CN109827687B - 一种接触式列车障碍物检测装置及列车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接触式列车障碍物检测装置及列车，包括检测横梁、与车辆固定的检测装置安装板以及与检测横梁连接的安装件，所述安装件与检测装置安装板弹性浮动连接，所述安装件与检测装置安装板之间设有检测该检测横梁受到障碍物冲击力的力传感器。本发明采用力传感器检测装置安装板之间设有检测该检测横梁受到障碍物冲击力，可以直接获取精确的力的信息，障碍物对检测板最直接的作用是冲击力，因而对障碍物的检测更加直接和准确。

Description

一种接触式列车障碍物检测装置及列车

技术领域

本发明涉及轨道交通技术，具体涉及接触式障碍物检测装置。

背景技术

列车上现有的接触式障碍物检测装置，通常是采用横向于列车轨道的检测横梁，该检测横梁连接有弹性支架，当障碍物碰到检测横梁时会导致接触式障碍物的N型板簧发生形变。该板簧的变形会出发电气开关或者行程开关动作，激活列车紧急制动方案。

现有技术方案的缺陷是弹性元件采用的是非线性弹性变形元件板簧，行程开关或者接近开关通过判断板簧的变形量来而激活列车是否紧急制动的判别方法。然而列车碰到障碍物以后决定是否要紧急制动，要依据障碍物给列车带来的危险程度，而该判别依据应为碰撞力的大小。而板簧与所受力之间的对应关系，需要复杂数学计算、力学仿真及试验验证，这给不同车型需要调整不同的碰撞力触发制动带来了极大的困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种接触式列车障碍物检测装置，可以提高对障碍物的检测精度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种接触式列车障碍物检测装置，包括检测横梁、与车辆固定的检测装置安装板以及与检测横梁连接的安装件，所述安装件与检测装置安装板弹性浮动连接，所述安装件与检测装置安装板之间设有检测该检测横梁受到障碍物冲击力的力传感器。

可选的，还包括用于调节检测横梁高度的高度调节机构，所述高度调节机构包括与检测横梁连接的高度调节支架，所述安装板为对应高度调节支架设置的高度调节支架安装件，所述高度调节支架可相对高度调节支架安装件调节高度并通过锁紧结构锁紧，以使高度调节支架高度固定，所述高度调节支架安装件与检测装置安装板弹性浮动连接。

可选的，所述高度调节支架安装件与检测装置安装板之间设有导向螺栓，所述导向螺栓在高度调节支架安装件与检测装置安装板之间外套有弹性元件。

可选的，所述弹性元件为弹簧。

可选的，所述高度调节支架与高度调节支架安装件之间设有直线滑轨。

可选的，所述高度调节支架安装件设有滑槽，所述高度调节支架对应设有与滑槽配合的凸起。

可选的，所述检测横梁上安装有测量检测横梁与轨面高度差变化的测距传感器。

可选的，所述检测横梁通过带螺纹销钉与螺母配合安装在高度调节支架上，所述高度调节支架设有U型口且U型口两侧壁上下平行，所述检测横梁穿过U型口，所述带螺纹销钉穿过U型口两侧壁，所述带螺纹销钉在检测横梁与U型口上侧壁之间外套弹性件。

可选的，所述检测横梁的两端设有向后延伸的倾斜部或者曲线部，用于在列车行进过程将小障碍物清除到轨道之外。

本发明还提供了一种列车，安装有所述的一种接触式列车障碍物检测装置。

本发明采用上述技术方案，具有如下有益效果：

1、采用力传感器检测装置安装板之间设有检测该检测横梁受到障碍物冲击力，可以直接获取精确的力的信息，障碍物对检测板最直接的作用是冲击力，因而对障碍物的检测更加直接和准确。

2、列车长时间行驶过程车轮会产生磨损后，通过高度调节机构可以调整检测横梁与轨面高度，确保障碍物检测装置的效果。而且驱动件驱动高度调节支架沿直线滑轨调整高度，可以实现无级调整高度，具有较高的调整精度。

3、高度调节支架安装件与检测装置安装板之间设有导向螺栓及弹性元件，通过弹性元件缓冲障碍物对检测横梁的冲击，延长使用寿命。

4、高度调节支架与高度调节支架安装件之间设有直线滑轨，防止错位，保证高度方向调节准确。

5、采用测距传感器检测检测横梁与轨面高度，当行驶过程中检测横梁与轨面距离突变小时，将脱轨信号上报给车载控制器进行紧急制动。当检测横梁与轨面距离(高度)达到设定数值时，可以通过高度调节机构调节检测横梁高度。

6、通过带螺纹销钉、螺母以及弹性件的配合，也可以调整检测横梁在高度调节支架上的相对高度，弹性件可以吸收检测横梁与障碍物碰撞产生的冲击力，避免检测横梁受损，延长使用寿命。

7、检测横梁的两端设有向后倾斜延伸的倾斜部，当检测横梁碰到小障碍物时，经倾斜部检测横梁会将小障碍物排除轨道之外，避免对列车运行进行影响。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例一结构示意图；

