螺栓松动警示系统和轨道扣件螺栓的检测系统的制作方法

本发明涉及机械检测技术领域，具体而言，涉及一种螺栓松动警示系统和一种轨道扣件螺栓的检测系统。

背景技术：

随着城市的高速发展，市内交通越来越拥挤，因此很多城市开始建设地铁交通系统。其中，扣件系统作为地铁线路的关键部件之一，起到固定钢轨、降低轮轨振动的作用，关系到整个地铁客运车辆的行车安全，尤其是扣件系统中的紧固螺栓状态，不允许出现松动、断裂等现象，否则将导致行车安全事故，造成人员和财产的损失。

目前，关于地铁扣件系统中的螺栓松动检查主要依靠人工巡检的方法，需要大量的人力和物力，且劳动强度大，效率低下，巡检周期长，主观性强，容易产生误检和漏检。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种螺栓松动警示系统。

本发明的另一个目的在于提供一种轨道扣件螺栓的检测系统。

为了实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种螺栓松动警示系统，包括：螺栓；磁性体，与螺栓连接；报警装置，报警装置中设有磁性开关；其中，磁性体能随螺栓的转动而转动，使磁性开关在磁性体产生的磁场作用下，接通或断开报警装置的电路。

在该技术方案中，通过在螺栓上设置磁性体，在螺栓松动时，必然会产生转动，并带动磁性体转动；而磁性体能够产生磁场，磁场随着磁性体的转动而对磁性开关产生强弱不同的作用，从而接通或断开报警装置的电路，使报警装置发出警示信息，这种通过磁场作用来发出螺栓松动的警示信息的螺栓松动警示系统，其部件少，结构简单，易于生产和安装，且检测精度高，所需人力物力少，用户只要根据报警装置的提示即可快速发现松动的螺栓，劳动强度低而效率高，也不需要用户的主观判断，不易漏检或误检。

可以理解，报警装置是在接通电路的情况下发出警示信息，还是在断开电路的情况下发出警示信息，与用户的设置和定义有关，即在报警装置的电路被接通时，报警装置发出警示信息，也有可能是在报警装置的电路被断开时，发出警示信息。

还需要指出，磁性体可以直接吸附在螺栓上，对螺栓结构基本没有改动，不影响螺栓的使用寿命，且维护方便；另外，磁性开关是指在磁力或磁场作用下，开启和闭合的开关，例如全极磁开关传感器。

在上述技术方案中，报警装置包括：电源；集成电路板，与电源连接；报警器，通过磁性开关与集成电路板连接，报警器用于发出螺栓松动的警示信息。

在该技术方案中，报警装置包括电源、集成电路板和报警器，便于通过电源为报警器供电，集成电路板便于形成报警装置的供电电路；报警器通过磁性开关与集成电路板连接，便于通过磁性体的磁场作用，使磁性开关能够接通电源和报警器，或者断开电源和报警器，发出警示信息。

在上述技术方案中，报警器为警示灯、视频显示器、音频播放器中的任意一种。

在该技术方案中，报警器为警示灯、视频显示器、音频播放器中的任意一种，便于根据螺栓的应用场景，选择不同的报警器，提升报警效果，使用户能够更为便捷和及时地接收到警示信息。

在上述技术方案中，报警装置还包括：盖体，盖设于螺栓上，电源、磁性开关、集成电路板和报警器设于盖体上，且螺栓可相对于盖体转动。

在该技术方案中，通过设置盖体，电源、集成电路板、磁性开关、报警器设置在盖体上，集成度高，结构简单，简化了报警装置的安装，还便于报警装置向外发出警示信息，使警示信息更易于获取；螺栓相对于盖体可转动，即螺栓发生松动而转动时，盖体不会随着螺栓的转动而转动，而螺栓上的磁性体会随着螺栓转动，从而使报警装置中的磁性开关在转动的磁性体的磁场作用下，接通或断开所述报警装置的电路；另外，盖体盖设在螺栓上，还有利于保护螺栓，避免螺栓受到恶劣环境的影响而缩短使用寿命。

