Патент на изобретение №2228988

(54) МАШИНА И СПОСОБ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ШПАЛ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к машинам с измерительной аппаратурой, используемой при сооружении рельсовых путей. Машина имеет для определения положения шпал 5 на рельсовом пути 7 бесконтактное считывающее устройство 13 в сочетании с прибором 14 для измерения расстояния при регистрации пройденного машиной пути. Считывающее устройство 13 представляет собой дальномер 16 для бесконтактного определения значений дистанции по вертикали между машиной и путем. Устройство управления, связанное с дальномером 16, служит для непрерывной и последовательной разбивки контролируемого пути на измеряемые участки – соответственно на опознанный участок со шпалой, включающий только в незначительной степени отличающиеся друг от друга данные измерений дистанции, и на примыкающий к нему и находящийся между шпалами 5 участок с щебнем. Способ характеризуется использованием последовательности скачкообразно измененных данных измерений дистанции. Изобретения направлены на осуществление автоматического центрирования шпалоподбивочного агрегата относительно положения шпал. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машине с рабочим устройствам, применяемым при работе, совершающейся циклами, для обработки пути, который состоит из шпал и рельсов, а также с бесконтактным считывающим устройством для определения положения шпал в сочетании с прибором для измерения пройденного машиной расстояния и с устройством управления для центрирования рабочего устройства в зависимости от зарегистрированного в результате считывания положения шпал, а также к способу для бесконтактного считывания положения шпал.

Из патента US 3762333 уже известна подобная машина, у которой шпалоподбивочная машина со шпалоподбивочным агрегатом представляет собой рабочее устройство. Если смотреть в рабочем направлении машины, то перед рабочим устройством на раме машины в области средств скрепления рельсов со шпалами расположено считывающее устройство в виде импульсного считывающего устройства, которое реагирует на приближение металлического объекта, например путевого болта, и подает соответствующий сигнал. С помощью устройства для измерения расстояния регистрируют пройденный машиной путь. С учетом известной дистанции между импульсным считывающим устройством и шпалоподбивочным агрегатом машину затем останавливают с помощью устройства управления, причем так, что шпалоподбивочный агрегат находится точно по центру над шпалой для ее подбивки.

В другой машине, известной из патента AT 321347, предусмотрен электронно-оптический контрольный прибор в виде телевизионной камеры, с помощью которой оператор может выполнить индивидуальную установку шпалоподбивочного агрегата по положению шпал.

В патенте US 5671679 описано применение различных типов чувствительных элементов, с помощью которых бесконтактным способом можно определить положение шпалы увеличенной ширины или другого подобного объекта.

Из патента JP 322707/94 А известен способ определения разницы между верхней постелью шпалы и поверхностью щебеночного основания с помощью устройства для обработки изображения, состоящего из световой щели и камеры, а также способ управления шпалоподбивочным агрегатом шпалоподбивочной машины при его опускании.

Задачей предложенного изобретения является создание машины указанного типа, а также способа, с помощью которой или которого обеспечивается лучшее определение расположения шпал.

Согласно изобретению эта задача решается с помощью машины указанного типа за счет того, что считывающее устройство представляет собой дальномер для бесконтактного измерения величин в вертикальном направлении между считывающим устройством, с одной стороны, и шпалами или щебнем пути, с другой стороны, и что устройство управления, связанное с дальномером, служит для непрерывной и последовательной разбивки контролируемых по пути измеряемых участков соответственно на опознанный участок со шпалой X, включающий только в незначительной степени отличающиеся друг от друга данные измерений дистанции, и на примыкающий к нему опознанный участок с щебнем Y, характеризующийся последовательностью скачкообразно изменяющихся данных измерений дистанции.

С помощью заявленного технического решения можно с достоверностью и, прежде всего, независимо от типа шпал определить их расположение, так что и более старые пути со множеством разных типов шпал или типов скрепления рельсов со шпалами можно считывать без проблем. С помощью размещения двух считывающих устройств, разнесенных между собой в поперечном направлении машины, имеется выгодная возможность определения наклонного положения шпалы.

Прочие выгодные варианты выполнения изобретения даны в зависимых пунктах формулы и представлены на чертежах.

Изобретение поясняется ниже более подробно с помощью примера выполнения, представленного на чертеже.

