CN102616248A - 中低速磁悬浮列车接触轨的监控系统及其动态检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种中低速磁悬浮列车接触轨的监控系统及其动态检测设备，公开的动态检测设备包括：左位移检测装置和右位移检测装置，分别用以检测列车左轨距的参数和右轨距的参数，以便获取左轨距和右轨距；固定架，其两端分别用于安装所述左位移检测装置和所述右位移检测装置；固定架的两端分别与转向架的两侧转动连接并铰接，转动轴线处于竖直平面内，铰接轴线沿行驶方向延伸，且所述固定架的一端与所述转向架沿车轨跨度方向滑动连接。该动态检测设备可以较好地适用于中低速磁悬浮列车的特殊的转向架结构，能够跟随转向架的动态工况而作出相应变动，从而在列车运行过程中，真实地反应接触轨的工作状态。

Description

中低速磁悬浮列车接触轨的监控系统及其动态检测设备

技术领域

本发明涉及磁悬浮列车技术领域，特别涉及一种中低速磁悬浮列车接触轨的监控系统及其动态检测设备。

背景技术

中低速磁悬浮列车主要采用三、四轨供电和侧式接触受流，即在沿车轨附近设置接触轨(供电轨)，列车设置的受流器与接触轨侧面接触，接触轨将电流导入受流器，以达到实时为列车提供电能的目的。

由于外部因素(比如接触轨接头错位、不平顺)、或受流器的受流靴不均匀磨耗、或受流器前后接触不平衡，均容易导致受流器和接触轨接触不良，轻则引起供电不稳，重则造成停运等重大事故，因此，对受流器和接触轨的接触状态进行监测是保障中低速磁悬浮列车安全运营的重要手段。磁浮交通接触轨几何参数的检测项目主要有高低、轨距，高低距即接触轨与车轨(F轨)的竖直距离，轨距即接触轨与车轨(F轨)的水平距离。

一般轮轨列车上也存在检测车轨运行状态的检测设备，设置于转向上，且由于设计成本和车轨参数的检测需求，需要设置成整体式检测设备。整体式检测设备上设置分别检测左接触轨和右接触轨参数的检测元件。

然而，上述检测装置应用于中低速磁悬浮列车时存在下述技术问题：中低速磁悬浮列车转向架为左右模块相互解耦活动且具备一定侧向防滚能力的特殊结构，则转向架左模块和右模块存在相对运动，相应地，转向架与接触轨之间的位置关系受车辆悬浮状态和运行影响，与轮轨列车相比，波动较大，一般的检测设备无法适用于该种工况。将上述轮轨列车的整体式检测设备移植应用到中低速磁悬浮列车接触轨和受流器的动态检测中时，整体式检测设备将随转向架的解耦运动而扭转变形，检测失效，且最终导致损坏。

有鉴于此，如何提供一种中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，以适用于中低速磁悬浮列车转向架的动态工况，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，该检测设备能够适用于该种列车转向架的动态工况，真实地反映接触轨的真实状态。本发明的另一目的是提供一种磁悬浮列车接触轨的监控系统。

为达到本发明的第一目的，本发明提供一种中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，包括：

第一位移检测装置和第二位移检测装置，分别用以检测列车两侧轨距的参数，以便获取两侧轨距；

固定架，其两端分别用于安装所述第一位移检测装置和所述第二位移检测装置；

所述固定架的一端与转向架的一侧、所述固定架的另一端与所述转向架的另一侧均沿竖直延伸的轴线以及沿行驶方向延伸的轴线转动连接，以使所述固定架的两端相对于所述转向架均能够在两个方向转动；且所述转向架的一侧和所述固定架沿固定架跨度方向延伸的轴线转动连接；所述固定架与所述转向架的一侧沿固定架的跨度方向滑动连接。

