适用于动车组牵引传动装置的检修培训系统及其培训方法与流程

本发明属于动车组检修领域，具体涉及适用于动车组牵引传动装置的检修培训系统及其培训方法。

背景技术：

随着我国轨道交通技术研究的不断深入，铁路交通、尤其是以动车组为主体的快速轨道交通得到了迅速的发展和广泛的应用，已经极大地影响并改变着人们日常的出行和物品的运输，产生了明显的经济效益和社会效益。

动车组在实际运行过程中，往往具有载客量高、输送力强、速度较快、安全性好、正点率高、舒适方便以及能耗较低等优点，而带来上述优点必然少不了动车组各部件的协调、稳定运行，其中便少不了动车组的牵引传动装置。

在动车组的实际应用过程中，由于运行速度快，且运行过程中的外界环境往往实时发生着变化，再加上设备的长期循环使用，使得动车组的牵引传动装置在循环使用过程中可能会发生结构部件的损伤或者损坏，使动车组在运行过程中发生故障，甚至使得动车组无法正常运行。因此，为保证动车组的正常运行，需要定期对动车组的牵引传动装置进行检修。

对动车组牵引传动装置的检修往往少不了列车乘务员和/或检修人员的专业操作，而列车乘务员和检修人员专业技术的好坏直接决定动车组检修状态的好坏和动车组列车的正常运行。因此，对乘务人员和检修人员进行动车组检修、故障分析、故障应急处理的培训便显得十分重要，这也成为了近年来动车组运营中被广泛关注的一个重要课题。

目前，针对乘务人员和检修人员进行的动车组牵引传动装置的检修培训大多是理论加实训的组合形式，即先在室内进行理论教学，再到动车组列车上进行传统的跟车实训或者现场检修培训，以之来掌握动车组检修的必要知识技能。然而，经过长期的检修培训表明，上述培训方法存在着较大的弊端，主要体现在如下几个方面：1、上述检修培训方法的理论培训很难与实务培训实时对照，实物培训的系统性较差，不能直观地将理论培训知识与动车组牵引传动装置的实物相结合，无法准确实现“学以致用”，造成培训效果较差；2、动车组牵引传动装置的跟车实训往往需要被培训人员长时间呆在动车组列车上，不仅需要占用运营设备和线路，使得人员和设备存在一定的安全风险，而且培训的环境较差，往往依赖于实际的故障进行分析和演练，存在着培训时间不足、组织困难、内容有限、培训成本高、质量难统一、效率低、环境差等问题，无法有效满足实际培训需求，存在较大的局限性。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了适用于动车组牵引传动装置的检修培训系统及其培训方法，可有效实现动车组牵引传动装置结构和原理的教学，并实现牵引传动装置常见故障的模拟教学，保证牵引传动装置检修培训的系统性和准确性，提升动车组牵引传动装置检修培训的质量。

为实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种适用于动车组牵引传动装置的检修培训系统，其特征在于，包括：

仿真模拟组件，其包括与动车组上牵引传动装置对应的各零部件，各所述零部件之间对应连接，以用于模拟动车组上的牵引传动装置，且各所述零部件上对应设置有信号传感器；

信号采集组件，其由依次以电连接的信号采集装置、信号处理器和信号传输装置组成，所述信号采集装置与所述仿真模拟组件通过各所述信号传感器对应连接，用于采集各所述信号传感器上的状态信号，且所述信号处理器可实现所述状态信号的实时分析和处理，并生成对应的状态指令，继而可由所述信号传输装置实现所述状态指令的传输；

效果模拟装置，其与所述信号传输装置对应以电连接，并可接收来自所述信号传输装置的所述状态指令，且所述效果模拟装置可针对所述状态指令生成对应的指示效果，以用于判断所述仿真模拟组件是否处于故障状态；

故障模拟组件，其与所述效果模拟装置对应以电连接，并与所述仿真模拟组件中的各零部件以操作模块对应连接，所述故障模拟组件可在所述效果模拟装置的控制下生成对应的故障指令，并将所述故障指令发送到对应的操作模块上，从而实现对应零部件上故障的模拟，继而实现所述牵引传动装置上各种故障的模拟学习。

