CN112697332A - 一种铁轨横向力传感器 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种铁轨横向力传感器，涉及横向力传感器的领域，其包括传感器弹性体，传感器弹性体穿设有用于与铁轨抵接的传力杆，还包括用于将传感器弹性体与铁轨可拆卸连接的固定机构；传感器弹性体内安装有应变片。本申请可以解决需要设置多个横向力传感器对铁轨形变进行测量的问题。

Description

一种铁轨横向力传感器

技术领域

本申请涉及横向力传感器的领域，尤其是涉及一种铁轨横向力传感器。

背景技术

目前，为确保列车行车安全，需要通过地面监测系统对列车的运行状态进行监控。列车地面监测系统是基于列车车轮的蛇形运动所设计出来的对列车车轮的故障进行动态检测的系统。列车地面监测系统中，需要以横向力测量传感器作为系统中关键的力敏感元件。

由于列车地面监测系统中，横向力测量传感器的测量精度要求较高，往往需要设置多组传感器进行协同作用才能准确测量铁轨受到的横向力作用；同时多个传感器的测量结果也需要进行计算后才能得出结论。导致横向力测量传感器往往设计的较为复杂，从而使横向力传感器的安装工序较多，延长了列车地面监测系统的安装和测量作业花费的时间。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有现有的横向力传感器需要设置多组传感器才能对铁轨受到的横向力进行准确测量，导致横向力测量传感器往往设计的较为复杂，从而使横向力传感器的安装工序较多，延长了列车地面监测系统的安装和测量作业的缺陷。

发明内容

为了解决需要设置多个横向力传感器对铁轨形变进行测量的问题，本申请提供一种铁轨横向力传感器。

本申请提供的一种铁轨横向力传感器采用如下的技术方案：

一种铁轨横向力传感器，包括传感器弹性体，所述传感器弹性体穿设有用于与铁轨抵接的传力杆，还包括用于将传感器弹性体与铁轨可拆卸连接的固定机构；所述传感器弹性体内安装有应变片。

通过采用上述技术方案，传力杆通过与铁轨抵接，可以对铁轨受到的横向力进行测量，并将铁轨受到的横向力传递到传感器弹性体。本申请通过应变片对铁轨受到的横向力进行测量。传力杆和传感器的设置，便于对铁轨受到的横向力进行直接反馈，取代了现有技术中需要设置多组传感器才能得到铁轨形变数据的状况，从而简化了传感器的安装以及数据测量过程。

可选的，所述传感器弹性体一侧开设有应变孔，所述应变孔内周面固定有应变梁；所述应变片与应变梁固定连接。

通过采用上述技术方案，传力杆会将力作用反馈至传感器弹性体处，并将应变反馈给应变片，通过设置应变梁，便于对受到的横向力进行准确的应变，从而便于应变片对应变力作用进行测量。

可选的，所述应变梁上开设有穿线孔；所述传感器弹性体两侧沿应变孔分别开设有用于安装挡盖的密封槽；所述传感器弹性体顶部开设有用于穿设信号电缆的信号出线孔。

通过采用上述技术方案，应变片之间通过导线连接，穿线孔用于穿设导线；密封槽用于设置密封应变孔的挡盖；信号出线孔用于穿设信号电缆。

可选的，所述传力杆固定连接有承压头，所述传力杆通过承压头与铁轨抵接。

通过采用上述技术方案，承压头可以增大传力杆与铁轨的受力面积，从而便于减少承压头受到的压强，提高承压头使用寿命，进而提高传感器的可靠性。

可选的，所述承压头固定连接有传力弹簧；所述传力弹簧远离承压头一端与传感器弹性体固定连接。

通过采用上述技术方案，处于压缩状态的传力弹簧会分别向承压头和传感器弹性体施加弹力，承压头受力时，传力弹簧为为弹性体吸收一部分形变，从而避免铁轨形变过大时对传感器弹性体产生的破坏，导致传感器超载，保证传感器可以在安全的环境下进行使用。

可选的，所述传力杆周侧螺纹连接有第一螺帽，所述第一螺帽用于与传感器弹性体抵接。

通过采用上述技术方案，通过第一螺帽与传力杆螺纹连接对传力杆进行固定，降低传力杆在测量过程中出现晃动的可能性。

可选的，所述传力杆周侧穿设有开口销。

通过采用上述技术方案，开口销为第一螺帽进一步提供限位作用，降低第一螺帽向远离铁轨一侧移动的可能性。

可选的，所述固定机构包括两个分设于铁轨两侧的卡紧支架；所述卡紧支架包括卡爪支撑柱、下卡爪以及上卡爪；所述下卡爪、上卡爪分别与卡爪支撑柱固定连接；所述下卡爪穿设有拉杆；两个所述卡紧支架通过拉杆可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，上卡爪为传感器弹性体提供限位作用，下卡爪为传感器弹性体提供支撑，卡紧支架作为传感器弹性体的载体，为传感器弹性体提供支撑作用。

