CN115092196A - 用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架及自动驾驶轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道车辆技术领域，提供一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架及自动驾驶轨道车辆。该用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架包括构架、一位端检测装置和二位端检测装置，一位端检测装置包括检测横梁以及设置于检测横梁上的检测箱，检测箱中设有脱轨检测模块和障碍物检测模块，检测横梁安装于构架的一位端，检测箱与构架的一位端相连；二位端检测装置包括安装横梁、设置于安装横梁上的数据感应模块以及设置于二位端轮对上的轮轨力检测模块，安装横梁安装于构架的二位端，轮轨力检测模块与数据感应模块通信连接。本发明提供的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，能够检测动力学安全性和平稳性指标，并且不影响轨道车辆的正常安全运营。

Description

用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架及自动驾驶轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架及自动驾驶轨道车辆。

背景技术

目前，随着轨道车辆技术水平的不断提升，轨道车辆运行状态监测在车辆运行中的地位越来越重要，一些轨道车辆在行驶要求中加入了对动力学安全性和平稳性的检测需求，且不能影响轨道车辆的正常安全运营。然而，现有的轨道车辆无法满足上述要求，因此亟需设计一种能够检测动力学安全性和平稳性指标的轨道车辆。

发明内容

本发明提供一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，能够检测动力学安全性和平稳性指标，且不影响轨道车辆的正常安全运营。

本发明实施例还提供一种自动驾驶轨道车辆。

本发明实施例提供一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，包括：

构架；

一位端检测装置，包括检测横梁以及设置于所述检测横梁上的检测箱，所述检测箱中设有脱轨检测模块和障碍物检测模块，所述检测横梁安装于所述构架的一位端，所述检测箱与所述构架的一位端相连；

二位端检测装置，包括安装横梁、设置于所述安装横梁上的数据感应模块以及设置于二位端轮对上的轮轨力检测模块，所述安装横梁安装于所述构架的二位端，所述轮轨力检测模块与所述数据感应模块通信连接。

根据本发明实施例提供的一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，述构架包括两个侧梁，各所述侧梁的一位端分别设有第一安装座和第二安装座，所述第一安装座位于所述第二安装座的下方；所述检测横梁的两端分别与两个所述第一安装座对应固定连接；

所述检测箱设有两个，两个所述检测箱分别与两个所述侧梁一一对应设置，且各所述检测箱上朝向所述侧梁的一侧分别设有安装板，两个所述安装板分别与两个所述第二安装座对应固定连接。

根据本发明实施例提供的一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，所述检测横梁包括两个对称设置的横梁连接段，两个所述横梁连接段之间焊接，两个所述检测箱对应安装在两个所述横梁连接段上；

还包括两个一级防脱组件，各所述一级防脱组件均包括第一固定座、第一防脱安全绳和第二固定座，两个所述第一固定座分别与两个所述横梁连接段对应固定连接，两个所述第一防脱安全绳的一端分别与两个所述第一固定座对应活动连接，两个所述第一防脱安全绳的另一端分别与两个所述第二固定座对应活动连接，两个所述第二固定座适于与车体底架连接。

根据本发明实施例提供的一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，各所述检测箱的底部分别固设有安装底座，两个所述安装底座对应安装在两个所述横梁连接段上；

还包括两个二级防脱组件，两个所述一级防脱组件设置于两个所述二级防脱组件之间，两个所述二级防脱组件设置于两个所述安装底座之间；各所述二级防脱组件均包括第三固定座和第二防脱安全绳，两个所述第三固定座分别与两个所述横梁连接段对应固定连接，两个所述第二防脱安全绳的一端分别与两个所述第三固定座对应活动连接，两个所述第二防脱安全绳的另一端分别与两个所述安装底座对应固定连接。

根据本发明实施例提供的一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，两个所述检测箱上相面对的一侧分别设有连接器接口，所述脱轨检测模块和所述障碍物检测模块分别通过第一线缆与所述连接器接口相连，所述连接器接口适于通过第二线缆与车载主机相连。

根据本发明实施例提供的一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，所述二位端轮对包括二位端车轴以及设置于所述二位端车轴上的两个二位端车轮；在所述二位端轮对上设有两个所述轮轨力检测模块，各所述轮轨力检测模块均包括轮轨力检测组件以及与所述轮轨力检测组件通信连接的数据采集模块；两个所述轮轨力检测组件对应设置于两个所述二位端车轮上，两个所述数据采集模块对应设置于所述二位端车轴上靠近各所述轮轨力检测组件的位置处，两个所述数据采集模块分别与所述数据感应模块无线通信连接。

根据本发明实施例提供的一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，所述轮轨力检测组件包括横向桥检测组件、垂向桥检测组件和位置桥检测组件，所述横向桥检测组件和所述垂向桥检测组件分别设置于所述二位端车轮的外侧，所述位置桥检测组件设置于所述二位端车轮的内侧；

所述横向桥检测组件包括横向桥路和横向桥路应变片，所述横向桥路设有两个，每个所述横向桥路分别与四个所述横向桥路应变片相配合，所述横向桥路的各端部分别与两个所述横向桥路应变片对应连接；各所述横向桥路应变片呈环状布置于所述二位端车轮的辐板外侧面上，且各所述横向桥路应变片环设形成的圆环与所述二位端车轮同心设置；与所述横向桥路的同一端部连接的两个所述横向桥路应变片相邻设置；

