程安装位上。
9.作为实施方式之一，所述高程精调臂上设有螺栓连接孔，各高程安装位均设有螺栓安装孔，所述高程精调臂通过调节螺栓安装在对应的高程安装位上。
10.作为实施方式之一，所述安装架包括两块安装板，所述高程精调臂夹设在两块安装板之间并且分别与两块安装板固定连接。
11.作为实施方式之一，所述第二高程驱动单元可拆卸安装在所述高程精调臂上。
12.本发明还涉及一种轨排精调车，包括车体，在车体底部设有行走机构，所述车体上设有高程精调模块，所述高程精调模块包括分设于所述车体的左右两侧的两组高程精调机构，至少其中一组高程精调机构采用如上所述的高程精调机构。
13.本发明还涉及一种轨排精调方法，其特征在于，包括：
14.对轨排状态进行检测；
15.基于所检测的轨排状态，通过轨排精调设备对轨排进行精调，所述轨排精调设备采用上述轨排精调车。
16.本发明至少具有如下有益效果：设计高程精调螺套的竖向位置可调，可以使高程精调机构适应不同高度位置的轨排精调操作、还能适应曲线地段的轨排精调操作，例如对于超高地段的轨排，由于存在偏角，或者对于曲线地段的轨排，外轨抬高、内轨不动，整个精调设备在运行时处于倾斜状态，通过使高程精调螺套的竖向位置动态适应，可以提高轨排精调效率和调节精度。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
18.图1为本发明实施例提供的轨排精调检测装置(一台轨排精调车+一台轨检小车)的结构示意图；
19.图2为本发明实施例提供的轨排精调检测装置(一台轨排精调车+两台轨检小车)的结构示意图；
20.图3为本发明实施例提供的轨排精调检测装置(一台轨排精调车+三台轨检小车)的结构示意图；
21.图4为本发明实施例提供的轨排精调检测装置(包括多个轨排精调检测模块)的结构示意图；
22.图5为本发明实施例提供的高程精调机构的结构示意图；
23.图6为本发明实施例提供的轨向精调机构的结构示意图；
24.图7为本发明实施例提供的螺套自适应机构的结构示意图；
25.图8为本发明实施例提供的设有多个棱镜的轨检小车的结构示意图。
具体实施方式
26.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例一
28.如图1-图4，本发明实施例提供一种轨排精调车1，包括第一车体11，在第一车体11底部设有第一行走机构，该第一行走机构适于在轨排上行走。在第一车体11上设有精调装置。
29.(1)在其中一个实施例中，上述第一行走机构包括多个第一行走轮。优选地，该第一车体11配置四个第一行走轮，四个第一行走轮呈2
×
2阵列式布置，可保证第一车体11的
运行稳定性和顺畅性。
30.上述第一车体11优选为采用自动驱动的方式，例如至少部分第一行走轮配置有行走驱动电机。可选地，上述第一车体11可在轨排上双向行走，可实现轨排检测车双向检测的目的，工作更为灵活，能有效提高作业效率以及检测准确性；双向行走方式例如可以是设计上述行走驱动电机为可正反转驱动的电机。
31.在其中一个实施例中，上述行走驱动电机采用步进电机，可以控制第一车体11以一定的步幅移动，从而带动精调装置以一定的步幅移动，例如可以按照相邻两个精调点位之间的间距或者按照高程调节螺杆之间的间距或者按照轨向调节螺杆之间的间距设定第一车体11的移动步幅，可以避免高程精调臂122/轨向精调臂132频繁地进行姿态调整，从而提高轨排调节效率和调节精度。
32.(2)在其中一个实施例中，如图1-图4，上述精调装置包括高程精调模块，该高程精调模块包括分设于第一车体11的左右两侧的两组高程精调机构12。
33.如图5，所述高程精调机构12包括高程精调臂122、高程精调螺套124、用于驱动高程精调臂122活动的第一高程驱动单元121以及用于驱动高程精调螺套124转动的第二高程驱动单元123，该高程精调螺套124适于与轨排上的高程调节螺杆螺接。
34.在其中一个实施例中，上述第一高程驱动单元121用于驱动高程精调臂122绕一竖直转轴旋转，便于将高程精调臂122旋转驱动至高程调节螺杆附近或远离高程调节螺杆，可以防止第一车体11移动过程中高程精调臂122与高程调节螺杆发生干涉等情况。该第一高程驱动单元121包括但不限于采用第一高程驱动电机，该第一高程驱动电机的输出轴轴向平行于竖向。可在该第一高程驱动单元121的输出端连接旋转台，高程精调臂122安装在该旋转台上。在另外可选的实施例中，上述第一高程驱动单元121用于驱动高程精调臂122作升降运动，同样可以防止第一车体11移动过程中高程精调臂122与高程调节螺杆发生干涉等情况；在该方案中，可以采用气缸、液压缸或其他直线驱动设备。或者，上述第一高程驱动单元121采用组合驱动设备，能够驱动高程精调臂122绕一竖直转轴旋转以及驱动高程精调臂122作升降运动，例如将第一高程驱动电机安装在升降气缸的输出端。其中，上述第一高程驱动单元121安装在第一车体11上。优选地，上述第一高程驱动电机配置有旋转编码器，通过旋转编码器获得第一高程驱动电机的转数，从而计算调节量，达到精确调节的目的。
