《用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置.pdf（15页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102837709 A (43)申请公布日 2012.12.26 C N 1 0 2 8 3 7 7 0 9 A *CN102837709A* (21)申请号 201210315163.X (22)申请日 2012.08.30 B61F 9/00(2006.01) B61L 23/00(2006.01) (71)申请人北京交通大学 地址 100044 北京市海淀区西直门外上园村 3号 (72)发明人李长春 张金英 延皓 (74)专利代理机构北京正理专利代理有限公司 11257 代理人王德桢 (54) 发明名称 用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检 测装置 (57) 。
2、摘要 本发明公开了一种用于重载铁路空车车辆脱 轨预警系统上的检测装置，包括固定架、传感器安 装总架、用于测量横向位移的传感器和用于测量 垂向位移的传感器；固定架上端匹配地固装在火 车车厢连通部半圆筒箱体上端，固定架下端与火 车车厢连通部半圆筒箱体下端的箱体边缘匹配地 固装在一起；传感器安装总架上端设有固定片， 下端设安装板；传感器安装总架通过固定片固装 在固定架的外表面上；用于测量垂向位移的传感 器固装在传感器安装总架的内侧面上；用于测量 横向位移的传感器固装在安装板的下端面上。本 发明结构简单、方便实用、安装更加牢固，保证了 电涡流传感器和激光传感器的使用要求，并可以 根据需要调节激光传感器。
3、光束照在铁轨上的角 度。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图9页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 9 页 1/1页 2 1.一种用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征在于：该装置包括 安装于火车车厢连通部半圆筒箱体（1）上的固定架（2）、传感器安装总架（3）、用于测量横 向位移的传感器和用于测量垂向位移的传感器； 所述的固定架（2）上端匹配地固装在火车车厢连通部半圆筒箱体（1）上端的凸出边缘 （11）上，所述固定架（2）下端与所述火车车厢连通部半圆筒箱体（1）下端的箱体边缘（12） 匹配地。
4、固装在一起； 所述传感器安装总架（3）上端设有向内弯折的固定片（31），下端固设有向外弯折安装 板（32）；传感器安装总架（3）通过固定片（31）固装在所述固定架（2）的外表面上； 所述用于测量垂向位移的传感器固装在所述传感器安装总架（3）的内侧面上； 所述用于测量横向位移的传感器固装在所述安装板（32）的下端面上。 2.根据权利要求1所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征 在于：所述的固定架（2）上端通过卡夹（6）匹配地固装在火车车厢连通部半圆筒箱体（1）上 端的凸出边缘（11）上，所述固定架（2）下端通过固定夹（7）与所述火车车厢连通部半圆筒 箱体（1）下端的箱体边缘（。
5、12）匹配地固装在一起。 3.根据权利要求2所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征 在于：所述固定片（31）与传感器安装总架（3）的下端之间设有加强筋（33），所述传感器安 装总架（3）上端还设有至少一个用于与所述固定架（2）的外表面相连接固定的辅助固定片 （34）。 4.根据权利要求1、2或3所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置， 其特征在于：所述用于测量垂向位移的传感器通过一T型传感器安装架（8）固装在所述传 感器安装总架（3）的内侧面上；所述的T型传感器安装架（8）包括横向固定板（81）和竖向 固定板（82），所述横向固定板（81）与传感器安装总架（3）。
