CN114275004A - 接触式障碍物及脱轨检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了接触式障碍物及脱轨检测装置，包括安装在车辆转向架上的检测执行组件和安装于车辆内部电气柜的障碍物检测主机，所述检测执行组件和障碍物检测主机通过电缆连通，本发明涉及轨道交通技术领域。该接触式障碍物及脱轨检测装置，通过实时监视机车运行状态、检测出机车碰撞障碍物能量（或发生脱轨事件），当列车运行过程碰撞障碍物能量超过阈值（或发生脱轨事件）时，产生报警信号，并传递给电气系统，电气系统断开列车制动安全回路，使列车产生紧急制动，以达到减小损失的目的。

Description

接触式障碍物及脱轨检测装置

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体为接触式障碍物及脱轨检测装置。

背景技术

在轨道交通运输中，障碍物检测装置主要是对轨道内存在的物体进行检测，避免障碍物对轨道车辆造成破坏。目前，地铁站主要靠使用置于轨道上方的摄像机来判断，然而这种方案不能完全满足需求，因为该方案只能检测处于监视区域中的障碍物；在恶劣天气下，若车辆前方存在障碍物，轨道车辆驾驶员将很难察觉，从而可能无法避免障碍物对轨道车辆造成破坏。

如说明书附图1中的现有技术中所示，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，但是在使用时存在以下问题：

（1）对于脱轨检测效果较差，并且当传感器直接受到撞击时，没有卸力结构，直接导致传感器损坏，无法正常判断。

（2）障碍物检测装置横梁收到冲击容易损坏，无法长时间使用，更换麻烦。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了接触式障碍物及脱轨检测装置，解决了上述提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：接触式障碍物及脱轨检测装置，包括安装在车辆转向架上的检测执行组件和安装于车辆内部电气柜的障碍物检测主机，所述检测执行组件和障碍物检测主机通过电缆连通，检测执行组件包括检测箱体和设置在检测箱体内腔的脱轨检测组件和障碍物检测组件，所述检测箱体的底部固定连接有横梁；

障碍物检测组件包括固定在检测箱体内腔的弹簧板和障碍物检测传感器以及固定在横梁表面的障碍物距离检测传感器，所述弹簧板的底部与横梁的顶部固定连接，所述弹簧板的底部固定连接有障碍物传感器调节螺杆；

脱轨检测组件包括固定连接在检测箱体内腔的脱轨检测传感器连接在检测箱体内腔的防脱钢丝绳固定螺杆和分别连接在检测箱体两侧的两个防脱钢丝绳，两个所述防脱钢丝绳的一端均与防脱钢丝绳固定螺杆固定连接，作用是为了防止横梁碰撞大型障碍物断裂之后掉落轨道。

作为本发明进一步的方案：两个所述防脱钢丝绳的一端分别固定连接有第一防脱钢丝绳压接端子和第二防脱钢丝绳压接端子，所述第一防脱钢丝绳压接端子的一侧固定连接有贯穿车辆转向架的连接杆，所述连接杆的表面与第二防脱钢丝绳压接端子的内腔螺纹连接。

作为本发明进一步的方案：所述检测箱体的表面固定连接有与车辆转向架固定连接的开槽螺母。

作为本发明进一步的方案：所述障碍物检测主机包括固定在内腔的检测主板以及固定在表面的连接口。

作为本发明进一步的方案：所述检测箱体的一侧设置有防护机构，防护机构包括固定在检测箱体顶部的固定座，所述固定座的一侧固定连接有转动座，所述转动座的内腔转动连接有转动杆，所述转动杆的一侧固定连接有防护架，所述防护架靠近检测箱体的一侧固定连接有缓冲垫圈，所述防护架的一侧固定连接有抵接杆，所述抵接杆的一端贯穿检测箱体的表面并延伸至检测箱体的内腔，所述抵接杆的表面与检测箱体的内腔滑动连接，所述抵接杆的一端与弹簧板的表面抵接。

作为本发明进一步的方案：所述横梁的表面活动连接有可拆卸防护架，所述横梁的表面固定连接有限位杆，所述可拆卸防护架的表面开设有与限位杆的表面卡接的限位安装槽，所述横梁的表面螺纹连接有与限位安装槽的表面抵接的限位螺栓。