35.优选地，上述第二高程驱动单元123安设在高程精调臂122上，例如安装在高程精调臂122的自由端；该第二高程驱动单元123优选为可拆卸安装在高程精调臂122上，便于检修、维护和更换。该第二高程驱动单元123包括但不限于采用第二高程驱动电机，该第二高程驱动电机的输出轴轴向也平行于竖向，高程精调螺套124与该第二高程驱动电机的输出轴连接。优选地，上述第二高程驱动电机配置有旋转编码器，通过旋转编码器获得第二高程驱动电机的转数，从而计算调节量，达到精确调节的目的。
36.在其中一个实施例中，上述第二高程驱动单元123的输出端通过万向节与高程精调螺套124连接，可以保证该高程精调螺套124的三维自由度，一方面便于完成高程精调螺套124与高程调节螺杆之间的螺纹连接，可以相应地降低高程精调臂122的定位精度，提高作业效率，另一方面，可以提高第二高程驱动单元123-高程精调螺套124-高程调节螺杆之间的传动顺畅性，避免憋力等情况的出现，有效地提高轨排高程调节精度。优选为采用双万向节结构126，传动顺畅性更佳。
37.在其中一个实施例中，上述第二高程驱动电机采用伺服电机，可以快速启动和快速停止，提高高程精调机构12的响应速度以及提高轨排高程调节精度。进一步地，通过监测伺服电机的电流模拟量的变化，可以自动检测高程精调螺套124与高程调节螺杆的密接程度，能够自动消除高程精调螺套124与高程调节螺杆之间的连接间隙，相应地提高轨排高程调节精度。
38.在上述通过第一高程驱动单元121驱动高程精调臂122绕一竖直转轴旋转的方案中，进一步地，高程精调螺套124相对于竖直转轴的旋转半径可调，可以使高程精调机构12适应不同结构/不同轨距的轨排的高程调节。
39.其中，可以设置高程精调臂122的臂长/旋转半径可调，可以采用自动调节方式，例如配置一能够驱动该高程精调臂122沿自身臂长方向活动的驱动设备(例如在上述旋转台上设置导轨，驱动设备用于驱动高程精调臂122沿该导轨活动)。也可采用手动调节方式，在其中一个实施例中，上述高程精调臂122采用伸缩臂，该伸缩臂带自锁机构；在另外的实施例中，高程精调臂122上设有多个连接位，各连接位沿高程精调臂122的臂长方向依次设置，并且选择其中一个连接位与第一高程驱动单元121连接，可以实现上述高程精调臂122旋转半径/臂长可调的目的。
40.作为一种具体的实施方式，如图5，在第一高程驱动单元121的输出端设有安装架125(对于设有旋转台的结构，该安装架125固定在旋转台上)，高程精调臂122通过调节螺栓固定在该安装架125上，则相应地在高程精调臂122上设置多个螺栓连接孔，各螺栓连接孔沿高程精调臂122的臂长方向依次设置；进一步地，高程精调臂122与安装架125之间通过多个调节螺栓连接，可以提高二者之间的连接可靠性，则优选为各螺栓连接孔之间的间距相同，便于连接位的选择和调节；可选地，如图5，安装架125包括两块安装板1251，该两块安装板1251平行间隔设置并且二者之间的间隔与高程精调臂122的宽度/厚度相同，两块安装板1251上相应地设置有螺栓过孔(数量依照调节螺栓的数量设定)，高程精调臂122夹设在两块安装板1251之间，调节螺栓依次穿过其中一块安装板1251上的螺栓过孔、高程精调臂122上的螺栓连接孔和另一块安装板1251上的螺栓过孔后，采用螺母锁紧。
41.显然还可采用如下方式：在上述安装架125上设置多个水平安装位并且各水平安装位沿高程精调臂122的臂长方向依次设置，高程精调臂122择一地安装在其中一个水平安装位上。相较之下，在高程精调臂122上设置多个连接位的方式能够提高高程精调机构12的结构紧凑性，也能避免安装架125长度过长导致的重量增大等问题。
42.对于未设置高程精调臂122升降驱动设备的情况，可以设置高程精调臂122的安装高度可调，相应地提高轨排精调车1的适用范围。优选地，在上述安装架125上设置多个高程安装位，各高程安装位沿竖直方向依次设置，高程精调臂122择一地安装在其中一个高程安装位上。对于高程精调臂122在高程安装位上的安装，仍优选为采用调节螺栓固定方式，此处不作赘述。
43.两组高程精调机构12用于对轨排两侧的高程调节螺杆进行调节，优选地，两组高程精调机构12的排列方向平行于第一车体11横向(第一车体11行走在轨排上时，第一车体11横向即平行于轨排横向)，可以保证第一车体11受力的平衡性。
44.(3)在其中一个实施例中，上述精调装置包括轨向精调模块13。
45.如图6，所述轨向精调模块13包括轨向精调臂132、轨向精调螺套134、用于驱动轨
向精调臂132活动的第一轨向驱动单元131以及用于驱动轨向精调螺套134转动的第二轨向驱动单元133，该轨向精调螺套134适于与轨排上的轨向调节螺杆螺接。
