CN115165188A - 一种采集轮轨力信号的无线遥测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采集轮轨力信号的无线遥测设备，包括：无线遥测模块、供电模块、信号传输模块以及控制器，无线遥测模块安装在列车的车轮轴上；电源输出感应模块安装在列车的转向架上，电源接收感应线圈安装在车轮轴上且与无线遥测模块电连接；信号接收感应模块安装在列车的转向架上，信号输出感应线圈安装在车轮轴上且与无线遥测模块信号接通；控制器安装在列车的转向架上且其与电源输出感应模块电连接，控制器与信号接收感应模块信号接通。本发明通过在车轮轴上固定无线遥测模块以及电源接收感应线圈和信号输出感应线圈，列车上安装有电源输出感应模块和信号接收感应模块，该设置使得无线遥测模块与控制器实现非接触式电力输送和信号输送。

Description

一种采集轮轨力信号的无线遥测设备

技术领域

本发明涉及列车轨道检测领域，更具体地说是涉及一种采集轮轨力信号的无线遥测设备。

背景技术

目前轮轨力检测方法按照检测位置可以分为地面测试法和车载测试法。车载测试法能够随车对线路轨道状态进行全线测量，具有独特的技术优势，车载测试法又可分为测力轮对法、轴测法和间接测量法。其中测力轮对法是目前应用最多的城市轨道交通轮轨力检测方法。

目前常用的轮轨力检测系统一般搭载在运营电客车或者综合检测列车上，检测系统的主要包括测力轮对、集流环、振动加速度传感器、速度传感器、信号采集设备、工控机和配套采集分析软件等，测力轮对的一个或多个车轮上贴附有用于检测轮轨力的应变片。

传统的轮轨力采集系统中的测力轮对和数据采集仪之间通过集流环进行连接，集流环能将应变片产生的电信号线从车轴端部引出，使旋转车轮和固定车载测试系统之间进行电信号交换，但需要对车轴打穿线孔，从而破坏了车轴原始结构。随着地铁智能化运维水平的提高，轮轨力的长期在线监测，已经成为迫切需要解决的技术问题，传统的轮轨力检测系统由于破坏了轮对既有结构，长期在线运行存在疲劳破坏的风险。

因此，如何提供一种采集轮轨力信号的无线遥测设备，使其能够克服上述问题，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种采集轮轨力信号的无线遥测设备。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种采集轮轨力信号的无线遥测设备，安装在列车上，对车轮上安装的应变片产生的轮轨力信号进行采集，包括：

无线遥测模块，所述无线遥测模块安装在所述列车的车轮轴上；

供电模块，所述供电模块包括电源输出感应模块和电源接收感应线圈，所述电源输出感应模块安装在所述列车的转向架上且其与所述电源接收感应线圈能够实现无线式电连接，所述电源接收感应线圈安装在所述车轮轴上且与所述无线遥测模块电连接；

信号传输模块，所述信号传输模块包括信号接收感应模块和信号输出感应线圈，所述信号接收感应模块安装在所述列车的转向架上且其与所述信号输出感应线圈能够实现无线式信号输送，所述信号输出感应线圈安装在所述车轮轴上且与所述无线遥测模块信号接通；

控制器，所述控制器安装在所述列车的转向架上且其与所述电源输出感应模块电连接，所述控制器与所述信号接收感应模块信号接通。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种采集轮轨力信号的无线遥测设备，本发明通过在车轮轴上固定无线遥测模块，该设置保证该遥测设备能够有效地进行轮轨力信号的采集；车轮轴上还固定有分别与无线遥测模块进行电力传输和信号传输的电源接收感应线圈和信号输出感应线圈，而列车上安装有分别对无线遥测模块进行无线式电力输送和无线式信号传输的电源输出感应模块和信号接收感应模块，该设置使得无线遥测模块与控制器实现非接触式电力输送和信号输送。

优选的，还包括遥测工装，所述遥测工装包括均设置有两个的半环形的连接件和半环形的连接板，两个所述连接件的端部各自固定且二者之间紧箍有所述车轮轴，一个所述连接件的外壁上开设有豁口，所述豁口内安装有所述无线遥测模块；两个所述连接板各自与两个所述连接件固定，两个所述连接板的板面对齐且均垂直于所述车轮轴布置，所述车轮轴限位在两个所述连接板之间，所述电源接收感应线圈和所述信号输出感应线圈均同轴套设在所述车轮轴上，两个所述连接板均限位在所述电源接收感应线圈和所述信号输出感应线圈之间，所述电源接收感应线圈和所述信号输出感应线圈均与两个所述连接板固定。该设置确保无线遥测模块、电源接收感应线圈以及信号输出感应线圈能够可靠地固定在车轮轴上。

