CN115027438B - 夹钳臂位移监测装置及制动夹钳单元状态监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供夹钳臂位移监测装置及制动夹钳单元状态监测方法。在制动夹钳上设置位移检测机构,包括:壳体:安装在所述连接架上,壳体内并行间隔设置有第一侧卷筒和第二侧卷筒;第一侧检测线:缠绕设置在第一侧卷筒上,经第一侧壳体孔穿出,与第一侧夹钳臂连接,其上设置有第一位移传感器;第二侧检测线:缠绕设置在第一侧卷筒上,经第二侧壳体孔穿出,与第二侧夹钳臂连接,其上设置有第二位移传感器;数据处理系统:采集第一侧检测线和第二侧检测线的检测数据,基于检测数据分析闸片的磨耗信息。该检测装具有两路独立检测系统,可实现对夹钳臂位移、运动速度、弹性变形等参数的测量,实现了对制动夹钳单元的智能化实时监测。
Description
技术领域
本发明列车制动技术领域,涉及一种夹钳臂位移监测装置及制动夹钳单元状态监测方法。
背景技术
制动夹钳单元为制动系统的终端执行装置,一般由制动缸和制动夹钳组成,制动缸受压力介质驱动伸长,带动制动夹钳摆动抱紧制动盘实现制动。目前制动夹钳单元在制动系统中处于开环工作状态,其是否工作,工作状态是否正常等信息无法实时获取,阻碍制动系统的控制精度进一步提高,同时造成制动夹钳单元的故障检测和检修维护滞后,增加了检修维护的劳动强度。
为解决上述问题,公开号为CN110159674A发明专利,设计了一种通过在制动缸和制动夹钳上,安装压力传感器、力传感器、位移传感器、驱动电机的方法,实现对制动夹钳单元的制动缸压力、制动输出力、制动位移等参数实时监控,并由数据处理模块对上述参数进行处理,存储和上传。该专利在理论上实现了对制动夹钳单元的实时监控,但加装传感器数量和种类众多,增加了制动夹钳单元的重量和体积,且每一个传感器本身又是故障源,数量众多的传感器会降低制动夹钳单元的可靠性,干扰制动系统正常工作。因此上述智能化制动夹钳单元工程化意义不强,需设计一种更简单,更可靠的智能化监测方案。
公开号为CN109186438A和CN111173866A的发明专利,设计了在制动缸内部设置位移传感器,通过检测制动缸丝杠的伸出长度,实现检测制动夹钳单元动作、测量闸片磨耗的目的,但上述发明需对制动缸进行改造,且增加了制动缸泄漏的风险,由于监测装置位于制动缸内部,且对于监测装置本身的故障无法检修,无法用于既有夹钳单元的升级改造。同时上述方法只能测量制动夹钳单元两侧闸片的运动和磨耗量之和,无法识别闸片偏磨故障。
公开号为CN110966328B的发明专利,设计了通过角位移传感器检测夹钳臂相转动角度,实现检测制动夹钳单元的动作状态、闸片磨耗的目的。由于每次制动、缓解动作夹钳臂的转动幅度很小,加上加工和安装误差,通过检测夹钳臂转动角度的方法误差较大,无法准确反应制动夹钳单元的实际状态。且上述发明无法监测制动力大小,无法实现制动夹钳单元的制动力闭环控制。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题之一,提供一种具有位移检测功能的制动夹钳单元,可实现高精度的制动夹钳位移检测。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种夹钳臂位移监测装置,用于制动夹钳,所述制动夹钳包括:
连接架;
第一夹钳臂:经第一转轴安装在连接架上,前端安装有第一闸片;
第二夹钳臂:经第二转轴安装在连接架上,第一转轴和第二转轴对称设置,第一夹钳臂和第二夹钳臂可相对转动,前端安装有第二闸片;