优选地，还包括第一连接件和第二连接件，所述固定架的两端分别通过所述第一连接件和所述第二连接件与所述转向架连接。

优选地，所述第一连接件和所述第二连接件均包括轴承和支撑轴，轴承的内圈和外圈分别与支撑轴的外周壁和转向架定位；所述固定架的两端设置铰接座，所述支撑轴的端部铰接于所述的铰接座；一所述铰接座与所述固定架滑动连接，且两所述铰接座与所述固定架之间还设有弹性垫块。

优选地，所述第一连接件和所述第二连接件均包括轴承和支撑轴，轴承的内圈和外圈分别与支撑轴的外周壁和转向架定位；所述固定架的两端分别设置铰接座和关节轴承，一所述支撑轴的端部铰接于所述的铰接座，另一所述支承轴的端部连接所述关节轴承，所述铰接座或所述关节轴承与所述固定架滑动连接。

优选地，所述第一连接件和所述第二连接件还均包括轴承座，所述轴承的外圈定位于所述轴承座的内腔中，所述轴承座与所述转向架固定。

优选地，所述轴承座的内腔中设有内套筒和外套筒，所述外套筒与所述轴承座的内壁固定，所述支撑轴插于所述内套筒中并固定；所述第一连接件和所述第二连接件均包括两所述轴承，两所述轴承的外圈分别位于所述外套筒的两端、两所述轴承的内圈分别位于所述内套筒的两端。

优选地，所述轴承座的端部设置密封盖，以密封所述轴承。

优选地，还包括固定于转向架上的第一平台和第二平台，所述第一连接件和所述第二连接件分别支撑于所述第一平台和所述第二平台上。

优选地，所述固定架包括横梁和位于横梁两端的第一安装臂和第二安装臂，所述第一检测装置和所述第二检测装置分别安装于所述第一安装臂和所述第二安装臂上。

优选地，与所述固定架滑动连接的所述铰接座和所述横梁的二者之一设有直线导轨，另一者设有直线滑块。

优选地，所述第一位移检测装置检测的一侧轨距参数包括该侧接触轨、车轨与所述固定架的水平距离，以获取该侧轨距；所述第二位移检测装置检测的轨距参数包括该侧接触轨、车轨与所述固定架的水平距离，以获取该侧轨距。

优选地，所述第一位移检测装置和所述第二位移检测装置还分别检测一侧接触轨与该侧车轨的竖直距离、另一侧接触轨与该侧车轨的竖直距离。

优选地，所述第一位移检测装置包括检测一侧车轨与固定架水平距离、竖直距离的位移传感器组件；所述第二位移检测装置包括检测另一侧车轨与固定架水平距离、竖直距离的位移传感器组件。

优选地，所述第一位移检测装置包括第一接触轨图像采集处理系统，用于采集一侧接触轨图像并处理获取该侧接触轨与固定架水平距离、竖直距离；所述第二位移检测装置包括第二接触轨图像采集处理系统，用于采集另一侧接触轨图像并处理获取该侧接触轨与固定架水平距离、竖直距离。

优选地，所述第一图像采集处理系统和所述第二图像采集处理系统均包括发射激光于接触轨上以形成接触轨轮廓的激光器、直接获取接触轨轮廓图像的CCD相机、采集接触轨轮廓图像的图像采集卡；还包括通讯模块和根据采集的图像计算获得接触轨与固定架水平距离、竖直距离的图像处理卡，图像处理卡将计算获得的数据通过通讯模块发送于外部。

优选地，所述固定架上还设置测量所述固定架的姿态测量装置。

优选地，所述姿态测量装置包括分别检测所述固定架横滚角、偏航角以及摇头率的倾角计、纵向光纤陀螺和垂向光纤陀螺，还包括数据预处理板，所述数据预处理板处理检测的横滚角、偏航角、摇头率数据并传送至外部，以便对计算的水平距离、竖直距离进行校正。