作为本发明进一步的方案：所述可拆卸防护架的一侧固定连接有卡接板，所述卡接板的内腔滑动连接有支撑板，所述支撑板的一侧固定连接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端贯穿并延伸至可拆卸防护架的内腔，所述可拆卸防护架的内腔开设有与缓冲弹簧卡接的卡接槽。

作为本发明进一步的方案：所述障碍物检测主机通过电缆与车辆制动系统相连通，将接触式障碍物及脱轨检测装置实际装车，将可拆卸防护架通过卡限位安装槽卡接在横梁上的限位安装槽内，然后将限位螺栓锁紧将可拆卸防护架固定住，然后将支撑板插接进卡接板内，此时缓冲弹簧受到压缩，然后在卡接槽内舒张，将支撑板固定在卡接板内，当接触到障碍物时；

S1、第一种状态障碍物较小时，可拆卸防护架将轨道上的障碍物推走；

S2、第二种状态障碍物较大，障碍物挤压可拆卸防护架和横梁，横梁碰撞到障碍物，带动弹簧板向后移动，将障碍物碰撞的能量转化为弹簧板的位移，当弹簧板持续向后移动超过一定阈值时，触发障碍物检测传感器，主机检测到障碍物检测传感器触发，发出障碍物报警信号；

S3、第三种状态当障碍物位于可拆卸防护架和横梁的顶部时，直接撞击到检测箱体时，此时障碍物撞击到防护架的表面，防护架受到撞击通过转动杆在转动座内转动，通过缓冲垫圈缓冲对检测箱体表面的撞击，此时防护架转动，带动抵接杆运动，抵接杆抵接在弹簧板的表面，带动其运动，将障碍物碰撞的能量转化为弹簧板的位移，当弹簧板持续向后移动超过一定阈值时，触发障碍物检测传感器，主机检测到障碍物检测传感器触发，发出障碍物报警信号；

S4、第四种状态脱轨状态时，列车脱轨，脱轨检测的原理为：发生脱轨之后，横梁砸到轨道上，此时横梁由于车辆的重力带动弹簧板向上移动，脱轨检测传感器9检测到弹簧板5向上移动，当弹簧板的位移超过一定阈值时，脱轨检测传感器触发，主机检测到脱轨检测传感器触发，发出脱轨报警信号。

本发明与现有技术相比具备以下有益效果：

1、本发明，通过实时监视机车运行状态、检测出机车碰撞障碍物能量（或发生脱轨事件），当列车运行过程碰撞障碍物能量超过阈值（或发生脱轨事件）时，产生报警信号，并传递给电气系统，电气系统断开列车制动安全回路，使列车产生紧急制动，以达到减小损失的目的，并且通过防护架的防护，可在检测箱体受到撞击的时候能够正常进行加监测。

2、本发明，将限位螺栓锁紧将可拆卸防护架固定住，然后将支撑板插接进卡接板内，此时缓冲弹簧收到压缩，然后在卡接槽内舒张，将支撑板固定在卡接板内，可以快速组装可拆卸防护架对横梁起到一个很好的防护作用。