驱动机构:与第一夹钳臂和第二夹钳臂连接,以驱动两个夹钳臂转动;
所述位移监测装置,包括:
壳体:安装在所述连接架上,壳体内并行间隔设置有第一侧卷筒和第二侧卷筒;
第一侧检测线:缠绕设置在第一侧卷筒上,经第一侧壳体孔穿出,与第一侧夹钳臂连接,其上设置有第一位移传感器;
第二侧检测线:缠绕设置在第二侧卷筒上,经第二侧壳体孔穿出,与第二侧夹钳臂连接,其上设置有第二位移传感器;
数据处理系统:采集第一侧检测线和第二侧检测线的检测数据,基于检测数据分析制动夹钳状态,所述制动夹钳状态包括但不限于闸片磨耗量、制动缓解状态、缓解间隙、制动力。
本发明一些实施例中,所述数据处理系统进一步包括安装在壳体内的:
第一侧数据处理模块:与第一位移传感器连接,采集第一位移传感器的检测数据;
第二侧数据处理模块:与第二位移传感器连接,采集第二位移传感器的检测数据;
第一侧数据处理模块和第二侧数据处理模块均与列车制动系统连接。
本发明一些实施例中,第一侧卷筒和第二侧卷筒上均设置有卷簧。
本发明一些实施例中,进一步包括:
第一侧转向机构:包括间隔设置的第一轴块和第二轴块,第一侧检测线经卷筒顺次绕过第一轴块和第二轴块;第一位移传感器位于第一轴块和第二轴块之间;
第二侧转向机构:包括间隔设置的第三轴块和第四轴块,第二侧检测线经卷筒顺次绕过第三轴块和第四轴块;第二位移传感器位于第三轴块和第四轴块之间;
第一轴块和第二轴块的连线,与第三轴块和第四轴块的连线平行。
本发明一些实施例中,所述第一侧转向机构进一步包括第一侧转向轮,第一侧检测线经第二轴块后,经第一侧转向轮后由第一侧壳体孔穿出;所述第二侧转向机构进一步包括第二侧转向轮,第二侧检测线经第四轴块后,经第二侧转向轮后由第二侧壳体孔穿出。
本发明一些实施例中,进一步包括标尺,设置在第一侧转向机构和第二侧转向结构之间,平行于第一轴块和第二轴块的连线设置。
本发明一些实施例进一步提高一种制动夹钳单元状态监测方法,包括以下步骤:
基于不同制动过程中第一制动夹钳位移的变化检测第一闸片的磨耗量,第二制动夹钳位移的变化检测第二闸片的磨耗量;
基于制动过程中制动夹钳速度的变化,获得:
缓解间隙消除位移:基于缓解间隙消除位移分析制动夹钳缓解间隙;
弹性变形位移:基于弹性变形位移分析制动力。
本发明一些实施例中,闸片磨耗量的检测方法进一步包括:
在第一闸片和第二闸片初始使用时,启动制动夹钳,检测第一夹钳臂初始位移和第二夹钳臂初始位移,获得第一夹钳臂位移标定值和第二夹钳臂位移标定值;
设定闸片位移极限阈值;
闸片使用后,检测第一夹钳臂实时位移和第二夹钳臂实时位移;
若第一夹钳臂实时位移与第一夹钳臂初始位移差大于闸片位移极限阈值,则判定第一闸片磨耗到限,若第二夹钳臂实时位移与第二夹钳臂初始位移差大于闸片位移极限阈值,则判定第而闸片磨耗到限。
本发明一些实施例中,进一步包括以下步骤:
比较第一夹钳臂实时位移和第二夹钳臂实时位移;
设定位移比较阈值;
若一侧夹钳臂的位移大于另一侧夹钳臂的位移,且差值大于位移比较阈值,则判定位移较大的一侧夹钳臂故障或闸片偏磨。
本发明一些实施例中,制动夹钳单元进一步包括速度检测单元,用于检测夹钳臂的运动速度;
检测方法进一步包括以下步骤:
制动施加过程中,当夹钳臂的运动速度降低,判断闸片与制动盘接触;
夹钳臂启动位置和闸片与制动盘接触时的运动位移为缓解间隙消除位移;
闸片与制动盘接触后,根据夹钳臂的运动位移,分析其运动速度,将制动施加和制动缓解过程分为:
弹性变形阶段:位移缓慢增加阶段,该阶段为弹性变形阶段,根据弹性变形位移和夹钳臂刚度计算制动力;
制动力保持阶段:位移保持不变阶段;