该动态检测设备中固定架的的一端与转向架的一侧、固定架的另一端与转向架的另一侧均沿两个方向的转动轴线转动连接，且固定架与转向架的一侧滑动连接。则转向架的左右模块沿行驶方向产生前后错动时，由于固定架的两端和左右模块分别转动连接，且转动轴线竖直延伸，且固定架与转向架沿固定架的跨度方向滑动连接，则固定架可以通过转动调整位置，以适应左右模块的错动；转向架的左右模块的悬浮高度不一致时，即左右模块在竖直方向错动时，由于固定架两端与左右模块分别转动连接，且转动轴线沿行驶方向延伸，则固定架相对于转向架可以在竖直平面内转动，以适应左右模块的上下错动；转向架左右模块之间的距离改变时，即转向架左右模块的横向跨度发生变动时，由于固定架与转向架沿跨度方向滑动连接，则固定架可以相对于转向架滑动，以适应左右模块的左右距离变动；当左右模块沿行驶方向发生相对转动时，由于转向架的一侧相对于固定架沿固定架跨度方向转动连接，则固定架可以相对于转向架左右模块转动。以上仅是结合转向架特定运行状态进行的分析，在转向架的运行结合上述任意情况时，即不论转向架左右模块如何运动，由于该种结构的检测设备满足了自由度要求，固定架均可以实时地根据左右模块的变动调整自身的位置，以适应转向架的运行姿态，转向架的运动不会造成固定架扭动变形，因此，该动态检测设备可以较好地适用于中低速磁悬浮列车的特殊的转向架结构，能够跟随转向架的动态工况而作出相应变动，从而在列车运行过程中，真实地反应接触轨的工作状态。

为达到本发明的另一目的，本发明还提供一种中低速磁悬浮列车接触轨的监控系统，包括接触轨的动态检测设备和监测设备，所述动态检测设备为上述任一项所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备。

优选地，所述监测设备包括上位机，所述上位机接收所述左位移检测装置和所述右位移检测装置检测的参数，并予以显示。

优选地，所述上位机中预存轨距和/或接触轨与车轨的竖直距离的对比值范围，当接收的参数值超出对应的对比值范围时，输出报警信号。

由于上述动态检测设备具有上述技术效果，具有该动态检测设备的中低速磁悬浮列车的监控系统也具备相同的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供接触轨动态检测设备一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中左支撑件的结构示意图；

图3为图1中右支撑件的结构示意图。

图4为图1中动态检测设备的原理图；

图5为图1中图像采集处理系统的结构示意图；

图6为图1中姿态测量装置的结构示意图。

图中，1a左支撑件、1a1支撑垫块、1a2左铰接支座、1a3左铰接轴、1a4左轴承端盖、1a5左支撑轴、1a6左轴承、1a7左外套筒、1a8左内套筒、1a9左轴承座；

1b右支撑组件、1b1直线导轨、1b2右连接座、1bb关节轴承、1b3销轴、1b4右轴承端盖、1b5右支撑轴、1b6左轴承、1b7右外套筒、1b8右内套筒、1b9右轴承座、1ba、直线滑块、2a1第一左支座、2a2左水平位移计、2b1第一右支座、2b2右水平位移计、3a左平台、3b右平台、4a1第二左支座、4a2第一左竖直位移计、4a3第二左竖直位移计、4b1第二右支座、4b2第一右竖直位移计、4b3第二右竖直位移计、5a左安装臂、5b右安装臂、7a左接触轨、7b右接触轨、8横梁、9姿态测量装置；

61CCD相机、62图像采集卡、63图像处理卡、64通讯模块、65激光器、6a左图像采集处理系统、6b右图像采集处理系统、9a数据预处理电路板、9b电连接器接口、9c倾角计数据线、9d纵向光纤陀螺数据线、9e垂向光纤陀螺数据线、9f仪器安装壳体、9g倾角计、9x纵向光纤陀螺、9z垂向光纤陀螺、a第一转动副、b第二转动副、c移动副、d球面副、e第三转动副、f第四转动副。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，该检测设备能够适用于该种列车转向架的动态工况，真实地反映接触轨的真实状态。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。为便于理解和描述的简洁，文中结合中低速磁悬浮列车接触轨的监测设备及其动态检测设备进行说明，即对整体的监控系统进行说明，有益效果不再重复论述。此外需要说明的是，文中实施例涉及的“左”“右”均以图1为视角，主要为了便于理解，并不对本发明的结构造成限制。

