CN109693682A - 一种铁鞋监控方法、装置及其铁鞋 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种铁鞋监控方法，包括如下步骤：获取铁鞋的状态参数和定位参数；将获取的所述状态参数、和所述定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果，将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。本发明实施例还公开了一种铁鞋监控装置和一种铁鞋。本发明通过全面获取铁鞋状态信息并采用无载波通信的方式与上位机进行通信，能够做到稳定安全地对铁鞋进行全面监控。
Description
技术领域
本发明涉及车辆制动领域，尤其涉及机车中的一种铁鞋监控方法、装置及其铁鞋。
背景技术
轨道交通系统中，停止运行的机车如果发生溜车会导致严重的后果，所以，必须采取有效技术措施防止此类事故的发生，特别是随着近年来轨道交通的高速发展，对机车的驻车安全提出了更高要求。铁鞋作为机车停靠时智能的主要工具，在机车停靠时，将其放置在机车两侧的车轮处，通过铁鞋的特殊结构能够有效阻止车轮滑动防止机车溜车，在列车停止运行时起着极其重要的作用。
近年来传统铁鞋逐步智能化，但在综合监控和信息安全方面仍然存在不足，不能够稳定地对铁鞋进行全面安全监控。
发明内容
为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种监控全面、稳定、安全的防溜铁鞋监控方法。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种铁鞋监控方法，包括如下步骤：获取铁鞋的状态参数和定位参数；将获取的所述状态参数、和所述定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果，将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。
其中，所述获取铁鞋的状态参数和定位参数，包括：获取所述铁鞋的方位参数、所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数、所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数、以及定位参数；所述将获取的所述状态参数、和所述定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果，将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，包括：分别将所述铁鞋的方位参数与预设第一位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋为放正时；将获取的所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数与预设第二位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋为贴合铁轨时；将获取的所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数与预设第三位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋在预设位置卡住车轮时；且将所述铁鞋的定位参数与预设第四定位阈值进行比对，确定所述铁鞋在指定位置时，将当前工作模式切换至休眠工作模式；将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。
其中，所述获取铁鞋的状态参数和定位参数，包括：获取所述铁鞋的方位参数、所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数、所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数、以及定位参数；所述将获取的所述状态参数、和所述定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果，将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，包括：分别将所述铁鞋的方位参数与预设第一位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋为未放正时；或，将获取的所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数与预设第二位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋为未贴合铁轨时；或，将获取的所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数与预设第三位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋未在预设位置卡住车轮时；或，将所述铁鞋的定位参数与预设第四定位阈值进行比对，确定所述铁鞋未在指定位置时，将当前工作模式切换至监控工作模式；将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。
其中，所述将所述状态参数、所述定位参数及所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，所述将当前工作模式切换至监控工作模式之后，还包括：发出预警信号。
其中，所述将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，所述无载波通信的工作频段为3～7GHz。