作为本发明的进一步改进，还包括示教组件，其与所述效果模拟装置对应以电连接，包括原理示教模块和结构示教模块，用于所述牵引传动装置的原理示教培训和结构示教培训。

作为本发明的进一步改进，所述示教组件中设置有考核模块，其包括理论考核部分和实物操作考核部分，以用于实现学员培训后的理论考核和实物操作考核。

作为本发明的进一步改进，所述仿真模拟组件包括一定比例设置的牵引电机、牵引变流器、齿轮箱和变压器。

作为本发明的进一步改进，所述仿真模拟组件中的各零部件与所述动车组上的牵引传动装置以1:1对应设置。

作为本发明的进一步改进，对应所述效果模拟装置设置有显示屏，以用于显示所述状态指令所对应的指示效果，即实时显示所述仿真模拟组件的工作状态。

本发明的另一个方面，提供一种适用于动车组牵引传动装置的检修培训方法，其利用所述的适用于动车组牵引传动装置的检修培训系统来实现，步骤如下：

s1：打开所述牵引传动装置的检修培训系统，使所述仿真模拟组件、所述信号采集组件、所述效果模拟装置、所述故障模拟组件和所述示教组件分别处于待机状态；

s2：控制所述示教组件，分别由所述原理示教模块和所述结构示教模块完成所述牵引传动装置原理和结构的理论培训；

s3：学员通过所述仿真模拟组件进行所述牵引传动装置的拆解、组装培训，以及完成对所述仿真模拟组件上各设备的检修培训；

s4：控制所述故障模拟组件进行所述仿真模拟组件上对应故障的模拟操作，结合所述信号采集组件反馈到所述效果模拟装置上的状态指令，完成对应故障的仿真模拟；

s5：学员通过对所述仿真模拟组件上的对应零部件进行操作，使得所述信号采集组件反馈到所述效果模拟装置的状态指令表征所述仿真模拟组件处于正常工作状态，从而完成学员对所述牵引传动装置的实物检修培训。

作为本发明的进一步改进，还包括对学员的考核评定，其通过如下步骤实现：

s6：控制所述示教组件，依次完成所述学员的理论考核和实物操作考核，所述实物操作考核先通过所述示教组件向所述效果模拟装置发送对应的故障考核指令，再由所述故障模拟组件根据所述故障考核指令控制所述仿真模拟组件生成对应的故障，继而由学员在所述仿真模拟组件上对应进行对应的处理，直至所述效果模拟装置显示的状态信号正常，根据学员的处理时间对学员的培训质量进行考核。

作为本发明的进一步改进，所述步骤s3中对所述仿真模拟组件的检修培训包括对牵引电机的检修，其步骤如下：

s31：学员对所述牵引电机的外观进行检查，依次确认牵引电机外部机构或部件的状态，并做好检修标记；

s32：学员对所述牵引电机进行拆卸检修，依次拆下两侧端盖、拔下转子，对机箱内的零部件和转子的零部件进行检查、清洗；

s33：学员对拆卸下的各零部件进行吹扫、清洗，并对有损坏或者变形的零部件进行更换或者维修，做好检修标记；

s34：学员将拆卸下的各零部件重新拼装，并对拼装后的牵引电机依次进行无负载试验和负载试验，从而完成牵引电机的整机检修过程。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的适用于动车组牵引传动装置的检修培训系统，其通过对应设置仿真模拟组件、信号采集组件、效果模拟装置和故障模拟组件，有效实现了动车组牵引传动装置实物结构的模拟和牵引传动装置可能出现的各种故障的模拟，使得学员不仅可在不跟车培训的情况下了解动车组牵引传动装置结构和部件的连接形式，还可充分学习牵引传动装置可能出现的故障，以及对应各种故障状态的应急处理方法，有效提升了牵引传动装置检修培训的系统性，保证了培训的质量和效率，降低了培训的成本；

(2)本发明的适用于动车组牵引传动装置的检修培训系统，其通过设置示教组件，以其完成对牵引传动装置系统原理、结构组成的理论培训，使得检修培训的理论部分可与检修的实务操作部分相结合，做到学以致用，提升了检修培训的效率和质量；

(3)本发明的适用于动车组牵引传动装置的检修培训系统，其通过在示教组件中设置考核模块，由其完成对学员学习效果和对知识掌握情况的直观反馈，使学员充分了解自己对培训内容的掌握情况，了解自己还需进一步学习的内容，也使得教员可准确得到学员的学习情况，为后续的培训提供依据，进一步提升了牵引传动装置检修培训的效率和质量；

(4)本发明的适用于动车组牵引传动装置的检修培训系统，其可通过故障模拟组件和仿真模拟组件实现牵引传动装置工作过程中可能出现的故障的有效模拟，使得学员可通过实际操作仿真模拟组件来解决对应的故障，提升了学员的应急处理能力和动手能力，保证了学员可将理论和实际操作相结合，实现学以致用，完成牵引传动装置检修的系统化培训；

(5)本发明的适用于动车组牵引传动装置的检修培训系统及其培训方法，其检修培训系统的结构简单，设置简便，控制准确性高，提升了培训方法的合理性和系统性，同时实现了牵引传动装置检修培训的实物培训和理论培训，使得两个培训均在室内完成，大大提升了牵引传动装置检修培训的效率和质量，减少了牵引传动装置检修培训的成本，提升了动车组随车人员的技术能力，继而保证了牵引传动装置运行故障的及时发现和准确处理，实现了动车组的稳定、高效运行，具有极好的应用推广价值。