优选的，还包括保护壳，所述保护壳一端开口且其嵌装在所述豁口内，所述无线遥测模块布置在所述保护壳与所述连接件共同限定的区域内。该设置确保无线遥测模块能够可靠地与连接件固定。

优选的，还包括安装架和感应盒，所述安装架固定在对所述车轮轴进行转动支撑的车架上，所述感应盒与所述安装架固定，所述电源输出感应模块和所述信号接收感应模块均限位在所述感应盒内且二者的感应端各自与所述电源接收感应线圈和所述信号输出感应线圈位置对应。该设置确保电源输出感应模块和信号接收感应模块能够可靠地通过安装架与车架固定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是一种采集轮轨力信号的无线遥测设备的轴测示意图；

图2是一种采集轮轨力信号的无线遥测设备安装在车架上的轴测示意图；

图3是一种采集轮轨力信号的无线遥测设备中无线遥测模块的轴测图；

图4是一种采集轮轨力信号的无线遥测设备中连接件的轴测图；

图5是一种采集轮轨力信号的无线遥测设备中的连接示意简图。

在图中：

1为无线遥测模块、2为车轮轴、3为无线接收机、4为振动采集盒、5为感应电源盒、6为110V直流电源、7为连接件、8为连接板、9为保护壳、10为安装架、11为感应盒。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

本发明公开了一种采集轮轨力信号的无线遥测设备，本发明通过在车轮轴2上固定无线遥测模块1，该设置保证该遥测设备能够有效地进行轮轨力信号的采集；车轮轴2上还固定有分别与无线遥测模块1进行电力传输和信号传输的电源接收感应线圈和信号输出感应线圈，而列车上安装有分别对无线遥测模块1进行无线式电力输送和无线式信号传输的电源输出感应模块和信号接收感应模块，该设置使得无线遥测模块1与控制器实现非接触式电力输送和信号输送，无需在车轮轴2上进行打孔穿线，适用于城市轨道交通的长期在线监测，将轮轨力的无线遥测设备安装在日常运行的电客车上可以避免传统的人工检测所带来的任务量大的问题，能够高效地对铁路线路进行全程轮轨力检测，及时发现超出常规的异常作用力，准确地判定影响运行安全性和平稳性的线路缺陷以及具体地点，对于轨道线路的日常维护具有重要的指导意义。

实施例

参见附图1-5为本发明的一种实施方式的整体和部分结构示意图，本发明具体公开了一种采集轮轨力信号的无线遥测设备，安装在列车上，对车轮上安装的应变片(图中未示出)产生的轮轨力信号进行采集，包括：

无线遥测模块1，无线遥测模块1安装在列车的车轮轴2上，无线遥测模块1以及其与应变片的无线信号传输属于成熟的现有技术，故本实施例不再对其进行具体地展开说明。

供电模块，供电模块包括电源输出感应模块和与其适配的电源接收感应线圈，电源输出感应模块安装在列车的转向架上且其与电源接收感应线圈能够实现无线式电连接，电源接收感应线圈安装在车轮轴2上且与无线遥测模块1电连接，电源输出感应模块通过电源接收感应线圈对无线遥测模块1进行供电。

信号传输模块，信号传输模块包括信号接收感应模块和与其适配的信号输出感应线圈，信号接收感应模块安装在列车的转向架上且其与信号输出感应线圈能够实现无线式信号输送，信号输出感应线圈安装在车轮轴2上且与无线遥测模块1信号接通，无线遥测模块1通过信号输出感应线圈与信号接收感应模块实现信号的传输。

电源输出感应模块与电源接收感应线圈以及二者之间的无线式输电的原理和信号接收感应模块与信号输出感应线圈以及二者之间的无线信号传输的原理均属成熟的现有技术，故本实施例不再对其进行具体地展开说明。

控制器，控制器安装在列车的转向架上，控制器包括无线接收机3、振动采集盒4、感应电源盒5以及110V直流电源6，其中感应电源盒5与电源输出感应模块电性连接，以此实现对无线遥测模块1的持续供电；无线接收机3的接收端与信号接收感应模块通过信号线接通，无线接收机3的输出端与振动采集盒4的接收端通过信号线接通；无线遥测模块1发出的信号依次经过信号输出感应线圈、信号接收感应模块以及无线接收机3传递至振动采集盒4，振动采集盒4再通过以太网将测量信号传至外部计算机进行分析处理；110V直流电源6负责对无线接收机3和振动采集盒4进行直流供电。无线接收机3以及振动采集盒4均属于现有技术，故本实施例不再对其进行具体的解释说明。