图2为本发明系统图；

图3为电气元件盒内部结构示意图；

图4为高度调节机构的结构示意图；

图5为实施例一中检测横梁的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1至图5所示，一种接触式列车障碍物检测装置，包括检测横梁6以及用于调节检测横梁高度的高度调节机构，所述高度调节机构包括高度调节支架安装件31、与检测横梁6连接的高度调节支架2，所述高度调节支架2与高度调节支架安装件31之间设有直线滑轨，通过驱动件驱动高度调节支架2沿直线滑轨调整高度。

可以选择的，高度调节支架2相对高度调节支架安装件31调节高度后通过锁紧结构锁紧，以使高度调节支架2高度固定。

其中，高度调节支架2连接有调节丝杠，调节丝杠与丝杠螺母螺纹连接形成丝杠副。在本实施例中，丝杠螺母设于元件盒3上。调节丝杠可以固定连接高度调节旋钮5，旋转高度调节旋钮5，调节丝杠转动并调节高度，从而带动高度调节支架2及检测横梁6调节高度，到达合适位置时可。由于调节丝杠具有自锁功能，因而也可以认为是锁紧结构的一部分,无需外加锁紧结构。

为了进一步防止列车在运动过程中，高度调节旋钮5松动。调节丝杠可以螺纹连接锁紧螺母4，这里锁紧螺母4也可以认为是锁紧结构的一部分。

也可以通过滚珠丝杆机构带动高度调节支架2上下运动，滚珠丝杆机构转动效率更高，但需增加锁止机构。为减少高度调节旋钮5的转动力，也可以增加蜗轮蜗杆及齿轮副等附属机构。

障碍物检测装置安装于列车转向架支架上，具体两侧分别固定于列车左右两侧的左列车转向架左安装板1和右列车转向架左安装板8，左列车转向架左安装板1和右列车转向架左安装板8分别位于两侧列车轮7的外侧。因而障碍物检测装置可以与列车头同步运动，检测横梁6垂直于列车轨道，且放置于列车轨道平面足够低的位置，这样才能最大可能的接触轨道的障碍物。当列车在运行过程中车轮与轨道摩擦会导致车轮磨损而使检测衡量与轨道平面过低，通过松开锁紧螺母4，旋转左右两侧高度调节旋钮5可以实现检测横梁6的高度调节，从而重新调整该检测横梁距离轨面的高度。

作为上述高度调节机构的变形，高度调节机构也可以采用如下设置。参考图4所示，所述高度调节支架2设有齿条22，所述驱动件包括齿轮以及与齿轮固定连接的调节丝杠，所述齿条与齿轮啮合，所述齿轮固定连接有调节丝杠，所述调节丝杠与丝杠螺母螺纹连接，同样的调节丝杠可以固定连接高度调节旋钮5，转动高度调节旋钮5可以带动齿轮旋转，齿轮旋转带动高度调节支架2上下移动。同样调节丝杠可以螺纹连接锁紧螺母4，也可以根据需要增加齿轮副，圆锥齿轮，蜗轮蜗杆等机构改变转动转速比及调整旋钮所在的位置。

通过直线滑轨可以引导高度调节支架2调节高度，防止错位，提高调整精度。直线滑轨可以采用多种形式，例如，参考图4所示，高度调节支架2设置的燕尾形或者矩形凸起21且表面为光滑面23，，与高度调节支架安装件31上设置的燕尾形或者矩滑槽形成配合。

作为上述高度调节机构的变形，高度调节机构也可以采用如下设置。所述高度调节支架沿高度方向设有第一调高齿条，所述高度调节支架安装件沿高度方向设有第二调高齿条，所述第一调高齿条与第二调高齿条啮合，所述锁紧结构为将高度调节支架与高度调节支架安装件固定的锁紧螺栓。所述高度调节支架安装件沿高度方向设有调节长孔，所述高度调节支架设有固定孔，或者所述高度调节支架安装件设有固定孔，所述高度调节支架沿高度方向设有调节长孔，所述锁紧螺栓通过固定孔与调节长孔。这里，并不需要设置直线滑轨。

在本实施例中，所述检测横梁6通过带螺纹销钉10与螺母11配合安装在高度调节支架2上，当然也可以采用其他已有的紧固件进行紧固，这样通过调整高度调节支架即可实现检测横梁的高度调整。进一步的，参考图4所示，所述高度调节支架设有U型口且U型口两侧壁上下平行，所述检测横梁6穿过U型口，所述带螺纹销钉10穿过U型口两侧壁上销钉孔26及检测横梁6。为了便于检测横梁与高度调节支架2固定，二者之间留有间隙，该间隙可通过垫片、弹簧等弹性件进行填充，即所述带螺纹销钉在检测横梁与U型口上侧壁之间外套弹性件。

另外，检测横梁6或者高度调节支架2上设有用于检测该检测横梁与轨道之间高度的测距传感器，从而检测检测横梁与轨面高度，进行列车的脱轨检测。当行驶过程中检测横梁与轨面距离突变小时，将脱轨信号上报给车载控制器进行紧急制动。当检测横梁与轨面距离(高度)达到设定数值时，可以通过高度调节机构调节检测横梁高度。参考图4所示，高度调节支架2预留有第一传感器安装孔24、第二传感器安装孔25，既可以用于安装测距传感器，也可以安装其他传感器。