在上述技术方案中，警示灯或视频显示器设于盖体的顶部；和/或所述电源为移动电源；和/或所述磁性体设于所述螺栓的螺帽上。

在该技术方案中，将警示灯或视频显示器设于盖体的顶部，有利于用户获取警示信息；电源为移动电源，使报警装置不需要连接外部电源，便于灵活安装以及维护保养；磁性体设于螺栓的螺帽上，既不会影响螺栓的紧固作用，另外由于螺帽的直径一般都大于螺栓直径，这样磁性体的转动幅度更大，作用在磁性开关上的磁场的变化更大，从而磁性开关对于螺栓松动更为灵敏，有利于进一步提升螺栓松动的检测精度。

本发明第二方面的技术方案提供了一种轨道扣件螺栓的检测系统，包括：轨枕；扣件，设于轨枕上；上述第一方面中任一项技术方案的螺栓松动警示系统，螺栓松动警示系统的螺栓用于将扣件固定在轨枕上。

在该技术方案中，通过采用上述任一项技术方案的螺栓松动警示系统，从而具有了上述技术方案的全部有益效果，在此不再赘述；另外，螺栓松动警示系统设置在轨枕上，还有利于提升螺栓松动的检测工作的安全性；由于轨枕一般用于火车、地铁的轨道，轨道的长度长，距离远，对轨道上的螺栓进行一次检修，耗时长，用户在轨道上停留的时间长，风险高，而采用螺栓松动警示系统，用户能够直接根据螺栓松动警示系统发出的警示信息，快速直接地找到松动的螺栓，从而减少了在轨道上的停留时长，降低了风险，提升了工作的安全性。

在上述技术方案中，轨道扣件螺栓的检测系统还包括：调距扣板，设于轨枕上，并与螺栓松动警示系统的盖体相抵或相连。

在该技术方案中，设于轨枕上的调距扣板与盖体相连或相抵，有利于避免盖体和螺栓接触，确保盖体不会随螺栓转动，从而保证磁性开关能够在磁场作用下接通或断开报警装置的电路，且调距扣板为轨道上的现有部件，盖体与调距扣板相连或相抵，能够节省部件，简化结构。

在上述技术方案中，轨道扣件螺栓的检测系统还包括：移动装置，可移动地设于轨道上；接收装置，设于移动装置上，接收装置用于接收螺栓松动警示系统发出的警示信息；分析装置，设于移动装置上，分析装置与接收装置连接，分析装置用于根据警示信息，确定松动的螺栓的位置。

在该技术方案中，通过设置移动装置，并在移动装置上设置接收装置和分析装置，这样有利于移动装置带着接收装置和分析装置在轨道上移动，使移动装置替代用户在轨道上巡回检查，并通过接收装置接收警示信息，从而确定是否有螺栓松动，进一步地，在接收到警示信息后，能够通过分析装置确定松动的螺栓的位置，有利于用户能够直接根据确定好的松动的螺栓的位置，前往维护，从而节省了大量的人力和物力，且结构简单，还提升了工作效率和工作的安全性；另外，移动装置的设置，不需要在轨道上铺设大量的网路，有利于简化轨道的结构，还可以节省大量的人力和物力。

在上述技术方案中，分析装置包括：定位器，用于定位移动装置的位置，以及松动的螺栓相对于移动装置的位置。

在该技术方案中，分析装置包括定位器，并通过定位器定位移动装置的位置和松动的螺栓相对于移动装置的位置，这样有利于精确定位松动的螺栓，使用户能够快速在漫长的轨道上找到该螺栓进行维护，大幅提升了工作效率。

在上述技术方案中，分析装置还包括：存储器，与定位器连接，存储器用于存储移动装置的位置，和松动的螺栓相对于移动装置的位置；和/或发射器，与定位器连接，发射器用于发射移动装置的位置，和松动的螺栓相对于移动装置的位置。

在该技术方案中，通过设置存储器，并存储移动装置的位置，和松动的螺栓相对于移动装置的位置，便于用户从存储器中获取松动的螺栓的具体位置，从而进行维护，这样还有利于保存多个松动的螺栓的位置信息，从而便于对轨道的整体情况进行分析，对可能出现的问题进行提前准备处理方案，提升轨道的安全性；通过设置发射器来发射移动装置的位置，以及松动的螺栓相对于移动装置的位置，可以使用户实时精确地定位松动的螺栓的位置，从而在移动装置接收到警示信息后的第一时间即可前往松动的螺栓位置处进行维护，提升了轨道的安全性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的螺栓松动警示系统的剖视结构示意图；

