CN103616054A

CN103616054A - 一种轨道车辆及其砂位显示装置

Info

Publication number: CN103616054A
Application number: CN201310589265.5A
Authority: CN
Inventors: 马俊飞; 毛金虎; 李锦辉; 邓李平; 黄金虎; 黎丹; 刘锋
Original assignee: CSR Zhuzhou Electric Locomotive Co Ltd
Current assignee: CRRC Zhuzhou Locomotive Co Ltd
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2033-11-20
Also published as: CN103616054B

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆及其砂位显示装置，该砂位显示装置包括：砂箱，包括外箱体和设置于所述外箱体内部的内箱体；弹性装置，一端与所述外箱体相抵，另一端与所述内箱体的底部相抵；位移感应装置，用于感应所述内箱体沿所述外箱体的内侧壁的位移，并形成位移信号；处理器，与所述位移感应装置可通信地相连接，并根据所述位移信号计算出所述内箱体中的砂位；显示器，与所述处理器可通信地相连接，显示所述内箱体中的砂位。如此设置，本发明提供的砂位显示装置，其能够实时显示砂位情况，进而乘务人员根据该砂位显示装置能够及时准确地判断砂箱中的砂位情况。

Description

一种轨道车辆及其砂位显示装置

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种轨道车辆及其砂位显示装置。

背景技术

当出现潮湿、冰霜、雨雪等天气时，轨道车辆的车轮与轨道间的黏着系数会降低。为了提高车轮与轨道之间的黏着力，轨道车辆上通常设有撒砂装置，通过在轨道上撒砂，增加车轮与轨道之间的黏着系数，进而提高轮轨间的黏着力，防止牵引产生空转和制动产生滑行。因此时刻保证撒砂装置的砂箱中足够的砂子，对于轨道车辆的安全运行由为重要。

现有技术中，工人通过打开砂箱盖子或采用透明砂箱来观察砂子是否充足，然而，轨道车辆乘务员不能随时观察到砂箱中的砂位，必须等车停止以后，才能到看得到砂位；而且透明砂箱经过长期使用后，砂箱会附着有砂尘等污物，导致无法观察砂位或者误判断砂位。如此，乘务员不能及时判断或准确判断砂箱中的砂位情况，容易导致砂箱中缺砂，进而对轨道车辆的安全运行存在着隐患。

因此，如何使乘务人员及时准确地判断砂箱中的砂位情况，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明提供了一种砂位显示装置，其能够实时显示砂位情况，进而乘务人员根据该砂位显示装置能够及时准确地判断砂箱中的砂位情况。本发明还提供了一种包括上述砂位显示装置的轨道车辆。

本发明提供的一种砂位显示装置，包括：

砂箱，包括外箱体和设置于所述外箱体内部的内箱体，且所述内箱体能够沿着所述外箱体的内侧壁上下滑动，所述外箱体设有第一出砂孔，所述内箱体设有与所述第一出砂孔相对应的第二出砂孔；

弹性装置，一端与所述外箱体相抵，另一端与所述内箱体的底部相抵；

位移感应装置，用于感应所述内箱体沿所述外箱体的内侧壁的位移，并形成位移信号；

处理器，与所述位移感应装置可通信地相连接，并根据所述位移信号计算出所述内箱体中的砂位；

显示器，与所述处理器可通信地相连接，显示所述内箱体中的砂位。

优选地，所述外箱体上设有第一导向柱，所述第一出砂孔将所述导向柱和所述外箱体的底壁贯穿；所述内箱体的底部设有第二导向柱，所述第二出砂孔将所述第二导向柱和所述内箱体的底部贯穿；所述第一导向柱与所述第二导向柱可滑动地相套接。

优选地，所述弹性装置为压缩弹簧。

优选地，所述第二导向柱套于所述第一导向柱内部。

优选地，所述压缩弹簧环绕于所述第一导向柱的外周。

优选地，所述位移感应装置为用于将所述内箱体的位移转换为电信号的电位器；所述处理器包括将所述电信号转换为数字信号的模数转换器、以及根据所述数字信号和所述内箱体满砂时的位置参数进行计算得到实际砂位的单片机。