可选的，所述拉杆周侧螺纹连接有第二螺帽，所述第二螺帽用于抵压卡爪支撑柱。

通过采用上述技术方案，通过第二螺帽抵接卡爪支撑柱对两个卡爪支撑柱进行固定，从而将两个卡紧支架固定于铁轨的轨底两侧，进而对传感器弹性体进行固定，降低由于传感器弹性体出现晃动对测量结果造成影响的可能性。

可选的，所述传感器弹性体开设有传感器安装孔；所述卡爪支撑柱穿设有固定螺栓，所述固定螺栓通过传感器安装孔与传感器弹性体螺纹连接。

通过采用上述技术方案，通过固定螺栓将传感器弹性体可拆卸的固定于卡紧支架上，降低传感器弹性体测量过程中出现晃动情况的可能性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.传力杆通过与铁轨抵接，可以对铁轨受到的横向力进行测量，并将铁轨受到的横向力传递到传感器弹性体。本申请通过应变片对铁轨受到的横向力进行测量。传力杆和传感器的设置，便于对铁轨受到的横向力进行直接反馈，取代了现有技术中需要设置多组传感器才能得到铁轨形变数据的状况，从而简化了传感器的安装以及数据测量过程；

2.传力杆会将力作用反馈至传感器弹性体处，并将应变反馈给应变片，通过设置应变梁，便于对受到的横向力进行准确的应变，从而便于应变片对应变力作用进行测量；

3.处于压缩状态的传力弹簧会分别向承压头和传感器弹性体施加弹力，承压头受力时，传力弹簧为为弹性体吸收一部分形变，从而避免铁轨形变过大时对传感器弹性体产生的破坏，导致传感器超载，保证传感器可以在安全的环境下进行使用。

附图说明

图1是本申请实施例铁轨横向力传感器的结构示意图。

图2是本申请实施例铁轨横向力传感器的爆炸视图。

图3是本申请实施例传感器弹性体的结构示意图。

附图标记说明：1、传感器弹性体；11、传力杆孔；12、传力杆；13、承压头；14、传力弹簧；15、第一螺帽；16、销孔；17、开口销；18、应变梁；2、应变片组；21、应变孔；22、应变片；23、穿线孔；24、密封槽；25、信号出线孔；26、传感器安装孔；27、铁轨；3、固定机构；31、卡紧支架；32、卡爪支撑柱；33、下卡爪；34、上卡爪；35、铁轨卡口；36、连接通孔；37、拉杆；38、第二螺帽；39、固定螺栓。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种铁轨横向力传感器。参照图1和图2，铁轨27横向力传感器包括传感器弹性体1以及用于将传感器弹性体1与铁轨27可拆卸连接的固定机构3。

参照图1和图2，传感器弹性体1靠近铁轨27一侧开设有传力杆孔11，传感器弹性体1通过传力杆孔11穿设有传力杆12，传力杆12靠近铁轨27一端固定有承压头13；承压头13用于与铁轨27轨腰抵接；承压头13将铁轨27形变产生的力作用通过传力杆12向传感器弹性体1传导。承压头13靠近传感器弹性体1一侧固定有传力弹簧14；处于压缩状态的传力弹簧14会分别向承压头13和传感器弹性体1施加弹力，承压头13受力时，传力弹簧14为为承压头13抵消一部分形变，从而减轻铁轨27形变时对传力杆12产生的负荷。传力弹簧14远离承压头13一端通过传力杆孔11与传感器弹性体1固定连接。传力弹簧14套设于传力杆12周侧；传力杆12远离承压头13一端螺纹连接有第一螺帽15，第一螺帽15通过与传感器弹性体1远离铁轨27一侧抵接对传感器弹性体1进行固定。传力杆12外周面远离承压头13一端开设有销孔16，销孔16内用于穿设开口销17。通过第一螺帽15和传力杆12螺纹连接为传力杆12提供固定效果，开口销17为第一螺帽15进一步提供限位作用，降低第一螺帽15向远离铁轨27一侧移动的可能性。

参照图3，传感器弹性体1侧壁开设有应变孔21，应变孔21内周面一体成型的固定有应变梁18。应变梁18两侧分别胶黏固定有应变片组2。每个应变片组2包括两个应变片22；相邻的两个应变片22通过导线连接；应变梁18上开设有两个用于穿设导线的穿线孔23。传感器弹性体1两侧沿应变孔21分别开设有用于安装挡盖的密封槽24。传感器弹性体1顶部开设有用于穿设信号电缆的信号出线孔25。传感器弹性体1靠近铁轨27一侧开设有两个传感器安装孔26。