一种铁鞋监控装置，包括检测模块、控制模块和无线定位通信模块，其中：所述检测模块，用于获取铁鞋的状态参数；所述无线定位通信模块，用于获取铁鞋的定位参数；所述控制模块，用于将获取的所述状态参数、和定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果；所述无线定位通信模块，还用于将所述状态参数与所述定位参数、和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。
其中，所述检测模块包括方位传感器、接近传感器和超声波传感器，所述状态参数包括所述铁鞋的方位参数、所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数及所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数，其中：所述方位传感器获取所述铁鞋的方位参数、所述接近传感器获取所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数、所述超声波传感器获取所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数、以及所述无线定位模块获取所述铁鞋的定位参数；所述控制模块，具体用于：分别将所述铁鞋的方位参数与预设第一位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋是否为放正；将获取的所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数与预设第二位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋是否为贴合铁轨；将获取的所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数与预设第三位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋是否在预设位置卡住车轮；且将所述铁鞋的定位参数与预设第四定位阈值进行比对，确定所述铁鞋是否在指定位置；当确定所述铁鞋为放正时、确定所述铁鞋为贴合铁轨时、确定所述铁鞋在预设位置卡住车轮时且确定所述铁鞋在指定位置时，将当前工作模式切换至休眠工作模式；当确定所述铁鞋为未放正时、确定所述铁鞋为未贴合铁轨时、确定所述铁鞋未在预设位置卡住车轮时、或者确定所述铁鞋未在指定位置时，将当前工作模式切换至监控工作模式；所述无线定位通信模块，用于将所述状态参数和所述定位参数、和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。
其中，还包括预警装置，用于将当前工作模式切换至监控工作模式之后，发出预警信号。
其中，所述无线定位通信模块，具体用于将所述状态参数与所述定位参数、和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，所述无线定位通信模块的工作频段为3～7GHz。
一种铁鞋，包括铁鞋本体和铁鞋监控装置，所述铁鞋监控装置包括检测模块、控制模块和无线定位通信模块，其中：所述检测模块，用于获取铁鞋的状态参数；所述无线定位通信模块，用于获取铁鞋的定位参数；所述控制模块，用于将获取的所述状态参数、和定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果；所述无线定位通信模块，还用于将所述状态参数与所述定位参数、和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。
本发明实施例中，获取铁鞋的状态参数和定位参数；将获取的所述状态参数、和所述定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果，将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。本发明实施例一方面不仅能够获取铁鞋的状态参数，还能获取铁鞋的定位参数，并能够准确判断铁鞋的状态与位置，实现对铁鞋的全面监控；另一方面采用无载波通信的方式与上位机进行通信，无载波通信方式采用超宽带无线电通信，超宽带无线电具有极强的穿透能力，可在室内和地下进行精确定位，很容易将定位与通信合一，稳定性好，适合铁鞋所处环境复杂，管理难度大的现状，同时，无载波通信方式作为一种通信系统的物理层技术具有天然的安全性能，由于无载波通信方式一般把信号能量弥散在极宽的频带范围内，对于一般通信系统，无载波通信信号相当于白噪声信号，并且大多数情况下，无载波通信信号的功率谱密度低于自然的电子噪声，从电子噪声中将脉冲信号检测出来是一件非常困难的事，通过采用无载波通信的方式发送所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果给上位机，可以提高机车运营信息的安全性。因此，本发明实施例能够对铁鞋进行全面、稳定、安全的实时监控。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的铁鞋监控方法的流程示意图；
图2为本发明另一实施例提供的铁鞋监控方法的流程示意图；
图3为本发明一实施例提供的铁鞋监控装置的示意图；
图4为本发明另一实施例提供的铁鞋监控装置的示意图；
图5为本发明一实施例提供的铁鞋的结构示意图；
图6为本发明一实施例提供的控制盒的结构示意图；
图7为本发明一实施例提供的控制盒与铁鞋本体连接的结构示意图；
图8为本发明另一实施例提供的控制盒的结构示意图；
图9为本发明一实施例提供的壳体的结构示意图；
图10为本发明一实施例提供的手柄架的结构示意图；
图11为本发明一实施例提供的接近传感器安装在控制盒上的结构示意图；
图12为本发明一实施例提供的预警装置和充电接口安装在控制盒上的结构示意图；
图13为本发明一实施例提供的超声波传感器安装在控制盒上的结构示意图；
图14为本发明一实施例提供的装配前的铁鞋的结构示意图；
图15为本发明一实施例提供的装配后的铁鞋的结构示意图。
具体实施方式