所述垂向桥检测组件包括垂向桥路和垂向桥路应变片，所述垂向桥路设有三个，每个所述垂向桥路分别与四个所述垂向桥路应变片相配合，所述垂向桥路的各端部分别与两个所述垂向桥路应变片对应连接；各所述垂向桥路应变片呈环状布置于所述二位端车轮的辐板外侧面上，各所述垂向桥路应变片环设形成的圆环与所述二位端车轮同心设置，各所述垂向桥路应变片环设形成的圆环半径大于各所述横向桥路应变片环设形成的圆环半径，且各所述垂向桥路应变片与各所述横向桥路应变片之间交错布置；与所述垂向桥路的同一端部连接的两个所述垂向桥路应变片相邻设置；

所述位置桥检测组件包括位置桥路和位置桥路应变片，所述位置桥路设有三个，每个所述位置桥路分别与四个所述位置桥路应变片相配合，所述位置桥路的各端部分别与两个所述位置桥路应变片对应连接；各所述位置桥路应变片呈环状布置于所述二位端车轮的辐板内侧面上，各所述位置桥路应变片环设形成的圆环与所述二位端车轮同心设置，且各所述位置桥路应变片环设形成的圆环半径与各所述垂向桥路应变片环设形成的圆环半径相同；与所述位置桥路的同一端部连接的两个所述位置桥路应变片相邻设置；

各所述横向桥路、各所述垂向桥路和各所述位置桥路分别与所述数据采集模块相连。

根据本发明实施例提供的一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，所述安装横梁的两端分别设有第三安装座，两个所述第三安装座分别与两个所述侧梁的二位端对应固定连接。

根据本发明实施例提供的一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，所述安装横梁的中部安装有第四安装座，所述数据感应模块安装于所述第四安装座上；所述第四安装座上还安装有供电模块，所述供电模块与所述数据感应模块电连接，所述数据感应模块适于与车载主机通信连接。

根据本发明实施例提供的一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，所述安装横梁上还设有两个防脱保护组件，所述第四安装座设置于两个所述防脱保护组件之间；各所述防脱保护组件均包括第一固定件、第三防脱安全绳和第二固定件，所述第三防脱安全绳为环状结构，所述第一固定件和所述第二固定件对应连接于所述第三防脱安全绳的相对两侧，所述第一固定件与所述安装横梁固定连接，所述第二固定件适于与车体底架连接。

根据本发明实施例提供的一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，在各所述侧梁的二位端的位置处分别安装有构架振动加速度计，各所述构架振动加速度计适于与车载主机相连；

所述二位端轮对的两端分别设有二位端轴箱，在各所述二位端轴箱的前盖上分别安装有轴箱振动加速度计，各所述轴箱振动加速度计适于与所述车载主机通信连接。

根据本发明实施例提供的一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，在各所述二位端轴箱的箱体上分别安装有PHM复合传感器，各所述PHM复合传感器适于与所述车载主机通信连接；

在其中一个所述二位端轴箱的前盖上安装有接地装置，所述接地装置适于与所述车载主机通信连接；在另一个所述二位端轴箱的前盖上安装有制动速度传感器，所述制动速度传感器适于与所述车载主机通信连接。

根据本发明实施例提供的一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，所述构架振动加速度计的外部设有第一金属防护盒，所述第一金属防护盒的底部固设有第一绝缘底座，所述第一绝缘底座与所述侧梁固定连接；所述构架振动加速度计的信号输出端伸出至所述第一金属防护盒的外部；

所述轴箱振动加速度计的外部设有第二金属防护盒，所述第二金属防护盒的底部固设有第二绝缘底座，所述第二绝缘底座与所述二位端轴箱的前盖固定连接；所述轴箱振动加速度计的信号输出端伸出至所述第二金属防护盒的外部。

本发明实施例还提供一种自动驾驶轨道车辆，包括车体，所述车体设有车载主机，还包括上述实施例的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，所述用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架与所述车载主机通信连接。

本发明实施例提供的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，通过设置一位端检测装置和二位端检测装置，用于对车辆行驶过程中的动力学参数进行检测，其中一位端检测装置包括检测横梁和检测箱，将检测箱设置在检测横梁上，在检测箱中设置脱轨检测模块和障碍物检测模块，将检测横梁安装于构架的一位端，并将检测箱与构架的一位端相连，从而能够通过障碍物检测模块进行障碍物检测，通过脱轨检测模块进行车辆脱轨检测；其中二位端检测装置包括安装横梁、数据感应模块和轮轨力检测模块，将安装横梁安装于构架的二位端，将数据感应模块设置在安装横梁上，将轮轨力检测模块设置在二位端轮对上，从而能够通过轮轨力检测模块进行轮轨力检测，并通过数据感应模块对轮轨力检测数据进行传输。由此，本发明实施例的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，通过在车辆运行过程中进行障碍物检测、车辆脱轨检测以及轮轨力检测，能够实现收集、传输测得的动力学参数，从而获取车辆运行动力学安全性和平稳性指标，实现实时监测车辆运行的安全性和平稳性，并且不影响轨道车辆的正常安全运营，进而确保车辆运行的安全性和平稳性。