附图说明

图1是本发明实施例中适用于动车组牵引传动装置的检修培训系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中适用于动车组牵引传动装置的检修方法流程示意图；

图3是本发明实施例中牵引电机的分解检修流程示意图；

图4是本发明实施例中牵引电机的检修过程逻辑关系图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明优选实施例中适用于动车组牵引传动装置的检修培训系统的整体结构如图1中所示，其中，牵引传动装置的检修培训系统可对应设置在相应的培训室内，其优选包括仿真模拟组件、故障模拟组件、效果模拟组件和信息采集组件。

进一步具体地，优选实施例中的仿真模拟组件通过信号传感器对应连接信息采集组件，以通过信号传感器对应采集仿真模拟组件中的操作信号或者状态信号；进一步地，优选实施例中的仿真模拟组件用于模拟动车组的牵引传动装置，其优选与牵引传动装置实物以一定的比例仿真设置，如1:1，1:2，1:3，2:1，1:4等，优选实施例中进一步以1:1的比例设置，具体包括牵引电机、牵引变流器、齿轮箱和变压器，各部件之间模拟牵引传动装置实物中的组装形式进行组装，而各部件分别由对应的零部件组装而成；以牵引电机为例，其优选包括风道螺栓、测速齿轮、下端盖、转子、轴承、定子等零部件，各零部件对应组装，并分别在各零部件上设置有信号传感器；进一步地，优选实施例中的各部件和各零部件均可进行拆装，以用于学员可充分了解各部件的结构，明确各零部件的连接关系。

进一步地，优选实施例中仿真模拟组件上的各信号传感器分别连接在信息采集组件上，且优选实施例中的信息采集组件优选包括信号采集装置、信号处理器和信号传输装置，其中，信号采集装置优选与仿真模拟组件中的各信号传感器对应连接，以采集各信号传感器中收集到的状态信号；而信号采集装置与信号处理器对应以电连接，以用于信号采集装置采集到的状态信号可对应传送到信号处理器中，由信号处理器对各种状态信号进行分析、处理；进一步地，优选实施例中的信号传输装置与信号处理器对应以电连接，以用于接收来自信号处理器中分析、处理后的信号。

进一步地，优选实施例中对应信号传输装置设置有效果模拟装置，其可接收来自信号传输装置中的处理信号，并显示出对应该处理信号的模拟故障；进一步优选地，对应效果模拟装置设置有显示屏，使得效果模拟装置将接收到的处理信号反馈为对应的图像并由显示屏对应显示，实现学员直观的学习和认知；进一步优选地，优选实施例中对应效果模拟装置在仿真模拟组件上设置有显示模块，效果模拟装置通过故障模拟组件对应连接各显示模块，以使得当效果模拟装置接收到对应处理信号时，不仅可在显示屏上显示仿真模拟组件的哪一块区域/哪一个部件出现了故障，或者哪一块区域/哪一个部件正在检修，而且效果模拟装置还可通过故障模拟组件控制对应的显示模块进行相应的突出显示，增加培训的真实性和对照性。

进一步地，优选实施例中的故障模拟组件对应仿真模拟组件设置，其通过各种操作组件对应连接仿真模拟组件上的各部件，并可由故障模拟组件控制仿真模拟组件上的对应部件进行相应的故障模拟，优选实施例中通过各操作组件将牵引传动装置的各种故障转换为对应部件的故障行程，继而通过故障模拟组件控制对应的操作组件进行行程运动，可在仿真模拟组件上精确模拟相应的故障，例如，在优选实施例中，若需要模拟齿轮箱密封松动时，对应设置在齿轮箱压盖/端盖上的操作组件便可对应控制其进行一定的行程，继而对应齿轮箱压盖/端盖设置的信号传感器便可接收到对应的状态信号，依次经过信号处理器处理、信号传输装置传递后，可由效果模拟装置对应显示该故障的模拟控制；当然，牵引传动装置上可能出现的其他故障也可通过仿真模拟组件和故障模拟组件通过上述形式来仿真模拟控制，实现学员对各种故障形式的判断、学习和检修。

进一步地，优选实施例中的检修培训系统对应效果模拟装置还设置有示教组件，其包括考核模块、原理示教模块、结构示教模块等，其中，考核模块中包括理论考核模块和实物考核模块，理论考核模块可通过对应的试题考核学员理论知识的掌握程度，实物考核模块主要用于考核学员的故障处理能力，其中包括多中牵引传动装置可能出现的故障，每一个故障对应一个故障指令，当教员需要考核学员的故障处理能力时，通过将故障指令依次从效果模拟装置发送到故障模拟组件上，由仿真模拟组件模拟出对应的故障，继而由学员对仿真模拟组件进行故障检修和处理，再通过信号传感器对应检测学员应急处理后的状态信号，最终由效果模拟装置分析处理后的状态信号是否正常，并对应反馈到示教组件，评估学员的故障处理是否正确，从而对学员的故障处理能力进行考核。