图2是图1中的a部的放大结构示意图；

图3是本发明的一个实施例的轨道扣件螺栓的检测系统的局部立体结构示意图；

图4是本发明的另一个实施例的轨道扣件螺栓的检测系统的局部立体结构示意图；

图5是本发明的又一个实施例的轨道扣件螺栓的检测系统的俯视结构示意图。

其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10螺栓，12磁性体，14报警装置，140磁性开关，142集成电路板，144警示灯，146盖体，18轨枕，19扣件，20钢轨，22调距扣板，24移动装置，26接收装置，28分析装置。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本发明的一些实施例。

如图1和图2所示，根据本发明提出的一个实施例的螺栓松动警示系统，包括：螺栓10；磁性体12，与螺栓10连接；报警装置，报警装置中设有磁性开关140；其中，磁性体12能随螺栓10的转动而转动，使磁性开关140在磁性体12产生的磁场作用下，接通或断开报警装置14的电路。

在该实施例中，通过在螺栓10上设置磁性体12，在螺栓10松动时，必然会产生转动，并带动磁性体12转动；而磁性体12能够产生磁场，磁场随着磁性体12的转动而对磁性开关140产生强弱不同的作用，从而接通或断开报警装置14的电路，使报警装置14发出警示信息，这种通过磁场作用来发出螺栓10松动的警示信息的螺栓松动警示系统，其部件少，结构简单，易于生产和安装，且检测精度高，所需人力物力少，用户只要根据报警装置14的提示即可快速发现松动的螺栓10，劳动强度低而效率高，也不需要用户的主观判断，不易漏检或误检。

可以理解，报警装置14是在接通电路的情况下发出警示信息，还是在断开电路的情况下发出警示信息，与用户的设置和定义有关，即在报警装置14的电路被接通时，报警装置14发出警示信息，也有可能是在报警装置14的电路被断开时，发出警示信息；另外，在磁性体12转动时，磁场会随着磁性体12的转动而作用的不同的范围上，当磁场作用的范围脱离磁性开关140所在的位置时，则磁性开关140不再受到磁场的作用，或者说磁场对磁性开关140的作用减弱；当磁性体12转动，使磁场覆盖磁性开关140的位置时，则磁性开关140受到磁场作用，或者说磁场的对磁性开关140的作用得到增强。

还需要指出，磁性体12可以直接吸附在螺栓10上，对螺栓10结构基本没有改动，不影响螺栓10的使用寿命，且维护方便；另外，磁性开关140是指在磁力或磁场作用下，开启和闭合的开关，例如全极磁开关传感器。

如图2所示，在上述实施例中，报警装置14包括：电源；集成电路板142，与电源连接；报警器，通过磁性开关140与集成电路板142连接，报警器用于发出螺栓10松动的警示信息。

在该实施例中，报警装置14包括电源、集成电路板142和报警器，便于通过电源为报警器供电，集成电路板142便于形成报警装置14的供电电路；报警器通过磁性开关140与集成电路板142连接，便于通过磁性体12的磁场作用，使磁性开关140能够接通电源和报警器，或者断开电源和报警器，发出警示信息。

在上述实施例中，报警器为警示灯144、视频显示器、音频播放器中的任意一种。

在该实施例中，报警器为警示灯144、视频显示器、音频播放器中的任意一种，便于根据螺栓10的应用场景，选择不同的报警器，提升报警效果，使用户能够更为便捷和及时地接收到警示信息。

在一些实施例中，报警器为警示灯144，警示灯144的点亮被设置为螺栓10松动的警示信息；而警示灯144的熄灭被设置为螺栓10没有松动。

在另一些实施例中，警示灯144的熄灭被设置为螺栓10松动的警示信息；而警示灯144的点亮被设置为螺栓10没有松动。

如图2和图3所示，在上述实施例中，报警装置14还包括：盖体146，盖设于螺栓10上，电源、磁性开关140、集成电路板142和警示灯144设于盖体146上，且螺栓10可相对于盖体146转动。

在该实施例中，通过设置盖体146，电源、集成电路板142、磁性开关140、警示灯144设置在盖体146上，集成度高，结构简单，简化了报警装置14的安装，还便于报警装置14向外发出警示信息，使警示信息更易于获取；螺栓10相对于盖体146可转动，即螺栓10发生松动而转动时，盖体146不会随着螺栓10的转动而转动，而螺栓10上的磁性体12会随着螺栓10转动，从而使报警装置14中的磁性开关140在转动的磁性体12的磁场作用下，接通或断开所述报警装置14的电路；另外，盖体146盖设在螺栓10上，还有利于保护螺栓10，避免螺栓10受到恶劣环境的影响而缩短使用寿命。

