基于压电发电的轨道车辆牵引电机轴承振动传感器装置的制作方法

1.本实用新型涉及轨道车辆轴承状态检测领域，尤其是涉及一种基于压电发电的轨道车辆牵引电机轴承振动传感器装置。


背景技术：

2.地铁车辆的牵引电机轴承是传递力矩、承受载荷的重要结构,其工作环境较恶劣,轴承长时间负重载运行,难免产生腐蚀或磨损等问题。而其他部件的微小缺陷也都会造成一定的车身振动,进而加速整车电机轴承的磨损,严重威胁车辆的安全运行。对牵引电机轴承进行实时有效的诊断与预警,不仅可以确保车辆运行安全,而且可以降低维护成本、促进智能诊断,为自动驾驶及智能运维提供支持。
3.目前针对车辆牵引电机轴承状态检测还停留在车辆检修时的人工检修，效率低下，且传统检测设备使用不够便捷和无法在车辆行驶时对车下的牵引电机轴承进行实时的状态检测，因此，针对这些问题，需要一种实时自动对轨道车辆牵引电机轴承振动进行检测的设备。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于压电发电的轨道车辆牵引电机轴承振动传感器装置。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种基于压电发电的轨道车辆牵引电机轴承振动传感器装置，该装置包括：
7.车上部分：包括位于车厢内部的上位机和无线路由器，上位机通过无线路由器所产生的无线网络，接收无线数据采集仪传输的信号；
8.车下部分：包括位于车体下方转向架上的振动加速度传感器、无线数据采集仪、压电陶瓷发电单元和安装平台，所述的振动加速度传感器安装在车辆牵引电机上用以实时测量牵引电机的振动数据，所述的压电陶瓷发电单元用以测量转向架的刚体振动信号，所述的无线数据采集仪通过无线路由器将牵引电机的振动数据和转向架的刚体振动信号实时传输到上位机，所述的上位机获取振动数据和刚体振动信号进行记录，所述的安装平台采用用以固定无线数据采集仪和压电陶瓷发电单元的安装板，所述的安装平台上也能够提供其他装置的安装孔，不限于仅安装无线数据采集仪，可根据工程作业要求进行现场适当调整，方便其他功能展开。
9.所述的振动加速度传感器通过磁力安装座磁力吸附在牵引电机上后依次通过传感器连接线和传感器转接线与无线数据采集仪通信连接，所述的振动加速度传感器通过螺杆配合磁力安装座顶部的通孔进行固定连接。
10.所述的振动加速度传感器型号为1a110e。
11.所述的无线数据采集仪和压电陶瓷发电单元通过尼龙扎带固定在安装板上，安装板通过m14固定螺母安装在列车转向架一侧。
12.所述的压电陶瓷发电单元底部通过螺栓安装在安装板的通孔内，压电陶瓷发电单元上表面开设配合箍紧尼龙扎带的凹槽，用以加强尼龙扎带的固定效果，避免由于振动使得螺栓连接自旋脱落的风险。
13.所述的无线数据采集仪的型号为东华dh5928w，内置可充电电源，并通过wifi无线网络传输数据到无线路由器中。
14.所述的无线路由器型号为tl-302p。
15.所述的上位机为可直接发出操控命令的计算机，且上位机安装有与无线数据采集仪相配套的测试软件，上位机可以通过结合牵引电机振动信号和压电陶瓷测得的转向架振动信号二维分析轨道车辆轴承振动情况。
16.所述的压电陶瓷发电单元呈圆柱体状，内置压电陶瓷发电片。
17.在圆柱体的压电陶瓷发电单元顶端分别设置两条纵横90
°
相交的凹槽，配合扎带对圆柱体进行固定，螺栓连接配合尼龙扎带连接更加适合高频震动的外部激励环境。
18.所述的安装平台上设有多个尺寸相同的通孔，用以对不同的目标设备进行模块式快速替换安装，不同应用目标设备的底部都设有螺纹螺杆，可直接螺旋安装的安装平台上。
19.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
20.一、携带便捷、安装快捷：整套设备体积小巧，零部件较少，易于携带以及随时的使用，并且能够安装在空间狭窄的列车转向架处。振动加速度传感器和无线数据采集仪两者的磁力安装座可做一体化安装，在安装方面也十分便捷，整个设备使用的流程十分简单。