为保证机车的驻车安全，近年来，可监控的防溜铁鞋智能化发展迅速，同时，在对铁鞋进行全面、稳定、安全的实时监控方面也提出了更高的要求。
请参见图1，为本发明一实施例提供的铁鞋监控方法的流程示意图。本发明实施例铁鞋监控方法，包括如下步骤：
步骤11，获取铁鞋的状态参数和定位参数；
步骤12，将获取的所述状态参数、和所述定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果，将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。
其中，作为一种具体实施方式，将铁鞋的状态参数、定位参数和比对结果都发送给上位机，上位机结合铁鞋的状态参数和定位参数，能够准确定位铁鞋位置，对铁鞋的状态进行全面监控，实时了解铁鞋是否规范放置。通过无载波通信的方式将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果发送给上位机，利用无载波通信方式的纳秒至微微秒极的非正弦波窄脉冲传输数据，这种脉冲具有很高的定位精度，同时采用超宽带无线电通信，超宽带无线电具有极强的穿透能力，可在室内和地下进行精确定位，很容易将定位与通信合一，稳定性好，适合铁鞋所处环境复杂，管理难度大的现状。其次，无载波通信方式作为一种通信系统的物理层技术具有天然的安全性能，由于无载波通信方式一般把信号能量弥散在极宽的频带范围内，对于一般通信系统，无载波通信信号相当于白噪声信号，并且大多数情况下，无载波通信信号的功率谱密度低于自然的电子噪声，从电子噪声中将脉冲信号检测出来是一件非常困难的事，通过采用无载波通信的方式发送所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果给上位机，可以提高机车运营信息的安全性。
在另一个实施例中，请参见图2，其中，
步骤11，所述获取铁鞋的状态参数和定位参数，具体包括：
步骤21，获取所述铁鞋的方位参数、所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数、所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数、以及定位参数；其中，方位参数能够表征铁鞋的安装方向，用于判断铁鞋是否放正或侧翻，铁鞋与轨道间的相对位置参数能够表征铁鞋和轨道的贴合情况，用于判断铁鞋是否按要求放置在正确的位置，铁鞋与车轮之间的相对位置参数用于表征铁鞋与车轮之间的间距，用于判断铁鞋是否在合适的距离范围内卡住车轮，定位参数用于表征铁鞋的位置，用于判断铁鞋是否在允许的作业的区域内工作。
步骤12，所述将获取的所述状态参数、和所述定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果，将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，具体包括：
步骤22，分别将所述铁鞋的方位参数与预设第一位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋是否为放正；将获取的所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数与预设第二位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋是否为贴合铁轨；将获取的所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数与预设第三位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋是否在预设位置卡住车轮；且将所述铁鞋的定位参数与预设第四定位阈值进行比对，确定所述铁鞋是否在指定位置；其中，第一位置参数阈值、第二位置参数阈值、第三位置参数阈值、第四定位阈值可以通过对铁鞋的现场调试获取。
步骤23，当确定所述铁鞋为放正时、确定所述铁鞋为贴合铁轨时、确定所述铁鞋在预设位置卡住车轮时、且所述铁鞋在指定位置时，将所述状态参数、所述定位参数及所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机；
步骤24，将当前工作模式切换至休眠工作模式。
其中，休眠工作模式是一种省电模式，当铁鞋处于非异常状态时，能够关闭部分非必要功能，避免不必要的电能消耗。休眠工作模式能够被某一种触发信息触发重新回到监控工作模式，所述触发可以是方位传感器的方位参数的变化信息触发、接近传感器的铁鞋与轨道之间的相对位置参数的变化信息触发、超声波传感器的铁鞋与车轮之间的相对位置参数的变化信息触发、或者无线定位模块的定位参数的变化信息触发。作为一种具体实施方式，休眠工作模式通过不断获取方位传感器的方位参数的变化信息，通过方位传感器的方位参数的变化信息触发而切换回监控工作模式，即，该铁鞋监控方法还包括：
步骤27，工作模式切换到休眠工作模式后，不断对方位传感器的方位参数进行循环检测，判断方位传感器的方位参数是否发生变化，如果方位参数没有发生变化，工作模式将继续保持休眠工作模式并继续对方位传感器的方位参数进行循环检测；如果方位参数发生变化，工作模式将切换到监控工作模式。本发明实施例设置休眠工作状态，一方面节省了铁鞋的电能，另一方面能够减少铁鞋频繁通信的压力。
步骤12，所述将获取的所述状态参数、和所述定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果，将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，具体还包括：
步骤25，当确定所述铁鞋为未放正时、确定所述铁鞋为未贴合铁轨时、确定所述铁鞋未在预设位置卡住车轮时、或者所述铁鞋未在指定位置时，将所述状态参数、所述定位参数及所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机；
步骤26，将当前工作模式切换至监控工作模式。