请参考图1，图1为本发明所提供接触轨动态检测设备一种具体实施方式的结构示意图。

该实施例中，中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备包括：

左位移检测装置和右位移检测装置，分别用以检测列车左轨距的参数和右轨距的参数。左接触轨7a、右接触轨7b处于左车轨和右车轨之间，左轨距指左接触轨7a与左车轨外侧的距离，右轨距为右接触轨7b与右车轨外侧的距离。此外，该实施例中的位移检测装置还包括检测接触轨与车轨竖直距离的检测元件，即检测接触轨与车轨的高低距。图1中，左位移检测装置包括左水平位移计2a2、左竖直位移计；右位移检测装置包括右水平位移计2b2、右竖直位移计。

动态检测设备还包括固定架G，固定架G的两端分别用于安装左位移检测装置和右位移检测装置。如图1所示，该实施例中的固定架G具有中间横梁8，横梁8的两端分别具有左安装臂5a和右安装臂5b，左位移检测装置和右检测装置对应地分别安装于左安装臂5a和右安装臂5b上。具体地，该实施例中的左位移检测装置和右位移检测装置均包括水平位移计和竖直位移计，水平位移计用于检测接触轨与固定架G的水平位移，竖直位移计用于检测接触轨与固定架G的竖直距离，图1中，左安装臂5a上设置第一左支座2a1和第二左支座4a1，分别用于安装左水平位移计2a2和左竖直位移计(包括第一左竖直位移计4a2、第二左竖直位移计4a3)；右安装臂5b上设置第一右支座2b 1和第二右支座4b1，分别用于安装右水平位移计2b2和右竖直位移计(包括第一右竖直位移计4b2、第二右竖直位移计4b3)。为便于检测，左水平位移计2a2和右水平位移计2b2可以分别与左车轨和右车轨间隔适当距离。

上述动态检测设备连接于列车的转向架上，该实施例中的固定架G的的一端与转向架的一侧、固定架G的另一端与转向架的另一侧均沿两个方向的转动轴线转动连接，由于转向架具有左右模块，故该固定架G的两端分别与转向架的左模块、右模块连接。其中，一转动轴线竖直延伸，另一转动轴线沿行驶方向延伸，此外，转向架的一侧相对于固定架G与还能够沿固定架跨度方向延伸的轴线转动，且固定架G与转向架的一侧沿固定架的跨度方向(图1中表现为横梁8的轴向)滑动连接。

则列车运行时，转向架的左右模块沿行驶方向产生前后错动时，由于固定架G的两端和左右模块分别转动连接，且转动轴线竖直延伸，此外，固定架G与转向架沿固定架的跨度方向滑动连接，则固定架G可以通过转动调整位置，以适应左右模块的错动；转向架的左右模块的悬浮高度不一致时，即左右模块在竖直方向错动时，由于固定架G两端与左右模块分别转动连接，且转动轴线沿行驶方向延伸，则固定架G相对于转向架可以在竖直平面内转动，以适应左右模块的上下错动；转向架左右模块之间的距离改变时，固定架G可以相对于转向架滑动，以适应左右模块的左右距离变动；当左右模块沿行驶方向发生相对转动时，由于转向架的一侧相对于固定架G沿固定架跨度方向转动连接，则固定架G可以相对于转向架左右模块转动。以上仅是结合转向架特定运行状态进行的分析，在转向架的运行结合上述任意情况时，即不论转向架左右模块如何运动，由于该种结构的检测设备满足了自由度要求，固定架G均可以实时地根据左右模块的变动调整自身的位置，以适应转向架的运行姿态，转向架的运动不会造成固定架G扭动变形，因此，该动态检测设备可以较好地适用于中低速磁悬浮列车的特殊的转向架结构，从而在列车运行过程中，真实地反应接触轨的工作状态。