参照图1和图2，固定机构3包括两个分设于铁轨27两侧的卡紧支架31。两个卡紧支架31相对设置；卡紧支架31包括卡爪支撑柱32、分别固定于卡爪支撑柱32同侧的下卡爪33以及两个上卡爪34。安装传感器弹性体1时，将传感器弹性体1的底面与下卡爪33的顶部抵接，并使传感器弹性体1位于两个上卡爪34之间。上卡爪34、下卡爪33分别与卡爪支撑柱32一体成型。上卡爪34与下卡爪33平行设置，且上卡爪34与下卡爪33之间形成铁轨27卡口；安装卡紧支架31时，将铁轨27的轨底嵌设于铁轨27卡扣内。下卡爪33固定于卡爪支撑柱32侧壁底部，且下卡爪33的长度长于上卡爪34。下卡爪33靠近铁轨27一侧开设有两个连接通孔36，下卡爪33通过连接通孔36穿设有拉杆37；拉杆37端部车有外螺纹；拉杆37端部螺纹连接有第二螺帽38，第二螺帽38通过抵压卡爪支撑柱32远离下卡爪33一侧对拉杆37进行固定。通过第二螺帽38抵接卡爪支撑柱32对两个卡爪支撑柱32进行固定，从而将两个卡紧支架31固定于铁轨27的轨底两侧。卡爪支撑柱32穿设有两个用于固定传感器弹性体1的固定螺栓39，固定螺栓39通过传感器安装孔26与传感器弹性体1螺纹连接。

本申请实施例一种铁轨27横向力传感器的实施原理为：

安装传感器弹性体1时，首先将传感器弹性体1设置于下卡爪33的顶部、两个上卡爪34之间；通过固定螺栓39与传感器安装孔26螺纹连接，将传感器弹性体1与卡紧支架31固定连接。

将传力杆12穿设于传力杆孔11内，将传力弹簧14套设于传力杆12周侧。将拉杆37分别穿过两个卡紧支架31的连接通孔36；使铁轨27的轨底嵌设于铁轨27卡口内，旋拧第二螺母并通过第二螺母抵紧卡爪支撑柱32，从而将两个卡紧支架31分别固定于铁轨27的轨底两侧。

将承压头13与铁轨27的轨腰抵接后，旋拧第一螺母使第一螺母与传感器弹性体1抵接，

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁轨横向力传感器，包括传感器弹性体（1），其特征在于：所述传感器弹性体（1）穿设有用于与铁轨（27）抵接的传力杆（12），还包括用于将传感器弹性体（1）与铁轨（27）可拆卸连接的固定机构（3）；所述传感器弹性体（1）内安装有应变片（22）。

2.根据权利要求1所述的一种铁轨横向力传感器，其特征在于：所述传感器弹性体（1）一侧开设有应变孔（21），所述应变孔（21）内周面固定有应变梁（18）；所述应变片（22）与应变梁（18）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种铁轨横向力传感器，其特征在于：所述应变梁（18）上开设有穿线孔（23）；所述传感器弹性体（1）两侧沿应变孔（21）分别开设有用于安装挡盖的密封槽（24）；所述传感器弹性体（1）顶部开设有用于穿设信号电缆的信号出线孔（25）。

4.根据权利要求1或2所述的一种铁轨横向力传感器，其特征在于：所述传力杆（12）固定连接有承压头（13），所述传力杆（12）通过承压头（13）与铁轨（27）抵接。

5.根据权利要求4所述的一种铁轨横向力传感器，其特征在于：所述承压头（13）固定连接有传力弹簧（14）；所述传力弹簧（14）远离承压头（13）一端与传感器弹性体（1）固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种铁轨横向力传感器，其特征在于：所述传力杆（12）周侧螺纹连接有第一螺帽（15），所述第一螺帽（15）用于与传感器弹性体（1）抵接。

7.根据权利要求6所述的一种铁轨横向力传感器，其特征在于：所述传力杆（12）周侧穿设有开口销（17）。

8.根据权利要求1所述的一种铁轨横向力传感器，其特征在于：所述固定机构（3）包括两个分设于铁轨（27）两侧的卡紧支架（31）；所述卡紧支架（31）包括卡爪支撑柱（32）、下卡爪（33）以及上卡爪（34）；所述下卡爪（33）、上卡爪（34）分别与卡爪支撑柱（32）固定连接；所述下卡爪（33）穿设有拉杆（37）；两个所述卡紧支架（31）通过拉杆（37）可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的一种铁轨横向力传感器，其特征在于：所述拉杆（37）周侧螺纹连接有第二螺帽（38），所述第二螺帽（38）用于抵压卡爪支撑柱（32）。

10.根据权利要求8所述的一种铁轨横向力传感器，其特征在于：所述传感器弹性体（1）开设有传感器安装孔（26）；所述卡爪支撑柱（32）穿设有固定螺栓（39），所述固定螺栓（39）通过传感器安装孔（26）与传感器弹性体（1）螺纹连接。

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