CN106218667A - 一种精确检测的双探头智能铁鞋 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精确检测的双探头智能铁鞋，包括鞋体、设置在鞋体上的检测模块、无线通信模块、控制模块和电池，所述鞋体包括底部和头部，所述检测模块包括发射探头和接收探头；所述发射探头，用于发出检测目标物体的检测信号；所述接收探头，用于接收经目标物体反射的检测信号；所述检测信号经过控制模块处理后，经无线通信模块发送至监控终端。本发明通过设置发射探头和接收探头，通过发射探头不断发出检测信号，经列车反射回接收探头，使得发射探头不受到余震的影响，大大减少了检测的盲区，提高检测精度，能更好地检测到列车的位置，达到防止列车防溜的目地，避免了由于智能铁鞋的误检，加大工人巡查的劳动强度等问题。

Description

一种精确检测的双探头智能铁鞋
技术领域
本发明属于用于铁路车站车辆防溜的铁鞋技术领域，具体涉及一种精确检测的双探头智能铁鞋。
背景技术
近年来，随着铁路运输向着快捷、安全及高效的方向发展，对铁路作业的安全性提出了更高的要求，中间站车辆防溜作业是铁路安全作业的非常重要的环节，其中放置铁鞋进行防溜是最为主要的防溜方式，但目前的铁鞋防溜存在一定的安全隐患。
由于超声波是由压电陶瓷材料的机械振动产生的,而机械振动都避免不了余震,盲区是由传感器的余震而产生的，从L＝C*T/2
L：探头离目标物体的距离；
C：超声波的传输速度，C＝344m/s,相当于34.4cm/ms；
T：探头发出信号到检测回波的时间。
对于现有的智能铁鞋的检测：
由于压电陶瓷材料的机构振动而产生的余震一般在800-1200us，在这段时间内，余震微弱的信号比回波的信号要强，所以在800-1200us的时间内，余震信号占用了时间，等于在800-1200us以内返回来的检测信号被余震覆盖，这段时间对应的距离为：34.4*0.8/2＝13.76cm34.4*1.2/2＝20.64cm。因此，造成检测精度误差大，盲区大等问题，带来了安全隐患。
发明内容
本发明为了解决检测精度误差大、盲区大等技术问题，提供一种大大减小检测盲区的精确检测的双探头智能铁鞋。
为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：
本发明所述精确检测的双探头智能铁鞋，包括鞋体、设置在鞋体上的检测模块、无线通信模块、控制模块和电池，所述鞋体包括底部和头部，所述检测模块包括发射探头和接收探头；
所述发射探头，用于发出检测目标物体的检测信号；
所述接收探头，用于接收经目标物体反射的检测信号；
所述检测信号经过控制模块处理后，经无线通信模块发送至监控终端。
进一步地，为了检测更准确，所述检测模块设置在所述头部内，所述发射探头和接收探头平行设置，所述发射探头的中心信号发射方向与所述底部形成10°～50°的夹角。
进一步地，所述发射探头的中心信号发射方向与所述底部形成30°的夹角。
进一步地，所述控制模块包括与发射探头连接的发射电路、与接收探头连接的前置放大电路、以及依次连接的带通滤波电路、自动增益控制电路、绝对值变换电路、峰值包络、微分电路、过零检测电路、控制芯片；
所述发射电路：超声波信号发生，用于检测目标物对超声波信号的反射；
所述前置放大电路：将从物体反射回来的微弱信号进行放大；
所述带通滤波电路：将放大的信号进行指定频率滤波，减少干扰信号；
所述自动增益控制电路：将第一次放大的信号再次放大；
所述绝对值变换电路：对负半周期反向，对信号整流处理；
所述峰值包络、微分电路、过零检测电路：共同完成输出的信号与单片机电平匹配；
所述控制芯片：对最终的信号进行距离计算和传输。
所述控制芯片与发射电路连接；所述带通滤波电路与前置放大电路连接。
进一步地，所述电池设置在铁鞋的头部的侧壁，所述侧壁与所述头部与车轮接触的表面相背设置。
进一步地，还包括天线，所述天线和所述电池设置在一盒体内，所述头部设置有固定所述盒体的卡扣，所述盒体上设置有与所述卡扣配合的凹槽，所述卡扣包裹所述盒体顶部的两个转角，保护盒体摔坏，避免了盒体内的零件裸露，导致短路的问题。
进一步地，所述控制模块设置在所述盒体内，更好地保护控制模块中的各个电路。
进一步地，为了方便工人操作，包括手柄，所述手柄与鞋体一体成型，提高手柄的使用寿命。
进一步地，所述手柄设置在所述底部远离与车轮接触的一端，所述手柄与所述底部形成10°～70°的夹角，避免了操作时磨手。
进一步进，所述手柄与所述底部形成35°夹角。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过设置发射探头和接收探头，通过发射探头不断发出检测信号，经列车反射回接收探头，使得发射探头不受到余震的影响，大大减少了检测的盲区，提高检测精度，能更好地检测到列车的位置，达到防止列车防溜的目地，避免了由于智能铁鞋的误检，加大工人巡查的劳动强度等问题。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
图1是本发明所述精确检测的双探头智能铁鞋的结构示意图(一)；
图2是本发明所述精确检测的双探头智能铁鞋的结构示意图(二)；