弹性释放阶段:位移缓慢减小阶段;
缓解间隙恢复阶段:位移快速减小阶段,该阶段为缓解间隙恢复阶段,根据该段位移判断缓解间隙是否正常。
本发明提供的制动夹钳单元及其位移监测方法,其有益效果在于:
1、该检测装具有两路独立检测系统,可实现对夹钳臂位移、运动速度、弹性变形等参数的测量,通过上述参数可进一步分析出制动夹钳单元的工作状态、闸片磨耗量、缓解间隙大小、制动闸片压力大小等指标,实现了对制动夹钳单元的智能化实时监测。通过检测数据分析可及时发现制动夹钳单元的故障,指导制动夹钳单元的检修维护,实现按需维护和精准保养,提高制动夹钳单元的可靠性和可用性。
2、本发明设计的智能制动夹钳单元,充分利用制动夹钳单元本身结构弹性,通过对夹钳臂弹性变形规律的识别,完成对制动夹钳单元的智能监测,对制动夹钳单元结构改动小,适应性强,既能用于新造制动夹钳单元也可用于既有非智能化制动夹钳单元的升级改造。
3、本发明设计的智能制动夹钳单元,可分别独立测量两侧夹钳臂的位移,对闸片磨耗、闸片间隙、制动力等参数的测量更精确。采用柔性体测量,结构简单,体积小,重量轻,适应性好;采用非接触式位移传感器,工作过程无磨损,具有很好的抗振性和耐污性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为位移检测机构结构示意图。
图2为位移检测机构结构示意图。
图3为位移检测机构结构示意图。
图4为位移检测机构与制动夹钳安装状态结构示意图。
图5为位移检测机构与制动夹钳安装状态结构示意图。
图6为位移检测机构与制动夹钳安装状态结构示意图。
图7为一次制动缓解夹钳臂位移-时间示意图。
图8为闸片磨耗量监测曲线图。
其中:
1-连接架;
201-第一夹钳臂,202-第二夹钳臂;
301-第一转轴,302-第二转轴;
401-第一闸片,402-第二闸片;
5-制动缸;
601-第一铰接螺栓,602-第二铰接螺栓;
7-托销;
8-闸片托;
9-壳体,901-第一侧壳体孔,902-第一侧壳体孔,903-固定件安装孔;
1001-第一侧卷筒,1002-第二侧卷筒;
1101-第一侧检测线,1102-第二侧检测线;
1201-第一位移传感器,1202-第一位移传感器;
1301-第一侧数据处理模块,1302-第二侧数据处理模块;
14-卷簧;
1501-第一轴块,1502-第二轴块,1503-第三轴块,1504-第二轴块,1505-第一侧转向轮,1506-第二侧转向轮;
16-标尺;
17-保护套。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,当元件被称为“设置在”,“连接”,另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“上”、“下”、“底”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,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。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,并不暗指重要性。
本发明提供一种夹钳臂位移监测装置,具有位移检测功能。其可以通过对现有列车制动夹钳单元的改造实现。
首先介绍现有技术制动制动夹钳单元的结构,包括:
连接架1;
第一夹钳臂201:经第一转轴301安装在连接架1上,前端安装有第一闸片401;