46.上述第一轨向驱动单元131用于驱动轨向精调臂132靠近轨向调节螺杆或远离轨向调节螺杆，便于轨向精调臂132完成轨向调节操作并能适应不同轨距的轨排调节操作，以及防止第一车体11移动过程中轨向精调臂132与轨向调节螺杆发生干涉。优选地，上述第一轨向驱动单元131采用多级驱动结构，可灵活地定位轨向精调臂132和轨向精调螺套134的空间姿态，提高轨向调节精度和效率，并能较好地保护设备。
47.在其中一个实施例中，各驱动结构均具有一轴向平行于竖向的输出转轴，轨向精调臂132与末级驱动结构的输出转轴连接；相邻两级驱动结构之间通过关节臂连接，其中，该关节臂与上一级驱动结构的输出转轴连接，下一级驱动结构则与该关节臂固定连接。本实施例中，采用两级驱动结构组合，能较好地实现对轨向精调臂132的驱动和空间定位。优选地，上述驱动结构包括但不限于采用第一轨向驱动电机，该第一轨向驱动电机的输出轴即构成为上述的输出转轴。优选地，上述第一轨向驱动电机配置有旋转编码器，通过旋转编码器获得第一轨向驱动电机的转数，从而计算调节量，达到精确调节的目的。
48.在另外可选的实施例中，上述第一轨向驱动单元131用于驱动轨向精调臂132作升降运动，或者作升降运动+旋转运动的组合运动，同样可以可灵活地定位轨向精调臂132并防止第一车体11移动过程中轨向精调臂132与轨向调节螺杆发生干涉等情况。
49.优选地，如图6，上述轨向精调臂132为l型臂，包括水平臂杆1321和竖直臂杆1322，其中，水平臂杆1321与第一轨向驱动单元131连接，竖直臂杆1322的顶端与水平臂杆1321连接，第二轨向驱动单元133安装在竖直臂杆1322的底部。上述轨向精调臂132可以为一体成型结构，也可以设计水平臂杆1321与竖直臂杆1322可拆卸连接；当水平臂杆1321与竖直臂杆1322可拆卸连接时，可便于轨向精调模块13的安装和维护，将竖直臂杆1322从水平臂杆1321上拆下即可进行第二轨向驱动单元133和轨向精调螺套134的更换和维护，另外也便于轨向精调臂132的收纳和储存。
50.上述第二轨向驱动单元133优选为可拆卸安装在轨向精调臂132上，便于检修、维护和更换。该第二轨向驱动单元133包括但不限于采用第二轨向驱动电机，该第二轨向驱动电机的输出轴轴向平行于第一车体11横向或者说平行于第一行走轮的轴向，轨向精调螺套134与该第二轨向驱动电机的输出轴连接。优选地，上述第二轨向驱动电机配置有旋转编码器，通过旋转编码器获得第二轨向驱动电机的转数，从而计算调节量，达到精确调节的目的。
51.在其中一个实施例中，上述第二轨向驱动单元133的输出端通过万向节与轨向精调螺套134连接，可以保证该轨向精调螺套134的三维自由度，一方面便于完成轨向精调螺套134与轨向调节螺杆之间的螺纹连接，可以相应地降低轨向精调臂132的定位精度，提高作业效率，另一方面，可以提高第二轨向驱动单元133-轨向精调螺套134-轨向调节螺杆之间的传动顺畅性，避免憋力等情况的出现，有效地提高轨排轨向调节精度。
52.在其中一个实施例中，上述第二轨向驱动电机采用伺服电机，可以快速启动和快速停止，提高轨向精调模块13的响应速度以及提高轨排轨向调节精度。进一步地，通过监测伺服电机的电流模拟量的变化，可以自动检测轨向精调螺套134与轨向调节螺杆的密接程度，能够自动消除轨向精调螺套134与轨向调节螺杆之间的连接间隙，相应地提高轨排轨向
调节精度。
53.在其中一个实施例中，如图6，在轨向精调臂132的底端设有轨向精调座1351，在该轨向精调座1351上设有螺套自适应机构135，用于使轨向精调螺套134自适应轨排轨向精调进程和/或轨排高程精调进程，具体为在轨排轨向精调过程中使轨向精调螺套134与第二轨向驱动单元133之间的相对位置保持稳定，在轨排高程精调过程中使轨向精调螺套134能够保持随动。优选地，上述螺套自适应机构135包括基板，第二轨向驱动单元133安装在该基板上，轨向精调螺套134则安装在第二轨向驱动单元133的输出端上；该螺套自适应机构135还包括竖向自适应结构和/或轨向自适应结构，轨向自适应结构用于在轨排轨向精调过程中使轨向精调螺套134与第二轨向驱动单元133之间的相对位置保持稳定，竖向自适应结构用于在轨排高程精调过程中使轨向精调螺套134能够保持随动。
54.在其中一个实施例中，如图7，竖向自适应结构包括至少两组竖向导向组件，竖向导向组件包括相配合的竖向导向柱1352和竖向导向套，通过竖向导向套在竖向导向柱1352上的滑动，带动基板上下活动；轨向自适应结构包括至少两组轨向导向组件，轨向导向组件包括相配合的轨向导向柱1353和轨向导向套，通过轨向导向套在轨向导向柱1353上的滑动，带动基板横向活动。可以理解地，当同时包括竖向自适应结构和轨向自适应结构时，二者配合形成二维导向机构，例如轨向自适应结构还包括轨向活动架，各轨向导向柱1353固定在该轨向活动架上，各轨向导向套均固定在基板上，可带动基板沿轨向导向柱1353滑动，各竖向导向套均固定在该轨向活动架上，可带动该轨向活动架沿竖向导向柱1352滑动，各竖向导向柱1352则固定在轨向精调座1351上。