本发明实施例提供的自动驾驶轨道车辆，包括上述实施例的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架。由于该自动驾驶轨道车辆设置有上述实施例的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，使得该自动驾驶轨道车辆具有上述实施例的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架的全部优点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架的俯视结构示意图；

图2是本发明实施例提供的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架的仰视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架的检测横梁的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架的安装横梁的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架的第四安装座的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架的二位端车轮的装配结构示意图；

图7是本发明实施例提供的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架的构架振动加速度计在装配后的主视结构示意图；

图8是本发明实施例提供的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架的构架振动加速度计在装配后的俯视结构示意图；

图9是图8的A-A向剖视图。

附图标记：

100、构架；200、一位端检测装置；300、二位端检测装置；

1、检测横梁；101、横梁连接段；2、检测箱；201、安装板；202、连接器接口；3、安装横梁；4、数据感应模块；5、二位端轮对；501、二位端车轴；502、二位端车轮；6、侧梁；7、第一安装座；8、第二安装座；9、一级防脱组件；901、第一固定座；902、第一防脱安全绳；903、第二固定座；10、安装底座；11、二级防脱组件；111、第三固定座；112、第二防脱安全绳；12、第三安装座；13、第四安装座；131、支撑板；132、连接板；133、端板；134、止挡部；14、供电模块；15、防脱保护组件；151、第一固定件；152、第三防脱安全绳；153、第二固定件；16、构架振动加速度计；17、第四线缆；18、二位端轴箱；19、轴箱振动加速度计；20、第五线缆；21、PHM复合传感器；22、第六线缆；23、接地装置；24、第七线缆；25、第一金属防护盒；26、第一绝缘底座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图9描述本发明的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架的具体实施例。

如图1和图2所示，本发明实施例的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架(下文简称拖车转向架)，包括构架100、一位端检测装置200和二位端检测装置300，也即，一位端检测装置200设置于拖车转向架的一位端，二位端检测装置300设置于拖车转向架的二位端，通过设置一位端检测装置200和二位端检测装置300，用于对车辆行驶过程中的动力学参数进行检测。

其中，一位端检测装置200，包括检测横梁1以及设置于检测横梁1上的检测箱2，检测箱2中设有脱轨检测模块(图中未示)和障碍物检测模块(图中未示)，通过障碍物检测模块能够在车辆运行过程中进行障碍物检测，通过脱轨检测模块能够在车辆运行过程中进行车辆脱轨检测。当脱轨检测模块和障碍物检测模块检测到脱轨信号或障碍物信号后，能够将脱轨信号和障碍物信号实时传输至车载主机。通过将检测横梁1安装在构架100的一位端，能够使车辆运行过程中对前行方向的障碍物以及车辆前端的脱轨情况及时监测，从而进行及时处理，进而确保车辆的运行的安全性和平稳性。通过将检测箱2与构架100的一位端相连，能够实现检测箱2在构架100上的稳定、可靠安装，有效防止检测箱2在车辆运行过程中脱落，进而确保脱轨检测模块和障碍物检测模块的正常工作。

其中，二位端检测装置300包括安装横梁3、设置于安装横梁3上的数据感应模块4以及设置于二位端轮对5上的轮轨力检测模块(图中未示)，安装横梁3安装于构架100的二位端，轮轨力检测模块与数据感应模块4通信连接。也即，构架100在一位端和二位端对应安装有一位端轮对和二位端轮对5。通过将轮轨力检测模块设置在二位端轮对5上，能够在车辆运行过程中进行轮轨力检测。轮轨力检测模块检测收集到轮轨力数据后能够实时传输至数据感应模块4，数据感应模块4能够将轮轨力数据实时传输至车载主机。

由此，本发明实施例的拖车转向架，通过在车辆运行过程中进行障碍物检测、车辆脱轨检测以及轮轨力检测，能够实现收集、传输测得的动力学参数，从而获取车辆运行动力学安全性和平稳性指标，实现实时监测车辆运行的安全性和平稳性，并且不影响轨道车辆的正常安全运营，进而确保车辆运行的安全性和平稳性。

本发明实施例的拖车转向架，由于能够在不影响轨道车辆的正常安全运营前提下，进而动力学安全性和平稳性指标的检测，使得车辆运行的安全性和平稳性得到了有效保障，因此能够实现轨道车辆的无人驾驶功能。

在本发明的实施例中，由于拖车转向架上不需要安装驱动装置，因此具有足够的空间安装用于检测动力学参数的各检测部件。本发明实施例的拖车转向架，通过在构架100上增设检测横梁1和安装横梁3，将用于检测动力学参数的多个部件都安装在检测横梁1和安装横梁3上，因此不影响传统构架的结构，可以在传统的构架上组装检测横梁1和安装横梁3，即可改装成本发明实施例的拖车转向架，从而满足动力学安全性和平稳性指标的检测需求，组装方便，改装成本低，无需重新设计构架。

如图1至图3所示，在本发明的一些实施例中，构架100包括两个侧梁6，各侧梁6的一位端分别设有第一安装座7和第二安装座8，第一安装座7位于第二安装座8的下方。检测横梁1的两端分别与两个第一安装座7对应固定连接，从而实现检测横梁1在构架100一位端的可靠、稳定装配。