第二夹钳臂202:经第二转轴302安装在连接架1上,第一转轴和第二转轴对称设置,第一夹钳臂201和第二夹钳臂202可相对转动,前端安装有第二闸片402;
驱动机构:与第一夹钳臂201和第二夹钳臂202连接,以驱动两个夹钳臂转动。
其中,驱动机构为制动缸5,其两端分别通过第一铰接螺栓601与第一夹钳臂201铰接,通过第二铰接螺栓602和第二夹钳臂202铰接。两个夹钳臂对称安装在连接架1上。夹钳臂的前端通过托销7和闸片托8铰接,闸片安装在闸片托上。
以上制动夹钳单元的结构属于现有技术,不做过多赘述。
本发明在夹钳单元上增加设置了位移监测装置,该位移检测机构为双侧位移检测机构,分别用于检测第一夹钳臂201和第二夹钳臂202的位移,两个的位移检测机构为对称结构。
参考图1至图5,具体结构瑞如下,包括:
壳体9:安装在所述连接架1上,壳体9内并行间隔设置有第一侧卷筒1001和第二侧卷筒1002;壳体9上设置有安装孔903,用于通过固定件将壳体安装至安装架1;
第一侧检测线1101:缠绕设置在第一侧卷筒1001上,经第一侧壳体孔901穿出,与第一侧夹钳臂201连接,其上设置有第一位移传感器1201;
第二侧检测线1102:缠绕设置在第二侧卷筒1002上,经第二侧壳体孔902穿出,与第二侧夹钳臂202连接,其上设置有第二位移传感器1202;
数据处理系统:采集第一侧检测线1101和第二侧检测线1102的检测数据,基于检测数据可获得制动夹钳的运动位移,根据检测数据分析夹钳单元的状态,状态包括但不限于制动缓解状态、缓解间隙、制动力大小、闸片磨耗量等信息。
第一侧检测线1101和第二侧检测线1102可连接至对应侧的铰接螺栓,检测线也可以采用柔性体代替,均属于等同方案。检测线从壳体孔穿出后,会裸露在空气中,为了保护检测线,在检测线的外围设置保护套17。
为例避免双侧检测数据的干扰,本发明一些实施例中,数据处理系统进一步包括安装在壳体内的:
第一侧数据处理模块1301:与第一位移传感器1201连接,采集第一位移传感器1201的检测数据;
第二侧数据处理模块1302:与第二位移传感器1202连接,采集第二位移传感器1202的检测数据;
第一侧数据处理模块1301和第二侧数据处理模块1302均与列车制动系统连接。通过两个独立的数据处理模块分别独立的采集两个位移传感器的数据,制动系统可实现对制动夹钳单元工作状态和技术参数的收集、分析、诊断、存储、汇总、上报,提高制动夹钳单元的可靠性、可维护性,降低检修维护成本和劳动强度。
为了适应高寒冰雪的环境,位移传感器具备电辅热功能。
本发明一些实施例中,第一侧卷筒1001和第二侧卷筒1002上均设置有卷簧14,检测线与对应测的卷簧14连接。卷簧14也可由扭簧、拉簧、压簧等其它弹性部件代替。卷簧14作为柔检测线的张力源和复位机构,具有结构简单,体积小,安装方便,可靠性高的优点;卷簧14可以实现旋转运动和线性运动的转换,将卷簧14的转矩转换成柔性体的拉力。
为了调节检测线的输出方向以及提高结构的紧凑型,本发明一些实施例中,进一步包括:
第一侧转向机构:包括间隔设置的第一轴块1501和第二轴块1502,第一侧检测线经卷筒顺次绕过第一轴块1501和第二轴块1502;第一位移传感器位于第一轴块1501和第二轴块1502之间;
第二侧转向机构:包括间隔设置的第三轴块1503和第四轴块1504,第二侧检测线经卷筒顺次绕过第三轴块1503和第四轴块1504;第二位移传感器位于第三轴块1503和第四轴块1504之间;
第一轴块1501和第二轴块1502的连线,与第三轴块1503和第四轴块1504的连线平行。