具体地，固定架G的两端可以分别通过左连接件和右连接件与转向架的左、右模块连接。该实施例中，固定架G挂载于转向架上，相应地，左连接件和右连接件分别为支撑件，当然，理论上，左连接件和右连接件也可以将固定架G吊挂于转向架处，但将固定架G采取挂载并支撑于转向架上的连接方式较为可靠，且更为符合转向架处的空间布置，便于设置检测装置。

请参考图2和图3，图2为图1中左支撑件的结构示意图；图3为图1中右支撑件的结构示意图。

为了便于固定架G与转向架的连接，该实施例中，该动态检测设备还包括与转向架的左、右托臂分别固定连接的左平台3a和右平台3b，左支撑件1a和右支撑件1b分别支撑于左平台3a和右平台3b上，设置平台后，便于实施且连接可靠。

转动连接的方式包括轴承连接、铰接等。图2中，左支撑件1a包括左支撑轴1a5、左轴承1a6、左轴承座1a9，左轴承1a6的内圈与左支撑轴1a5定位，可以将左支撑轴1a5插于内圈内定位，左轴承1a6的外圈与左轴承座1a9定位，左轴承座1a9固定在左平台3a上，图2中，左轴承座1a9的下端具有沿径向延伸的外缘，外缘上设有安装孔，可以通过插入安装孔的螺栓与左平台3a固定。左支撑轴1a5和固定架G的横梁8铰接，为了便于铰接，左支撑件1a上还设置左铰接支座1a2，左铰接支座1a2和横梁8之间还设置左支撑垫块1a1，左支撑轴1a5通过左铰接轴1a3铰接于左铰接支座1a2，左支撑垫块1a1的上下两侧连接横梁9和左铰接支座1a2，左支撑垫块1a1的设置可以加强横梁8与左支撑件1a的连接强度。

进一步地，为了便于左轴承1a6和左轴承座1a9、左支撑轴1a5的定位，可以在左轴承座1a9和左支撑轴1a5之间设置筒体，包括左内套筒1a8和左外套筒1a7。如图2所示，左支撑轴1a5插于左内套筒1a8内并固定，左外套筒1a7和左轴承座1a9固定。左支撑件1a设置了两个左轴承1a6，两左轴承1a6的内圈置于左内套筒1a8的上下两端、两左轴承1a6的外圈置于左外套筒1a7的上下两端。当然，左轴承1a6的内圈和外圈也可以分别直接固定于左支撑轴1a5和左轴承座1a9，为了便于直接固定，可以在左支撑轴1a5的外周壁或左轴承套1a9内周壁上加工出供左轴承1a6嵌入的环形凹槽或置放的环形凸台。该实施例中，沿竖直方向延伸的轴线即左轴承1a6的轴线、沿车轨跨度方向延伸的轴线即左铰接轴1a3的轴线，该种轴承和铰接结合的连接方式使得该结构稳定性较强。

此外，左轴承座1a9的端部可以设置左轴承端盖1a4，左轴承端盖1a4密封住其内腔，则左轴承1a6的内圈和外圈得以密封，杂物及灰尘等均不会进入左轴承内，以免左轴承的内圈和外圈的相对转动受到阻塞，保持固定架G与转向架相对转动的灵活性。

右支撑件1b的结构大致与左支撑件1a类似，也包括右轴承1b6、右支撑轴1b5、右轴承座1b9、右轴承端盖1b4。右支撑件1b与左支撑件1a的区别在于，右支撑件1b还包括关节轴承1bb、销轴1b3和右连接座1b2，关节轴承1bb通过销轴1b3与右支承轴1b5连接，关节轴承1bb的设置实现了固定架G与转向架右模块沿行驶方向和车轨跨度方向的转动；在关节轴承1bb之上通过右连接座1b2连接直线滑块1ba，直线滑块1ba和位于其上的直线滑轨1b 1配套，直线滑块1ba的延伸方向大至沿车轨跨度方向延伸，如图3所示，直线导轨1b1固定于固定架G的横梁8上，以实现固定架G与转向架之间的滑动连接。