其中，检测箱2设有两个，两个检测箱2分别与两个侧梁6一一对应设置，且各检测箱2上朝向侧梁6的一侧分别设有安装板201，两个安装板201分别与两个第二安装座8对应固定连接，从而实现检测箱2在构架100一位端的稳固、可靠装配，防止检测箱2与检测横梁1在连接失效后脱落，进一步确保了车辆运行的安全性。

在本发明的一些实施例中，检测横梁1包括两个对称设置的横梁连接段101，两个横梁连接段101之间焊接，两个检测箱2对应安装在两个横梁连接段101上。也即，两个检测箱2对称布置在检测横梁1的两端。

具体来说，该拖车转向架还包括两个一级防脱组件9，各一级防脱组件9均包括第一固定座901、第一防脱安全绳902和第二固定座903，两个第一固定座901分别与两个横梁连接段101对应固定连接，两个第一防脱安全绳902的一端分别与两个第一固定座901对应活动连接，两个第一防脱安全绳902的另一端分别与两个第二固定座903对应活动连接，两个第二固定座903适于与车体底架连接。通过设置两个一级防脱组件9，能够实现检测横梁1与车体底架之间的可靠连接，从而实现对检测横梁1的一级防护，有效防止发生检测横梁1断裂损坏后掉落轨道而影响车辆的正常运行，进而确保车辆运行的安全性。

如图1至图3所示，在本发明的一些实施例中，各检测箱2的底部分别固设有安装底座10，两个安装底座10对应安装在两个横梁连接段101上，从而实现检测箱2在检测横梁1上的稳固、可靠装配。

具体来说，该拖车转向架还包括两个二级防脱组件11，两个一级防脱组件9设置于两个二级防脱组件11之间，两个二级防脱组件11设置于两个安装底座10之间。各二级防脱组件11均包括第三固定座111和第二防脱安全绳112，两个第三固定座111分别与两个横梁连接段101对应固定连接，两个第二防脱安全绳112的一端分别与两个第三固定座111对应活动连接，两个第二防脱安全绳112的另一端分别与两个安装底座10对应固定连接。通过设置两个二级防脱组件11，能够实现检测横梁1与安装底座10之间的可靠连接，从而实现对检测横梁1的二级防护。也即，由于检测箱2与侧梁6之间的稳固装配以及检测箱2与安装底座10之间的稳固装配，当一级防脱组件9失效后，检测横梁1仍然能够在二级防脱组件11的作用下，有效防止检测横梁1发生断裂损坏后掉落轨道而影响车辆的正常运行，进一步确保车辆运行的安全性。

如图3所示，在本发明的一些实施例中，两个检测箱2上相面对的一侧分别设有连接器接口202，脱轨检测模块和障碍物检测模块分别通过第一线缆与连接器接口202相连，连接器接口202适于通过第二线缆与车载主机相连。也即，脱轨检测模块和障碍物检测模块能够将检测信号及时反馈至车载主机，以便于车载主机对车辆运行过程中发生的障碍物及脱轨情况进行及时处理，从而确保车辆运行的安全性。

具体来说，障碍物检测模块能够将探测的障碍物碰撞所传递的能量转化为检测信号实时传递至车载主机，从而通过车载主机控制触发车辆紧急制动，同时车载主机将该信息经由TCMS系统上传至控制中心，以便管理人员及时处理。脱轨检测模块能够将探测的车辆发生脱轨时的机械变形转化为检测信号实时传递至车载主机，从而通过车载主机控制触发车辆紧急制动，同时车载主机将该信息经由TCMS系统上传至控制中心，以便管理人员及时处理。

如图1和图2所示，在本发明的一些实施例中，二位端轮对5包括二位端车轴501以及设置于二位端车轴501上的两个二位端车轮502。在二位端轮对5上设有两个轮轨力检测模块，各轮轨力检测模块均包括轮轨力检测组件以及与轮轨力检测组件通信连接的数据采集模块。两个轮轨力检测组件对应设置于两个二位端车轮502上，两个数据采集模块对应设置于二位端车轴501上靠近各轮轨力检测组件的位置处，两个数据采集模块分别与数据感应模块4无线通信连接，数据感应模块4与车载主机通信连接。也即，在轨道车辆运行过程中，轮轨间相互接触产生轮轨力，通过轮轨力检测组件能够检测二位端车轮502的变形，并将检测数据实时传输至数据采集模块，数据采集模块再将采集的检测数据实时传输至数据感应模块4，数据感应模块4再将采集的检测数据实时传输至车载主机，车载主机基于采集的检测数据进行轮对标定和解耦处理，获得轮轨垂向力和轮轨横向力，并通过进一步的数据处理得到实时脱轨系数、轮重减载率以及轮轴横向力，然后车载主机再将获取的数据通过以太网上传至TCMS系统。

由此，通过在二位端轮对5上设置轮轨力检测模块，能够在不影响轮对制动功能的前提下实时监测车辆运行过程中的轮轨力数据，满足车辆制动热容量要求，从而确保车辆运行的安全性和平稳性。