本发明实施例中，当确定所述铁鞋为未放正时、确定所述铁鞋为未贴合铁轨时、确定所述铁鞋未在预设位置卡住车轮时、或者所述铁鞋未在指定位置时，均表示铁鞋出现了异常，在铁鞋出现异常时，能够及时切换至监控工作模式，保持对铁鞋的正常监控。
所述将所述状态参数、所述定位参数及所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，所述将当前工作模式切换至监控工作模式之后，还包括：发出预警信号。本发明实施例在铁鞋出现异常时，能够发出预警信号，提醒维护工人关注铁鞋的具体位置及状态，避免安全事故的发生。
所述将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，所述无载波通信的工作频段为3～7GHz。作为一种具体实施方式，设置为5.9GHz。
请参见图3，为本发明一实施例提供的铁鞋监控装置的示意图。铁鞋监控装置包括检测模块31、控制模块32和无线定位通信模块33，其中：所述检测模块31，用于获取铁鞋的状态参数，具体包括传感器；所述无线定位通信模块33，用于获取铁鞋的定位参数；所述控制模块32，用于将获取的所述状态参数、和定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果；所述无线定位模块33还用于将所述状态参数与所述定位参数、和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机34。其中，检测模块31、和无线定位通信模块33分别与控制模块32电连接，无线定位模块33还用于将所述状态参数与所述定位参数、和/或所述对比结果通过无载波通信的方式发送给上位机34为：控制模块32控制无线定位通信模块33按照无载波通信的通信规则将状态参数与定位参数、和/或对比结果发送给上位机34。其中，所述控制模块32用于控制所述无线定位通信模块33将获取的所述状态参数与所述定位参数、和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机的工作频段为3～7GHz。作为一种具体实施方式，所述无线定位通信模块33包括雷达定位芯片，所述雷达定位芯片的型号为DW1000。
请参见图4，为本发明另一实施例提供的铁鞋监控装置的示意图。所述检测模块31包括多个传感器，具体包括方位传感器42、接近传感器43和超声波传感器44，所述状态参数包括所述铁鞋的方位参数、所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数及所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数，其中：所述方位传感器42获取所述铁鞋的方位参数、所述接近传感器43获取所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数、所述超声波传感器44获取所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数、以及所述无线定位模块33获取所述铁鞋的定位参数；其中，所述方位传感器42、所述接近传感器43和所述超声波传感器44分别与控制模块32电连接。
所述控制模块32，具体用于：分别将所述铁鞋的方位参数与预设第一位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋是否为放正；将获取的所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数与预设第二位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋是否为贴合铁轨；将获取的所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数与预设第三位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋是否在预设位置卡住车轮；且将所述铁鞋的定位参数与预设第四定位阈值进行比对，确定所述铁鞋是否在指定位置；当确定所述铁鞋为放正时、确定所述铁鞋为贴合铁轨时、确定所述铁鞋在预设位置卡住车轮时且确定所述铁鞋在指定位置时，所述控制模块32将当前工作模式切换至休眠工作模式；当确定所述铁鞋为未放正时、确定所述铁鞋为未贴合铁轨时、确定所述铁鞋未在预设位置卡住车轮时、或者确定所述铁鞋未在指定位置时，所述控制模块32将当前工作模式切换至监控工作模式；所述无线定位通信模块33用于将所述状态参数、所述定位参数及比对结果发送给上位机34。
请参见图4，铁鞋监控装置还包括预警装置41，用于将当前工作模式切换至监控工作模式之后，发出预警信号。其中所述预警装置41与控制模块32电连接。设置预警装置能够及时提醒维护工人关注铁鞋，避免铁鞋丢失或导致事故。
铁鞋监控装置还可以包括充电模块，充电模块包括充电电池，充电电池连接有充电接口，在铁鞋电能耗尽后，充电装置45能够通过充电接口给可充电电池充电。
本发明另一实施例提供一种铁鞋，包括铁鞋本体和铁鞋监控装置，所述铁鞋监控装置包括检测模块、控制模块和无线定位通信模块，其中：所述检测模块，用于获取铁鞋的状态参数；所述无线定位通信模块，用于获取铁鞋的定位参数；所述控制模块，用于将获取的所述状态参数、和定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果；还用于控制所述无线定位通信模块将获取的所述状态参数与所述定位参数、和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。所述铁鞋监控装置可以为本发明任一实施例所提供的铁鞋监控装置。
作为另一实施例，图5～图15提供了铁鞋的结构示意图。
