一种便携式地铁车辆走行部试验诊断系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械设备故障在线检测、检验领域，特别是一种便携式地铁车辆走行部试验诊断系统。
【背景技术】
[0002]地铁和城市轨道交通正处于快速发展时期，北京、上海地铁运营里程均已超过400公里，未来，如北京2015年将基本形成700多公里运营里程的轨道交通网络，届时将有8000多辆地铁车辆上线运营，城市中心区最小运营间隔时间将压缩到2分钟甚至更短。如此多的运营车辆，和如此短的运营间隔时间，将对运营安全问题提出更加严格的要求，地铁运营单位一直在对地铁车辆运营安全问题进行系统地分析研宄，力求对每个风险环节制定出相应确保安全的预案。
[0003]随着线路延长，车辆的增加及老化，近年来，车辆故障发生率呈上升趋势，而且其严重程度也有不断增加的趋势，而在车辆故障当中，走行部故障为重中之重，车辆走行部一旦发生故障，轻则掉线清客，重则车毁人亡。
[0004]车辆走行部故障主要包括轴承、齿轮和踏面等关键部件故障，它们对车辆运营安全的影响极大，其中尤为严重的是轴承，其早期故障逐步发展为失效甚至烧损事故，近年来就出现过电机轴承烧损、轮轴抱死事故，不仅使得昂贵的牵引电机、轮轴整体报废而进一步增加维修备件量和成本，影响更大的是在运营途中突然发生问题而引起中途停车、清客事故，而且这些问题所造成的不利影响还不只是用经济指标来衡量的。
[0005]另一方面，轴承厂家要求的维修周期与车辆既定的架修、大修修程周期存在不匹配的问题，比如某轴箱轴承要求50万公里返厂检查维修，但50万公里又没有相应的车辆架修修程，维修管理部门面临两个选择，一个是增加库停时间，利用备品轮换实现返厂检查维修，这样势必就带来额外的备品和工时费用并且降低了车辆的出勤率；另一个选择是让轴承超修程服役，而这样势必又带来安全隐患，尤其是在没有监测手段的情况下，不了解轴承运行状态，时刻面临着风险。
[0006]目前，国内外轨道交通车辆维修模式正逐步向预防修和状态修的方向发展，而要实现预防修和状态修，必备的条件之一就是要能及时了解车辆的实际运行质量状态，然后才能做到状态明确、该修则修、良好则用，并对早期故障提前掌握，以便于提前采取预防措施而尽可能地避免在运营途中发生故障。
[0007]申请人曾经提出的专利号为ZL200920073984.0的“一种轨道交通车辆走行部及钢轨故障车载在线监测诊断系统”和专利号为ZL201020192400.4的“一种地铁车辆走行部磨合试验诊断系统”，实现了走行部车载在线监测诊断，具备早期故障预警和在线故障分级报警的功能，达到了国内领先、国际先进的技术水平，已经在北京地铁、上海轨道交通运用，发挥了较好的在线故障监测诊断和预警作用，为走行部的安全运行和状态维修提供了可靠的依据。
[0008]然而，上述系统的局限在于:采用固定安装方式，只能随着新车制造或大修时一并设计加装或走行部磨合试验时检测，而面对车辆数量更多、存在问题更多的在运营的既有车辆，需要有更加方便、灵活应用的新型装置。
[0009]目前国内外基于振动检测技术的便携式检测系统种类繁多，但都仅停留在振动参数检测的水平上，没有故障诊断预警能力，尤其对诸如轴承早期故障等类问题的诊断无能为力。而在走行部故障诊断尤其是在轴承早期故障的诊断和预警方面有效的技术，就是在专利号为ZL200920073984.0的“一种轨道交通车辆走行部及钢轨故障车载在线监测诊断系统”和专利号为ZL201020192400.4的“一种地铁车辆走行部磨合试验诊断系统”中所采用的“广义共振和共振解调技术”，因此，在此技术基础上开发的便携式地铁车辆走行部试验诊断系统，仍然采用该技术来解决既有车辆的走行部故障诊断。这种技术方案具有目前已有的各种便携式检测系统所不能实现的故障自动诊断、早期预警能力。
【发明内容】
[0010]本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种便携式结构、方便使用的地铁车辆走行部试验诊断系统，同时采用先进的“广义共振和共振解调技术”，具有完善的早期故障的诊断和预警诊断能力，解决对可疑地铁车辆走行部部位(轴承、齿轮和踏面)的状态进行临时有效监测和诊断，为车辆运行维修提供指导。