具体来说，轮轨力检测组件包括横向桥检测组件、垂向桥检测组件和位置桥检测组件，横向桥检测组件和垂向桥检测组件分别设置于二位端车轮502的外侧，位置桥检测组件设置于二位端车轮502的内侧。也即，通过设置横向桥检测组件、垂向桥检测组件和位置桥检测组件的布置方式，能够对二位端车轮502不同位置处的轮轨力变形数据进行检测，从而减小测量误差，提高轮轨力测量精度。

其中，横向桥检测组件包括横向桥路和横向桥路应变片，横向桥路设有两个，每个横向桥路分别与四个横向桥路应变片相配合，横向桥路的各端部分别与两个横向桥路应变片对应连接。各横向桥路应变片呈环状布置于二位端车轮502的辐板外侧面上，且各横向桥路应变片环设形成的圆环与二位端车轮502同心设置。与横向桥路的同一端部连接的两个横向桥路应变片相邻设置。其中，各横向桥路分别与数据采集模块相连。

也即，每个横向桥路的一端分别连接两个横向桥路应变片，每个横向桥路的另一端分别连接两个横向桥路应变片，由此，该横向桥检测组件包括两个横向桥路和8个横向桥路应变片。这8个横向桥路应变片呈圆环状间隔布置在二位端车轮502的辐板外侧面上，设定这8个横向桥路应变片所处的位置为第一圆环位置。通过这8个横向桥路应变片能够检测二位端车轮502的辐板外侧面的第一圆环位置处的辐板变形数据，然后再通过两个横向桥路将检测数据实时传输至数据采集模块，数据采集模块再将检测数据实时传送至数据感应模块4，数据感应模块4再将采集的检测数据实时传输至车载主机。

其中，垂向桥检测组件包括垂向桥路和垂向桥路应变片，垂向桥路设有三个，每个垂向桥路分别与四个垂向桥路应变片相配合，垂向桥路的各端部分别与两个垂向桥路应变片对应连接。各垂向桥路应变片呈环状布置于二位端车轮502的辐板外侧面上，各垂向桥路应变片环设形成的圆环与二位端车轮502同心设置，各垂向桥路应变片环设形成的圆环半径大于各横向桥路应变片环设形成的圆环半径，且各垂向桥路应变片与各横向桥路应变片之间交错布置。与垂向桥路的同一端部连接的两个垂向桥路应变片相邻设置。其中，各垂向桥路分别与数据采集模块相连。

也即，每个垂向桥路的一端分别连接两个垂向桥路应变片，每个垂向桥路的另一端分别连接两个垂向桥路应变片，由此，该垂向桥检测组件包括三个垂向桥路和12个垂向桥路应变片。这12个垂向桥路应变片呈圆环状间隔布置在二位端车轮502的辐板外侧面上，并且这12个垂向桥路应变片环设在8个横向桥路应变片的外围，设定这12个垂向桥路应变片所处的位置为第二圆环位置。通过这12个垂向桥路应变片能够检测二位端车轮502的辐板外侧面的第二圆环位置处的辐板变形数据，然后再通过三个垂向桥路将检测数据实时传输至数据采集模块，数据采集模块再将检测数据实时传送至数据感应模块4，数据感应模块4再将采集的检测数据实时传输至车载主机。

其中，位置桥检测组件包括位置桥路和位置桥路应变片，位置桥路设有三个，每个位置桥路分别与四个位置桥路应变片相配合，位置桥路的各端部分别与两个位置桥路应变片对应连接。各位置桥路应变片呈环状布置于二位端车轮502的辐板内侧面上，各位置桥路应变片环设形成的圆环与二位端车轮502同心设置，且各位置桥路应变片环设形成的圆环半径与各垂向桥路应变片环设形成的圆环半径相同。与位置桥路的同一端部连接的两个位置桥路应变片相邻设置。各位置桥路分别与数据采集模块相连。

也即，每个位置桥路的一端分别连接两个位置桥路应变片，每个位置桥路的另一端分别连接两个位置桥路应变片，由此，该位置桥检测组件包括三个位置桥路和12个位置桥路应变片。这12个位置桥路应变片呈圆环状间隔布置在二位端车轮502的辐板内侧面上，设定这12个位置桥路应变片所处的位置为第三圆环位置，则垂向桥路应变片所处的第二圆环位置和位置桥路应变片所处的第三圆环位置对称布置在二位端车轮502的内外两侧。通过这12个位置桥路应变片能够检测二位端车轮502的辐板内侧面的第三圆环位置处的辐板变形数据，然后再通过三个位置桥路将检测数据实时传输至数据采集模块，数据采集模块再将检测数据实时传送至数据感应模块4，数据感应模块4再将采集的检测数据实时传输至车载主机。

由此，通过在二位端车轮502的辐板外侧面的不同圆环位置处分别设置横向桥路应变片和垂向桥路应变片，能够检测二位端车轮502的辐板外侧面上不同位置处的辐板变形数据。而且将各横向桥路应变片与各垂向桥路应变片交错布置，能够进一步提高测量精度，减少测量误差。通过在二位端车轮502的辐板内侧面上设置位置桥路应变片，能够检测二位端车轮502的辐板内侧面上对应位置处的辐板变形数据。通过对各横向桥路应变片、各垂向桥路应变片以及各垂向桥路应变片采集的辐板变形数据进行综合处理，能够识别轮轨接触点位置，并消除接触位置影响，从而提高解耦特性，从而有效减小轮轨力检测的测量误差，提高测量精度。

