CN110501059A - 一种轨道车辆四点称重装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轨道车辆四点称重装置，包括两组结构相同的称重机构，所述称重机构包括：底座、对称安装在底座直线导轨上的一组称重组件，所述称重组件通过滑块与直线导轨连接，所述称重组件包括：升降机、安装在升降机顶端的载荷传感器、和安装在载荷传感器上的压头。通过上述方式，本发明由四个称重组件同步对车体四角进行称重，能够提高测量精度，同时该称重组件能够在导轨上调整相对间距，并能通过升降机调节测量高度，即采用柔性化设计，不仅可以应用于跨座式单轨，也可以用于市域动车、快轨等不同车型、不同轴距的车辆称重。

Description

一种轨道车辆四点称重装置
技术领域
本发明涉及轨道车辆称重技术领域，特别是涉及一种轨道车辆四点称重装置。
背景技术
轨道车辆具有运输量大、能耗低、安全性高、方便以及全天候运输等特点，世界上许多国家都将轨道车辆作为非常重要的基础交通设施。随着轨道交通行业的蓬勃发展，轨道车辆的数量不断增长，同时对轨道车辆性能也提出了更高的要求。
轨道车辆称重主要有两个目的：1、为了把车身的重量均匀的分配在各个轮子上，保证行车过程的平稳和安全；2、为了控制轨道车辆车体的重量在设计范围内，在车辆落轮前需对车体进行称重。
传统车辆称重方法中，一般采用地磅式整车称量的方法。该方法具有如下缺点和不足：无法精确测得列车车体四角承载重量，无法为下一步转向架装配后整车落车找平提供依据，这样会导致轨道车辆无法实现动平衡。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种轨道车辆四点称重装置，可以实现对轨道车辆四点同步进行称重，能够精确测得车体四角承载重量。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种轨道车辆四点称重装置，包括平行设置在一起的两组结构相同的称重机构，所述称重机构包括：底座、对称安装在底座直线导轨上的一组称重组件，所述称重组件通过滑块与直线导轨连接，所述称重组件包括：升降机、安装在升降机顶端的载荷传感器、和安装在载荷传感器上的压头。
在本发明一个较佳实施例中，所述底座上还对称安装有一组手轮丝杆组件，所述称重组件与手轮丝杆组件一对一固定连接，所述手轮丝杆组件用于带动所述称重组件在直线导轨上水平前后移动。
在本发明一个较佳实施例中，所述称重组件还包括立柱，所述立柱分别与所述手轮丝杆组件、滑块固定连接，所述升降机安装在所述立柱上。
在本发明一个较佳实施例中，所述手轮丝杆组件包括：手轮、与手轮固定连接的丝杆、与所述丝杆配合的螺母座、以及用于将丝杆设置在底座上的轴承座，所述立柱与所述螺母座固定连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述升降机包括：蜗轮、与所述蜗轮配合的螺纹杆，所述螺纹杆的下端伸入在所述立柱的安装孔内，所述螺纹杆的上端安装有导套，所述载荷传感器固定在所述导套上。
在本发明一个较佳实施例中，所述底座上还设有标尺，所述标尺平行设置在直线导轨旁，所述立柱的底部端面上设有定位凹槽，所述定位凹槽内设有用于标记所述立柱在所述直线导轨上位置的指针。
在本发明一个较佳实施例中，所述直线导轨的两端还安装有挡块。
在本发明一个较佳实施例中，所述四点称重装置包括四点称重系统，所述四点称重系统包括：四个载荷传感器、四个变送器、一个PLC主机和一个HMI触摸屏，所述载荷传感器分布在轨道车辆车体的四个称重点处，所述载荷传感器与所述变送器一对一连接，所述变送器将所述载荷传感器采集的重量值转化为电流信号并传送至PLC主机，由PLC主机内的PLC模拟量模块对电流信号进行数模转化并将转化出的数据传送至HMI触摸屏显示。
在本发明一个较佳实施例中，称重时，所述四个载荷传感器处于同一水平高度。
在本发明一个较佳实施例中，所述载荷传感器采用轮辐式称重传感器。
本发明的有益效果是：本发明轨道车辆四点称重装置采用两组结构相同的称重机构，由四个称重组件同步对车体四角进行称重，能够提高测量精度，同时该称重组件能够在导轨上调整相对间距，并能通过升降机调节测量高度，即采用柔性化设计，不仅可以应用于跨座式单轨，也可以用于市域动车、快轨等不同车型、不同轴距的车辆称重；
本发明四点称重装置还内置有四点称重系统，该系统采用四个载荷传感器采集轨道车辆四个称重点的重量值，输出模拟量信号传输到HMI上显示车体四个点的重量，即可以实现对轨道车辆四点同步进行称重，能够精确测得车体四角承载重量。
附图说明
图1是本发明一种轨道车辆四点称重装置一较佳实施例的使用状态图；
图2是图1所示的称重机构的立体结构示意图；