3、本发明，通过障碍物检测传感器和障碍物距离检测传感器检测到信号，不仅能够预测碰撞并且能在碰撞后快速反应。

附图说明

图1为现有技术的示意图；

图2为本发明检测执行组件的结构连接示意图；

图3为本发明障碍物检测主机的结构连接示意图；

图4为本发明障碍物检测主机的结构主视图；

图5为本发明检测执行组件的侧视图；

图6为本发明检测箱体结构的剖视图；

图7为本发明防脱部分的结构侧视图；

图8为本发明图5中A处的局部放大图；

图9为本发明可拆卸防护架的结构俯视图。

图中：1、障碍物检测主机；2、可拆卸防护架；3、检测箱体；4、横梁；5、弹簧板；6、障碍物检测传感；7、障碍物距离检测传感器；8、障碍物传感器调节螺杆；9、脱轨检测传感器；10、防脱钢丝绳固定螺杆；11、防脱钢丝绳；12、第一防脱钢丝绳压接端子；13、第二防脱钢丝绳压接端子；14、连接杆；15、检测主板；16、连接口；17、固定座；18、转动座；19、转动杆；20、防护架；21、缓冲垫圈；22、抵接杆；23、限位杆；24、限位安装槽；25、限位螺栓；27、卡接板；28、支撑板；29、缓冲弹簧；30、卡接槽。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图2-9，本发明提供一种技术方案：接触式障碍物及脱轨检测装置，包括安装在车辆转向架上的检测执行组件和安装于车辆内部电气柜的障碍物检测主机1，检测执行组件和障碍物检测主机1通过电缆连通，检测执行组件包括检测箱体3和设置在检测箱体3内腔的脱轨检测组件和障碍物检测组件，检测箱体3的底部固定连接有横梁4，接触式障碍物及脱轨检测装置用于实时监视机车运行状态、检测出机车碰撞障碍物能量（或发生脱轨事件），当列车运行过程碰撞障碍物能量超过阈值（或发生脱轨事件）时，产生报警信号，并传递给电气系统，电气系统断开列车制动安全回路，使列车产生紧急制动，同时该信号经由TCMS上传至控制中心，以达到减小损失的目的；

障碍物检测组件包括固定在检测箱体3内腔的弹簧板5和障碍物检测传感器6以及固定在横梁4表面的障碍物距离检测传感器7，弹簧板5的底部与横梁4的顶部固定连接，弹簧板5的底部固定连接有障碍物传感器调节螺杆8，障碍物挤压可拆卸防护架2和横梁4，此时固定在横梁4前方的障碍物距离检测传感器7先检测到信号输出到障碍物检测主机1，横梁4挤压弹簧板5，弹簧板5底部发生弹性形变靠近障碍物检测传感器6，障碍物检测传感器6输出信号；

脱轨检测组件包括固定连接在检测箱体3内腔的脱轨检测传感器9连接在检测箱体3内腔的防脱钢丝绳固定螺杆10和分别连接在检测箱体3两侧的两个防脱钢丝绳11，两个防脱钢丝绳11的一端均与防脱钢丝绳固定螺杆10固定连接。

两个防脱钢丝绳11的一端分别固定连接有第一防脱钢丝绳压接端子12和第二防脱钢丝绳压接端子13，第一防脱钢丝绳压接端子12的一侧固定连接有贯穿车辆转向架的连接杆14，连接杆14的表面与第二防脱钢丝绳压接端子13的内腔螺纹连接。

检测箱体3的表面固定连接有与车辆转向架固定连接的开槽螺母。

障碍物检测主机1包括固定在内腔的检测主板15以及固定在表面的连接口16。

检测箱体3的一侧设置有防护机构，防护机构包括固定在检测箱体3顶部的固定座17，固定座17的一侧固定连接有转动座18，转动座18的内腔转动连接有转动杆19，转动杆19的一侧固定连接有防护架20，防护架20靠近检测箱体3的一侧固定连接有缓冲垫圈21，防护架20的一侧固定连接有抵接杆22，抵接杆22的一端贯穿检测箱体3的表面并延伸至检测箱体3的内腔，抵接杆22的表面与检测箱体3的内腔滑动连接，抵接杆22的一端与弹簧板5的表面抵接。

横梁4的表面活动连接有可拆卸防护架2，横梁4的表面固定连接有限位杆23，可拆卸防护架2的表面开设有与限位杆23的表面卡接的限位安装槽24，横梁4的表面螺纹连接有与限位安装槽24的表面抵接的限位螺栓25，将限位螺栓25锁紧将可拆卸防护架2固定住，然后将支撑板28插接进卡接板27内，此时缓冲弹簧29收到压缩，然后在卡接槽30内舒张，将支撑板28固定在卡接板27内，可以快速组装可拆卸防护架2对横梁4起到一个很好的防护作用。

可拆卸防护架2的一侧固定连接有卡接板27，卡接板27的内腔滑动连接有支撑板28，支撑板28的一侧固定连接有缓冲弹簧29，缓冲弹簧29的一端贯穿并延伸至可拆卸防护架2的内腔，可拆卸防护架2的内腔开设有与缓冲弹簧29卡接的卡接槽30。

障碍物检测主机1通过电缆与车辆制动系统相连通。

将接触式障碍物及脱轨检测装置实际装车，将可拆卸防护架2通过卡限位安装槽24卡接在横梁4上的限位安装槽24内，然后将限位螺栓25锁紧将可拆卸防护架2固定住，然后将支撑板28插接进卡接板27内，此时缓冲弹簧29收到压缩，然后在卡接槽30内舒张，将支撑板28固定在卡接板27内，当接触到障碍物时；