请参见图5，该铁鞋包括铁鞋本体51和控制盒52，所述铁鞋本体51包括底座54和壳体53，所述壳体53包括顶板55和围绕所述顶板55设置的立板56，所述立板56连接于所述顶板55和所述底座54之间，所述底座54、所述立板56及所述顶板55共同合围形成一开口的腔室50，所述控制盒52收容于所述腔室内50，所述控制盒52包括盒体82(图8)、与所述盒体82连接的手持端81(图8)、以及位于盒体82内的铁鞋监控装置。该铁鞋监控装置包括检测模块58及与所述检测模块58电连接的控制模块32，所述铁鞋本体上51与所述检测模块58对应的位置处设置有通孔57。
请参见图6，为本发明一实施例提供的控制盒的结构示意图。控制盒52的盒体82的材质可以为金属或者塑料材料，作为一种具体实施方式，选用塑料材料，塑料材料重量轻，易成形，且方便控制盒上的通孔、螺钉孔的加工。控制盒52由底板61和盖板62组成，底板61和盖板62通过可拆卸的方式连接，采用这种实施方式在控制盒上装配元器件时会更加方便快捷。作为一种具体实施方式采用自攻螺钉连接，底板61和盖板62上对应设置自攻螺钉螺纹孔64和螺钉孔63。底板61和盖板62还可以采用卡扣连接或者嵌入螺母与螺帽的连接方式，当控制盒52的材质为塑料且采用注塑工艺成型时，因为成型后材料韧性好，连接方式优选自攻螺钉连接或卡扣连接；当控制盒52的材质为塑料且采用的是压塑工艺成型时，成型后材料比较脆，连接方式优选嵌入螺母与螺帽连接。作为一种优选实施方式，控制盒52的形状与壳体内腔50的形状匹配，这样能够合理高效利用有限空间。控制模块32固定设置在控制盒52内部，检测模块18固定设置在控制盒上。由于本发明实施例方案将控制模块和检测模块统一设置在控制盒内，再将安装有控制模块和检测模块的控制盒固定设置在铁鞋壳体内腔，采用这种模块化设计，装配简单，维修更换也非常方便。
请参见图7，为本发明一实施例提供的控制盒与铁鞋本体连接的结构示意图，所述控制盒52可拆卸安装于所述壳体53上，且收容于所述腔室50内。可拆卸安装方式可以是自攻螺钉连接、卡扣连接或者嵌入螺母与螺帽的连接方式。当控制盒52的材质为塑料且采用注塑工艺成型时，成型后材料韧性比较好，连接方式优选自攻螺钉连接或卡扣连接；当控制盒52的材质为塑料且采用的是压塑工艺成型时，成型后材料比较脆，连接方式优选嵌入螺母与螺帽连接。当采用螺钉连接时，控制盒52上设置有螺钉孔71，壳体53上也对应设置有螺纹孔72。由于本发明实施例方案的控制盒与铁鞋本体采用可拆卸的方式安装，控制盒的安装、维修更加方便快捷。
请参见图8，为本发明另一实施例提供的控制盒的结构示意图，所述控制盒52包括盒体82及与所述盒体连接的手持端81，所述盒体82与所述腔室50的形状相匹配，所述控制盒52安装于所述铁鞋本体51时，所述盒体收容于所述腔室50内，所述手持端81从所述腔室50的开口凸伸于所述腔室50的外部。其中，手持端81和盒体82可以一体成型，手持端81还可以为方便手持的其它的形状。由于本发明实施例具有与盒体连接的手持端，盒体的安装方便；盒体与腔室的形状匹配，能够高效利用有限空间；手持端凸伸于腔室外部，方便操作。
请参见图9，为本发明一实施例提供的壳体的结构示意图。壳体53的所述顶板55与所述底座54平行设置，所述立板56包括从所述顶板55的一侧朝向所述底座54所在方向倾斜延伸的第一侧板94、连接于所述第一侧板与所述底座之间的第二侧板93、以及分别连接于所述顶板55的另外两侧与所述底座54之间的第三侧板91和第四侧板92，所述第一侧板94和所述第二侧板93形成所述铁鞋对车轮的止挡部。其中，作为一种实施例，第一侧板94可以为圆弧形。本发明实施例的顶板与侧板能够形成一个大的容纳空间，能够很好地收容控制盒。
请参见图10，为本发明一实施例提供的手柄架的结构示意图。所述铁鞋本体51上设置有手柄架101，所述手柄架101位于所述铁鞋本体51靠近所述腔室50的开口的外侧，所述手柄架101包括支撑部103和手柄部102，所述支撑部103的一端固定连接在所述铁鞋本体51上，所述手柄部102与所述支撑部103的另一端连接、且位于所述底座54的上方。其中，手柄架101的支撑部103和手柄部102可以一体成型，支撑部103和手柄部102也可以为两个单独的部件，通过连接件连接成手柄架101。手柄架101和铁鞋本体51之间的连接可以为固定连接，作为一种实施方式，采用焊接。也可以为可拆卸连接，作为一种实施方式，采用螺钉连接。手柄架101在底座54上方的腔室开口外侧环绕控制盒52设置。由于本发明实施例设置有手柄架，一方面能够方便工人移动铁鞋，另一方面，手柄架在底座上方的腔室开口外侧环绕控制盒设置，能够有效保护控制盒不被外力碰撞损坏。
请参见图11，为本发明一实施例提供的接近传感器安装在控制盒上的结构示意图。所述检测模块包括接近传感器43，所述接近传感器43设置于所述控制盒52内靠近所述底座54的一侧，所述底座54上于正对所述接近传感器43的部位设置有第一通孔111，所述控制盒52上设置有正对所述接近传感器43的穿孔112，所述接近传感器43通过所述穿孔112和所述第一通孔111暴露在所述铁鞋的外部。其中，接近传感器43能够在不接触铁轨的情况下检测出铁鞋是否与铁轨贴合。本发明实施例的传感器设置在控制盒上，而不是设置在铁鞋本体上，能够有效避免控制盒与铁鞋本体之间的接线带来的麻烦，且当接近传感器出现故障时方便更换。
请参见图12，为本发明一实施例提供的预警装置和充电接口安装在控制盒上的结构示意图。所述控制盒52还包括预警装置121，所述预警装置121设置于所述手持端81远离所述壳体53的一侧，所述预警装置121包括指示灯和/或显示屏，所述预警装置121用于显示铁鞋侧翻的第一状态信息、和/或铁鞋未正确贴合在轨道上的第二状态信息、和/或铁鞋未处在指定区域内的第三状态信息、和/或铁鞋未在合适的距离范围内卡住车轮的第四状态信息、和/或铁鞋当前电量不足的第五状态信息。作为一种具体实施方式，预警装置121由预警喇叭和指示灯组成。其中，控制盒52内设置有充电电池，所述控制盒52的所述手持端81设置有充电接口122，充电设备插接在所述充电接口122上对所述控制盒52进行充电。本发明实施例能够对铁鞋的运行状态进行示警，方便铁鞋和机车运营的安全管理，还内置有充电电池，能够通过充电接口随时进行可热拔方式充电，非常方便。