请参考图4，图4为图1中动态检测设备的原理图。

左支撑件1a、右支撑件1b实现了与磁悬浮车辆转向架的解耦功能。假设左轴承座1a9、右轴承座1b9为机架，其中，左轴承座1a9与左支撑轴1a5、右轴承座1b9与右支撑轴1b5均以转动副连接，即图4中所示的第一转动副a、第四转动副f，横梁8与左支撑轴1a5通过第二转动副b连接；横梁8与直线滑块1ba组成移动副c；关节轴承1bb通过销轴1b3与右支撑轴1b5连接，包括一个球面副d，和一个转动副e。关节轴承引入了与第三转动副e和第四转动副f作用相同的约束，都为虚约束，计算自由度数时减2。根据自由度计算公式：

k为运动副的级别，其取值范围为(q+1)～5；q为共同约束数，其可取之值为0，1，2，3，4；n＝N-1，N为运动链中构件数，则计算可得，F＝6×5-5×5-3×1-2＝0。F＝0表明该运功链中各构件已无相对运动，构成了一个刚性桁架，假设左轴承座1a9、右轴承座1b9其中一端固定，一端为原动件时：F＝6×6-5×5-3×1-2＝6，即该运功链自由度为6，因此，该固定架G实现了对磁浮车辆转向架的解耦，保证了包括固定架G的动态检测设备能够跟随磁浮车辆转向架的运动姿态。

上述实施例中，通过销轴1b3实现关节轴承1bb和右支承轴1b5的连接，实际上，右支承轴1b5和关节轴承1bb为一体式结构或固定连接关系也是可以的，此时，自由度计算仍然为6，同样能够达到上述目的，但是设置销轴1b3更易于关节轴承1bb的安装。

上述实施例中，固定架G右端通过设置关节轴承1bb使固定架G的一端和转向架实现两个方向的转动。也可以采用其他结构，比如，固定架G的右端也设置如左端的左铰接支座1a2，即采用右铰接支座替代关节轴承1bb，右铰接支座的轴线沿行驶方向延伸，在左铰接支座1a2、右铰接支座和横梁8之间均设置弹性垫块。以铰接支座替代关节轴承1bb后，按照上述自由度计算可得出该结构处于过约束状态，固定架G与转向架之间的稳定性较高，但转向架左右模块产生相对转动时，固定架G缺少该自由度以适应转向架的转动。弹性垫块的弹性变形恰好满足转向架沿横梁8轴向(车轨跨度方向)的转动自由度要求，且弹性垫块同时还具有隔离振动的作用。

由于需要获取的参数为接触轨与车轨的水平距离和竖直距离，故左位移检测装置和右位移检测装置还包括图像采集处理系统。如图5所示，图5为图1中图像采集处理系统的结构示意图。

左安装臂5a和右安装臂5b下端相对的一侧分别设置左图像采集处理系统6a、右图像采集处理系统6b。左、右图象采集处理系统均可以由CCD相机61、图像采集卡62、图像处理卡63、通讯模块64和激光器65组成。图象采集处理系统工作时，激光器65发射一束扁平形状的近红外激光投射在接触轨上，形成了接触轨的俯视轮廓线，配有特有红外滤镜的CCD相机61可有效拍摄该轮廓线，其它位置均不可见；图像采集卡62将CCD相机图像采集后传给图像处理卡63，图像处理卡63根据光学成像原理以及CCD相机61与接触轨的空间关系提取接触轨轮廓线并计算出接触轨上表面和外侧面与固定架G的距离，与上表面的距离即接触轨与固定架G的竖直位移、与下表面的距离即接触轨与固定架G的水平位移。

图像采集处理系统的通讯模块64可以将检测的距离数据传输至接触轨监控系统中的上位机，监控系统一般包括检测设备和监测设备，监测设备包括上位机，上位机根据接收的各参数，可以计算获得轨距和高低距，轨距＝车轨与固定架G之间的水平距离-接触轨与固定架G之间的水平距离；高低距＝车轨与固定架G之间的水平距离-接触轨与固定架G之间的竖直距离。

