用于铁路车辆的自发电监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及铁路货运列车信息监测技术领域，特别地涉及一种用于铁路车辆的自发电监测装置。


背景技术：

2.目前，随着我国铁路的提速、运输技术与运载能力的提升，对铁路货运运输过程中安全保障提出了更高、更苛刻的要求。
3.相关技术中，监测装置通常设置在铁路车辆上，用于对铁路车辆的行驶情况进行实时监测。然而，监测装置通常使用电池对监测装置内的监测组件进行供电。当电池电量不足时，会导致监测组件供电不足而无法正常工作。严重影响了监测装置工作的稳定性和可靠性。
4.以上也就是说，相关技术中的监测组件存在因供电不足而无法正常工作的问题。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术中的问题，本技术提出了一种用于铁路车辆的自发电监测装置，解决了监测组件因供电不足而无法正常工作的问题。
6.本实用新型的用于铁路车辆的自发电监测装置，包括：旋转壳体，与铁路车辆的轮对连接，旋转壳体能够随轮对的轮轴一同转动；旋转壳体设置有第一安装腔和与第一安装腔间隔设置的第二安装腔；自发电监测装置还包括：发电组件，设置在第一安装腔内；监测组件，部分设置在第二安装腔内，监测组件与发电组件电连接；其中，监测组件用于监测铁路车辆的运行状态，发电组件用于为监测组件提供电能，旋转壳体旋转时能够驱动发电组件工作发电。
7.在一个实施方式中，第一安装腔和第二安装腔为环形腔，第二安装腔位于第一安装腔的外侧。
8.在一个实施方式中，发电组件包括：转子，设置在第一安装腔内，且与第一安装腔的内壁固定连接；定子，设置在第一安装腔内，且与转子对应设置；其中，当转子随旋转壳体转动，定子被固定时，转子与定子发生相对转动，以使发电组件工作发电。
9.在一个实施方式中，转子为绕设在第一安装腔内的线圈，定子为绕设在第一安装腔内的磁圈，磁圈具有环形腔，线圈悬空设置在环形腔内。
10.在一个实施方式中，转子包括：支撑圈，沿其周向设置有多个安装孔，支撑圈设置在第一安装腔内；多个绕组，一一对应地设置在多个安装孔内；连接杆，一端与支撑圈连接，其另一端与第一安装腔的内壁连接。
11.在一个实施方式中，定子包括：安装座，设置在第一安装腔内，安装座设置有环形腔；多块磁铁，间隔设置在环形腔的侧壁上。
12.在一个实施方式中，定子和旋转壳体之间设置有轴承安装腔，自发电监测装置还包括：轴承，轴承设置在轴承安装腔内；轴承压板，设置在轴承安装腔的开口处，用于将轴承
固定在轴承安装腔内。
13.在一个实施方式中，还包括防尘盖，防尘盖设置在轴承和轴承压板之间，用于封堵轴承与轴承安装腔之间的间隙，和/或防尘盖设置在定子与第一安装腔之间的外侧间隙处，用于封堵外侧间隙。
14.在一个实施方式中，还包括支架，支架的一端与定子连接，支架用于固定定子。
15.在一个实施方式中，监测组件包括：电池，设置在第二安装腔内，电池与发电组件电连接；控制板，设置在第二安装腔内，且与电池间隔设置；温度传感器，穿设在旋转壳体靠近轮对的一端上，温度传感器与控制板电连接。
16.上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本实用新型的目的。
17.本实用新型提供的一种用于铁路车辆的自发电监测装置，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：
18.本技术设置发电组件为监测组件供电，避免了相关技术中仅依靠电池为监测组件供电所导致的因电池电量不足使得监测组件无法正常工作的问题。从而提高了自发电监测装置工作的稳定性和可靠性。
附图说明
19.在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：
20.图1显示了本实用新型的用于铁路车辆的自发电监测装置的立体结构示意图；
21.图2显示了图1中的自发电监测装置的主剖视图；
22.图3显示了图1中的转子的立体结构示意图；
23.图4显示了图1中的定子的立体结构示意图；
24.图5显示了图1中的自发电监测装置的工作原理图；
25.图6显示了本实用新型的铁路车辆的立体结构示意图；
26.图7显示了图1中的自发电监测装置与轮对的连接关系图。
27.在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
28.附图标记：
29.10、旋转壳体；11、第一安装腔；12、第二安装腔；20、发电组件；21、转子；211、支撑圈；212、绕组；213、连接杆；22、定子；221、安装座；222、磁铁；30、监测组件；31、电池；32、控制板；33、温度传感器；40、轴承；50、轴承压板；60、防尘盖；70、支架；80、盖板；100、自发电监测装置；200、轮对；201、轮对轴承；202、车轮；203、轮轴；400、连接板；500、螺栓。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