Фиг.1 – упрощенный вид сбоку машины с устройством для обработки рельсового пути при его работе, совершающейся циклами.

Фиг.2 – схематичное изображение считывающего устройства с кривой измерений.

Фиг.3 – схематичное изображение рельсового пути с двумя считывающими устройствами, а также соответствующими кривыми измерений.

Фиг.4 – схематичное изображение элементов машины.

Машина 1, представленная на фиг.1, имеет раму 3, опирающуюся на ходовые механизмы 2, и выполнена с возможностью передвижения по пути 7, образованному шпалами 5 и рельсами 6, при помощи привода движения 4. Между ходовыми механизмами 2 находится рабочее устройство 8 в виде шпалоподбивочного агрегата 9, применяемого при работе, совершающейся циклами. С ним связан путеподъемный агрегат 10, а также базовая система 11. Если смотреть в рабочем направлении машины, обозначенном стрелкой 12, то перед рабочим устройством 8 находятся два считывающих устройства 13, разнесенные между собой в поперечном направлении машины и служащие для определения положения шпал рельсового пути 7.

Для измерения расстояния, пройденного машиной 1 по пути 7, предусмотрен прибор для измерения расстояния 14, катящийся по рельсам 6. Он, как и считывающее устройство 13, связан с устройством управления 15.

Как видно, в частности, на фиг.2, считывающее устройство 13 выполнено в виде дальномера 16 для бесконтактного измерения его удаления по вертикали от находящейся под ним шпалы 5 или щебня 17. Кривая измерений 18, полученная в зависимости от пройденного машиной 1 расстояния s, состоит из множества данных измерений дистанции d.

Кривая измерений 18 состоит из чередования опознанных участков со шпалами X, имеющих данные измерений дистанции d, лишь незначительно отличающиеся друг от друга, и опознанных участков с щебнем Y, которые состоят из множества скачкообразно меняющихся относительно друг друга данных измерений дистанции d. Начало и конец участка со шпалами Х можно определить относительно просто по расположению точки скачка А или В. При делении пополам выявленного участка со шпалой Х определяют точку центрирования Z_x для смещенного по времени центрирования шпалоподбивочного агрегата 9 над соответствующей шпалой 5.

Данные измерений дистанции d находятся в пределах обеих точек скачков А, В, а их соответствующие максимальные величины – в пределах минимальной ширины полосы m. Данные измерений дистанции d, определяющие участок с щебнем Y, находятся со своими максимальными значениями точно за пределами минимальной ширины полосы пропускания m.

Как видно на фиг.3, предусмотрены два дальномера 16, разнесенные между собой в поперечном направлении машины и предназначенные для считывания положения шпал вдоль двух измерительных линий 21, проходящих в продольном направлении, при продвижении машины 1 вперед. Таким образом, имеется возможность формирования двух независимых друг от друга кривых измерений 18, с помощью которых в конечном итоге, например по смещенной точке скачка А, можно определить, что шпала 5 лежит косо в положении SL. Таким образом, можно центрировать независимо друг от друга оба следующих, здесь подробно не представленных шпалоподбивочных агрегата 9 соответствующим образом оптимально над соответствующим участком со шпалой для начала этапа подбивки.

Как видно на схеме фиг.4, в устройстве управления 15 при регистрации точек скачков А, В кривая измерений 18, контролируемая по пути и образованная множеством данных измерений дистанции, делится на опознанные чередующиеся друг за другом участки со шпалой Х и участки с щебнем Y, при выделении, например, данных измерений дистанции d, находящихся в пределах минимальной ширины полосы m.

В блок ввода данных 22 можно ввести предельные значения для определения минимальной ширины полосы m, а также минимальную и максимальную ширину шпал 5, возможно имеющихся на пути 7, для определения приемлемой области для шпал SA. В контрольном приборе 23 происходит проверка на достоверность полученных до этого данных в отношении участка со шпалой X, т.е. проверяют, находится ли значение ширины шпалы, определенное с помощью обеих точек скачков А, В, в пределах границ, сохраненных в памяти блока ввода данных 22. Если эта проверка дает отрицательный результат, задействуют акустический и/или оптический сигнальный предупредительный прибор 24, с тем чтобы обратить внимание обслуживающего персонала на неясность ситуации.