55.优选地，上述轨向精调座1351可拆卸安装在轨向精调臂132上，便于对相关设备的安装、检修和维护。
56.通过配置螺套自适应机构135，使轨向精调螺套134能够自适应轨排调节进程，能有效地提高精调装置的工作可靠性和顺畅性。
57.在上述方案中，借助上述的螺套自适应机构135，可以调节轨向精调螺套134的空间位置，配合第一轨向驱动单元131对轨向精调臂132的空间定位，可以有效地提高轨向精调螺套134的定位精度，其中，可以通过第一轨向驱动单元131实现对轨向精调螺套134的粗定位，再通过上述螺套自适应机构135进行精定位，使轨向精调螺套134能够快速地与轨向调节螺杆进行螺接；在上述第一轨向驱动单元131采用多级驱动结构并且各驱动结构均采用电机驱动的方案中，结合螺套自适应机构135，可使精调装置适用于不同规格/不同高程的轨排调节操作。
58.实施例二
59.本实施例提供一种可适应超高地段的高程精调机构12，可用于上述实施例一中作为其中的高程精调机构12，或对其中的高程精调机构12进行优化。
60.该高程精调机构12包括高程精调臂122、适于与轨排上的高程调节螺杆螺接的高程精调螺套124、用于驱动高程精调臂122绕一竖直转轴旋转的第一高程驱动单元121以及用于驱动高程精调螺套124转动的第二高程驱动单元123，所述第二高程驱动单元123安设于所述高程精调臂122上；相关结构可参考上述实施例一中的内容，此处不作赘述。
61.进一步地，所述高程精调螺套124的竖向位置可调，可以使高程精调机构12适应不同高度位置的轨排精调操作、还能适应曲线地段的轨排精调操作，例如对于超高地段的轨
排，由于存在偏角，或者对于曲线地段的轨排，外轨抬高、内轨不动，整个精调设备在运行时处于倾斜状态，通过使高程精调螺套124的竖向位置动态适应，可以提高轨排精调效率和调节精度。
62.在其中一个实施例中，所述第二高程驱动单元123通过高程传动连杆3与所述高程精调螺套124连接，所述高程传动连杆3为伸缩杆并且轴线平行于竖向。优选地，所述高程传动连杆3为弹簧伸缩杆。通过使高程传动连杆3进行伸缩，可以达到调节高程精调螺套124竖向位置的目的。
63.在其中一个实施例中，所述第一高程驱动单元121的输出端设有安装架125，在所述安装架125上设有多个高程安装位，各高程安装位沿竖直方向依次设置，所述高程精调臂122选择性地安装在其中一个高程安装位上。对于安装架125的结构以及高程精调臂122与安装架125之间的连接，可参考上述实施例一中的相关内容，此处不作赘述。
64.优选地，采用上述两种方式的组合，可以提高高程精调螺套124竖向位置的调节效率和调节精度。例如，采用在安装架125上选择高程安装位的方式进行粗调，采用使高程传动连杆3进行伸缩的方式进行精调，效果较好。
65.实施例二
66.如图1-图4以及图8，本实施例提供一种轨排检测车，包括第二车体21，在第二车体21底部设有第二行走机构，该第二行走机构适于在轨排上行走。在第二车体21上设有轨排检测单元。
67.在其中一个实施例中，上述轨排检测单元包括棱镜22、用于测量轨排轨距的轨距传感器和用于测量轨排水平度的水平传感器中的至少一种，优选为三者均包括，配合全站仪可以计算轨排的轨向、高低、水平、轨距等偏差值，便于指导工人对轨排进行精调。
68.在其中一个实施例中，上述第二行走机构包括多个第二行走轮，在其中一个实施例中，该第二车体21配置三个第二行走轮，三个第二行走轮呈三角形布置，在保证第二车体21运行稳定性、顺畅性的前提下，简化第二车体21的结构，减少第二车体21部件数量及占用空间，便于第二车体21运输；具体地，其中2个第二行走轮布置于第二车体21的其中一个横向端，另外1个第二行走轮布置于第二车体21的另一个横向端。
69.进一步可选地，第二车体21包括第一车架和第二车架，第一车架与第二车架均为长条形车架，第一车架的长度方向垂直于第二行走轮的轮轴轴向，第二车架的长度方向平行于第二行走轮的轮轴轴向，第一车架与第二车架连接构成为t型第二车体21，其中2个第二行走轮布置于第一车架上，另外1个第二行走轮布置于第二车架上。采用t型第二车体21，在保证第二车体21运行稳定性、顺畅性的前提下，能够简化第二车体21的结构。上述棱镜22优选为设置在第二车架上，例如位于第二车架的中间位置，第二车体21行走在轨排上时，该棱镜22位于轨排的中心线上。
70.可设置上述第一车架与第二车架可拆卸装配，便于第二车体21的储存和运输，螺栓连接等常规的可拆卸连接方式均适用于本实施例中；尤其地，第一车架与第二车架的长度相同，则第二车体21在拆解为两个车架后，可放置于一个货箱内，便于设备部件的打包、储存和运输。
71.上述第二车体21优选为采用自动驱动的方式，例如至少部分第二行走轮配置有行走驱动电机。可选地，上述第二车体21可在轨排上双向行走，可实现轨排检测车双向检测的