S1、第一种状态障碍物较小时，可拆卸防护架2将轨道上的障碍物推走；

S2、第二种状态障碍物较大，障碍物挤压可拆卸防护架2和横梁4，此时固定在横梁4前方的障碍物距离检测传感器7先检测到信号输出到障碍物检测主机1，横梁4挤压弹簧板5，弹簧板5底部发生弹性形变靠近障碍物检测传感器6，障碍物检测传感器6输出信号；

S3、第三种状态当障碍物位于可拆卸防护架2和横梁4的顶部时，直接撞击到检测箱体3时，此时障碍物撞击到防护架20的表面，防护架20受到撞击通过转动杆19在转动座18内转动，通过缓冲垫圈21缓冲对检测箱体3表面的撞击，此时防护架20转动，带动抵接杆22运动，抵接杆22抵接在弹簧板5的表面，带动其运动，将障碍物碰撞的能量转化为弹簧板的位移，当弹簧板5持续向后移动超过一定阈值时，触发障碍物检测传感器6，障碍物检测主机1检测到障碍物检测传感器6触发，发出障碍物报警信号；

S4、第四种状态脱轨状态时，列车脱轨，脱轨检测的原理为：发生脱轨之后，横梁4砸到轨道上，此时横梁4由于车辆的重力带动弹簧板5向上移动，脱轨检测传感器9检测到弹簧板5向上移动，当弹簧板5的位移超过一定阈值时，脱轨检测传感器9触发，主障碍物检测主机1检测到脱轨检测传感器9触发，发出脱轨报警信号；

当接触式障碍物及脱轨检测装置实际装车之后，设定为以下五个运行过程，分别为：初始状态、障碍物碰撞状态、脱轨状态、缓解状态、切除状态；

（1）初始状态

当为初始状态时无障碍物碰撞或发生脱轨事件，此时障碍物检测传感器6、脱轨检测传感器9和障碍物距离检测传感器7均未检测到信号。障碍物及脱轨检测主机监测传感器信号，EB信号和状态信号的输出情况如下表：

初始状态信号表

（2）障碍物碰撞状态

当有障碍物碰撞，障碍物挤压可拆卸防护架2和横梁4，此时固定在横梁4前方的障碍物距离检测传感器7先检测到信号输出到障碍物检测主机1，横梁4挤压弹簧板5，弹簧板5底部发生弹性形变靠近障碍物检测传感器6，障碍物检测传感器6输出信号，此时障碍物检测传感器6和障碍物距离检测传感器7检测到信号，脱轨检测传感器9未检测到信号，障碍物及脱轨检测主机监测到障碍物信号，EB信号和状态信号的输出情况如下表：

障碍物碰撞状态信号表

（3）脱轨状态

初始状态时，障碍物及脱轨检测主机监测到无障碍物碰撞、未发生脱轨。

发生脱轨事件，生脱轨之后，横梁4砸到轨道上，此时横梁4由于车辆的重力带动弹簧板5向上移动，脱轨检测传感器9检测到弹簧板5向上移动，当弹簧板5的位移超过一定阈值时，脱轨检测传感器9触发，主障碍物检测主机1检测到脱轨检测传感器9触发，发出脱轨报警信号，此时脱轨检测传感器9检测到信号，障碍物检测传感器6和障碍物距离检测传感器7未检测到信号，障碍物及脱轨检测主机监测脱轨信号，EB信号和状态信号的输出情况如下表：

脱轨状态信号表

（4）缓解状态

当左侧障碍物弹开或被清除，障碍物传感器恢复初始状态。

且脱轨检测状态消除，脱轨检测传感器恢复初始状态。

障碍物及脱轨检测主机监测传感器信号，检测到障碍物和脱轨检测传感器9状态复位后，此时障碍物检测传感器6、脱轨检测传感器9和障碍物距离检测传感器7均未检测到信号，但CPU已记录探到障碍物或脱轨，EB信号被保持输出，要将EB信号状态进行缓解或称为复位，可通过以下三种方式：

远程控制车辆设备发送缓解信号给障碍物/脱轨检测主机。

在障碍物及脱轨检测主机上按下“缓解”按钮。

主机断电再重新上电。

障碍物清除并操作缓解复位后，EB信号和状态信号的输出情况如下表：

缓解状态信号表

（5）切除状态

障碍物探测与列车脱轨检测主机监测传感器信号，检测到传感器持续检测到障碍物或脱轨，EB信号被保持输出。若不想使EB信号继续输出，则可将EB信号状态进行切除，可通过以下方式：