21.二、易于监控和维修：位于车下的主要装置只有振动加速度传感器和无线数据采集仪，因此设备的正常运行监控和维修十分方便，且各个零部件之间的独立性较强，方便有损坏的装置进行备品更换。
22.三、数据可靠性高：系统可在列车运行时进行实时的牵引电机轴承状况检测，能够得出十分准确的数据，对于后期的数据分析和故障诊断提供了可靠保证。上位机中装有配套的专用测试软件，能够专业、高效的处理和分析数据，从而得出牵引电机轴承状况的一个检测结论。
23.四、安装平台可根据实际需要对安装平台的装载设备进行调整，利用尼龙扎带可有效方便的对平台上面设备进行更换。安装平台上设有专门为陶瓷压电发电装置安装的通孔，由于陶瓷压电装置外形为圆柱体，在传统的安装设备上只是使用螺杆进行螺纹连接，但是在长期的工程应用中发现高震动物理激励的环境下，设备极易发生脱落。利用螺栓进行连接，螺栓连接配合尼龙扎带连接，圆柱体顶端开两道纵横相互垂直的凹槽，扎带捆绑设备时设置在凹槽之中，使平台上装置更为牢固适合高频震动的物理环境。
附图说明
24.图1为本实用新型的结构示意图。
25.图2为本实用新型的系统框图。
26.图3为本实用新型的磁力安装座图。
27.图4为本实用新型的安装面板示意图。
28.图5为本实用新型的安装面板三视图，其中，图(5a)为俯视图，图(5b)为左视图，图(5c)为主视图。
29.1、上位机，2、无线路由器，3、牵引电机，4、磁力安装座，5、振动加速度传感器，6、传感器连接线，7、传感器转接线，8、固定螺母，9、无线数据采集仪，10、安装板，11、尼龙扎带、12、压电陶瓷发电单元。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
31.实施例：
32.如图1和2所示，本实用新型提供一种基于压电发电的轨道车辆牵引电机轴承振动传感器装置，该装置通过应用振动加速度传感器5、压电陶瓷发电单元12和无线数据采集仪9进行轴承状态的检测，该装置更符合实地使用条件，在实用性、可靠性和对列车牵引电机轴承状态检测的方便快捷等方面都有很大的改善提高。
33.该装置分为车上和车下两部分，车下部分包括振动加速度传感器5，通过螺纹与磁力安装座4连接固定，再经由磁力安装座4吸附固定在列车牵引电机3上，从而使振动加速度传感器5能有效测得牵引电机3振动信号。
34.振动加速度传感器5测得的振动信号通过传感器连接线6和传感器转接线7传输到同样位于车下的无线数据采集仪9，压电陶瓷发电单元12下部设有螺栓，在安装板10中设有通孔，二者通过螺纹连接使得压电陶瓷发电单元12旋紧固定在安装板10上。该无线数据采集仪9和压电陶瓷发电单元12通过尼龙扎带11固定在安装板10上，压电陶瓷发电单元12上部设有适用于尼龙扎带11的凹槽，从而加强了尼龙扎带11的固定效果，从而避免由于振动使得螺栓连接自旋脱落的风险。安装板10设有与列车转向架上相同尺寸的螺孔，再通过型号为m14的安装板固定螺母8将其固定在转向架一侧。无线数据采集仪9位于车下可以通过无线网络将采集到的牵引电机振动信号和压电陶瓷发电单元测得的转向架振动信号传输到位于车上的无线数据采集接收部件。
35.车上部件为布置于车厢内部的上位机1和无线路由器2，无线路由器2与上位机1相连接，从而使得上位机1能够通过无线路由器2产生的无线网络与位于车下的无线数据采集仪9进行数据上的传输。
36.上位机1为可直接发出操控命令的计算机，且该上位机1安装有与无线数据采集仪9相配套的东华专用测试软件，该软件可设置对应的采集通道，并且能够记录和分析相关的振动信号，通过结合牵引电机振动信号和压电陶瓷测得的转向架振动信号来二维的分析轨道车辆轴承振动情况，从而得出牵引电机轴承状况的一个检测结论。
37.整个设备能够在车辆运行时进行实时的检测，所测数据更加准确和可靠，设备携带便捷、安装简单能够很好的应用于地铁牵引电机轴承状态检测上。
38.最后有必要在此指出的是：以上仅为本实用新型专利较佳的具体实施方式，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型专利的保护范围之内。