31.需要说明的是，如图6和图7所示，轮对200包括车轮202、轮对轴承201和轮轴203。车轮202设置在轮轴203上，随其一同转动。自发电监测装置100固定在轮轴203的端部位置。
32.如图1和图2所示，本实用新型提供了一种用于铁路车辆的自发电监测装置100，其包括旋转壳体10，旋转壳体10与铁路车辆的轮对200连接，旋转壳体10能够随轮对200的轮轴203一同转动，旋转壳体10设置有第一安装腔11和与第一安装腔11间隔设置的第二安装
腔12，自发电监测装置100还包括发电组件20和监测组件30。其中发电组件20设置在第一安装腔11内；监测组件30部分设置在第二安装腔12内，监测组件30与发电组件20电连接；监测组件30用于监测铁路车辆的运行状态，发电组件20用于为监测组件30提供电能，旋转壳体10旋转时能够驱动发电组件20工作发电。
33.上述设置中，设置发电组件20为监测组件30供电，避免了相关技术中仅依靠电池为监测组件30供电所导致的因电池电量不足而使监测组件30无法正常工作的问题。从而提高了自发电监测装置100工作的稳定性和可靠性。
34.另外，本技术中的发电组件20利用轮对200的转动能为发电组件20提供能量，使其能够持续发电工作。该种驱动方式依靠轮对200的转动(轮轴203的转动)，这样使得该种驱动方式稳定可靠，且充分利用了铁路车辆的自身动能，不但提高了自发电监测装置100工作的稳定性和可靠性，还充分利用了铁路车辆运动时的动能。
35.需要说明的是，本技术利用铁路车辆的轮对200的转动，带动旋转壳体10旋转运动。这样带动发电组件20的部分零件转动，即其内的转子21发生转动。从而使得发电组件20能够工作发电，进而能够为监测组件30提供电能。以确保监测组件30能够正常地工作。
36.具体地，如图2所示，在一个实施例中，第一安装腔11和第二安装腔12为环形腔，第二安装腔12位于第一安装腔11的外侧。
37.上述设置中，在旋转壳体10内设置两个环形腔来安装发电组件20以及监测组件30的部分零部件，该种布局方式能够使得自发电监测装置100内的零部件更加的紧凑和合理，从而缩小了自发电监测装置100的体积和重量，进而提高了其使用和安装的便利性。
38.具体地，如图2所示，在一个实施例中，发电组件20包括转子21和定子22。转子21设置在第一安装腔11内，且与第一安装腔11的内壁固定连接；定子22设置在第一安装腔11内，且与转子21对应设置。其中，当转子21随旋转壳体10转动，定子22被固定时，转子21与定子22发生相对转动，以使发电组件20工作发电。
39.需要说明的是，本技术中发电组件20的发电原理可以参见现有技术中发电机的工作原理，在此不作详细阐述。
40.具体地，如图2所示，在一个实施例中，转子21为绕设在第一安装腔11内的线圈，定子22为绕设在第一安装腔11内的磁圈，磁圈具有环形腔，线圈悬空设置在环形腔内。
41.需要说明的是，本技术中线圈悬空设置在环形腔内是指线圈位于环形腔内，且不与环形腔接触。这样才能确保定子22能够相对于转子21顺畅地转动。在本技术中定子22是被支架70悬空固定于环形腔内。
42.具体地，如图3所示，在一个实施例中，转子21包括支撑圈211、多个绕组212和连接杆213。其中，支撑圈211沿其周向设置有多个安装孔，支撑圈211设置在第一安装腔11内；多个绕组212一一对应地设置在多个安装孔内；连接杆213的一端与支撑圈211连接，其另一端与第一安装腔11的内壁连接。
43.具体地，在一个实施例中，支撑圈211采用树脂材料制成。
44.具体地，如图4所示，在一个实施例中，定子22包括安装座221和多块磁铁222。其中，安装座221设置在第一安装腔11内，安装座221设置有环形腔；多块磁铁222间隔设置在环形腔的侧壁上。
45.具体地，如图4所示，在一个实施例中，多块磁铁222分成两组，其中一组间隔设置
在环形腔的内侧壁上，另一组间隔设在环形腔的外侧壁上。线圈悬空设置在环形腔内，且位于两组磁铁之间，不与其接触。
46.具体地，如图2所示，在一个实施例中，定子22和旋转壳体10之间设置有轴承安装腔，自发电监测装置100还包括轴承40和轴承压板50。其中，轴承40设置在轴承安装腔内；轴承压板50设置在轴承安装腔的开口处，用于将轴承40固定在轴承安装腔内。
47.具体地，如图2所示，在一个实施例中，轴承40为两个，轴承安装腔为两个，两个轴承40分别设置在两个轴承安装腔内。
48.具体地，在一个实施例中，轴承40采用圆柱滚动轴承或圆锥滚动轴承。