在障碍物探测与列车脱轨检测主机上按下“切除”按钮。

切除按钮按下后，EB信号和状态信号的输出情况如下表：

切除状态信号表

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，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但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简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.接触式障碍物及脱轨检测装置，包括安装在车辆转向架上的检测执行组件和安装于车辆内部电气柜的障碍物检测主机（1），所述检测执行组件和障碍物检测主机（1）通过电缆连通，其特征在于：检测执行组件包括检测箱体（3）和设置在检测箱体（3）内腔的脱轨检测组件和障碍物检测组件，所述检测箱体（3）的底部固定连接有横梁（4）；

障碍物检测组件包括固定在检测箱体（3）内腔的弹簧板（5）和障碍物检测传感器（6）以及固定在横梁（4）表面的障碍物距离检测传感器（7），所述弹簧板（5）的底部与横梁（4）的顶部固定连接，所述弹簧板（5）的底部固定连接有障碍物传感器调节螺杆（8）；

脱轨检测组件包括固定连接在检测箱体（3）内腔的脱轨检测传感器（9）、连接在检测箱体（3）内腔的防脱钢丝绳固定螺杆（10）和分别连接在检测箱体（3）两侧的两个防脱钢丝绳（11），两个所述防脱钢丝绳（11）的一端均与防脱钢丝绳固定螺杆（10）固定连接。

2.根据权利要求1所述的接触式障碍物及脱轨检测装置，其特征在于：两个所述防脱钢丝绳（11）的一端分别固定连接有第一防脱钢丝绳压接端子（12）和第二防脱钢丝绳压接端子（13），所述第一防脱钢丝绳压接端子（12）的一侧固定连接有贯穿车辆转向架的连接杆（14），所述连接杆（14）的表面与第二防脱钢丝绳压接端子（13）的内腔螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的接触式障碍物及脱轨检测装置，其特征在于：所述检测箱体（3）的表面固定连接有与车辆转向架固定连接的开槽螺母。

4.根据权利要求1所述的接触式障碍物及脱轨检测装置，其特征在于：所述障碍物检测主机（1）包括固定在内腔的检测主板（15）以及固定在表面的连接口（16）。

5.根据权利要求1所述的接触式障碍物及脱轨检测装置，其特征在于：所述检测箱体（3）的一侧设置有防护机构，防护机构包括固定在检测箱体（3）顶部的固定座（17），所述固定座（17）的一侧固定连接有转动座（18），所述转动座（18）的内腔转动连接有转动杆（19），所述转动杆（19）的一侧固定连接有防护架（20），所述防护架（20）靠近检测箱体（3）的一侧固定连接有缓冲垫圈（21），所述防护架（20）的一侧固定连接有抵接杆（22），所述抵接杆（22）的一端贯穿检测箱体（3）的表面并延伸至检测箱体（3）的内腔，所述抵接杆（22）的表面与检测箱体（3）的内腔滑动连接，所述抵接杆（22）的一端与弹簧板（5）的表面抵接。

6.根据权利要求1所述的接触式障碍物及脱轨检测装置，其特征在于：所述横梁（4）的表面活动连接有可拆卸防护架（2），所述横梁（4）的表面固定连接有限位杆（23），所述可拆卸防护架（2）的表面开设有与限位杆（23）的表面卡接的限位安装槽（24），所述横梁（4）的表面螺纹连接有与限位安装槽（24）的表面抵接的限位螺栓（25）。

7.根据权利要求1所述的接触式障碍物及脱轨检测装置，其特征在于：所述可拆卸防护架（2）的一侧固定连接有卡接板（27），所述卡接板（27）的内腔滑动连接有支撑板（28），所述支撑板（28）的一侧固定连接有缓冲弹簧（29），所述缓冲弹簧（29）的一端贯穿并延伸至可拆卸防护架（2）的内腔，所述可拆卸防护架（2）的内腔开设有与缓冲弹簧（29）卡接的卡接槽（30）。

8.根据权利要求1所述的接触式障碍物及脱轨检测装置，其特征在于：所述障碍物检测主机（1）通过电缆与车辆制动系统相连通。

Images