参考图5所示，可以选择的，检测横梁的两端设有向后倾斜延伸的倾斜部63或者曲线部，当检测横梁6碰到小障碍物时，经倾斜部63检测横梁6会将小障碍物排除轨道之外，避免对列车运行进行影响。检测横梁6具有空心结构62便于减重，检测横梁的两端具有与高度调节支架2连接固定的安装孔61，由于该检测横梁经常与障碍物碰撞所以必须利于更换，可以采用螺栓连接。该检测横梁也可以为一字型，或者其他曲线形状。

接触式障碍物检测装置电气元件盒内的结构如图3所示，结合图1所示，检测横梁左右两侧的检测装置安装板38，列车左右两侧的转向架支架分别连接列车转向架左安装板1、列车转向架右安装板8，检测横梁左右两侧的检测装置安装板38与转向架左安装板1、列车转向架右安装板8固定。检测装置安装板38与高度调节支架安装件31之间设有弹性元件36，该弹性元件为线性弹簧或者其他类别的弹簧。该弹簧通过预紧螺杆35与预紧螺母37配合实现弹簧的预紧。检测装置安装板38与高度调节支架安装件31之间设有在检测横梁接触到障碍物时检测接触的接触检测传感器，例如力传感器、测距传感器、行程开关或者接近开关，或者类似传感器。优选力传感器，可以直接获取精确的力的信息，障碍物对检测板最直接的作用是冲击力，因而对障碍物的检测更加直接和准确。力传感器包括高度调节支架安装件31上的凸柱32以及检测装置安装板38上的检测元件33。当列车运行过程中检测横梁6触碰到轨道内交大的障碍物9时，障碍物的冲击力会促使高度调节支架安装件31向检测装置安装板38方向移动。此时凸柱32作用于检测元件33，力传感器会获得冲击力的实时数值，并与触发制动力进行比较，当大于设定数值时，触发制动信号。该力传感器也可以替换为测距传感器，弹簧的变形量换算成具体力的数值。该力传感器也可以替换为行程开关。

实施例二

一种列车，具有上述实施例中的一种接触式列车障碍物检测装置。

参考图2所示，接触式列车障碍物检测装置与车载控制器与制动回路通信，当检测横梁碰到障碍物，该障碍物产生的冲击力超过预先设定障碍物冲击力，则电器元件盒内的力传感器，会将该信号传递给列车车载控制器，告知列车由于障碍物导致紧急刹车，触发车载控制器刹车命令，同时将该信号接入制动回路，确保刹车成功。

检测装置探测到障碍物的冲击力大于预设值则触发制动信号,该制动信号与列车制动回路相连,同时也将该制动信号发送给列车车载控制器,由车载控制器进行双重制动。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (5)

1.一种接触式列车障碍物检测装置，其特征在于：包括检测横梁、与车辆固定的检测装置安装板以及与检测横梁连接的安装件，所述安装件与检测装置安装板弹性浮动连接，所述安装件与检测装置安装板之间设有检测该检测横梁受到障碍物冲击力的力传感器，还包括用于调节检测横梁高度的高度调节机构，所述高度调节机构包括与检测横梁连接的高度调节支架，所述安装板为对应高度调节支架设置的高度调节支架安装件，所述高度调节支架可相对高度调节支架安装件调节高度并通过锁紧结构锁紧，以使高度调节支架高度固定，所述高度调节支架安装件与检测装置安装板弹性浮动连接，所述高度调节支架安装件与检测装置安装板之间设有导向螺栓，所述导向螺栓在高度调节支架安装件与检测装置安装板之间外套有弹性元件，所述高度调节支架连接有调节丝杠，调节丝杠与丝杠螺母螺纹连接形成丝杠副，所述高度调节支架与高度调节支架安装件之间设有直线滑轨，所述高度调节支架安装件设有滑槽，所述高度调节支架对应设有与滑槽配合的凸起，所述检测横梁通过带螺纹销钉与螺母配合安装在高度调节支架上，所述高度调节支架设有U型口且 U型口两侧壁上下平行，所述检测横梁穿过U型口，所述带螺纹销钉穿过U型口两侧壁，所述带螺纹销钉在检测横梁与U型口上侧壁之间外套弹性件。

2.根据权利要求1所述的一种接触式列车障碍物检测装置，其特征在于：所述弹性元件为弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种接触式列车障碍物检测装置，其特征在于：所述检测横梁上安装有测量检测横梁与轨面高度差变化的测距传感器。

4.根据权利要求1所述的一种接触式列车障碍物检测装置，其特征在于：所述检测横梁的两端设有向后延伸的倾斜部或者曲线部，用于在列车行进过程将小障碍物清除到轨道之外。

5.一种列车，其特征在于：安装有权利要求1至4中任意一项所述的一种接触式列车障碍物检测装置。