6、的内侧面固定连接在一起，所述 用于测量垂向位移的传感器固装在所述竖向固定板（82）上，且该竖向固定装板（82）上设 有用于调节所述用于测量垂向位移的传感器光束照在铁轨上角度的圆弧槽口（821）。 5.根据权利要求4所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征 在于：所述用于测量横向位移的传感器为电涡流传感器（4），所述用于测量垂向位移的传 感器为激光传感器（5）。 6.根据权利要求5所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征 在于：所述用于测量垂向位移的传感器包括两个激光传感器（5），所述的两个激光传感器 （5）对称安装在所述T型激光安装架（8）竖向固定板（82）。
7、两侧的板面上。 7.根据权利要求6所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征 在于：所述电涡流传感器（4）位于铁轨（9）正上方25mm处。 8.根据权利要求7所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征 在于：所述激光传感器（5）与铁轨（9）之间的距离为250mm-750mm。 9.根据权利要求8所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征 在于：所述激光传感器（5）与铁轨（9）之间的距离为350mm。 10.根据权利要求9所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统 上的检测装置，其特征在于：所述传感器安装总架（3）由不导磁材料 制成。 权 利 要 求 。
8、书CN 102837709 A 1/4页 3 用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置 技术领域 0001 本发明涉及一种用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置。 背景技术 0002 随着神华铁路运输需求的逐年增加，提高列车行驶速度、开行大轴重列车、开行万 吨甚至两万吨重载列车是提高神华铁路运输能力的主要措施，其中重载铁路空载车辆运行 提速是增加重载铁路运力和工作效率的有利手段，但因空载时车辆垂向作用力的减小，空 载车辆的脱轨系数要大于满载车辆，因此重载铁路空载车辆提速后容易发生脱轨事故，为 了防止此类情况的发生，列车空载返回时的运行速度通常低于满载时的运行速度。为了适 应神华铁路快。
9、速发展的需要，需要研发重载铁路空载车辆脱轨预警系统，提升神华铁路运 输能力，保证铁路运输安全。 0003 此脱轨预警系统包括安装在列车上的重载铁路空载车辆综合检测系统（简称检测 系统）和脱轨分级报警处理系统（简称报警系统），车辆综合检测系统自动检测车辆运行过 程中轮轨间相互作用力、相对位移以及振动加速度等状态参数。脱轨分级报警处理系统根 据检测数据预判车辆脱轨倾向，并对其进行分级报警处理。该系统的研究将在理论上提出 结合脱轨系数和轮轨相对位移的综合脱轨评价标准，确定不同列车编组形式、不同线路区 段的重载铁路空车运行速度目标值。检测系统的位移测量部分负责检测轮轨间横向和垂向 相对位移，采用非接触。
10、的测量方式。 发明内容 0004 本发明的目的在于改进现有技术的缺陷，而提供一种用于重载铁路空车车辆脱轨 预警系统上的检测装置。该装置结构简单、方便实用、安装更加牢固，保证了电涡流传感器 和激光传感器的使用要求，并可以根据需要调节激光传感器光束照在铁轨上的角度。 0005 为实现上述目的，本发明提供一种用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测 装置，该装置包括安装于火车车厢连通部半圆筒箱体上的固定架、传感器安装总架、用于测 量横向位移的传感器和用于测量垂向位移的传感器； 所述的固定架上端匹配地固装在火车车厢连通部半圆筒箱体上端的凸出边缘上，所述 固定架下端与所述火车车厢连通部半圆筒箱体下端的箱。
