车钩牵引力监测传感器及车钩的制作方法

1.本发明涉及列车数据监测领域，特别涉及一种车钩牵引力监测传感器及车钩。


背景技术：

2.铁路货车车钩牵引力是反映铁路车辆性能的一个重要指标，设计机车时必须首先计算机车的预期牵引性能曲线；在运用时也必须为运用部门提供实际准确测定的机车牵引性能曲线，以使运用部门按照货运任务运量、线路纵段面等条件选用机型和合理制订线路牵引定数和运营计划。因此，准确测定机车及车辆牵引力值及其变化规律；确保铁路货运列车高效、安全运行就显得更加重要。
3.现有技术中对铁路货车车钩牵引力监测的方式一般为：在车钩钩体上粘贴电阻应变片组成测试电桥，在专门的仪器设备上校准后进行监测。这种监测方式一般在实验室模拟车钩受力进行监测，从而获取实验数据，缺点是难以实现车辆运载过程中的实时监测，其原因是应变片比较脆弱，使用寿命较短，安装在车钩上非常容易损坏，难以实现长时间的稳定监测。并且粘贴应变片的方式改变了车钩的结构，安装复杂，应变片安装至车钩上时需要打磨、粘贴、封胶使用，贴片安装、贴片安装后的工艺处理、为消除弯矩影响的组桥方式、静态校准等工作都比较麻烦和困难，车钩是复杂的铸钢件，多不进行机械加工，传力点的位置有时并不一定在钩体中央，测力精度不高。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种车钩牵引力监测传感器及车钩，能实时监测车钩的牵引力，并且安装方便、使用寿命长、测力精度高。
5.根据本发明第一方面实施例的车钩牵引力监测传感器，包括：尾销，所述尾销的侧壁开设有沉孔，所述尾销的一端开设有出线口；应变片，所述应变片安装在所述沉孔内；连接线，所述连接线位于所述尾销内，所述连接线的一端电性连接所述应变片，所述连接线的另一端从所述出线口伸出。
6.根据本发明实施例的车钩牵引力监测传感器，至少具有如下有益效果：
7.本发明实施方式通过在尾销侧壁上开设沉孔，应变片安装在沉孔内，可以有效避免应变片受到外界刮擦的损伤，并且尾销作为一个刚性体直接承受车辆传递的牵引力，再反馈到应变片上，可以提高使用寿命。本发明可以直接替换原有车钩中的尾销，既作为一个车钩的零部件又作为一个牵引力传感器，不改变原有车钩的机械结构，无需打磨、粘贴、封胶等额外步骤，安装方便。尾销直接承受车辆传递的牵引力，传感器的受力点能更真实地反映出车钩牵引力的大小，因此测量的牵引力数据更准确，提高测力精度。
8.根据本发明的一些实施例，所述尾销的一端固定有防转动轴头以用于与车钩的承托板配合插接避免尾销转动。
9.根据本发明的一些实施例，所述防转动轴头的横截面为鼓形。
10.根据本发明的一些实施例，所述沉孔为两对，分别安装在尾销两端的侧壁上。
11.根据本发明的一些实施例，相对的所述沉孔之间开设有连通两个所述沉孔的贯穿孔，所述连接线位于所述贯穿孔内以用于连接贯穿孔两端的应变片。
12.根据本发明的一些实施例，同侧的沉孔之间的尾销侧壁上开设有连接两个沉孔的线槽，所述连接线位于线槽内以用于连接线槽两端的应变片。
13.根据本发明的一些实施例，所述线槽的宽度为1.5mm-2.5mm。
14.根据本发明的一些实施例，所述沉孔的外径为21.5-22.5mm，所述沉孔的内径为19.5-20.5mm。
15.根据本发明第二方面实施例的车钩，包括车钩本体，所述车钩本体内设置有上述的车钩牵引力监测传感器。
16.根据本发明实施例的车钩，至少具有如下有益效果：
17.本发明实施方式通过在尾销侧壁上开设沉孔，应变片安装在沉孔内，可以有效避免应变片受到外界刮擦的损伤，并且尾销作为一个刚性体直接承受车辆传递的牵引力，再反馈到应变片上，可以提高应变片的使用寿命。本发明可以直接替换原有车钩中的尾销，既作为一个车钩的零部件又作为一个牵引力传感器，不改变原有车钩的机械结构，无需打磨、粘贴、封胶等额外步骤，安装方便。尾销直接承受车辆传递的牵引力，传感器的受力点能更真实地反映出车钩牵引力的大小，因此测量的牵引力数据更准确，提高测力精度。
18.根据本发明的一些实施例，还包括承托板，所述承托板上开设有卡槽，所述防转动轴头与所述卡槽配合插接以用于固定所述车钩牵引力监测传感器。
19.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
21.图1为本发明一种实施例的车钩牵引力监测传感器的侧视图；
22.图2为本发明一种实施例的车钩牵引力监测传感器的俯视图；
23.图3为本发明一种实施例的防转动轴头的正视图；
24.图4为本发明一种实施例的承托板的正视图；
25.图5为本发明一种实施例的车钩牵引力监测传感器的安装位置示意图；
26.图6为本发明一种实施例的车钩的结构图。
27.附图标号：
28.尾销100、沉孔110、贯穿孔120、线槽130；
29.应变片200；
30.连接线300；
31.防转动轴头400；
32.承托板500、卡槽510；