目的，工作更为灵活，能有效提高作业效率以及检测准确性；双向行走方式例如可以是设计上述行走驱动电机为可正反转驱动的电机。
72.在其中一个实施例中，上述行走驱动电机采用步进电机，可以控制第二车体21以一定的步幅移动，从而带动轨排检测单元以一定的步幅移动，例如可以按照相邻两个检测点位之间的间距或者按照高程调节螺杆之间的间距或者按照轨向调节螺杆之间的间距设定第二车体21的移动步幅，可以提高轨排测量精度。
73.实施例三
74.如图8，本实施例提供一种轨排检测车，在上述实施例二所提供的轨排检测车的基础上进行优化，具体地：
75.在第二车体21上设有多个棱镜22，各棱镜22沿第二车体21横向依次间隔布置，例如各棱镜22均布置在上述第二车架上并且沿着第二车架的长度方向依次布置。
76.通过在第二车体21上设置多个棱镜22，可以实现左右轨排的同步跟踪测量，根据测量结果可以实现轨排空间姿态计算，实时反馈轨排运动状况，从而分析出最优的调整方案，实时调整控制策略，修正控制参数。相较于传统的通过单棱镜22+传感器(轨距传感器、水平传感器等)的方案，本实施例提供的多棱镜22检测方案能够有效地提高检测精度和检测效率，可以避免由于传感器检测误差带来的检测精度下降问题。进一步地，在第二车体21上同时设置轨距传感器和/或水平传感器，结合多个棱镜22，基于棱镜22的检测数据与传感器检测数据之间可互为补充、互为校验，从而显著地提高轨排检测精度。
77.进一步地，各棱镜22之间的间距可调，例如各棱镜22均可拆卸安装在第二车体21上，可拆卸安装方式可以为螺接、卡接等，或者在第二车体21上安装滑轨，各棱镜22支架均滑设在该滑轨上。
78.实施例四
79.如图2和图3，本实施例提供一种轨排检测装置，包括多个轨检小车2，各轨检小车2依次串接，至少部分轨检小车2采用上述实施例二所提供的轨排检测车，或者采用上述实施例三所提供的轨排检测车。
80.其中，可以仅对其中一个轨检小车2或多个轨检小车2的第二行走机构配置动力驱动，也可对所有轨检小车2的第二行走机构均配置动力驱动。当然，对于所有或多个轨检小车2配置有动力驱动的方案，在实际应用过程中，也可控制其中的部分动力驱动不投入使用。
81.在其中一个实施例中，第二行走机构配置的动力驱动采用步进电机驱动，可以控制各轨检小车2以一定的步幅移动。优选地，通过对轨检小车2的移动步幅的控制，使第一辆轨检小车2移动到轨排的下一个调整点位，并使第二辆轨检小车2移动到原第一辆轨检小车2位置，第三辆轨检小车2移动到原第二辆轨检小车2位置，依次类推，第n辆轨检小车2移动到原第n-1辆轨检小车2位置；一般地，轨检小车2上的棱镜22安装位置均相同，则前后相邻的两个棱镜22之间的间距优选为等于n个小车移动步幅。上述方式能有效地提高轨排测量精度。
82.在其中一个实施例中，轨检小车2之间可拆卸连接，从而上述轨排检测装置可以分体为多个轨检小车2，单个的轨检小车2可单独工作，也可用于其他轨排的检测操作，另外还能根据实际情况增减轨检小车2的数量，从而有效地提高上述轨排检测装置的适用范围和
工作灵活度。现有的可拆卸连接结构均适用于本实施例中，例如采用连杆3分别与两个轨检小车2的第二车体21可拆卸连接(例如连杆3与第二车体21通过螺栓固定)等。
83.在其中一个实施例中，轨检小车2之间的间距是可调的，可使得轨检小车2之间的间距与小车移动步幅匹配度更高，进一步提高轨排测量精度。在上述采用连杆3分别与两个轨检小车2的第二车体21可拆卸连接的方案中，可以在该连杆3上设置多个螺栓连接孔，选择其中某一个或某几个螺栓连接孔安装螺栓即可；或者也可采用带自锁的伸缩式连杆3连接两个轨检小车2。在另外的可选方案中，采用丝杆连接两个轨检小车2，可在两个轨检小车2的第二车体21上(例如上述的第二车架)分别设置丝母，该丝杆分别与两个丝母螺接(两个丝母的螺纹旋向优选为相反)，丝杆轴向垂直于第二行走轮的轮轴轴向；通过转动丝杆既可使两辆轨检小车2相互靠近或远离，并且通过螺纹螺距的选择以及螺纹精度的控制等，可以进一步提高轨排测量精度；该方案既可实现两辆轨检小车2之间的间距调节，也可实现轨检小车2之间的可拆卸连接。
84.实施例五
85.本实施例提供一种轨排精调检测装置，其具有轨排检测功能和轨排精调功能。
86.(1)可选地，该轨排精调检测装置包括第三车体，在第三车体底部设有第三行走机构，该第三行走机构适于在轨排上行走。在第三车体上设有精调单元和轨排检测单元。从另外的角度讲，也可以理解为在上述轨排精调车1的基础上增设了轨排检测单元。
87.轨排检测单元的结构可参考上述实施例二中的相关内容。其中，当第一车体11包括框式车架时，可在该框式车架上安装横梁，用以布置轨排检测单元。