[0011]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种便携式地铁车辆走行部试验诊断系统，包括安装在地铁车辆走行部的用于进行振动冲击状态检测的磁吸式振动冲击传感器组、以及安装在地铁车辆轮轴或电机输出轴上的用于采集转速信号的转速传感器；所述磁吸式振动冲击传感器组、转速传感器均与采集仪连接；所述采集仪与内置故障诊断专家系统的便携式电脑连接。
[0012]所述转速传感器采用霍尔转速传感器或光电转速传感器，所述转速传感器电压范围为12?24Vo
[0013]所述采集仪包括数字信号处理板、模拟信号处理板、前端信号处理板、接口板、LED显示板、电源板；所述数字信号处理板与所述模拟信号处理板、前端信号处理板、LED显示板双向通信；所述模拟信号处理板与所述前端信号处理板双向通信；所述前端信号处理板、数字信号处理板与所述接口板双向通信。
[0014]所述数字信号处理板包括ARM处理器，所述ARM处理器与FLASH存储器、SDRAM存储器、RTC实时时钟、FPGA可编程逻辑门阵列双向连接；所述FPGA可编程逻辑门阵列与数字I/O接口、A/D变换器双向连接；所述数字I/O接口与转速转换器连接；所述ARM处理器通过以太网PHY接口与便携式电脑连接。
[0015]所述模拟信号处理板包括电流电压信号变换单元和与所述电流电压信号变换单元连接的自校信号发生模块；所述电流电压信号变换单元通过多个振动冲击处理通道与矩阵选择模块连接，所述电流电压信号变换单元与前端信号处理板连接。
[0016]所述LED显示板包括输入电源状态指示灯、5V电源状态指示灯、12V电源状态指示灯、-12V电源状态指示灯、自检状态指示灯、运行状态指示灯、转速状态指示灯；所述输入电源状态指示灯、5V电源状态指示灯、12V电源状态指示灯、-12V电源状态指示灯、自检状态指示灯、运行状态指示灯、转速状态指示灯均与所述数字I/o接口连接。
[0017]所述磁吸式振动冲击传感器组中的传感器安装于所述地铁车辆走行部的轴箱、齿轮箱、电机、构架上。
[0018]所述转速传感器安装于地铁车辆电机测速孔位、齿轮箱测速孔位或轴箱测速孔位。
[0019]与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为:本实用新型具有结构便携、拆装便捷、性能稳定、操作简单、方便使用的特点，可以采用先进的“广义共振和共振解调技术”、具有完善的早期故障的诊断和预警诊断能力，加之具有独立的传感器支持，不仅可用于对可疑地铁车辆走行部部位进行临时试验诊断、指导地铁车辆运行与维修；必要时，还可用于对已经装车的车载诊断系统进行独立的“第三方”验证。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的系统结构框图；
[0021]图2为采集仪结构框图；
[0022]图3为数字信号处理板结构框图；
[0023]图4为模拟信号处理板结构框图；
[0024]图5为LED显示板结构框图。
[0025]其中:
[0026]SAl?SA8为8个振动冲击传感器输入接口 ；ZS为转速输入接口 ；NET为以太网连接接口 ；DY为AC220V电源输入接口。
【具体实施方式】
[0027]如图1-图3所示，本实用新型一实施例包括磁吸式振动冲击传感器组，转速传感器、采集仪和内置多种故障诊断技术的故障诊断专家系统的便携式电脑组成。磁吸式振动冲击传感器组、转速传感器通过采集仪前面板连接器接入到采集仪仪器内部，采集仪通过以太网接口与便携式电脑相连接，构建成一个便携式试验诊断系统。安装在地铁车辆走行部轴箱、电机、齿轮箱等位置上进行振动冲击状态检测的磁吸式振动冲击传感器组，和安装在车辆轮轴或电机输出轴的采集转速信号的转速传感器，分别将上述振动、冲击和转速信号送入采集仪，采集仪与便携式电脑连接，能接收