进一步具体的，还包括遥测工装，遥测工装包括均设置有两个的半环形的连接件7和半环形的连接板8，两个连接件7的端部各自通过螺栓固定且二者之间紧箍有车轮轴2，确保车轮轴2在高速运转时，两个连接件7相对于车轮轴2不会发生相对转动，其中一个连接件7的外壁上开设有豁口，豁口内安装有无线遥测模块1；两个连接板8各自与两个连接件7通过焊接或者螺栓连接的方式固定，两个连接件7能够拼接呈一圆管，两个连接板8能够拼接呈一个环形板，拼接形成的环形板的外径大于拼接形成的圆管的外径，这样设置的目的是便于对电源接收感应线圈和信号输出感应线圈进行布置，两个连接板8的板面对齐且均垂直于车轮轴2布置，车轮轴2限位在两个连接板8之间，电源接收感应线圈和信号输出感应线圈均同轴套设在车轮轴2上，两个连接板8均限位在电源接收感应线圈和信号输出感应线圈之间，电源接收感应线圈和信号输出感应线圈均与两个连接板8通过粘接的方式固定。

进一步具体的，还包括保护壳9，保护壳9一端开口且其嵌装在豁口内并通过螺栓与连接件7固定，无线遥测模块1布置在保护壳9与连接件7共同限定的区域内，并且确保无线遥测模块1的检测端要靠近车轮轴2布置。

进一步具体的，还包括安装架10和感应盒11，安装架10整体呈T形且其两相对的端部各自通过螺栓固定在对车轮轴2进行转动支撑的车架上，感应盒11与安装架10的一个端部固定，电源输出感应模块和信号接收感应模块均限位在感应盒11内且二者的感应端各自与电源接收感应线圈和信号输出感应线圈位置对应，并且电源输出感应模块与电源接收感应线圈以及信号接收感应模块与信号输出感应线圈之间具有合理的间隙。

该遥测设备的工作过程：

无线遥测模块1进行轮轨力信号采集，然后将采集到的信号依次通过信号输出感应线圈、信号接收感应模块、无线接收机3以及振动采集盒4传递至外部计算机。

感应电源盒5通过电源输出感应模块与电源接收感应线圈对无线遥测模块1进行供电。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种采集轮轨力信号的无线遥测设备，安装在列车上，对车轮上安装的应变片产生的轮轨力信号进行采集，其特征在于，包括：

无线遥测模块(1)，所述无线遥测模块(1)安装在所述列车的车轮轴(2)上；

供电模块，所述供电模块包括电源输出感应模块和电源接收感应线圈，所述电源输出感应模块安装在所述列车的转向架上且其与所述电源接收感应线圈能够实现无线式电连接，所述电源接收感应线圈安装在所述车轮轴(2)上且与所述无线遥测模块(1)电连接；

信号传输模块，所述信号传输模块包括信号接收感应模块和信号输出感应线圈，所述信号接收感应模块安装在所述列车的转向架上且其与所述信号输出感应线圈能够实现无线式信号输送，所述信号输出感应线圈安装在所述车轮轴(2)上且与所述无线遥测模块(1)信号接通；

控制器，所述控制器安装在所述列车的转向架上且其与所述电源输出感应模块电连接，所述控制器与所述信号接收感应模块信号接通。

2.根据权利要求1所述的一种采集轮轨力信号的无线遥测设备，其特征在于，还包括遥测工装，所述遥测工装包括均设置有两个的半环形的连接件(7)和半环形的连接板(8)，两个所述连接件(7)的端部各自固定且二者之间紧箍有所述车轮轴(2)，一个所述连接件(7)的外壁上开设有豁口，所述豁口内安装有所述无线遥测模块(1)；两个所述连接板(8)各自与两个所述连接件(7)固定，两个所述连接板(8)的板面对齐且均垂直于所述车轮轴(2)布置，所述车轮轴(2)限位在两个所述连接板(8)之间，所述电源接收感应线圈和所述信号输出感应线圈均同轴套设在所述车轮轴(2)上，两个所述连接板(8)均限位在所述电源接收感应线圈和所述信号输出感应线圈之间，所述电源接收感应线圈和所述信号输出感应线圈均与两个所述连接板(8)固定。

3.根据权利要求2所述的一种采集轮轨力信号的无线遥测设备，其特征在于，还包括保护壳(9)，所述保护壳(9)一端开口且其嵌装在所述豁口内，所述无线遥测模块(1)布置在所述保护壳(9)与所述连接件(7)共同限定的区域内。

4.根据权利要求2所述的一种采集轮轨力信号的无线遥测设备，其特征在于，还包括安装架(10)和感应盒(11)，所述安装架(10)固定在对所述车轮轴(2)进行转动支撑的车架上，所述感应盒(11)与所述安装架(10)固定，所述电源输出感应模块和所述信号接收感应模块均限位在所述感应盒(11)内且二者的感应端各自与所述电源接收感应线圈和所述信号输出感应线圈位置对应。

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