本发明一些实施例中,第一侧转向机构进一步包括第一侧转向轮1505,第一侧检测线经第二轴块后,经第一侧转向轮后由第一侧壳体孔901穿出;第二侧转向机构进一步包括第二侧转向轮1506,第二侧检测线经第四轴1504块后,经第二侧转向轮后由第二侧壳体孔902穿出。
以上转向机构的设置不作为对实施方式的限制,实际应用过程中,可以根据壳体9内部的结构及各部件的安装位置选择配置转向机构。
本发明一些实施例中,进一步包括标尺16,设置在第一侧转向机构和第二侧转向结构之间,平行于第一轴块1501和第二轴块1502的连线设置。标尺16上设置有刻度,可以辅助检测位移传感器的移动量。
本发明一些实施例进一步提供一种制动夹钳闸片位移检测方法,概况的说,方法的原理如下:
基于不同制动过程中第一制动夹钳位移的变化检测第一闸片的磨耗量,第二制动夹钳位移的变化检测第二闸片的磨耗量;
基于制动过程中制动夹钳速度的变化,获得:
缓解间隙消除位移:基于缓解间隙消除位移分析制动夹钳缓解间隙;
弹性变形位移:基于弹性变形位移分析制动力。
以下将结合检测方法来说明具有位移检测装置的制动夹钳单元的工作方法。
检测方法包括以下步骤:
S1:标定步骤:在第一闸片401和第二闸片402初始使用时,启动制动夹钳,检测第一夹钳臂201初始位移和第二夹钳臂202初始位移,获得第一夹钳臂位移标定值和第二夹钳臂位移标定值。
标定步骤的目的是获得正常状态下制动夹钳臂的位移量,以作为信息诊断的基础。
位移检测的原理如下。
制动缸启动后,第一夹钳臂201和第二夹钳臂202分别绕第一转轴301和第二转轴302转动,拉动相应测的检测线绕对应侧的卷筒转动,位移传感器的位置发生变化。记录位移的初始位置,以及闸片抱紧制动盘时的位置,位移传感器的位置变化位闸片的位移值。此时位移传感器反应的位移值对应为位移标定值。
S2:设定闸片位移极限阈值;位移极限阈值用于反应闸片磨耗情况,例如,随着使用时间的增长,闸片被磨损,制动夹钳臂的位移将增加。因此,位移极限阈值对应为闸片的最大磨耗量。
此时,重复上述步骤,记录位移的初始位置,以及闸片抱紧制动盘时的位置,位移传感器的位置变化位闸片的位移值。步骤S2中的位移值与步骤S1中的位移值得差,反应了闸片的磨耗情况。
位移的变化还体现在位移传感器初始位置的变化。如图1所示,两个位移传感器的初始位置为两侧齐平。当夹钳工作后,随着闸片的磨损,位移传感器病不会复位到初始位置,而是会产生位置差。例如,若闸片工作后产生了1mm的磨损,则位移传感器的复位位置将与初始位置产生1mm的位置差,该位置差可反映闸片的磨损。
S3:闸片使用后,检测第一夹钳臂201实时位移和第二夹钳臂202实时位移;该检测的原理与步骤S1相同,不再赘述。
若第一夹钳臂201实时位移与第一夹钳臂201初始位移差大于闸片位移极限阈值,则判定第一闸片磨耗到限,若第二夹钳臂202实时位移与第二夹钳臂202初始位移差大于闸片位移极限阈值,则判定第二闸片磨耗到限。
为了检测是否存在一侧闸片的偏磨,本发明一些实施例中,故障检测方法进一步包括以下步骤:
比较第一夹钳臂201实时位移和第二夹钳臂202实时位移;
设定位移比较阈值;
若一侧夹钳臂的位移大于另一侧夹钳臂的位移,且差值大于位移比较阈值,则判定位移较大的一侧夹钳臂故障。
本发明一些实施例中,制动夹钳单元进一步包括速度检测单元,用于检测夹钳臂的运动速度;
检测方法进一步包括以下步骤:
制动施加过程中,通过夹钳臂的运动判定位移变化的快慢,判断夹钳单元的工作状态;