33.缓冲器610、车钩钩体620、前从板630、钩尾框640、采集通讯盒650、发电模组660。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下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发明的限制。
36.在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
37.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
38.参照图1所示，本发明一种实施例的车钩牵引力监测传感器，包括：尾销100、应变片200和连接线300，尾销100的侧壁开设有沉孔110，应变片200固定在沉孔110内，一方面可以避免应变片200裸露在外，提高对应变片200的保护能力，另一方面不会改变尾销100的形状，尾销100作为车钩内直接承受车辆传递牵引力的零部件，应变片200与沉孔110内壁固定连接成为一个刚性整体，间接感应尾销100承受的牵引力，既能提高应变片200的使用寿命又能提高测力精度，尾销100的一端开设有出线口；连接线300位于尾销100内，避免裸露在外受到挤压或摩擦以及环境污染的损坏，进一步提高传感器的使用寿命，连接线300的一端连接应变片200，另一端从出线口伸出连接监测终端或其他监测设备。
39.本发明实施方式通过在尾销100侧壁上开设沉孔110，应变片200安装在沉孔110内，可以有效避免应变片200受到外界刮擦的损伤，并且尾销100作为一个刚性体直接承受车辆传递的牵引力，再反馈到应变片200上，可以提高应变片200使用寿命。本发明可以直接替换原有车钩中的尾销100，既作为一个车钩的零部件又作为一个牵引力传感器，不改变原有车钩的机械结构，无需打磨、粘贴、封胶等额外步骤，安装方便。尾销100直接承受车辆传递的牵引力，传感器的受力点能更真实地反映出车钩牵引力的大小，因此测量的牵引力数据更准确，提高测力精度。
40.为了进一步提高测力精度，沉孔110设置为若干对且沿尾销100中轴线的两侧相对设置，应变片200的数量与110数量相同且一一对应，为了实现成本与测力精度的最佳平衡，本实施例中沉孔110为两对，第一对沉孔110安装在尾销100上端的侧壁上，第二对沉孔110安装在尾销100下端的侧壁上。这两对应变片构成一个惠更斯全桥测量桥路，实时测量车钩牵引力。本实施例中沉孔110的外径为22mm，内径为20mm，可以理解的是，本技术并不限定沉孔110的尺寸，当然也可以根据所选择的应变片200大小开设其他大尺寸的沉孔。
41.为了避免连接线300外漏，参考图1和图2所示，在沿传感器中轴线对称的两个沉孔110之间开设贯穿孔120，贯穿孔120连接两个沉孔110的底部，使两个沉孔110内的应变片200通过位于贯穿孔120内的电桥连接。本实施例中贯穿孔120的直径为4mm，可以理解的是，本技术并不限定贯穿孔120的直径，本领域技术人员可以根据实际需要开设其他尺寸的贯
穿孔。沿两个同侧的沉孔圆心位置开设线槽130，通过线槽130实现两端应变片200的电桥连接。本实施例中线槽130的宽度为2mm，可以理解的是，本技术并不限定线槽的宽度，本领域技术人员能够根据旋转的连接线300类型和尺寸开设符合需要的线槽。连接线300延伸至尾销100内部并从出线口伸出。
42.常规的车钩结构中，尾销底部设置承托板，但尾销只是与承托板抵接，车辆运行过程中圆柱形的尾销会产生转动，当替换成本技术的尾销形状的测力传感器时，一是会影响伸出的连接线300，二是会影响测力精度。为了避免传感器在使用过程中转动，本实施例中在尾销100的一端固定有防转动轴头400，防转动轴头400的横截面为鼓形，参考图4，在承托板500上开设矩形的卡槽，防转动轴头400通过卡槽固定在承托板500上，从而避免尾销100转动。参考图3，本实施中防转动轴头400的横截面为鼓形，也可以采用其他形状的防转动轴头400和卡槽形状。
43.参考图5和图6，本发明还涉及一种车钩，包括车钩本体，车钩本体内的尾销为上述的车钩牵引力监测传感器，车钩本体包括缓冲器610、车钩钩体620、前从板630、钩尾框640和承托板500。缓冲器610的前端抵接前从板630，车钩牵引力监测传感器安装在前从板630和车钩钩体620之间，缓冲器610、前从板630和车钩牵引力监测传感器都安装在钩尾框640内，车钩牵引力监测传感器底部还设置有承托板500，承托板500上开设有矩形卡槽510，防转动轴头400与卡槽510配合插接。承托板500的底部还设置有采集通讯盒650和发电模组660。本发明可以替换任意列车车钩使用，例如图5所示的17号车钩。本技术的车钩牵引力监测传感器可完全替代17号车钩的尾销，既作为一个车钩零部件，同时也作为一个牵引力传感器，满足车辆运载过程中的使用和牵引力监测需求，并且安装简单，无需打磨、粘贴、封胶，使用寿命长，强度高耐磨性好抗撞击，理论使用寿命5年以上。
44.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。