此处，采用图像采集处理系统获取接触轨和固定架G之间的距离，实际上，也可以采用一般的位移计获取。当然，由于接触轨的上表面和外侧面较为粗糙，而且接触轨的上表面安装有螺栓等部件，若采用位移计检测，可能存在较大的误差，图像处理采集系统使得检测的结果更为精确。

在进一步的技术方案中，可以设置固定架G的姿态测量装置9。图1中，固定架G的横梁8上安装有姿态测量装置9，请参考图6，图6为图1中姿态测量装置的结构示意图。

如图6所示，姿态测量装置9由数据预处理板9a、倾角计9g、纵向光纤陀螺9x、垂向光纤陀螺9z组成，此处，姿态测量装置9包括仪器安装壳体9f，将上述检测元件、处理元件等均安装于仪器安装壳体9f内，其中，还包括倾角计数据线9c、纵向光纤陀螺数据线9d、垂向光纤陀螺数据线9e，用于检测数据的传输。倾角计9g、纵向光纤陀螺9x、垂向光纤陀螺9z分别用于检测固定架G的横滚角、偏航角以及摇头率，并将检测的姿态参数数据传输至数据预处理板9a，处理后经数据预处理板9a的电连接器接口9b将固定架G的姿态数据(包括横滚角、偏航角以及摇头速率等)传输至上位机。上位机可以利用姿态测量装置9获得的固定架G的姿态参数修正上述轨距和高低距，以克服走形系统运行状态对轨距、高低距检测的影响，提高测量的精度。

上位机可以将接触轨与车轨的轨距、高低距形成图表，并能够实时显示测量数据、设计数据(接触轨与车轨轨距、高低距的期望值)及调整量；且能够实时绘制各检测项目的波形图、线路曲线图，并可对波形进行缩放、平移、选段等处理。在上位机中可以预存轨距和/或高低距的比对值范围，当接收的轨距和/或高低距超出该比对值范围时，发出报警信息，则可以进一步提高安全性能。

以上对本发明所提供的一种中低速磁悬浮列车接触轨的监控系统及其动态检测设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (20)

1.一种中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，包括：

第一位移检测装置和第二位移检测装置，分别用以检测列车两侧轨距的参数，以便获取两侧轨距；

固定架，其两端分别用于安装所述第一位移检测装置和所述第二位移检测装置；

所述固定架的一端与转向架的一侧、所述固定架的另一端与所述转向架的另一侧均沿竖直延伸的轴线以及沿行驶方向延伸的轴线转动连接，以使所述固定架的两端相对于所述转向架均能够在两个方向转动；且所述转向架的一侧和所述固定架沿固定架跨度方向延伸的轴线转动连接；所述固定架与所述转向架的一侧沿固定架的跨度方向滑动连接。

2.根据权利要求1所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，还包括第一连接件和第二连接件，所述固定架的两端分别通过所述第一连接件和所述第二连接件与所述转向架连接。

3.根据权利要求2所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，所述第一连接件和所述第二连接件均包括轴承和支撑轴，轴承的内圈和外圈分别与支撑轴的外周壁和转向架定位；所述固定架的两端设置铰接座，所述支撑轴的端部铰接于所述的铰接座；一所述铰接座与所述固定架滑动连接，且两所述铰接座与所述固定架之间还设有弹性垫块。

4.根据权利要求2所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，所述第一连接件和所述第二连接件均包括轴承和支撑轴，轴承的内圈和外圈分别与支撑轴的外周壁和转向架定位；所述固定架的两端分别设置铰接座和关节轴承，一所述支撑轴的端部铰接于所述的铰接座，另一所述支承轴的端部连接所述关节轴承，所述铰接座或所述关节轴承与所述固定架滑动连接。