将夹钳臂启动位置,和闸片与制动盘接触时的运动位移作为缓解间隙位移。此处所述的运动位移,是指上述步骤用于判断夹钳臂是否存在磨损故障所用的位移数据。此处所述的启动位置,是指每次制动启动时夹钳臂所在的位置。启动位置到闸片和制动盘接触这部分位移称为缓解间隙消除位移。此时,闸片与制动片接触但未发生弹性形变。与下文所述的弹性变形阶段,制动力保持阶段、弹性释放阶段,缓解间隙恢复阶段相对应。
具体的说,当闸片与制动盘接触时,抱紧制动盘启动制动,此时夹钳的运动速度开始降低。
本发明一些实施例中,闸片与制动盘接触后,根据夹钳臂的运动速度,将制动施加和制动缓解过程分为:
缓解间隙消除阶段:位移快速增加阶段,该阶段位移为缓解间隙消除位移;
弹性变形阶段:位移缓慢增加阶段,该阶段为弹性变形阶段,根据弹性变形位移和夹钳臂刚度计算制动力;
制动力保持阶段:位移保持不变阶段;
弹性释放阶段:位移缓慢减小阶段;
缓解间隙恢复阶段:位移快速减小阶段,该阶段为制动缓解间隙恢复阶段,根据该段位移判断缓解间隙是否正常。
以下,结合附图具体说明以上阶段的检测原理。
一次完整的制动缓解过程分为五个阶段,第一阶段为缓解间隙消除阶段(t0-t1),第二阶段为弹性变形阶段(t1-t2),第三阶段为制动力保持阶段(t2-t3),第四阶段为弹性释放阶段(t3-t4),第五阶段为缓解间隙恢复阶段(t4-t5)。在第一阶段闸片快速贴靠制动盘消除缓解间隙,对应位移为S1,然后随着闸片和制动盘之间的制动力增加,夹钳臂开始发生弹性变形,对应位移为S2-S1,根据夹钳臂的刚度系数k便可计算出此时的制动力,施加的制动力越大弹性变形也越大,通过调节制动缸空气压力使该计算制动力逼近设计制动力,可实现制动力的闭环控制。制动缓解过程的不同阶段可通过夹钳臂的位移速度分辨出来,如图7中曲线斜率变化。制动保持过程中,夹钳臂位移量保持稳定,第四阶段开始缓解,夹钳臂弹性变形释放,位移为S1-S2,最后完成缓解间隙恢复,位移量为S1,位移传感器又回到初始位置。
图8所示为在闸片全磨耗周期内,制动缓解过程中夹钳臂的累积位移时间曲线,S0为新片状态下夹钳臂的起始位移,Sn0为闸片经n次制动缓解磨耗后,在缓解状态下夹钳臂的位移,Sn0-S0为闸片的磨耗量,当Sn0-S0为闸片设计磨耗量时,则闸片已磨耗到限。若两侧夹钳臂的Sn0-S0的差值不一致,则差值大的一侧闸片发生了偏磨故障。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种夹钳臂位移监测装置,其特征在于,用于制动夹钳,所述制动夹钳包括:
连接架;
第一夹钳臂:经第一转轴安装在连接架上,前端安装有第一闸片;
第二夹钳臂:经第二转轴安装在连接架上,第一转轴和第二转轴对称设置,第一夹钳臂和第二夹钳臂可相对转动,前端安装有第二闸片;
驱动机构:与第一夹钳臂和第二夹钳臂连接,以驱动两个夹钳臂转动;
所述位移监测装置,包括:
壳体:安装在所述连接架上,壳体内并行间隔设置有第一侧卷筒和第二侧卷筒;
第一侧检测线:缠绕设置在第一侧卷筒上,经第一侧壳体孔穿出,与第一侧夹钳臂连接,其上设置有第一位移传感器;
第二侧检测线:缠绕设置在第二侧卷筒上,经第二侧壳体孔穿出,与第二侧夹钳臂连接,其上设置有第二位移传感器;
数据处理系统:采集第一侧检测线和第二侧检测线的检测数据,基于检测数据分析制动夹钳状态,所述制动夹钳状态包括闸片磨耗量、制动缓解状态、缓解间隙、制动力。
2.如权利要求1所述的夹钳臂位移监测装置,其特征在于,所述数据处理系统进一步包括安装在壳体内的:
第一侧数据处理模块:与第一位移传感器连接,采集第一位移传感器的检测数据;
第二侧数据处理模块:与第二位移传感器连接,采集第二位移传感器的检测数据;
第一侧数据处理模块和第二侧数据处理模块均与列车制动系统连接。