如图1、图2和图4所示，在本发明的一些实施例中，所述安装横梁3的两端分别设有第三安装座12，两个第三安装座12分别与两个侧梁6的二位端对应固定连接，从而实现安装横梁3在构架100二位端的稳固、可靠装配。

如图1、图2和图4所示，在本发明的一些实施例中，安装横梁3的中部安装有第四安装座13，第四安装座13朝向二位端对应的方向延伸设置，数据感应模块4安装于第四安装座13上，不仅能够实现数据感应模块4在安装横梁3上的稳固、可靠装配，而且便于数据感应模块4接收来自数据采集模块的轮轨力检测数据。

其中，第四安装座13上还安装有供电模块14，供电模块14与数据感应模块4电连接，数据感应模块4可以通过第三线缆与车载主机相连。当然，数据感应模块4也可以与车载主机无线通信连接。供电模块14用于为数据感应模块4供电，以确保数据感应模块4能够将从数据采集模块接收的轮轨力检测数据实时传输至车载主机，以实现对车辆运行的安全性和平稳性的实时监测。

如图4和图5所示，具体来说，第四安装座13包括座体和支撑板131。其中，支撑板131安装于座体上，在支撑板131上构造有两个安装部，以使支撑板131和两个安装部之间形成U形卡槽，支撑板131通过该U形卡槽卡接于座体上，并且支撑板131与座体之间通过螺栓连接固定，两个安装部分别用于安装数据感应模块4和供电模块14。

其中，座体包括一对间隔设置的连接板132和一个端板133，一对连接板132的第一端与安装横梁3固定连接，一对连接板132的第二端分别与端板133的两端相连，其中一个连接板132设有朝向另一个连接板132方向延伸的止挡部134，支撑板131卡装于端板133和止挡部134之间的连接板132上。也即，第四安装座13这种结构形式，不仅能够实现第四安装座13在安装横梁3上可靠装配，而且便于实现数据感应模块4和供电模块14在第四安装座13上的可靠装配。

如图1、图2和图4所示，在本发明的一些实施例中，安装横梁3上还设有两个防脱保护组件15，第四安装座13设置于两个防脱保护组件15之间。各防脱保护组件15均包括第一固定件151、第三防脱安全绳152和第二固定件153，第三防脱安全绳152为环状结构的钢丝绳，第一固定件151和第二固定件153对应连接于第三防脱安全绳152的相对两侧，第一固定件151与安装横梁3固定连接，第二固定件153适于与车体底架连接。也即，通过设置两个防脱保护组件15，能够实现安装横梁3与车体底架之间的可靠连接，从而实现对安装横梁3的可靠防护，有效防止发生安装横梁3断裂损坏后掉落轨道而影响车辆的正常运行，确保数据感应模块4和供电模块14在构架二位端的可靠装配固定，进而确保车辆运行的安全性。

如图6所示，在本发明的一些实施例中，在各侧梁6的二位端的位置处分别安装有构架振动加速度计16，各构架振动加速度计16可以通过第四线缆17与车载主机相连。通过设置构架振动加速度计16，能够在车辆运行过程中实时检测构架100的振动数据，并通过第四线缆17将构架振动数据实时传递至车载主机，车载主机通过对构架振动数据进行处理获取构架振动加速度，从而实时监测构架100的振动加速度。

其中，二位端轮对5的两端分别设有二位端轴箱18，在各二位端轴箱18的前盖上分别安装有轴箱振动加速度计19，各轴箱振动加速度计19可以通过第五线缆20与所述车载主机相连。通过设置轴箱振动加速度计19，能够在车辆运行过程中实时检测二位端轴箱18的振动数据，并通过第五线缆20将轴箱振动数据实时传递至车载主机，车载主机通过对轴箱振动数据进行处理获取轴箱振动加速度，从而实时监测二位端轴箱18的振动加速度。

由此，通过实时监测构架100的振动加速度及二位端轴箱18的振动加速度，能够获取车辆运行平稳性指标，进而确保车辆的运行的安全性和平稳性。

如图6所示，在本发明的一些实施例中，在各二位端轴箱18的箱体上分别安装有PHM复合传感器21，各PHM复合传感器21可以通过第六线缆22与车载主机相连。通过设置PHM复合传感器21，能够在车辆运行过程中实时检测二位端轴箱18处的温度及运行状态等PHM数据，并通过第六线缆22将PHM数据实时传递至车载主机，车载主机通过对PHM数据进行处理获取车辆运行的健康状态，进一步确保车辆的运行的安全性和平稳性。

如图6所示，在本发明的一些实施例中，在其中一个二位端轴箱18的前盖上安装有接地装置23，该接地装置23可以通过第七线缆24与车载主机相连。在另一个二位端轴箱18的前盖上安装有制动速度传感器(图中未示)，制动速度传感器可以通过第八线缆与所述车载主机相连。通过设置接地装置23和制动速度传感器，进一步确保车辆的运行的安全性和平稳性。

