专利名称：铁路轨道动态检测车体横向加速度检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铁路轨道动态检测领域，尤其涉及一种铁路轨道动态检测车体横向加速度检测装置。
背景技术：
车体水平加速度由车体横向力所反映的数据来评定轨道动态运行情况，车体所受横向力受许多因素影响，无论直线线路或曲线线路若线路轨向不好、钢轨状态不好都能产生车体横向力，从而产生车体水平加速度，此外，曲线线路也有欠超高或过超高造成的车体横向力。对每一列列车而言，普遍存在着过超高或欠超高的现象，过超高时存在未被平衡的向心加速度，欠超高时存在未被平衡的离心加速度。目前，对水平加速度的检测仅使用激光测距传感器，整个装置安装复杂，加上铁路轨道运行条件的复杂性，检测精度低。本实用新型提供一种智能化、易安装、通用性强的车体水平加速度检测装置，可实现在线实时地对车体水平加速度进行检测，计算方便、精度高且耗时短，能满足高速电气化电路发展的需要。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷或不足，提供一种智能化、易安装、通用性强的车体水平加速度检测装置，该装置运行稳定、抗干扰能力强，精度高且耗时短，可实现在线实时地对车体水平加速度进行检测。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种铁路轨道动态检测车体横向加速度的检测装置，该装置包括信号检测部分和信号处理部分，其特征在于，信号检测部分包括传感器，信号处理部分包括电源、数据采集装置和处理设备，其中，电源为整个装置供电，传感器对有效参数进行检测，通过数据线传输到数据采集装置，数据采集装置对信号进行采集、转换后，输入到处理设备，处理设备通过软件对转换后的信号进行解析、计算，从而得出车体水平加速度状态。进一步的，所述信号检测部分位于机车底部，信号处理部分位于机车车内，信号检测部分通过数据线与信号处理部分进行连接。进一步的，所述传感器包括加速度传感器和位移传感器，其中，加速度传感器用于检测车体加速度，位移传感器用于检测车体对轴箱的位移。进一步的，所述加速度传感器包括左加速度传感器、右加速度传感器，位移传感器包括左激光测距传感器、右激光测距传感器，其中，左、右加速度传感器采用线加速度计。进一步的，所述左加速度传感器、右加速度传感器分别安装在车体底部的左右两端。进一步的，所述左激光测距传感器、右激光测距传感器分别安装在左、右加速度传感器的相邻位置。进一步的，所述左、右激光测距传感器安装位置包括安装在左、右加速度传感器的正下方。[0011 ] 进一步的，所述传感器包括摇头陀螺和滚动陀螺，其中，摇头陀螺用于检测车体行进方向左右蛇形运动参数，滚动陀螺用于检测车体行进方向左右侧滚运动参数。进一步的，所述摇头陀螺和滚动陀螺安装在心盘位置，摇头陀螺与滚动陀螺竖直方向堆叠安装。进一步的，所述处理设备包括电脑，用于对采集、转换后的数据进行解析。本实用新型的有益效果是，在不改变原有车辆底部环境的情况下，安装本检测装置，在车辆运行过程中，传感器对有效参数进行检测，经采集、转换后，传输到电脑端程序解析，准确地计算出当前车体水平加速度值。该装置智能化程度高、易安装、通用性强、抗干扰能力强、精度高且耗时短，可实现在线实时地对车体水平加速度进行检测，能满足高速电气化电路发展的需要。
下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。图1为本实用新型的检测装置原理框图；图2为本实用新型的检测装置安装示意具体实施方式
图1为本实用新型铁路轨道动态检测车体横向加速度检测装置的原理框图。如图 1所示，该装置包括信号检测部分和信号处理部分，信号检测部分包括传感器，位于机车底部；信号处理部分包括电源、采集装置和处理设备，位于机车车内。其中，电源为整个装置供电，传感器对有效参数进行检测，通过数据线传输到数据采集装置，数据采集装置对信号进行采集、转换后，输入到处理设备(电脑)，处理设备通过软件对转换后的信号进行解析、计算，从而得出车体水平加速度状态。图2为本实用新型铁路轨道动态检测车体横向加速度检测装置的安装示意图。图 2示出的主要是位于机车底部的信号检测部分安装示意图。信号检测部分包括左加速度计 1、右加速度计2、左激光测距传感器3、右激光测距传感器4、摇头陀螺5和滚动陀螺6。信号检测部分由位于车体内的电源进行供电，传感器的输入输出端分别与电源的正、负极相连接。左加速度计1和右加速度计2分别安装在车底左右轮缘外侧；左激光测距传感器3 和右激光测距传感器4分别安装在左加速度计1和右加速度计2的相邻位置，图中示出了其中的一种情况，左激光测距传感器3和右激光测距传感器4分别安装在左加速度计1和右加速度计2位置的正下方；摇头陀螺5和滚动陀螺6位于心盘位置上，摇头陀螺5与滚动陀螺6竖直方向堆叠安装。其中，左加速度计1和右加速度计2采用线加速度计，分别安装在车体底部的左右两端，用于检测车体加速度。线加速度计的原理是惯性原理，也就是力的平衡，A(加速度) =F(惯性力)/M(质量)，根据测量出的惯性力F，就可以得出车体的加速度。左激光测距传感器3和右激光测距传感器4分别安装在左加速度计1和右加速度计2位置的正下方，用于检测车体对轴箱的位移。激光测距传感器工作原理是先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管能检测极其微弱的光信号，记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。