88.优选地，可以在该第三车体上沿纵向布置多个棱镜22；上述第三行走机构配置的动力驱动采用步进电机驱动，前后相邻的两个棱镜22之间的间距优选为等于n个第三车体的移动步幅。通过对第三车体的移动步幅的控制，使第一个棱镜22移动到轨排的下一个调整点位时，第二个棱镜22移动到原第一个棱镜22位置，第三个棱镜22移动到原第二个棱镜22位置，依次类推，第n个棱镜22移动到原第n-1个棱镜22位置。上述方式能有效地提高轨排测量精度。
89.(2)可选地，该轨排精调检测装置包括轨排精调车1和轨检小车2，轨排精调车1与轨检小车2相连接；其中，轨排精调车1可采用上述实施例一中所提供的轨排精调车1，轨检小车2可采用上述实施例二中的轨排检测车，则第一车体11与第二车体21相连接。
90.上述第一车体11和第二车体21可分别采用自动驱动的方式，也可仅设置第一车体11或第二车体21采用自动驱动方式，另一车体则随动运行。
91.优选地，轨排精调车1与轨检小车2可拆卸连接，例如第一车体11与第二车体21可拆卸连接，从而上述轨排精调检测装置可以分体为轨排精调车1与轨检小车2，轨排精调车1与轨检小车2可分别独立工作，也可用于其他轨排的检测/精调操作，另外还能根据实际情况为轨检小车2配置不同的轨排精调车1或者为轨排精调车1配置不同的轨检小车2，从而有效地提高上述轨排精调检测装置的适用范围和工作灵活度。现有的可拆卸连接结构均适用于本实施例中，例如采用连杆3分别与第一车体11和第二车体21可拆卸连接(例如连杆3分别通过螺栓与第一车体11和第二车体21固定连接)等。
92.在其中一个实施例中，第一车体11与第二车体21之间通过连杆3连接，该连杆3的轴线垂直于第一行走轮的轴线；至少其中一台车体通过万向节与连杆3连接，优选为连杆3
的两端分别连接一个万向节。基于该结构，可以保证轨排精调车1和轨检小车2之间的传动顺畅性，避免憋力等情况的出现，尤其适用于其中一车体为自动驱动车体、另一车体随动运行的情况；可以改善或避免因轨排精调车1和轨检小车2的位移误差而导致的轨排检测精度/轨排调节精度降低的情况；另外，上述结构也能较好地保证该轨排精调检测装置在曲线段轨排上的运行稳定性和顺畅性以及位移精度。其中，连杆3与万向节可拆卸连接，和/或万向节可拆卸安装在对应的车体上。
93.在其中一个实施例中，如图1-图4，第一车体11包括框式车架，第二车体21收容在第一车体11的框架范围内并与该第一车体11固定连接，二者连接构成为精调检测机构100，该结构在保证轨排检测功能和轨排精调功能的前提下，能有效地提高轨排精调检测装置的结构紧凑性和集成度，减小该轨排精调检测装置的体积，更为重要地，第二车体21上的轨排检测单元更为靠近第一车体11上的精调单元，精调单元可就近对轨排检测单元所检测的轨排调整点进行精调处理，能提高轨排调节精度。
94.进一步地，,上述第一车体11还包括盖板，该盖板盖合在框式车架上；当该盖板与第二车体21的上表面抵靠时，通过该盖板可对第二车体21进行较好地约束，提高第二车体21的运行顺畅性，从而提高检测精度，并且能提高第一车体11与第二车体21的结构一体性，同时能提升美观度。该盖板与框式车架之间可拆卸连接或者铰接，便于对第二车体21进行检修和维护。其中，第二车体21上的棱镜22需要穿出盖板，因此相应地在盖板上设置让位孔。
95.作为优选方案，上述第一车体11的横截面呈u型，即该第一车体11的横向两侧较高、中间较低。基于该结构，可以提供较好的检测视野，在满足高程精调模块、轨向精调模块13等的布置要求的前提下，避免采用常规的平面式车架时影响全站仪对棱镜22信息的采集；该方案尤其适用于在第一车体11上布置棱镜22或者将第二车体21收容在第一车体11的框架范围内的情况，但是对于第二车体21布置在第一车体11前侧或后侧的情况也是适用的，可以有效地改善全站仪的信息采集视野，避免棱镜22需要被支撑地过高。其中，优选地，第一车体11的中间u型槽采用净空设计，即除可能伸入的棱镜22外，在该中间u型槽内不设置其它器件，以避免对检测视野的遮挡。
96.(3)可选地，该轨排精调检测装置包括轨排精调车1和和多辆轨检小车2，其中，轨排精调车1可采用上述实施例一中所提供的轨排精调车1；
97.在其中一个实施例中，所有轨检小车2均与轨排精调车1相邻并均与轨排精调车1连接(第二车体21收容在第一车体11的框式车架内的方案显然也属于相邻连接方案)。在另外的实施例中，部分轨检小车2与轨排精调车1相邻连接，其余轨检小车2则与轨排精调车1前侧相邻和/或后侧相邻的轨检小车2串接，例如多辆轨检小车2可以连接构成为上述实施例四中的轨排检测装置(至少其中一辆轨检小车2与轨排精调车1连接)。
98.其中，优选地，参考上述第(2)部分中的相关内容，轨检小车2与轨排精调车1之间可采用连杆3+万向节的连接结构。
99.其中，优选地，参考上述第(2)部分中的相关内容，第一车体11包括框式车架，其中一辆轨检小车2收容在该第一车体11的框架范围内并与该第一车体11固定连接，其余轨检小车2则位于第一车体11之外。