49.具体地，如图1和图2所示，在一个实施例中，自发电监测装置100还包括防尘盖60，防尘盖60设置在轴承40和轴承压板50之间，防尘盖60用于防止灰尘进入轴承安装腔内。
50.上述设置中，防尘盖60夹设在轴承压板50和轴承40的上端面之间，轴承压板50能够将防尘盖60压紧在轴承40上，防尘盖60能够封堵轴承40与轴承安装腔之间的缝隙，以防止灰尘进入轴承安装腔内。
51.具体地，如图2所示，在一个实施例中，防尘盖60还可以设置在定子22与第一安装腔11的外侧间隙处，用于封堵该外侧间隙，以防止外部灰尘从该间隙进入第一安装腔11。
52.具体地，如图2所示，在一个实施例中，防尘盖60设置在定子22与轴承40之间的间隙处，用于封堵该间隙，以防止外部灰尘从该间隙进入第一安装腔11。
53.具体地，如图1和图2所示，在一个实施例中，自发电监测装置100还包括支架70，支架70的一端与定子22连接，支架70用于固定定子22。
54.需要说明的是，支架70的另一端与铁路车辆连接，以固定定子22，并将其悬空放置在磁圈的环形腔内。
55.具体地，如图6所示，在一个实施例中，支架70的另一端与铁路车辆下端的连接板400连接固定。
56.具体地，如图2所示，在一个实施例中，监测组件30包括电池31、控制板32和温度传感器33。其中，电池31设置在第二安装腔12内；控制板32设置在第二安装腔12内，且与电池31间隔设置；温度传感器33穿设在旋转壳体10靠近轮对200的一端上。
57.具体地，如图1和图2所示，在一个实施例中，还包括盖板80，盖板80盖设在第二安装腔12的开口处。
58.具体地，在一个实施例中，监测组件30还包括板载振动传感器、板载姿态传感器、板载转速传感器和板载定位模块，板载振动传感器、板载姿态传感器、板载转速传感器和板载定位模块能够分别对铁路车辆的振动信息、姿态信息、行驶速度、地理位置信息进行实时监测，温度传感器33能够对铁路车辆的底部温度进行实时监测。
59.如图6所示，本实用新型还提供了一种铁路车辆，其包括车体、轮对200、连接板400和上述自发电监测装置100，自发电监测装置100固定在连接板400上。
60.具体地，如图6所示，在一个实施例中，连接板400固定在相邻的两个轮对200上。即连接板400的一端固定在其中一个轮对200上，另一端固定在另一个轮对200上。
61.具体地，如图1所示，在一个实施例中，连接板400的一端固定在其中一个轮对200上的轮对轴承201的外圈上，另一端固定在另一个轮对200上的轮对轴承201的外圈上。
62.下面结合图1至图7阐述一下本技术的一个更为具体的实施例：
63.本实用新型提供了一种用于铁路车辆的自发电监测装置100。其包括控制板32、板载传感器、温度传感器33、旋转壳体10、电池31、防尘盖60线圈、磁圈、轴承40、轴承压板50。其旋转壳体10代替原有轴承端盖并通过原有的螺栓500将其固定在行走部(设置在车体底部，包括轮对200和连接板400)的轮对轴(轮轴203)轴端处，并随其转动；线圈由铜线绕组(绕组212)与树脂(支撑圈211)构成，并通过连接杆213固定在旋转壳体10内并与其随动，从而形成转子；磁圈由安装座221与磁铁222构成并通过轴承40、轴承压板50安装在旋转壳体10上，安装座221通过支架70固定在连接板400上并使磁圈不产生转动；因而使线圈与磁圈形成了相对转动并产生电流进行发电，所发电量存储在电池31中，已保证自发电监测装置100长时间不间断用电需求。自发电监测装置100通过温度传感器33、板载振动传感器、板载转速传感器、板载姿态传感器、板载定位模块、板载振动传感器来测量轮对轴端的轴承(轮对轴承)温度、行走部振动、车辆行驶速度、行走部姿态、车辆地理位置信息的实时检测，所监测信息通过lora、4g通信模块(设置在控制板32上)实时并快速同步传输到终端、信息处理中心等设备上。
64.参照图5，下面阐述一下本技术的自发电监测装置的工作原理：
65.行走部轮对轴转动以带动发电组件20工作发电，发电存储在电池31内，电池31给监测组件30供电。监测组件30对轮对轴承温度、车辆振动、车辆姿势、定位和车速等信息进行监测。所监测信息通过lora、4g通信模块(设置在控制板32上)实时并快速同步传输到外部的终端、信息处理中心等设备。通过所采集的信息进行分析，为设备维护与维修提供数据支持。
66.本装置具有结构简单、运行稳定、易于维修维护、减少铁路运输巡查作业人数、降低铁路运输运营成本、保证作业人员安全、提高运输效率等优点。
67.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
68.虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。