优选地，还包括与所述单片机可通信地相连接的行程开关，当加满砂箱时，所述内箱体触发所述行程开关，所述单片机重新开始计算砂位。

优选地，所述单片机通过总线通信模块与显示器可通信地相连接。

优选地，所述显示器为显示屏、数字码表或数字指针表。

本发明还提供了一种轨道车辆，包括如上任一项所述的砂位显示装置。

本发明提供的一种砂位显示装置，包括：砂箱，包括外箱体和设置于所述外箱体内部的内箱体，且所述内箱体能够沿着所述外箱体的内侧壁上下滑动，所述外箱体设有第一出砂孔，所述内箱体设有与所述第一出砂孔相对应的第二出砂孔；弹性装置，一端与所述外箱体相抵，另一端与所述内箱体的底部相抵；位移感应装置，用于感应所述内箱体沿所述外箱体的内侧壁的位移，并形成位移信号；处理器，与所述位移感应装置可通信地相连接，并根据所述位移信号计算出所述内箱体中的砂位；显示器，与所述处理器可通信地相连接，显示所述内箱体中的砂位。

如此设置，当内箱体中盛有砂子时，弹性装置受力压缩，内箱体在重力作用下沿外箱体的内侧壁向下滑动。当内箱体中的砂子通过第二出砂口和第一出砂口撒向导轨时，内箱体中的砂子不断减少，内箱体整体的重量逐渐减小，在弹性装置的弹力作用下，内箱体沿外箱体的内侧壁逐渐上升，此时，位移传感器感应到内箱体的位移大小，处理器根据砂子满箱时，内箱体的位置与位移传感器感应到的内箱体的位移信号，能够计算出内箱体的实时位置，并通过显示器显示出来，进而乘务人员根据该砂位显示装置能够及时准确地判断砂箱中的砂位情况。

本发明还提供了一种包括上述砂位显示装置的轨道车辆，同样，本发明提供的轨道车辆，乘务人员能够随时得知车辆的砂箱中的砂位情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式中砂箱受力分析示意图；

图2为本发明具体实施方式中砂位显示装置的原理示意图；

图3为本发明具体实施方式中砂位显示装置的结构示意图；

图1-图3中：

1—内箱体；2—外箱体；3—压缩弹簧；4—电位器；5—分压电阻；6—模数转换器；7—单片机；8—总线通讯模块；9—显示器；10—行程开关；11—控制盒。

具体实施方式

本具体实施方式提供了一种砂位显示装置，其能够实时显示砂位情况，进而乘务人员根据该砂位显示装置能够及时准确地判断砂箱中的砂位情况。本具体实施方式还提供了一种包括上述砂位显示装置的轨道车辆。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1-图3，本具体实施方式提供的一种砂位显示装置，包括：

砂箱，包括外箱体2和设置于外箱体2内部的内箱体1，且内箱体1内砂量的变化引起内箱体1整体重量的变化，内箱体1在外箱体2内上下滑动，外箱体2设有第一出砂孔，内箱体1设有与第一出砂孔相对应的第二出砂孔；

弹性装置，一端与外箱体2相抵，另一端与内箱体1的底部相抵；

位移感应装置，用于感应内箱体1沿外箱体2的内侧壁的位移，并形成位移信号；

处理器，与位移感应装置可通信地相连接，并根据位移信号计算出内箱体1中的砂位；

显示器9，与处理器可通信地相连接，显示内箱体1中的砂位。

如此设置，当内箱体1中盛有砂子时，弹性装置受力压缩，内箱体1在重力作用下沿外箱体2的内侧壁向下滑动。

需要说明的是，请参考图1，砂箱的重总量G=G₀+Vρ（其中G为砂箱的总重，G₀为砂箱自身的重量，V为砂子所占容积，ρ为砂子密度）。弹性装置的弹性大小等于其形变量乘上其刚度，即F=ΔLk(F为弹簧力，ΔL为弹簧形变量，k为弹簧的刚度)。

对于空的砂箱，当其处于平衡状态时，由力平衡公式，知G=F，即G₀=ΔL₀k。对于装有砂子的砂箱，G₀+Vρ=ΔL₁k。将上两式相减得到Vρ=（ΔL₁-ΔL₀）k，

（式中，ΔL₁-ΔL₀为砂箱相对其初始位置的行程）。因此知，砂子容积与砂箱的行程成线性关系。

当内箱体1中的砂子通过第二出砂口和第一出砂口撒向导轨时，内箱体1中的砂子不断减少，内箱体1整体的重量逐渐减小，在弹性装置的弹力作用下，内箱体1沿外箱体2的内侧壁逐渐上升，此时，位移传感器感应到内箱体1的位移大小，处理器根据砂子满箱时，内箱体1的位置与位移传感器感应到的内箱体1的位移信号，能够计算出内箱体1的实时位置，并通过显示器9显示出来，进而乘务人员根据该砂位显示装置能够及时准确地判断砂箱中的砂位情况。