如图6至图9所示，在本发明的一些实施例中，构架振动加速度计16的外部设有第一金属防护盒25，第一金属防护盒25的底部固设有第一绝缘底座26，第一绝缘底座26与侧梁6固定连接。构架振动加速度计16的信号输出端穿过第一金属防护盒25与第四线缆17相连。也即，通过设置第一金属防护盒25，能够对构架振动加速度计16进行有效保护。通过设置第一绝缘底座26，能够实现构架振动加速度计16在侧梁6上的可靠安装。

同理，轴箱振动加速度计19的外部设有第二金属防护盒，第二金属防护盒的底部固设有第二绝缘底座，第二绝缘底座与二位端轴箱18的前盖固定连接。轴箱振动加速度计19的信号输出端穿过第二金属防护盒与第五线缆20相连。也即，通过设置第二金属防护盒，能够对轴箱振动加速度计19进行有效保护。通过设置第二绝缘底座，能够实现轴箱振动加速度计19在二位端轴箱18上的可靠安装。

另一方面，本发明实施例还提供一种自动驾驶轨道车辆，包括车体，所述车体设有车载主机，还包括上述实施例的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，所述用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架与所述车载主机通信连接。其中，车载主机可以设置在驾驶室内。

由于该自动驾驶轨道车辆设置有上述实施例的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，使得该自动驾驶轨道车辆具有上述实施例的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架的全部优点。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，其特征在于，包括：

构架(100)；

一位端检测装置(200)，包括检测横梁(1)以及设置于所述检测横梁(1)上的检测箱(2)，所述检测箱(2)中设有脱轨检测模块和障碍物检测模块，所述检测横梁(1)安装于所述构架(100)的一位端，所述检测箱(2)与所述构架(100)的一位端相连；

二位端检测装置(300)，包括安装横梁(3)、设置于所述安装横梁(3)上的数据感应模块(4)以及设置于二位端轮对(5)上的轮轨力检测模块，所述安装横梁(3)安装于所述构架(100)的二位端，所述轮轨力检测模块与所述数据感应模块(4)通信连接。

2.根据权利要求1所述的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，其特征在于，所述构架(100)包括两个侧梁(6)，各所述侧梁(6)的一位端分别设有第一安装座(7)和第二安装座(8)，所述第一安装座(7)位于所述第二安装座(8)的下方；所述检测横梁(1)的两端分别与两个所述第一安装座(7)对应固定连接；

所述检测箱(2)设有两个，两个所述检测箱(2)分别与两个所述侧梁(6)一一对应设置，且各所述检测箱(2)上朝向所述侧梁(6)的一侧分别设有安装板(201)，两个所述安装板(201)分别与两个所述第二安装座(8)对应固定连接。

3.根据权利要求2所述的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，其特征在于，所述检测横梁(1)包括两个对称设置的横梁连接段(101)，两个所述横梁连接段(101)之间焊接，两个所述检测箱(2)对应安装在两个所述横梁连接段(101)上；

还包括两个一级防脱组件(9)，各所述一级防脱组件(9)均包括第一固定座(901)、第一防脱安全绳(902)和第二固定座(903)，两个所述第一固定座(901)分别与两个所述横梁连接段(101)对应固定连接，两个所述第一防脱安全绳(902)的一端分别与两个所述第一固定座(901)对应活动连接，两个所述第一防脱安全绳(902)的另一端分别与两个所述第二固定座(903)对应活动连接，两个所述第二固定座(903)适于与车体底架连接。

4.根据权利要求3所述的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，其特征在于，各所述检测箱(2)的底部分别固设有安装底座(10)，两个所述安装底座(10)对应安装在两个所述横梁连接段(101)上；

还包括两个二级防脱组件(11)，两个所述一级防脱组件(9)设置于两个所述二级防脱组件(11)之间，两个所述二级防脱组件(11)设置于两个所述安装底座(10)之间；各所述二级防脱组件(11)均包括第三固定座(111)和第二防脱安全绳(112)，两个所述第三固定座(111)分别与两个所述横梁连接段(101)对应固定连接，两个所述第二防脱安全绳(112)的一端分别与两个所述第三固定座(111)对应活动连接，两个所述第二防脱安全绳(112)的另一端分别与两个所述安装底座(10)对应固定连接。

5.根据权利要求2至4任一项所述的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，其特征在于，两个所述检测箱(2)上相面对的一侧分别设有连接器接口(202)，所述脱轨检测模块和所述障碍物检测模块分别通过第一线缆与所述连接器接口(202)相连，所述连接器接口(202)适于通过第二线缆与车载主机相连。

6.根据权利要求1至4任一项所述的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，其特征在于，所述二位端轮对(5)包括二位端车轴(501)以及设置于所述二位端车轴(501)上的两个二位端车轮(502)；在所述二位端轮对(5)上设有两个所述轮轨力检测模块，各所述轮轨力检测模块均包括轮轨力检测组件以及与所述轮轨力检测组件通信连接的数据采集模块；两个所述轮轨力检测组件对应设置于两个所述二位端车轮(502)上，两个所述数据采集模块对应设置于所述二位端车轴(501)上靠近各所述轮轨力检测组件的位置处，两个所述数据采集模块分别与所述数据感应模块(4)无线通信连接。

7.根据权利要求6所述的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，其特征在于，所述轮轨力检测组件包括横向桥检测组件、垂向桥检测组件和位置桥检测组件，所述横向桥检测组件和所述垂向桥检测组件分别设置于所述二位端车轮(502)的外侧，所述位置桥检测组件设置于所述二位端车轮(502)的内侧；