3.如权利要求1所述的夹钳臂位移监测装置,其特征在于,第一侧卷筒和第二侧卷筒上均设置有卷簧。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的夹钳臂位移监测装置,其特征在于,进一步包括:
第一侧转向机构:包括间隔设置的第一轴块和第二轴块,第一侧检测线经卷筒顺次绕过第一轴块和第二轴块;第一位移传感器位于第一轴块和第二轴块之间;
第二侧转向机构:包括间隔设置的第三轴块和第四轴块,第二侧检测线经卷筒顺次绕过第三轴块和第四轴块;第二位移传感器位于第三轴块和第四轴块之间;
第一轴块和第二轴块的连线,与第三轴块和第四轴块的连线平行。
5.如权利要求4所述的夹钳臂位移监测装置,其特征在于,所述第一侧转向机构进一步包括第一侧转向轮,第一侧检测线经第二轴块后,经第一侧转向轮后由第一侧壳体孔穿出;所述第二侧转向机构进一步包括第二侧转向轮,第二侧检测线经第四轴块后,经第二侧转向轮后由第二侧壳体孔穿出。
6.如权利要求4所述的夹钳臂位移监测装置,其特征在于,进一步包括标尺,设置在第一侧转向机构和第二侧转向结构之间,平行于第一轴块和第二轴块的连线设置。
7.如权利要求5所述的夹钳臂位移监测装置,其特征在于,进一步包括标尺,设置在第一侧转向机构和第二侧转向结构之间,平行于第一轴块和第二轴块的连线设置。
8.一种制动夹钳单元状态监测方法,其特征在于,基于权利要求1至6中任意一项所述的夹钳臂位移监测装置而实现,包括以下步骤:
基于不同制动过程中第一制动夹钳位移的变化检测第一闸片的磨耗量,第二制动夹钳位移的变化检测第二闸片的磨耗量;
基于制动过程中制动夹钳速度的变化,获得:
缓解间隙消除位移:基于缓解间隙消除位移分析制动夹钳缓解间隙;
弹性变形位移:基于弹性变形位移分析制动力。
9.如权利要求8所述的制动夹钳单元状态监测方法,其特征在于,闸片磨耗量的检测方法进一步包括:
在第一闸片和第二闸片初始使用时,启动制动夹钳,检测第一夹钳臂初始位移和第二夹钳臂初始位移,获得第一夹钳臂位移标定值和第二夹钳臂位移标定值;
设定闸片位移极限阈值;
闸片使用后,检测第一夹钳臂实时位移和第二夹钳臂实时位移;
若第一夹钳臂实时位移与第一夹钳臂初始位移差大于闸片位移极限阈值,则判定第一闸片磨耗到限,若第二夹钳臂实时位移与第二夹钳臂初始位移差大于闸片位移极限阈值,则判定第而闸片磨耗到限。
10.如权利要求8或9所述的制动夹钳单元状态监测方法,其特征在于,进一步包括以下步骤:
比较第一夹钳臂实时位移和第二夹钳臂实时位移;
设定位移比较阈值;
若一侧夹钳臂的位移大于另一侧夹钳臂的位移,且差值大于位移比较阈值,则判定位移较大的一侧夹钳臂故障或闸片偏磨。
11.如权利要求8所述的制动夹钳单元状态监测方法,其特征在于,制动夹钳单元进一步包括速度检测单元,用于检测夹钳臂的运动速度;
检测方法进一步包括以下步骤:
制动施加过程中,当夹钳臂的运动速度降低,判断闸片与制动盘接触;
夹钳臂启动位置和闸片与制动盘接触时的运动位移为缓解间隙消除位移;
闸片与制动盘接触后,根据夹钳臂的运动位移,分析其运动速度,将制动施加和制动缓解过程分为:
弹性变形阶段:位移缓慢增加阶段,该阶段为弹性变形阶段,根据弹性变形位移和夹钳臂刚度计算制动力;
制动力保持阶段:位移保持不变阶段;
弹性释放阶段:位移缓慢减小阶段;
缓解间隙恢复阶段:位移快速减小阶段,该阶段为缓解间隙恢复阶段,根据该阶段位移判断缓解间隙是否正常。
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