11、体边缘匹配地固装在一起； 所述传感器安装总架上端设有向内弯折的固定片，下端固设有向外弯折安装板；传感 器安装总架通过固定片固装在所述固定架的外表面上； 所述用于测量垂向位移的传感器固装在所述传感器安装总架的内侧面上； 所述用于测量横向位移的传感器固装在所述安装板的下端面上。 0006 进一步的，所述的固定架上端通过卡夹匹配地固装在火车车厢连通部半圆筒箱体 上端的凸出边缘上，所述固定架下端通过固定夹与所述火车车厢连通部半圆筒箱体下端的 箱体边缘匹配地固装在一起。 0007 进一步的，所述固定片与传感器安装总架的下端之间设有加强筋，所述传感器安 说 明 书CN 102837709 A 2/4页 4。
12、 装总架上端还设有至少一个用于与所述固定架的外表面相连接固定的辅助固定片。 0008 进一步的，所述用于测量垂向位移的传感器通过一T型传感器安装架固装在所述 传感器安装总架的内侧面上；所述的T型传感器安装架包括横向固定板和竖向固定板，所 述横向固定板与传感器安装总架的内侧面固定连接在一起，所述用于测量垂向位移的传感 器固装在所述竖向固定板上，且该竖向固定装板上设有用于调节所述用于测量垂向位移的 传感器光束照在铁轨上角度的圆弧槽口。竖向固定装板上的外端设有安装孔，内端开有圆 弧槽口；用于测量垂向位移的传感器（即激光传感器）的一端与竖向固定装板的外端安装孔 固定，另一端通过圆弧槽口改变激光传感器与。
13、水平方向的角度，这样设置的目的在于：有利 于消除T型传感器安装架在实际安装时不能保证绝对水平的问题，提高了激光传感器检测 的精度。 0009 进一步的，所述用于测量横向位移的传感器为电涡流传感器，所述用于测量垂向 位移的传感器为激光传感器。 0010 进一步的，所述用于测量垂向位移的传感器包括两个激光传感器，所述的两个激 光传感器对称安装在所述T型激光安装架竖向固定板两侧的板面上，并保证两个激光传感 器基于轮轨中心对称安装。因为车轮与铁轨之间存在横向位移和垂向位移，铁轨与车轮有 效接触的表面并不是水平面，如果只安装一个激光传感器测量垂向位移，车轮与铁轨之间 的横向位移也会导致激光传感器检测的输。
14、出值发生变化，将两个激光传感器基于轮轨中心 对称安装，这样可以消除轮轨之间的横向位移对垂向位移检测的干扰，提高垂向位移检测 的精度。 0011 进一步的，所述电涡流传感器位于铁轨正上方25mm处。 0012 进一步的，所述激光传感器与铁轨之间的距离为250mm-750mm。 0013 进一步的，所述激光传感器与铁轨之间的距离为350mm。为了保证各安装架（固定 架、传感器安装总架、T型传感器安装架）之间不发生干涉并且保证激光传感器与被检测面 之间的距离在要求范围内，在实际的安装中选择激光传感器与铁轨之间的距离为350mm。 0014 进一步的，所述传感器安装总架由不导磁材料制成。 0015 本。
15、发明能够安装在重载车辆的车厢底部的箱体上，与以往安装在货车转向架上的 固定装置相比，结构简单、方便实用、安装更加牢固，保证了电涡流传感器和激光传感器的 使用要求。 附图说明 0016 图1为本发明的整体结构立体示意图之一。 0017 图2为本发明的整体结构立体示意图之二。 0018 图3为本发明的整体结构主视图。 0019 图4为本发明的整体结构右视图。 0020 图5为本发明的整体结构俯视图。 0021 图6为本发明中传感器安装总架与T型传感器安装架的装配示意图之一。 0022 图7为本发明中传感器安装总架与T型传感器安装架的装配示意图之二。 0023 图8为本发明中固定架的结构示意图。 0。
16、024 图9为本发明中传感器安装总架的结构示意图。 说 明 书CN 102837709 A 3/4页 5 0025 图10为本发明中T型传感器安装架的结构示意图。 具体实施方式 0026 下面结合附图说明本发明的具体实施方式。 0027 如图1至10所示，一种用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，该装 置包括安装于火车车厢连通部半圆筒箱体1上的固定架2、由不导磁材料制成传感器安装 总架3、T型传感器安装架8、一个用于测量横向位移的电涡流传感器4和两个用于测量垂 向位移的激光传感器5；所述的固定架2上端通过卡夹6匹配地固装在火车车厢连通部半 圆筒箱体1上端的凸出边缘11上，所述固定架2下。