所述横向桥检测组件包括横向桥路和横向桥路应变片，所述横向桥路设有两个，每个所述横向桥路分别与四个所述横向桥路应变片相配合，所述横向桥路的各端部分别与两个所述横向桥路应变片对应连接；各所述横向桥路应变片呈环状布置于所述二位端车轮(502)的辐板外侧面上，且各所述横向桥路应变片环设形成的圆环与所述二位端车轮(502)同心设置；与所述横向桥路的同一端部连接的两个所述横向桥路应变片相邻设置；

所述垂向桥检测组件包括垂向桥路和垂向桥路应变片，所述垂向桥路设有三个，每个所述垂向桥路分别与四个所述垂向桥路应变片相配合，所述垂向桥路的各端部分别与两个所述垂向桥路应变片对应连接；各所述垂向桥路应变片呈环状布置于所述二位端车轮(502)的辐板外侧面上，各所述垂向桥路应变片环设形成的圆环与所述二位端车轮(502)同心设置，各所述垂向桥路应变片环设形成的圆环半径大于各所述横向桥路应变片环设形成的圆环半径，且各所述垂向桥路应变片与各所述横向桥路应变片之间交错布置；与所述垂向桥路的同一端部连接的两个所述垂向桥路应变片相邻设置；

所述位置桥检测组件包括位置桥路和位置桥路应变片，所述位置桥路设有三个，每个所述位置桥路分别与四个所述位置桥路应变片相配合，所述位置桥路的各端部分别与两个所述位置桥路应变片对应连接；各所述位置桥路应变片呈环状布置于所述二位端车轮(502)的辐板内侧面上，各所述位置桥路应变片环设形成的圆环与所述二位端车轮(502)同心设置，且各所述位置桥路应变片环设形成的圆环半径与各所述垂向桥路应变片环设形成的圆环半径相同；与所述位置桥路的同一端部连接的两个所述位置桥路应变片相邻设置；

各所述横向桥路、各所述垂向桥路和各所述位置桥路分别与所述数据采集模块相连。

8.根据权利要求2至4任一项所述的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，其特征在于，所述安装横梁(3)的两端分别设有第三安装座(12)，两个所述第三安装座(12)分别与两个所述侧梁(6)的二位端对应固定连接。

9.根据权利要求1至4任一项所述的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，其特征在于，所述安装横梁(3)的中部安装有第四安装座(13)，所述数据感应模块(4)安装于所述第四安装座(13)上；所述第四安装座(13)上还安装有供电模块(14)，所述供电模块(14)与所述数据感应模块(4)电连接，所述数据感应模块(4)适于与车载主机通信连接。

10.根据权利要求9所述的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，其特征在于，所述安装横梁(3)上还设有两个防脱保护组件(15)，所述第四安装座(13)设置于两个所述防脱保护组件(15)之间；各所述防脱保护组件(15)均包括第一固定件(151)、第三防脱安全绳(152)和第二固定件(153)，所述第三防脱安全绳(152)为环状结构，所述第一固定件(151)和所述第二固定件(153)对应连接于所述第三防脱安全绳(152)的相对两侧，所述第一固定件(151)与所述安装横梁(3)固定连接，所述第二固定件(153)适于与车体底架连接。

11.根据权利要求2至4任一项所述的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，其特征在于，在各所述侧梁(6)的二位端的位置处分别安装有构架振动加速度计(16)，各所述构架振动加速度计(16)适于与车载主机通信连接；

所述二位端轮对(5)的两端分别设有二位端轴箱(18)，在各所述二位端轴箱(18)的前盖上分别安装有轴箱振动加速度计(19)，各所述轴箱振动加速度计(19)适于与所述车载主机通信连接。

12.根据权利要求11所述的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，其特征在于，在各所述二位端轴箱(18)的箱体上分别安装有PHM复合传感器(21)，各所述PHM复合传感器(21)适于与所述车载主机通信连接；

在其中一个所述二位端轴箱(18)的前盖上安装有接地装置(23)，所述接地装置(23)适于与所述车载主机相连；在另一个所述二位端轴箱(18)的前盖上安装有制动速度传感器，所述制动速度传感器适于与所述车载主机通信连接。

13.根据权利要求11所述的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，其特征在于，所述构架振动加速度计(16)的外部设有第一金属防护盒(25)，所述第一金属防护盒(25)的底部固设有第一绝缘底座(26)，所述第一绝缘底座(26)与所述侧梁(6)固定连接；所述构架振动加速度计(16)的信号输出端伸出至所述第一金属防护盒(25)的外部；

所述轴箱振动加速度计(19)的外部设有第二金属防护盒，所述第二金属防护盒的底部固设有第二绝缘底座，所述第二绝缘底座与所述二位端轴箱(18)的前盖固定连接；所述轴箱振动加速度计(19)的信号输出端伸出至所述第二金属防护盒的外部。

14.一种自动驾驶轨道车辆，其特征在于，包括车体，所述车体设有车载主机，还包括如权利要求1至13任一项所述的用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架，所述用于自动驾驶轨道车辆的拖车转向架与所述车载主机通信连接。

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