5.根据权利要求4所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，所述第一连接件和所述第二连接件还均包括轴承座，所述轴承的外圈定位于所述轴承座的内腔中，所述轴承座与所述转向架固定。

6.根据权利要求5所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，所述轴承座的内腔中设有内套筒和外套筒，所述外套筒与所述轴承座的内壁固定，所述支撑轴插于所述内套筒中并固定；所述第一连接件和所述第二连接件均包括两所述轴承，两所述轴承的外圈分别位于所述外套筒的两端、两所述轴承的内圈分别位于所述内套筒的两端。

7.根据权利要求6所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，所述轴承座的端部设置密封盖，以密封所述轴承。

8.根据权利要求2至7任一项所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，还包括固定于转向架上的第一平台和第二平台，所述第一连接件和所述第二连接件分别支撑于所述第一平台和所述第二平台上。

9.根据权利要求1至7任一项所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，所述固定架包括横梁和位于横梁两端的第一安装臂和第二安装臂，所述第一检测装置和所述第二检测装置分别安装于所述第一安装臂和所述第二安装臂上。

10.根据权利要求9所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，与所述固定架滑动连接的所述铰接座和所述横梁的二者之一设有直线导轨，另一者设有直线滑块。

11.根据权利要求1至7任一项所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，所述第一位移检测装置检测的一侧轨距参数包括该侧接触轨、车轨与所述固定架的水平距离，以获取该侧轨距；所述第二位移检测装置检测的轨距参数包括该侧接触轨、车轨与所述固定架的水平距离，以获取该侧轨距。

12.根据权利要求11所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，所述第一位移检测装置和所述第二位移检测装置还分别检测一侧接触轨与该侧车轨的竖直距离、另一侧接触轨与该侧车轨的竖直距离。

13.根据权利要求12所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，所述第一位移检测装置包括检测一侧车轨与固定架水平距离、竖直距离的位移传感器组件；所述第二位移检测装置包括检测另一侧车轨与固定架水平距离、竖直距离的位移传感器组件。

14.根据权利要求13所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，所述第一位移检测装置包括第一接触轨图像采集处理系统，用于采集一侧接触轨图像并处理获取该侧接触轨与固定架水平距离、竖直距离；所述第二位移检测装置包括第二接触轨图像采集处理系统，用于采集另一侧接触轨图像并处理获取该侧接触轨与固定架水平距离、竖直距离。

15.根据权利要求14所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，所述第一图像采集处理系统和所述第二图像采集处理系统均包括发射激光于接触轨上以形成接触轨轮廓的激光器、直接获取接触轨轮廓图像的CCD相机、采集接触轨轮廓图像的图像采集卡；还包括通讯模块和根据采集的图像计算获得接触轨与固定架水平距离、竖直距离的图像处理卡，图像处理卡将计算获得的数据通过通讯模块发送于外部。

16.根据权利要求15所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，所述固定架上还设置测量所述固定架的姿态测量装置。

17.根据权利要求16所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备，其特征在于，所述姿态测量装置包括分别检测所述固定架横滚角、偏航角以及摇头率的倾角计、纵向光纤陀螺和垂向光纤陀螺，还包括数据预处理板，所述数据预处理板处理检测的横滚角、偏航角、摇头率数据并传送至外部，以便对计算的水平距离、竖直距离进行校正。

18.一种中低速磁悬浮列车接触轨的监控系统，包括接触轨的动态检测设备和监测设备，其特征在于，所述动态检测设备为权利要求1至17任一项所述的中低速磁悬浮列车接触轨的动态检测设备。

19.根据权利要求18所述的中低速磁悬浮列车接触轨的监控系统，其特征在于，所述监测设备包括上位机，所述上位机接收所述第一位移检测装置和所述第二位移检测装置检测的参数，并予以显示。

20.根据权利要求19所示的中低速磁悬浮列车接触轨的监控系统，其特征在于，所述上位机中预存轨距和/或接触轨与车轨的竖直距离的比对值范围，当接收的参数值超出对应的比对值范围时，输出报警信号。

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