图3是图2所示的称重组件的立体结构示意图；
图4是图2所示的手轮丝杆组件的立体结构示意图；
图5是图3所示的升降机的主视图；
图6是四点称重系统的电路原理图；
图7是四点称重系统的供电原理图；
图8是四点称重系统的通讯方式图；
附图中各部件的标记如下：
10、称重机构；
101、底座，1011、直线导轨，1012、滑块，1013、标尺，1014、挡块；
102、称重组件，1021、升降机，10211、蜗轮，10212、螺纹杆，10213、导套，1022、载荷传感器，1023、压头，1024、立柱，10241、定位凹槽，10242、指针；
103、手轮丝杆组件，1031、手轮，1032、丝杆，1033、螺母座，1034、轴承座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
一种轨道车辆四点称重装置，由平行固定在地坪上的两组结构相同的称重机构10组成，称重测量时，将轨道车辆车体放置于四点称重机构10上，由两组称重机构10提供四个称重组件同时对车体四个称重点处进行称重。
具体地，请参考图2、图3，所述称重机构10包括：底座101、对称安装在底座101直线导轨1011上的一组称重组件102，所述称重组件102通过滑块1012与直线导轨1011连接，所述称重组件102包括：升降机1021、安装在升降机1021顶端的载荷传感器1022、和安装在载荷传感器1022上的压头1023，所述压头1023用于保护传感器，提供与车体的一定接触面积，与车体直接接触，车体重量作用于压头1023上，然后由载荷传感器1022获取车体称重点处的重量值。
所述底座101上还对称安装有一组手轮丝杆组件103，所述称重组件102与手轮丝杆组件103一对一固定连接，所述手轮丝杆组件103用于带动所述称重组件102在直线导轨1011上水平前后移动。
继续参考图3，所述称重组件102还包括立柱1024，所述立柱1024的底部端面固定在手轮丝杆组件103上的螺母座1033上，同时所述立柱1024的底部端面还与安装在直线导轨1011上的滑块1012固定连接。进一步，请参考图4，所述手轮丝杆组件103包括：手轮1031、与手轮1031固定连接的丝杆1032、与所述丝杆1032配合的螺母座1033、以及用于将丝杆1032安装在底座101上的轴承座1034，手动转动手轮1031，手轮1031带动丝杆1032转动，丝杆1032带动与其配合的螺母座1033沿着丝杆1032的轴向方向移动，继而带动与螺母座1033固定连接的立柱1024沿着直线导轨1011移动。
请参考图5，所述升降机1021安装在所述立柱1024的上端面上，所述升降机1021包括：蜗轮10211、与所述蜗轮10211配合的螺纹杆10212，所述螺纹杆10212的下端伸入在所述立柱1024的安装孔内，所述螺纹杆10212的上端安装有导套10213，所述载荷传感器1022固定在所述导套10213上。所述蜗轮10211中部安装有摇杆，手动转动摇杆或由电机驱动摇杆，所述蜗轮10211传动带动螺纹杆10212上下移动，进而可以调节压头1023、载荷传感器1022的高度，称量时，分别通过所述升降机1021将四个载荷传感器1022及四个压头1023调整至同一水平高度，从而能够确保称量的精准度。
继续参考图3，本实施例中，所述立柱1024的底部端面上还设有定位凹槽10241，所述定位凹槽10241内安装有用于标记所述立柱1024在所述直线导轨1011上位置的指针10242。
对应地，所述底座101上还安装有标尺1013，所述标尺1013平行安装在直线导轨1011旁，所述立柱1024在直线导轨1011上的位置可由指针10242所指示在标尺1013上的刻度来标定，从而能够调节相对的两个立柱1024之间的距离，进而确定相对的两个压头1023、载荷传感器1022的距离，以满足不同尺寸长度的轨道车辆称重要求。
优选地，所述直线导轨1011的两端还安装有挡块1014，一方面设定能够用于设定两个立柱1024之间的最大间距，另一方面能够避免立柱1024移动过程中脱轨。
本实施例中，所述载荷传感器1022采用载荷15吨C3精度级轮辐式称重传感器，其采用全密封焊接，具有防油、防水、耐腐蚀的特点，同时采用扭力环结构，可用于多种环境以及恶劣的环境场合，适用于各类平台秤和动态称重系统。
所述压头1023为采用45钢直接加工而成的圆柱型结构，其顶面接触直径为34mm，按车体单点接触重力10吨力计算，其接触压应力为110Mpa。
所述升降机1021采用螺旋升降机改造而成的蜗轮、螺纹杆传动结构，设计标准为10吨推力型，速度为蜗轮一转螺纹杆上升0.25mm，按车体单点10吨压力，升降机机械效率0.3的情况下，按虚功计算需要输入扭矩为25.6Nm，可以实现人力操作。