图3是本发明所述精确检测的双探头智能铁鞋的控制模块的工作原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1～图3所示，本发明所述精确检测的双探头智能铁鞋，包括鞋体、设置在鞋体上的检测模块、控制模块、无线通信模块和电池，所述鞋体包括底部1和头部2，所述检测模块包括发射探头3和接收探头4，所述发射探头3用于发出检测目标物体的检测信号；所述接收探头4用于接收经目标物体反射的检测信号；所述检测信号经过控制模块处理后，经无线通信模块发送至监控终端。
所述检测模块设置在所述头部2内，所述发射探头3和接收探头4平行设置，所述发射探头3的中心信号发射方向与所述底部形成的夹角α为10°～50°，本实施例中，所述夹角α为30°，但本发明中的α为局限于30°，也可以是根据实际需要设置在10°与50°之间的任意角度。
所述控制模块包括与发射探头连接的发射电路、与接收探头连接的前置放大电路、依次连接的带通滤波电路、自动增益控制电路(AGC)、绝对值变换电路、峰值包络、微分电路、过零检测电路、控制芯片；所述控制芯片与发射电路连接；所述带通滤波电路与前置放大电路连接。
所述发射电路：超声波信号发生，用于检测目标物对超声波信号的反射；
所述前置放大电路：将从物体反射回来的微弱信号进行放大；
所述带通滤波电路：将放大的信号进行指定频率滤波，减少干扰信号；
所述自动增益控制电路：将第一次放大的信号再次放大；
所述绝对值变换电路：对负半周期反向，对信号整流处理；
所述峰值包络、微分电路、过零检测电路：共同完成输出的信号与单片机电平匹配；
所述控制芯片：对最终的信号进行距离计算和传输。
还包括天线，所述天线、电池、以及控制模块均设置在一盒体5内，所述盒体5设置在铁鞋的头部的侧壁，所述侧壁与所述头部与车轮接触的表面相背设置。所述头部2设置有固定所述盒体的卡扣21，所述盒体5上设置有与所述卡扣21配合的凹槽51，所述卡扣21包裹所述盒体5顶部的两个转角。所述盒体5为塑胶制成的盒子，所述鞋体为金属体。由于铁鞋的使用比较粗糙，经常随意扔到地上，盒体5容易摔坏，特别是盒体5的几个转角，因此，通过鞋体结构的改良，使得头部的金属体包裹塑胶的盒体5，起到保护作用，延长铁鞋的使用寿命，同时减少由于盒体损坏，内部电路零件裸露、发生短路等的安全隐患。
所述鞋体上还设置有手柄6，所述手柄6与鞋体一体成型。所述手柄6设置在所述底部1远离与车轮接触的一端，所述手柄6与所述底部1形成的夹角β为10°～70°，本实施例中，所述夹角β为35°，但本发明中的手柄与底部形成的夹角β不局限于35°，可以根据实际的使用需要，设置夹角β为10°～70°间的任意角度。为了增加铁鞋的操作性，把手柄和鞋体铸成一体，提高了手柄的倾斜角度，增加了手柄离轨面的距离，防止了防溜操作的磨手。
从背景技术中的检测原理来看，双探头检测避开了余震对回波信号的处理，发送超声波的探头的余震没有串入到电路部分，所以在超声波发射探头工作的时候，接收探头就可以工作，发送到接收之间没有时间间隔，由于发送驱动脉冲需要时间，而这个时间50-60us，相当于1cm，所以本发明所述的双探头智能探头的盲区基本为零。
本发明通过设置发射探头和接收探头，避免了余震信号影响检测信号的发送，有效地减小了检测的盲区，增加了检测的精度，有效地检测到列车的位置，避免了由于检测的盲区，检测不到列车，造成误报，增加工人巡查的工作强度。
本实施例所述检测准确的双探头的智能铁鞋的其它结构参见现有技术。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种精确检测的双探头智能铁鞋，包括鞋体、设置在鞋体上的检测模块、无线通信模块、控制模块和电池，所述鞋体包括底部和头部，其特征在于:所述检测模块包括发射探头和接收探头；
所述发射探头，用于发出检测目标物体的检测信号；
所述接收探头，用于接收经目标物体反射的检测信号；
所述检测信号经过控制模块处理后，经无线通信模块发送至监控终端。
2.根据权利要求1所述精确检测的双探头智能铁鞋，其特征在于：所述检测模块设置在所述头部内，所述发射探头和接收探头平行设置，所述发射探头的中心信号发射方向与所述底部形成10°～50°的夹角。
3.根据权利要求2所述精确检测的双探头智能铁鞋，其特征在于：所述发射探头的中心信号发射方向与所述底部形成30°的夹角。
4.根据权利要求1至3任一项所述精确检测的双探头智能铁鞋，其特征在于：所述控制模块包括与发射探头连接的发射电路、与接收探头连接的前置放大电路、以及依次连接的带通滤波电路、自动增益控制电路、绝对值变换电路、峰值包络、微分电路、过零检测电路、控制芯片；
所述控制芯片与发射电路连接；所述带通滤波电路与前置放大电路连接。
5.根据权利要求4所述精确检测的双探头智能铁鞋，其特征在于：所述电池设置在铁鞋的头部的侧壁，所述侧壁与所述头部与车轮接触的表面相背设置。
6.根据权利要求5所述精确检测的双探头智能铁鞋，其特征在于：还包括天线，所述天线和所述电池设置在一盒体内，所述头部设置有固定所述盒体的卡扣，所述盒体上设置有与所述卡扣配合的凹槽，所述卡扣包裹所述盒体顶部的两个转角。
7.根据权利要求6所述精确检测的双探头智能铁鞋，其特征在于：所述控制模块设置在所述盒体内。
8.根据权利要求5所述精确检测的双探头智能铁鞋，其特征在于：包括手柄，所述手柄与鞋体一体成型。
9.根据权利要求8所述精确检测的双探头智能铁鞋，其特征在于：所述手柄设置在所述底部远离与车轮接触的一端，所述手柄与所述底部形成10°～70°的夹角。
10.根据权利要求9所述精确检测的双探头智能铁鞋，其特征在于：所述手柄与所述底部形成35°夹角。
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