При положительном результате проверки при делении пополам отрезка пути между точками скачков А, В получают, сохраняют в памяти и смещают по пути центрирующую точку Z_x для автоматического запрета на продвижение машины 1 для последующего центрирования шпалоподбивочного агрегата 9 над соответствующей шпалой 5.

В результате вычисления средней ширины шпал и среднего расстояния между шпалами можно определить и отметить наличие сдвоенных шпал. Путем сравнения расчетных данных и фактических данных, полученных в результате измерений при проезде, автоматически вычисляется величина коррекции, которая учитывает различные, полученные во время работы соотношения (коэффициент трения колесо/рельс) в расчетах заданных значений при проезде. Благодаря возможности смещения точки торможения машины 1 и предупредительного сигнала с помощью цифровой установки оператор может выполнить корректировку центрирования рабочего устройства 8 вручную. Щебень 17, случайно находящийся в области измерительной линии 21, можно удалить с помощью подметального устройства 25 (фиг.1).

Формула изобретения

1. Машина (1) с рабочим устройством (8), применяемым при работе, совершающейся циклами, для обработки пути (7), имеющего шпалы (5) и рельсы (6), а также с бесконтактным считывающим устройством (13) для определения положения шпал в сочетании с прибором для измерения расстояния (14) для регистрации пройденного машиной (1) по пути (7) расстояния (s) и с устройством управления (15) для центрирования рабочего устройства (8) в зависимости от расположения шпал, определенного в результате считывания, отличающаяся тем, что считывающее устройство (13) представляет собой дальномер (16) для бесконтактного определения измеряемых значений дистанции по вертикали (d) между считывающим устройством (13), с одной стороны, и шпалами (5) или щебнем (17) рельсового пути (7), с другой стороны, и что устройство управления (15), связанное с дальномером (16), предназначено для непрерывной и последовательной разбивки контролируемых по пути измеряемых участков соответственно на опознанный участок со шпалой (X), включающий только в незначительной степени отличающиеся друг от друга данные измерений дистанции (d), и на примыкающий к нему опознанный участок (Y) с щебнем, характеризующийся последовательностью скачкообразно изменяющихся данных измерений дистанции (d).

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что предусмотрены два дальномера (16), разнесенные между собой в поперечном направлении машины, с каждым из которых связан его собственный контрольный прибор (23).

3. Способ для обработки рельсового пути (7) при помощи рабочего устройства (8), применяемого при работе, совершающейся циклами, причем при продвижении машины измеряют пройденный путь (s) и считывают бесконтактным способом положение шпал (5), отличающийся тем, что a) вдоль измерительной линии (21), проходящей в продольном направлении пути над шпалами (5) и щебнем (17), непрерывно получают и записывают в память данные измерений дистанции (d) в вертикальном направлении между машиной (1) и щебнем (17) или шпалой (5), после чего b) полученную таким образом контролируемую по пути кривую измерений (18) делят на опознанный участок со шпалой (X), на котором имеются лишь минимальные изменения в данных измерений, а начало находится в первой зарегистрированной точке скачка (А), и за которым c) следует опознанный участок (Y) с щебнем, примыкающий к нему соответственно в точке скачка (В) и характеризующийся следующим друг за другом рядом скачкообразно измененных величин измерения дистанции (d), максимальные значения которых находятся за пределами минимальной ширины полосы (m).

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что минимальные и максимальные значения измеренной дистанции (d), определяющие опознанный участок со шпалой (X), записывают в память для определения минимальной ширины полосы (m).

5. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что расстояние между обеими точками скачков (А, В), определяющее опознанный участок со шпалой (X), сравнивают в рамках непрерывного надежного контроля с приемлемой областью шпалы (SA), сохраненной в памяти устройства управления (15) и включающей различные данные о ширине разных типов шпал (5), которые могут попадаться на пути (7), для определения ширины шпалы.

6. Способ по одному из пп.3-5, отличающийся тем, что задействуют оптический и/или акустический сигнальный прибор (24), как только достоверная проверка опознанного участка со шпалой (Х) показала, что результат выходит за пределы приемлемой области нахождения шпалы (SA), имеющейся в памяти.

7. Способ по одному из пп.3-6, отличающийся тем, что если смотреть в направлении продвижения машины, то перед считывающим устройством (13) область шпалы (5), находящуюся на измерительной линии (21), обметают.

РИСУНКИ