为了保证内箱体1沿外箱体2的内侧壁滑动时具有较好的稳定性，本具体实施方式的优选方案中，外箱体2上设有第一导向柱，第一出砂孔将导向柱和外箱体2的底壁贯穿；内箱体1的底部设有第二导向柱，第二出砂孔将第二导向柱和内箱体1的底部贯穿；第一导向柱与第二导向柱可滑动地相套接。比如，第二导向柱可以套于第一导向柱内部，当然，第一导向柱也可套于第二导向柱内部。

如此设置，通过第一导向柱和第二导向柱的限位作用，保证了内箱体1沿外箱体2的内侧壁滑动时具有较好的稳定性，同时，可以防止砂子由第二出砂口进入外箱体2内的问题。

需要说明的是，上述弹性装置可以为压缩弹簧3，当然，也可为其它类型的弹性装置，比如，弹性柱等。

为了提高压缩弹簧3的稳定性，压缩弹簧3可以环绕于第一导向柱的外周。如此设置，第一导向柱能够起到支撑作用，防止压缩弹簧3弯曲。

需要说明的是，本具体实施方式中，位移感应装置可以为用于将内箱体1的位移转换为电信号的电位器4；处理器可以包括将电信号转换为数字信号的模数转换器6、以及根据数字信号和内箱体1满砂时的位置参数进行计算得到实际砂位的单片机7。

作为优选及举例，还可以包括与单片机7可通信地相连接的行程开关10，当加满砂箱时，内箱体1触发所述行程开关10，单片机7重新开始计算砂位。

上述单片机7可以通过总线通信模块与显示器9可通信地相连接，该显示器9可以为显示屏、数字码表或数字指针表等显示装置。

如此设置，压缩弹簧将砂子的体积变化转化为内箱体1的行程变化，再通过电位器4将砂箱的行程变化转化成电信号的变化，电信号通过模数转换器6转化为数字信号后送给单片机7进行运算处理，处理后的信号经过总线通信模块8调理后，送给显示器9显示砂箱中砂子的砂位。

作为优选及举例，本具体实施方式提供的砂位显示装置还可以包括分压电阻5，分压电阻5与电位器4串联在直流回路里，用于分担电压。

行程开关10安装于内箱体1和外箱体2之间，初次加满砂子的时候行程开关闭合，并发送电信号给单片机7，单片机7收到信号后重新开始计算砂位。

另外，为了保证电气元件受外界环境的干扰，还可以在外箱体的外侧壁设置有控制盒11，分压电阻5、模数转换器6、单片机7、总线通信模块8可以布置于该控制盒11内部。控制盒还可以设有对外连接器，通过对外连接器与外部电路进行连接。

本具体实施方式还提供了一种轨道车辆，包括如上任一项所述的砂位显示装置。

同样，本具体实施方式提供的轨道车辆，乘务人员能够随时得知车辆的砂箱中的砂位情况，该有益效果的推导过程与上述砂位显示装置所带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种砂位显示装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的砂位显示装置，其特征在于，所述外箱体上设有第一导向柱，所述第一出砂孔将所述导向柱和所述外箱体的底壁贯穿；所述内箱体的底部设有第二导向柱，所述第二出砂孔将所述第二导向柱和所述内箱体的底部贯穿；所述第一导向柱与所述第二导向柱可滑动地相套接。

3.如权利要求2所述的砂位显示装置，其特征在于，所述弹性装置为压缩弹簧。

4.如权利要求3所述的砂位显示装置，其特征在于，所述第二导向柱套于所述第一导向柱内部。

5.如权利要求4所述的砂位显示装置，其特征在于，所述压缩弹簧环绕于所述第一导向柱的外周。

6.如权利要求1所述的砂位显示装置，其特征在于，所述位移感应装置为用于将所述内箱体的位移转换为电信号的电位器；所述处理器包括将所述电信号转换为数字信号的模数转换器、以及根据所述数字信号和所述内箱体满砂时的位置参数进行计算得到实际砂位的单片机。

7.如权利要求6所述的砂位显示装置，其特征在于，还包括与所述单片机可通信地相连接的行程开关，当加满砂箱时，所述内箱体触发所述行程开关，所述单片机重新开始计算砂位。

8.如权利要求6所述的砂位显示装置，其特征在于，所述单片机通过总线通信模块与显示器可通信地相连接。

9.如权利要求8所述的砂位显示装置，其特征在于，所述显示器为显示屏、数字码表或数字指针表。

10.一种轨道车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的砂位显示装置。