请参见图13，为本发明一实施例提供的超声波传感器安装在控制盒上的结构示意图。所述控制盒52的检测模块包括超声波传感器44；所述超声波传感器44设置于所述控制盒内靠近车轮一侧，所述第二侧板93上正对所述超声波传感器的部位设置有第二通孔131，所述控制盒52上设置有正对所述超声波传感器44的穿孔132，所述超声波传感器44通过所述第二通孔131和所述穿孔132暴露在所述铁鞋的外部。其中，超声波传感器44用于在不接触车轮的情况下检测铁鞋与车轮之间的距离是否在设定范围内。其中，所述控制盒52的检测模块包括方位传感器，所述方位传感器设置在所述控制盒52的内部。本发明实施例的传感器设置在控制盒上，而不是设置在铁鞋本体上，能够有效避免控制盒与铁鞋本体之间的接线带来的麻烦，且当超声波传感器出现故障时方便更换。
下面将进一步通过更加具体的实施例来说明本发明实施例的方案。通过以下实施例说明，本发明实施例的方案将变得更加清楚。
实施例1
请参见图4，铁鞋监控装置包括检测模块31、控制模块32和无线定位通信模块33，其中：所述检测模块31，用于获取铁鞋的状态参数；所述无线定位通信模块33，用于获取铁鞋的定位参数；所述控制模块32，用于将获取的所述状态参数、和定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果；所述控制模块32还用于控制所述无线定位通信模块33将获取的所述状态参数、所述定位参数、所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。其中，检测模块31、和无线定位通信模块33分别与控制模块32电连接，控制模块32还用于控制所述无线定位通信模块33将获取的所述状态参数、所述定位参数、所述对比结果通过无载波通信的方式发送给上位机34为：控制模块32控制无线定位通信模块33按照无载波通信的通信规则将状态参数、定位参数、对比结果发送给上位机。其中，所述控制模块32用于控制所述无线定位通信模块33将获取的所述状态参数、所述定位参数、所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机34的工作频段为5.9GHz。所述控制模块32为嵌入式系统。所述无线定位通信模块33包括雷达定位芯片，所述雷达定位芯片的型号为DW1000。
所述检测模块31包括方位传感器42、接近传感器43和超声波传感器44，其中：所述检测模块31用于获取所述铁鞋的状态参数和所述无线定位模块用于获取所述铁鞋的定位参数，包括：所述方位传感器42获取所述铁鞋的方位参数、所述接近传感器43获取所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数、所述超声波传感器44获取所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数、以及所述无线定位模块33获取所述铁鞋的定位参数；
所述控制模块32，用于将获取的所述状态参数、和定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果；所述控制模块32还用于控制所述无线定位通信模块33将获取的所述状态参数与所述定位参数、和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，包括：所述控制模块32分别将所述铁鞋的方位参数与预设第一位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋为放正时；将获取的所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数与预设第二位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋为贴合铁轨时；将获取的所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数与预设第三位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋在预设位置卡住车轮时；且将所述铁鞋的定位参数与预设第四定位阈值进行比对，确定所述铁鞋在指定位置时；所述控制模块32控制所述无线定位模块33将所述状态参数、所述定位参数及比对结果发送给上位机34，将当前工作模式切换至休眠工作模式。其中，所述预设第一位置参数、预设第二位置参数、预设第三位置参数和预设第四位置参数可以分别通过调试获取。休眠工作模式其间，控制模块32关闭无线定位通信模块33以及其他不必要的软硬件资源，只对方位传感器42方位参数是否变化进行循环检测，一旦方位传感器42参数变化，将触发铁鞋监控装置退出休眠工作模式。
所述控制模块32，用于将获取的所述状态参数、和定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果；所述控制模块32还用于控制所述无线定位通信模块33将获取的所述状态参数与所述定位参数、和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机34，还包括：所述控制模块32分别将所述铁鞋的方位参数与预设第一位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋为未放正时；或，将获取的所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数与预设第二位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋为未贴合铁轨时；或，将获取的所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数与预设第三位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋未在预设位置卡住车轮时；或，将所述铁鞋的定位参数与预设第四定位阈值进行比对，确定所述铁鞋未在指定位置时；所述控制模块32控制所述无线定位模块33将所述状态参数、所述定位参数及比对结果发送给上位机34，将当前工作模式切换至监控工作模式。