100.同样地，上述第一车体11和第二车体21可分别采用自动驱动的方式，也可仅设置
第一车体11或第二车体21采用自动驱动方式，另一车体则随动运行。
101.同样地，轨排精调车1与轨检小车2之间、轨检小车2与轨检小车2之间优选为可拆卸连接，能有效地提高上述轨排精调检测装置的适用范围和工作灵活度。
102.该轨排精调检测装置的其他结构可参考上述第(2)部分中的相关内容。
103.实施例六
104.本发明实施例提供一种轨排精调方法，包括：
105.对轨排状态进行检测；
106.基于所检测的轨排状态，通过轨排精调设备对轨排进行精调，所述轨排精调设备采用上述实施例一或实施例二中所涉及的轨排精调车1。
107.作为一个具体实施方案，所述方法具体包括：
108.步骤101，在轨排中线安装全站仪，在轨排调整点位设置轨排静态几何状态测量仪，所述轨排静态几何状态测量仪位于全站仪后视线路上，所述轨排静态几何状态测量仪包括精密棱镜22、用于测量轨对应调整点位轨排轨距的轨距传感器以及用于测量对应调整点位轨排水平度的水平传感器，所述全站仪的物镜中心与轨排静态几何状态测量仪的精密棱镜22等高；
109.步骤102，通过全站仪测量轨排静态几何状态测量仪上的精密棱镜22，获得精密棱镜22坐标，通过轨排静态几何状态测量仪上的轨距传感器和水平传感器测量对应调整点位轨排的轨距和水平度；所述轨排静态几何状态测量仪的精密棱镜22坐标、对应调整点位轨排的轨距和水平度共同构成该调整点位轨排的测量值；
110.步骤103，基于对应调整点位轨排的测量值计算该调整点位轨排的横向、高程、轨距以及水平度的偏差，基于该调整点位轨排的横向、高程、轨距以及水平度的偏差计算该调整点位轨排的调整量，基于所述调整量，通过轨排精调设备对轨排静态几何状态测量仪对应的调整点位轨排进行调整。
111.其中，优选地，所述轨排静态几何状态测量仪为多个，多个轨排静态几何状态测量仪沿轨排方向依次设置于轨排上的若干个调整点位上，多个轨排静态几何状态测量仪的精密棱镜22等高，多个精密棱镜22组成目标棱镜22。
112.其中，上述轨排静态几何状态测量仪可以采用上述实施例三或实施例四所提供的轨排检测车，或者多个轨排静态几何状态测量仪依次串接构成实施例五中的轨排检测装置。
113.当轨排精调设备与轨排检测车进行连接或集成时，可以相应地形成实施例六所提供的轨排精调检测装置。
114.优选地，对于有多个轨排静态几何状态测量仪的情况，采用如下步骤替代上述步骤103：
115.基于各调整点位轨排的测量值，计算每个轨排静态几何状态测量仪对应调整点位轨排的横向、高程、轨距以及水平度的偏差；
116.建立轨排调整点位的相关性数学模型，基于所述数学模型确定目标调整点位的调整量，通过控制软件控制轨排精调设备对目标调整点位进行调整。
117.对于轨排调整点位的相关性数学模型，在其中一个实施例中，在第i个调整点位处输入调整量δi，δ
i0
到δ
in
为由于第i个调整点位调整而引起的其他调整点位的扰动位移(可
通过位移传感器等检测获得)；根据获得的每个调整点位的扰动位移，获取训练集，利用神经网络建立回归分析模型，得到输入调整量对其他点位的扰动值；则i点的真实调整量为
[0118][0119]
在另外的实施例中，通过刚度计算的方式确定轨排调整点位的相关性数学模型，具体地，在第i个调整点位处输入扭矩f，测量得到该第i个调整点位处的调整位移为δi，则刚度计算值为
[0120][0121]
获取由于第i个调整点位调整而引起的其他调整点位的扰动位移，根据每个调整点位的扰动位移δ
ij
，可计算出调整点位与调整点位之间的相关刚度：
[0122][0123]
利用相关刚度可以计算出在固定输入扭矩下每个调整点位的位移变化。
[0124]
进一步地，当前目标调整点位调整完成后，各轨排静态几何状态测量仪移动，使第一个轨排静态几何状态测量仪移动到轨排的下一个相邻调整点位，并使第二个轨排静态几何状态测量仪移动到原第一个轨排静态几何状态测量仪位置，第三个轨排静态几何状态测量仪移动到原第二个轨排静态几何状态测量仪位置，依次类推，第n个轨排静态几何状态测量仪移动到原第n-1个轨排静态几何状态测量仪位置；随后进行下一调整点位的调整作业。
[0125]
在该方案中，对于某一目标调整点位，并非以单一调整点位的轨排状态为检测基准，而是选取该调整点位所在的某一轨排段落为检测基准，充分考虑轨排的刚性特点，在此基础上确定目标调整点位的调整量，避免进行调整作业时对相邻调整点位的轨排状态造成影响，因此能有效地提高轨排调整精度。
[0126]
进一步地，对于有多个轨排静态几何状态测量仪和多个轨排精调设备的情况，上述方法还包括：
[0127]
步骤201，基于每个轨排静态几何状态测量仪，获取该轨排静态几何状态测量仪对应调整点位的测量值，基于测量值计算该调整点位轨排的横向、高程、轨距以及水平度的偏差，基于调整点位轨排的横向、高程、轨距以及水平度的偏差，对对应的各调整点位的轨排进行调整；
[0128]