进一步地，优选实施例中的示教组件还包括原理示教模块和结构示教模块，通过原理示教模块可进行牵引传动装置中各部件原理的示教学习，让学员了解牵引传动装置中各部件的原理，进而通过结构示教模块，可对牵引传动装置的各部件进行结构示教学习，了解各部件的结构、作用、设置位置、连接形式等，让学员了解牵引传动装置中各部件的结构。

进一步地，如图2中所示，利用优选实施例中适用于动车组牵引传动装置的检修培训系统来进行学员的培训时，可优选通过如下的步骤来实现：

s1：打开适用于牵引传动装置的检修培训系统，使故障模拟组件、信号采集组件、示教组件、仿真模拟组件上的各信号传感器处于工作前的待机状态，以完成牵引传动装置检修培训的前期准备；

s2：打开示教组件，通过原理示教模块、结构示教模块对牵引传动装置的原理和结构进行学习；

s3：结合结构示教模块，通过仿真模拟组件进行牵引传动装置的拆解、拼装培训，学习各部件、各零部件的具体结构、安装位置和匹配形式，例如在优选实施例中通过仿真模拟组件依次完成牵引电机、牵引变流器、齿轮箱和变压器的检修过程；

s4：控制故障模拟组件在仿真模拟组件上依次模拟牵引传动装置可能出现的各种故障，并结合各信号传感器、信号采集组件和效果模拟装置依次了解各故障出现的部位，以及各种故障的形式，如故障对仿真模拟组件中对应部件结构、连接形式的改变等，继而通过演示让学员学习如何处理各种故障，从而通过上述过程完成学员对于动车组牵引传动装置使用过程中可能出现的故障的判断、分析和处理；

s5：通过示教组件中的考核模块进行牵引传动装置检修培训的理论知识考核和实物操作考核，具体的，理论知识考核可借助考核模块中的各类试题来完成，实物操作考核通过实物考核模块、故障模拟组件来实现，通过调用实物考核模块中对应的故障指令，由效果模拟装置传送到故障模拟组件，再由故障模拟组件在仿真模拟组件上进行对应的故障模拟，继而学员通过进行对应的故障处理过程，使得信号采集组件采集到的状态信号趋于正常，从而完成对学员实物操作的考核，可优选通过学员的处理时间来判定学员的掌握程度，评定学员的成绩。

进一步地，步骤s3中对牵引电机的检修过程优选如图3和图4中所示，其可优选通过如下步骤来完成：

s31：学员对牵引电机的外观进行检查，依次确认导线状态、端子箱状态、连接器/航空插头状态，并做好检修标记；

s32：学员对牵引电机进行拆卸检修，依次拆下g侧和c侧的端盖，所述g侧和c侧分别指牵引电机对应电机轴的两侧，继而对牵引电机中小齿轮间隙值进行测量，检查风道螺栓、端盖、测速齿轮等部件是否有损坏；

s33：学员拔下转子，对转子的零部件进行拆卸、检查和修理，具体过程参照如图3中所示的过程，进而对转子中的轴承、截油环、压盖、端盖等部件进行检查，检测各部件是否有损坏、变形；

s34：学员对电机机箱、转子进行吹扫、清洗，对相应的零部件进行注脂等过程，完成牵引电机各零部件的清洗和检修，若零部件有损坏或者变形，则对应更换新的零部件或者对损坏、变形的零部件进行修复；

s35：学员将转子、定子等结构整备，对应安装检修完的转子，继而进行牵引电机各零部件的检修，完成牵引电机整机的拼装；

s36：学员对检修完成的牵引电机进行无负载旋转试验，依次完成电机的绕组电阻测试、绝缘电阻测试、绝缘耐压测试等，继而对应牵引电机安装齿轮联轴节、冷却风道等部件，从而完成牵引电机的整机检修过程。

本发明中适用于动车组牵引传动装置的检修培训系统及其培训方法，培训系统的结构简单，设置简便，能同时实现了牵引传动装置检修培训的实物操作培训和理论教学培训，提升了牵引传动装置检修培训的合理性和系统性，确保了学员接受培训的效率和质量，减少了牵引传动装置检修培训的成本，提升了动车组随车人员的技术能力，继而保证了动车组运行过程中牵引传动装置出现故障时的及时发现和准确处理，实现了动车组的稳定、高效运行，具有极好的应用推广价值。

本领域的技术人员容易理解，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。