如图2所示，在上述实施例中，警示灯144或视频显示器设于盖体146的顶部；和/或所述电源为移动电源；和/或所述磁性体12设于所述螺栓10的螺帽上。

在该实施例中，将警示灯144或视频显示器设于盖体146的顶部，有利于用户获取警示信息；电源为移动电源，使报警装置14不需要连接外部电源，便于灵活安装以及维护保养；磁性体12设于螺栓10的螺帽上，既不会影响螺栓10的紧固作用，另外由于螺帽的直径一般都大于螺栓10直径，这样磁性体12的转动幅度更大，作用在磁性开关140上的磁场的变化更大，从而磁性开关140对于螺栓10松动更为灵敏，有利于进一步提升螺栓10松动的检测精度。

如图4和图5所示，本发明第二方面的实施例提供了一种轨道扣件螺栓10的检测系统，包括：轨道；轨枕18，设于轨道上；扣件19，设于轨枕18上，上述第一方面中任一项实施例的螺栓松动警示系统，螺栓松动警示系统的螺栓10用于将扣件19固定在轨枕18上，以便于扣件19将钢轨20压接在轨枕18上。

在该实施例中，通过采用上述任一项实施例的螺栓松动警示系统，从而具有了上述实施例的全部有益效果，在此不再赘述；另外，螺栓松动警示系统的设置，还有利于提升螺栓10松动的检测工作的安全性；由于轨道一般用于火车、地铁通行，其长度长，距离远，对轨道上的螺栓10进行一次检修，耗时长，用户在轨道上停留的时间长，风险高，而采用螺栓松动警示系统，用户能够直接根据螺栓松动警示系统发出的警示信息，快速直接地找到松动的螺栓10，从而减少了在轨道上的停留时长，降低了风险，提升了工作的安全性。

如图3和图4所示，在上述实施例中，轨道扣件螺栓10的检测系统还包括：调距扣板22，设于轨枕18上，并与螺栓松动警示系统的盖体146相抵或相连。

在该实施例中，设于轨枕18上的调距扣板22与盖体146相抵或相连，有利于避免盖体146和螺栓10接触，确保盖体146不会随螺栓10转动，从而保证磁性开关140能够在磁场作用下接通或断开报警装置14的电路，且调距扣板22为轨道上的现有部件，盖体146与调距扣板22相连或相抵，能够节省部件，简化结构。

如图5所示，在上述实施例中，轨道扣件螺栓10的检测系统还包括：移动装置24，可移动地设于轨道上；接收装置26，设于移动装置24上，接收装置26用于接收螺栓松动警示系统发出的警示信息；分析装置28，设于移动装置24上，分析装置28与接收装置26连接，分析装置28用于根据警示信息，确定松动的螺栓10的位置。

在该实施例中，通过设置移动装置24，并在移动装置24上设置接收装置26和分析装置28，这样有利于移动装置24带着接收装置26和分析装置28在轨道上移动，使移动装置24替代用户在轨道上巡回检查，并通过接收装置26接收警示信息，从而确定是否有螺栓10松动，进一步地，在接收到警示信息后，能够通过分析装置28确定松动的螺栓10的位置，有利于用户能够直接根据确定好的松动的螺栓10的位置，前往维护，从而节省了大量的人力和物力，且结构简单，还提升了工作效率和工作的安全性；另外，移动装置24的设置，不需要在轨道上铺设大量的网路，有利于简化轨道的结构，还可以节省大量的人力和物力。

移动装置24为移动小车、无人机、滑车中的任意一种；接收装置26为视频监控系统、音频监控系统、声波监控系统中的任意一种。

在一些实施例中，报警器为警示灯144；由于地铁中铺设有大量的轨道，而轨道都位于黑暗的隧道中，采用警示灯144作为报警器，使发光的警示灯144在黑暗的隧道中更容易被发现，从而更容易获取到螺栓10松动的警示信息。

在上述实施例中，分析装置28包括：定位器，用于定位移动装置24的位置，以及松动的螺栓10相对于移动装置24的位置。

在该实施例中，分析装置28包括定位器，并通过定位器定位移动装置24的位置和松动的螺栓10相对于移动装置24的位置，这样有利于精确定位松动的螺栓10，使用户能够快速在漫长的轨道上找到该螺栓10进行维护，大幅提升了工作效率。