本实施例中，根据实时测得的车体对轴箱发生的位移，通过数据处理可得出车体的实时受力的情况。本实施例中，摇头陀螺5和滚动陀螺6属于角速度传感器(陀螺仪)。陀螺仪，陀螺仪的基本部件有(1)陀螺转子(常采用同步电机、三相交流电机等拖动方法来使陀螺转子绕自转轴高速旋转，并且其转速近似为常值)；( 内、外框架(或称内、外环，它是使陀螺自转轴获得所需角转动自由度的结构；(3)附件(是指力矩马达、信号传感器等)。陀螺仪是一种用来传感与维持方向的装置，基于角动量不灭的理论设计出来的。 陀螺仪主要是由一个位于轴心可以旋转的轮子构成。陀螺仪一旦开始旋转，由于轮子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。因此，陀螺仪多用于导航、定位等系统。该实施例中，摇头陀螺5和滚动陀螺6安装在心盘位置，摇头陀螺5与滚动陀螺6 竖直方向堆叠安装。摇头陀螺5用于检测车体行进方向左右蛇形运动参数，滚动陀螺6用于检测车体行进方向左右侧滚运动参数。通过对由左加速度计1和右加速度计2得出的原始加速度数值进行补偿，经软件程序解析计算出车体水平加速度的最终值。也就是说，摇头陀螺5和滚动陀螺6检测到的左右蛇形运动参数和左右侧滚运动参数滤掉了未被平衡的加速度，从而保证了车体在相对稳定的状态下运行。本实施例中处理设备包括电脑。信号检测部分检测的信号通过数据线传输到数据采集装置，数据采集装置对信号进行采集、将模拟信号转换成可以被处理设备识别的信号， 通过处理设备上安装的软件程序解析、计算，从而得到车体实时的水平加速度状态。本实用新型在不改变原有车辆底部环境的情况下，安装本检测装置，在车辆运行过程中，传感器对有效参数进行检测，经采集、转换后，传输到电脑端由软件程序解析，准确地计算出当前车体水平加速度值。该装置智能化程度高、易安装、通用性强、运行稳定、抗干扰能力强、精度高且耗时短，可实现在线实时地对车体水平加速度进行检测，能满足高速电气化铁路发展的需要。上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求1.一种铁路轨道动态检测车体横向加速度的检测装置，该装置包括信号检测部分和信号处理部分，其特征在于，信号检测部分包括传感器，信号处理部分包括电源、数据采集装置和处理设备，其中，电源为整个装置供电，传感器对有效参数进行检测，通过数据线传输到数据采集装置，数据采集装置对信号进行采集、转换后，输入到处理设备，处理设备通过软件对转换后的信号进行解析、计算，从而得出车体水平加速度状态。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述信号检测部分位于机车底部，信号处理部分位于机车车内，信号检测部分通过数据线与信号处理部分进行连接。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述传感器包括加速度传感器和位移传感器，其中，加速度传感器用于检测车体加速度，位移传感器用于检测车体对轴箱的位移。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述加速度传感器包括左加速度传感器、右加速度传感器，位移传感器包括左激光测距传感器、右激光测距传感器，其中，左、 右加速度传感器采用线加速度计。
5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述左加速度传感器、右加速度传感器分别安装在车体底部的左右两端。
6.根据权利要求4或5所述的检测装置，其特征在于，所述左激光测距传感器、右激光测距传感器分别安装在左、右加速度传感器的相邻位置。
7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述左、右激光测距传感器安装位置包括安装在左、右加速度传感器的正下方。
8.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述传感器包括摇头陀螺和滚动陀螺，其中，摇头陀螺用于检测车体行进方向左右蛇形运动参数，滚动陀螺用于检测车体行进方向左右侧滚运动参数。
9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述摇头陀螺和滚动陀螺安装在心盘位置，摇头陀螺与滚动陀螺竖直方向堆叠安装。
10.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述处理设备包括电脑，用于对采集、转换后的数据进行解析。
专利摘要本实用新型公开一种铁路轨道动态检测车体横向加速度的检测装置。该装置包括信号检测部分和信号处理部分，其中信号检测部分包括传感器，信号处理部分包括电源、数据采集装置和处理设备，电源为整个装置供电，传感器对有效参数进行检测，通过数据线传输到数据采集装置，数据采集装置对信号进行采集、转换后，输入到处理设备，处理设备通过软件对转换后的信号进行解析、计算，从而实现在线实时地对车体水平加速度进行检测。
文档编号G01P15/00GK202339353SQ20112040033
公开日2012年7月18日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者齐清涛 申请人:北京鼎汉检测技术有限公司