参考图6，本发明轨道车辆四点称重装置包括四点称重系统，所述四点称重系统包括：四个载荷传感器、四个变送器、一个PLC主机和一个HMI触摸屏，所述载荷传感器分布在轨道车辆车体的四个称重点处，所述载荷传感器与所述变送器一对一连接，所述变送器将所述载荷传感器采集的重量值转化为电流信号并传送至PLC主机，由PLC主机内的PLC模拟量模块对电流信号进行数模转化并将转化出的数据传送至HMI触摸屏显示。其中PLC主机型号为S7-226CN，HMI触摸屏采用西门子/smart 700IE/7寸触摸屏。
继续参考图7，所述四点称重系统由电源模块进行供电，其中电源模块为传感器模块中的变送器提供DC24V电压，变送器为载荷传感器提供DC10V的电压；电源模块为PLC主机的模拟量模块以及HMI提供DC24V电源，但是PLC主机电源为AC220V电源。
继续参考图8，所述四点称重系统能够连接到PC终端，其各模块之间的通讯方式为：PLC主机与PC通讯方式为USB-PPI通讯；HMI与PC之间的通讯方式为以太网通讯；PLC与HMI通讯采用RS485的方式通讯。
所述四点称重系统具体的工作原理为：车体的称重点作用在载荷称重传感器上，载荷传感器输出的毫伏级信号经变送器转化发送给PLC模拟量模块，PLC的模拟量模块会根据载荷传感器输出信号与重量之间的函数关系处理数据，并输出给HMI，HMI会显示四个载荷称重传感器检测的重量，然后由PC终端根据每个点的数据差异来调节车体的重量分配。
综上所述，本发明采用四个载荷传感器采集轨道车辆四个称重点的重量值，输出模拟量信号传输到HMI上显示车体四个点的重量，即可以实现对轨道车辆四点同步进行称重，能够精确测得车体四角承载重量；
并且本发明轨道车辆四点称重装置采用柔性化设计特点，可以通过手轮丝杆组件调节称重间距，通过升降机调节载荷传感器高度，使本发明装置不仅可以应用于跨座式单轨，也可以用于市域动车、快轨等不同车型、不同轴距的车辆称重；同时通过升降机也能调节四个载荷传感器及压头处于同一水平高度，从而能够确保称重的精准度。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种轨道车辆四点称重装置，包括两组结构相同的称重机构，其特征在于，所述称重机构包括：底座、对称安装在底座直线导轨上的一组称重组件，所述称重组件通过滑块与直线导轨连接，所述称重组件包括：升降机、安装在升降机顶端的载荷传感器、和安装在载荷传感器上的压头。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆四点称重装置，其特征在于，所述底座上还对称安装有一组手轮丝杆组件，所述称重组件与手轮丝杆组件一对一固定连接，所述手轮丝杆组件用于带动所述称重组件在直线导轨上水平前后移动。
3.根据权利要求2所述的轨道车辆四点称重装置，其特征在于，所述称重组件还包括立柱，所述立柱分别与所述手轮丝杆组件、滑块固定连接，所述升降机安装在所述立柱上。
4.根据权利要求3所述的轨道车辆四点称重装置，其特征在于，所述手轮丝杆组件包括：手轮、与手轮固定连接的丝杆、与所述丝杆配合的螺母座、以及用于将丝杆设置在底座上的轴承座，所述立柱与所述螺母座固定连接。
5.根据权利要求3所述的轨道车辆四点称重装置，其特征在于，所述升降机包括：蜗轮、与所述蜗轮配合的螺纹杆，所述螺纹杆的上端安装有导套，所述载荷传感器固定在所述导套上。
6.根据权利要求3所述的轨道车辆四点称重装置，其特征在于，所述底座上还设有标尺，所述标尺平行设置在直线导轨旁，所述立柱的底部端面上设有定位凹槽，所述定位凹槽内设有用于标记所述立柱在所述直线导轨上位置的指针。
7.根据权利要求1～6之一所述的轨道车辆四点称重装置，其特征在于，所述直线导轨的两端还安装有挡块。
8.根据权利要求1所述的轨道车辆四点称重装置，其特征在于，所述四点称重装置包括四点称重系统，所述四点称重系统包括：四个载荷传感器、四个变送器、一个PLC主机和一个HMI触摸屏，所述载荷传感器分布在轨道车辆车体的四个称重点处，所述载荷传感器与所述变送器一对一连接，所述变送器将所述载荷传感器采集的重量值转化为电流信号并传送至PLC主机，由PLC主机内的PLC模拟量模块对电流信号进行数模转化并将转化出的数据传送至HMI触摸屏显示。
9.根据权利要求8所述的轨道车辆四点称重装置，其特征在于，称重时，所述四个载荷传感器处于同一水平高度。
10.根据权利要求1或8或9所述的轨道车辆四点称重装置，其特征在于，所述载荷传感器采用轮辐式称重传感器。
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