铁鞋监控装置还包括预警装置41，所述预警装置41用于在所述控制模块32将所述状态参数、所述定位参数及所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机34，将当前工作模式切换至监控工作模式之后，发出预警信号。
铁鞋监控装置还可以包括可充电电池，充电电池连接有充电接口，在铁鞋电能耗尽后，外界充电装置45能够通过充电接口给可充电电池充电。
实施例2
本实施例为根据本发明方案提供的一种铁鞋结构，请参见图14和图15，为铁鞋装配前后的结构示意图。该铁鞋包括铁鞋本体51和控制盒52，铁鞋本体51包括底座54和壳体53，壳体53包括顶板55和围绕顶板55设置的立板56，立板56连接于顶板55和底座54之间，底座54、立板56及顶板55共同合围形成一开口的腔室50，控制盒52收容于腔室50内，控制盒52包括检测模块及与检测模块电连接的控制模块32，铁鞋本体51上与检测模块对应的位置处设置有第一通孔111。本实施例中，控制盒52的材质选用尼龙材料，采用注塑工艺成型，控制盒52由底板61和盖板62组成，底板61和盖板62上对应设置自攻螺钉螺纹孔和螺钉孔，底板61和盖板62采用自攻螺钉连接。
控制模块32通过螺钉固定设置在控制盒52内部。控制盒52上设置有螺孔，用于放置嵌入螺母，壳体上对应设置有螺孔，用于放置螺帽，螺母和螺帽将控制盒与铁鞋本体紧固在一起。
控制盒52包括盒体82及与盒体82连接的手持端81，盒体82与腔室50的形状相匹配，呈“L”型，控制盒52安装于铁鞋本体51时，盒体收容于腔室50内，手持端81从腔室50的开口凸伸于腔室50的外部。
本实施例壳体的顶板55与底座54平行设置，立板包括从顶板55的一侧朝向底座54所在方向倾斜延伸的第一侧板94、连接于第一侧板与底座之间的第二侧板93、以及分别连接于顶板91的另外两侧与底座54之间的第三侧板91和第四侧板92，第一侧板94和第二侧板93形成所述铁鞋对车轮的止挡部。
本实施例铁鞋本体51上设置有手柄架101，手柄架101位于铁鞋本体51靠近腔室50的开口的外侧，手柄架101包括支撑部103和手柄部102，支撑部103的一端固定连接在铁鞋本体51上，手柄部102与支撑部103的另一端连接、且位于所述底座54的上方。其中，手柄架101的支撑部103和手柄部102一体成型。手柄架101通过焊接的方式固定在铁鞋本体51上。手柄架101在底座54上方的腔室开口外侧环绕控制盒设置。
本实施例中，检测模块包括接近传感器43，接近传感器43设置于控制盒52内靠近所述底座54的一侧，底座54上于正对接近传感器43的部位设置有第一通孔111，控制盒52上设置有正对接近传感器43的穿孔112，接近传感器43通过所述穿孔112和所述第一通孔111暴露在所述铁鞋的外部。本实施例中，接近传感器无需接触铁轨进行检测，利用电磁感应引起的检测对象的金属体中产生的涡电流的方式能检测铁轨的相对位置信息并转换为电气信号。
控制盒52还包括预警装置121，预警装置121设置于手持端81远离壳体的一侧，预警装置121由喇叭和指示灯构成，预警装置121用于显示铁鞋侧翻的第一状态信息、和/或铁鞋未正确贴合在轨道上的第二状态信息、和/或铁鞋未处在指定区域内的第三状态信息、和/或铁鞋未在合适的距离范围内卡住车轮的第四状态信息、和/或铁鞋当前电量不足的第五状态信息。其中，控制盒52内设置有充电电池，控制盒52手持端81设置有充电接口122，充电设备插接在充电接口122上对控制盒进行充电。
检测模块还包括超声波传感器44；超声波传感器44设置于控制盒内靠近车轮一侧，立板93上正对所述超声波传感器的部位设置有第二通孔131，控制盒52上设置有正对超声波传感器44的穿孔132，超声波传感器44通过第二通孔131和穿孔132暴露在所述铁鞋的外部。超声波传感器44无需接近车轮，可用于检测铁鞋与车轮之间的距离是否在设定范围内。控制盒52的检测模块还包括方位传感器，方位传感器集成在雷达芯片内，雷达芯片的型号为DW1000，方位传感器设置在控制盒52的内部。
控制盒52上还设置有系统故障指示灯152，用于指示系统是否发生故障，当出现故障时显示为红色，当运行正常时，显示为绿色。铁鞋本体51上还设置有法兰装置151，法兰装置151通过螺钉连接在铁鞋本体51上，用于安装警示牌。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种铁鞋监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取铁鞋的状态参数和定位参数；
将获取的所述状态参数、和所述定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果，将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。
2.根据权利要求1所述的铁鞋监控方法，其特征在于，所述获取铁鞋的状态参数和定位参数，包括：
获取所述铁鞋的方位参数、所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数、所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数、以及定位参数；
所述将获取的所述状态参数、和所述定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果，将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，包括：
分别将所述铁鞋的方位参数与预设第一位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋为放正时；将获取的所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数与预设第二位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋为贴合铁轨时；将获取的所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数与预设第三位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋在预设位置卡住车轮时；且将所述铁鞋的定位参数与预设第四定位阈值进行比对，确定所述铁鞋在指定位置时，将当前工作模式切换至休眠工作模式；