在一些实施例中，定位器中包括有计算移动装置24的移动距离的计程器，以便于确定移动装置24的位置。

在上述实施例中，分析装置28还包括：存储器，与定位器连接，存储器用于存储移动装置24的位置，和松动的螺栓10相对于移动装置24的位置；和/或发射器，与定位器连接，发射器用于发射移动装置24的位置，和松动的螺栓10相对于移动装置24的位置。

在该实施例中，通过设置存储器，并存储移动装置24的位置，和松动的螺栓10相对于移动装置24的位置，便于用户从存储器中获取松动的螺栓10的具体位置，从而进行维护，这样还有利于保存多个松动的螺栓10的位置信息，从而便于对轨道的整体情况进行分析，对可能出现的问题提前准备处理方案，提升轨道的安全性；通过设置发射器来发射移动装置24的位置，以及松动的螺栓10相对于移动装置24的位置，可以使用户实时地定位松动的螺栓10的位置，从而在移动装置24接收到警示信息后的第一时间即可前往松动的螺栓10位置处进行维护，提升了维护的及时性，还进一步提升了轨道的安全性。

根据本申请提出的一个具体实施例的地铁的轨道扣件螺栓10检测系统，包括集成智能报警装置14、磁性体12和移动装置24、接收装置26以及分析装置28，其中，磁性体12为永磁铁。

集成智能报警装置14包括磁性开关140、集成电路板142、电源和警示灯144，其中，电源为纽扣电池，警示灯144为led灯。

具体地，磁性开关140主要根据磁场的变化接通和断开电路。集成电路板142主要用来连接电源和led灯，组成报警环路。纽扣电池主要作为电源，用于整个系统的能量供应，而led灯通过点亮来发送螺栓10松动的警示信息。

磁性体12安装在扣件系统的螺栓10的螺帽的顶部位置，用于提供整个系统的磁场。当磁性体12随着螺栓10转动时，磁性体12的磁场会发生变化，从而影响磁性开关140的闭合。

移动装置24为移动小车，接收装置26为视频监控系统，用于接收led灯发出的警示信息，根据led灯是否点亮发光来判断螺栓10是否发生松动，再通过分析装置28上的定位器确定哪个位置的螺栓10发生了松动，运输检修人员去维护检修。

具体实施方式如下所述：

1、分析装置28和接收装置26安装在移动装置24上，随移动装置24沿地铁的轨道前进，螺栓松动警示系统安装在轨枕18上，轨枕18用于支撑轨道的钢轨20。

2、在移动装置24前进过程中，接收装置26检测螺栓松动警示系统中的警示灯144是否发出警示信息，或者说检测警示灯144是否发光；一旦接收装置监测到报警信号，分析装置28将对螺栓10位置进行定位，并将相关信息存储到存储器内供检修人员查阅。

3、螺栓松动警示系统包括扣件紧固螺栓10、调距扣板22、报警装置14及磁性体12。其中，磁性体12安装在扣件紧固螺栓10的顶部，报警装置14包括电源、集成电路板142、磁性开关140、以及警示灯144和盖体146，电源、集成电路板142和磁性开关140、警示灯144集成在盖体146上，盖体146紧扣在调距扣板22上。扣件紧固螺栓10未松动前，磁性开关140由于磁场强度的原因而闭合，从而导致集成电路板142中的电路短路，警示灯144的电路中没有电流，不发光。当扣件紧固螺栓10发生松动时，磁性体12将跟随螺栓10发生一定角度的转动，从而引起空间磁场的变化，磁性开关140由于磁场强度变弱而断开，导致警示灯144的电路中有电流通过，发光报警。

本具体实施例的有益效果如下：

(1)采用移动装置带着接收装置、分析装置完成对地铁螺栓松动的自动化检测，检测效率高。

(2)不用对地铁扣件系统进行任何改造，就能实现螺栓松动的监测。

(3)结构简单，原理清晰，有利于推广应用。

(4)整个检测过程中自动化层度高，避免人工的影响。

(5)集成化程度高，安装方便。

(6)采用封闭式盖子结构，可以避免螺栓受恶劣环境的影响而性能变差。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，通过本发明的技术方案，能够有效地对螺栓的松动情况进行检测和报警，节省了大量的人力物力，且检测效率高，准确度高，结构简单，对现有结构改动少，易于安装。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。