17、端通过固定夹7与所述火车车厢连通部 半圆筒箱体1下端的箱体边缘12匹配地固装在一起； 所述传感器安装总架3上端设有向内弯折的固定片31，且该传感器安装总架3上端还 设有一个用于与所述固定架2的外表面相连接固定的辅助固定片34。 0028 传感器安装总架3下端固设有向外弯折安装板32；传感器安装总架3通过固定片 31固装在所述固定架2的外表面上，固定片31与传感器安装总架3的下端之间设有加强筋 33；电涡流传感器4固装在所述安装板32的下端面上。 0029 所述T型传感器安装架8固装在所述传感器安装总架3的内侧面上；其包括横向 固定板81和竖向固定板82，横向固定板81与传感器安装总架3的内侧面。
18、固定连接在一起， 两个激光传感器5对称安装在所述T型激光安装架8竖向固定板82两侧的板面上，并保证 两个激光传感器5基于轮轨中心对称安装，且该竖向固定装板82上设有用于调节激光传感 器5光束照在铁轨9上角度的圆弧槽口821。 0030 所述电涡流传感器4位于铁轨9正上方25mm处，所述激光传感器5与铁轨9之间 的距离为350mm。 0031 本发明所提供的检测装置是脱轨预警系统上空载车辆综合检测系统的一部分。由 轮轨之间的相对位移、相互作用力以及振动加速度等参数，结合相应的脱轨判据预判车辆 脱轨倾向。 0032 重载车辆的车厢底部安装了与车厢连通的半圆筒箱体1，以此提高货车的运输量； 半圆筒箱。
19、体1与车轮相对位置不变，所述检测装置固定安装在火车车厢连通部的半圆筒箱 体1上。半圆筒箱体1的上端伸出与水平方向成8.3长160mm的钢板，箱体1两端箱盖的 突出边缘11厚度为15mm。固定架2上端通过卡夹6匹配地固装在半圆筒箱体1上端的凸 出边缘11上，固定架2下端通过固定夹7与半圆筒箱体1下端边缘12匹配地固装在一起。 0033 具体安装时需保证固定架2的中心面和铁轨9的中心面位置重合，并用四个M16 的紧固螺钉加固固定架2与半圆筒箱体1的连接。T型激光安装架8的横向固定板81与 传感器安装总架3内侧面之间通过螺栓固定，两个激光传感器5通过螺栓对称安装在T型 激光安装架8竖向固定板82两侧。
20、的板面上，并保证两个激光传感器5基于轮轨中心对称安 装，且该竖向固定装板82上设有圆弧槽口821，圆弧槽口821用以调整激光传感器5光束照 在铁轨9上的角度。最后将电涡流传感器4固定在传感器安装总架3的安装板32下端面 上，并调整其横向位置，保证电涡流传感器4的中心位置和铁轨9的中心位置重合。 0034 本文中所采用的描述方位的词语“上”、“下”、“左”、“右”等均是为了说明的方便基 于附图中图面所示的方位而言的，在实际装置中这些方位可能由于装置的摆放方式而有所 说 明 书CN 102837709 A 4/4页 6 不同。 0035 综上所述，本发明所述的实施方式仅提供一种最佳的实施方式，本发。
21、明的技术内 容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明所揭示的内容而作 各种不背离本发明创作精神的替换及修饰；因此，本发明的保护范围不限于实施例所揭示 的技术内容，故凡依本发明的形状、构造及原理所做的等效变化，均涵盖在本发明的保护范 围内。 说 明 书CN 102837709 A 1/9页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102837709 A 2/9页 8 图2 说 明 书 附 图CN 102837709 A 3/9页 9 图3 说 明 书 附 图CN 102837709 A 4/9页 10 图4 图5 说 明 书 附 图CN 102837709 A 10 5/9页 11 图6 说 明 书 附 图CN 102837709 A 11 6/9页 12 图7 说 明 书 附 图CN 102837709 A 12 7/9页 13 图8 说 明 书 附 图CN 102837709 A 13 8/9页 14 图9 说 明 书 附 图CN 102837709 A 14 9/9页 15 图10 说 明 书 附 图CN 102837709 A 15 。