将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。
3.根据权利要求1或2所述的铁鞋监控方法，其特征在于，所述获取铁鞋的状态参数和定位参数，包括：
获取所述铁鞋的方位参数、所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数、所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数、以及定位参数；
所述将获取的所述状态参数、和所述定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果，将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，包括：
分别将所述铁鞋的方位参数与预设第一位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋为未放正时；或，将获取的所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数与预设第二位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋为未贴合铁轨时；或，将获取的所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数与预设第三位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋未在预设位置卡住车轮时；或，将所述铁鞋的定位参数与预设第四定位阈值进行比对，确定所述铁鞋未在指定位置时，将当前工作模式切换至监控工作模式；
将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。
4.根据权利要求3所述的铁鞋监控方法，其特征在于，所述将所述状态参数、所述定位参数及所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，所述将当前工作模式切换至监控工作模式之后，还包括：发出预警信号。
5.如权利要求1所述的铁鞋监控方法，其特征在于，所述将所述状态参数与所述定位参数，和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，所述无载波通信的工作频段为3～7GHz。
6.一种铁鞋监控装置，其特征在于，包括检测模块、控制模块和无线定位通信模块，其中：
所述检测模块，用于获取铁鞋的状态参数；
所述无线定位通信模块，用于获取铁鞋的定位参数；
所述控制模块，用于将获取的所述状态参数、和定位参数分别与对应的预设参数阈值进行比对，得到对应的比对结果；
所述无线定位通信模块，还用于将所述状态参数与所述定位参数、和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。
7.根据权利要求6所述的铁鞋监控装置，其特征在于，所述检测模块包括方位传感器、接近传感器和超声波传感器，所述状态参数包括所述铁鞋的方位参数、所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数及所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数，其中：
所述方位传感器获取所述铁鞋的方位参数、所述接近传感器获取所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数、所述超声波传感器获取所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数、以及所述无线定位模块获取所述铁鞋的定位参数；
所述控制模块，具体用于：分别将所述铁鞋的方位参数与预设第一位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋是否为放正；将获取的所述铁鞋与轨道之间的相对位置参数与预设第二位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋是否为贴合铁轨；将获取的所述铁鞋与车轮之间的相对位置参数与预设第三位置参数阈值进行比对，确定所述铁鞋是否在预设位置卡住车轮；且将所述铁鞋的定位参数与预设第四定位阈值进行比对，确定所述铁鞋是否在指定位置；
当确定所述铁鞋为放正时、确定所述铁鞋为贴合铁轨时、确定所述铁鞋在预设位置卡住车轮时且确定所述铁鞋在指定位置时，将当前工作模式切换至休眠工作模式；
当确定所述铁鞋为未放正时、确定所述铁鞋为未贴合铁轨时、确定所述铁鞋未在预设位置卡住车轮时、或者确定所述铁鞋未在指定位置时，将当前工作模式切换至监控工作模式；
所述无线定位通信模块，用于将所述状态参数和所述定位参数、和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机。
8.根据权利要求7所述的铁鞋监控装置，其特征在于，还包括预警装置，用于将当前工作模式切换至监控工作模式之后，发出预警信号。
9.根据权利要求6所述的铁鞋监控装置，其特征在于，所述无线定位通信模块，具体用于将所述状态参数与所述定位参数、和/或所述比对结果通过无载波通信的方式发送给上位机，所述无线定位通信模块的工作频段为3～7GHz。
10.一种铁鞋，其特征在于，包括铁鞋本体和如权利要求6～9中任一项所述的铁鞋监控装置。
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