步骤202，当每个轨排静态几何状态测量仪对应的调整点位调整完成以后，各轨排静态几何状态测量仪移动，使第一个轨排静态几何状态测量仪移动到轨排的下一个相邻调整点位，并使第二个轨排静态几何状态测量仪移动到原第一个轨排静态几何状态测量仪位置，第三个轨排静态几何状态测量仪移动到原第二个轨排静态几何状态测量仪位置，依次类推，第n个轨排静态几何状态测量仪移动到原第n-1个轨排静态几何状态测量仪位置；
[0129]
步骤203，重复执行步骤201至202，直到轨排所有调整点位调整完成。
[0130]
本实施例中，采用多个轨排静态几何状态测量仪沿轨排方向依次分布在轨排上的若干个调整点位上，采集的数据更丰富、更全面，能提高轨排检测和精调的精度，并且能将轨排静态几何状态测量仪组之间的数据进行数据融合，对数据之间的相关性进行统计分
析，建立轨排刚体相关性数学模型，在此模型上对轨排进行精调，可以显著地提高轨排精调测量的智能程度和调节精度，并且利于轨排的设计。
[0131]
采用第n个轨排静态几何状态测量仪移动到原第n-1个轨排静态几何状态测量仪位置的检测方式，第n个轨排静态几何状态测量仪能对精调后的第n-1个调整点位进行复核校验，在提高轨排精调精度和作业可靠性的同时，减少后续复核校验步骤，从而提高作业效率。
[0132]
优选地，所述全站仪具有测距和测角功能，所述方法还包括确定全站仪的安装点位，具体如下：
[0133]
在全站仪后视线路两侧的线路基础控制网cpiii网设置有8个以上棱镜22，作为全站仪的cpiii后视点，基于cpiii后视点，通过后方交会平差计算，计算cpiii后视点点位误差和全站仪中心坐标误差，基于cpiii后视点点位误差和全站仪中心坐标误差，计算在线路坐标系下的全站仪中心坐标和全站仪方位值；
[0134]
基于在线路坐标系下的全站仪中心坐标和全站仪方位值，计算全站仪中心坐标分量中误差和测角中误差，若全站仪中心坐标分量中误差大于0.7mm或者测角中误差大于2”，则进行重新设站，并重新计算全站仪中心坐标分量中误差和测角中误差，直至到全站仪中心坐标的坐标分量中误差小于0.7mm且测角中误差小于2”对应的全站仪中心坐标和全站仪方位值，作为全站仪的安装点，进行全站仪设站操作。
[0135]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种可适应超高地段的高程精调机构，其特征在于：所述高程精调机构包括高程精调臂、适于与轨排上的高程调节螺杆螺接的高程精调螺套、用于驱动高程精调臂绕一竖直转轴旋转的第一高程驱动单元以及用于驱动高程精调螺套转动的第二高程驱动单元，所述第二高程驱动单元安设于所述高程精调臂上；其中，所述高程精调螺套的竖向位置可调。2.如权利要求1所述的高程精调机构，其特征在于：所述第二高程驱动单元通过高程传动连杆与所述高程精调螺套连接，所述高程传动连杆为伸缩杆并且轴线平行于竖向。3.如权利要求2所述的高程精调机构，其特征在于：所述高程传动连杆为弹簧伸缩杆。4.如权利要求1至3中任一项所述的高程精调机构，其特征在于：所述第一高程驱动单元的输出端设有安装架，在所述安装架上设有多个高程安装位，各高程安装位沿竖直方向依次设置，所述高程精调臂选择性地安装在其中一个高程安装位上。5.如权利要求4所述的高程精调机构，其特征在于：所述高程精调臂上设有螺栓连接孔，各高程安装位均设有螺栓安装孔，所述高程精调臂通过调节螺栓安装在对应的高程安装位上。6.如权利要求4所述的高程精调机构，其特征在于：所述安装架包括两块安装板，所述高程精调臂夹设在两块安装板之间并且分别与两块安装板固定连接。7.如权利要求1所述的高程精调机构，其特征在于：所述第二高程驱动单元可拆卸安装在所述高程精调臂上。8.一种轨排精调车，包括车体，在车体底部设有行走机构，所述车体上设有高程精调模块，所述高程精调模块包括分设于所述车体的左右两侧的两组高程精调机构，其特征在于：至少其中一组高程精调机构采用如权利要求1至6中任一项所述的高程精调机构。9.一种轨排精调方法，其特征在于，包括：对轨排状态进行检测；基于所检测的轨排状态，通过轨排精调设备对轨排进行精调，所述轨排精调设备采用权利要求8所提供的轨排精调车。
技术总结
本发明涉及一种可适应超高地段的高程精调机构，高程精调机构包括高程精调臂、适于与轨排上的高程调节螺杆螺接的高程精调螺套、用于驱动高程精调臂绕一竖直转轴旋转的第一高程驱动单元以及用于驱动高程精调螺套转动的第二高程驱动单元，第二高程驱动单元安设于高程精调臂上；高程精调螺套的竖向位置可调。另外还涉及采用该高程精调机构的轨排精调车以及基于该轨排精调车实施的轨排精调方法。设计高程精调螺套的竖向位置可调，通过使高程精调螺套的竖向位置动态适应轨排的位置，可以使高程精调机构适应不同高度位置的轨排精调操作、还能适应曲线地段的轨排精调操作，可以提高轨排精调效率和调节精度。排精调效率和调节精度。排精调效率和调节精度。
