CN115402373A - 用于检测扣件松动的装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铁路扣件松动检测技术领域，提供一种用于检测扣件松动的装置及系统，包括固定座和活动件，固定座固定设置在被紧固体上，活动件与扣件的螺帽连接，活动件能够随螺帽同步旋转，活动件能够由第一位置移动至第二位置，其中，固定座上设置有电磁屏蔽空间，活动件上设置有电子标签，活动件位于第一位置时，电子标签能够被采集装置检测；活动件位于第二位置时，电子标签位于电磁屏蔽空间内。通过采集装置来检测电子标签的状态来判断扣件的螺帽是否转动，以判断扣件是否松动或具有松动的趋势，可以在铁路扣件的螺帽松动旋转发生时给出预警，有效避免扣件实际脱落的风险；无需改变现有铁路扣件系统结构和安装工艺，不影响其现有的安全结构。
Description
技术领域
本发明涉及铁路扣件松动检测技术领域，尤其涉及一种用于检测扣件松动的装置及系统。
背景技术
由于铁路扣件系统的物理特性及其随着铁路建设地理区位的分布式结构，现有铁路的传统铁路扣件系统监测方式主要是人工定期巡检形式，巡检人员通过敲击扣件听声音、手摸扣件感受其稳定性、塞尺检查弹条与轨距挡板的距离等形式来监测扣件的健康状态。而人工作业形式存在一定的局限性，作业手段对人员的状态依赖性高，巡检时间长、效率低、巡检质量难以控制，其次，受气候条件影响大，不能及时发现危险因素，只有扣件已经严重松动到人工可以感知的程度，才可以通过人工的手段发现危险，无法做到预警的效果。
发明内容
本发明提供一种用于检测扣件松动的装置及系统，用以解决现有技术中采用人工作业来对扣件的健康状态进行检测的手段，巡检时间长、效率低、巡检质量难以控制且受环境影响大，不能及时发现危险因素，无法起到预警的缺陷。
本发明提供一种用于检测扣件松动的装置，包括：
固定座，固定设置在被紧固体上；
活动件，与扣件的螺帽连接，所述活动件能够随所述螺帽同步旋转，所述活动件能够由第一位置移动至第二位置；
其中，所述固定座上设置有电磁屏蔽空间，所述活动件上设置有电子标签；
所述活动件位于第一位置时，所述电子标签能够被采集装置检测；
所述活动件位于第二位置时，所述电子标签位于所述电磁屏蔽空间内。
根据本发明提供的一种用于检测扣件松动的装置，所述固定座上设置有滑动空间，所述滑动空间与所述电磁屏蔽空间连通，且所述活动件设置在所述滑动空间内，所述活动件能够沿所述滑动空间移动至所述电磁屏蔽空间内。
根据本发明提供的一种用于检测扣件松动的装置，还包括：
随动件，与所述螺帽同轴连接，所述随动件与所述活动件传动连接，所述随动件能够带动所述活动件由所述第一位置移动至所述第二位置。
根据本发明提供的一种用于检测扣件松动的装置，所述随动件为外齿圈，所述活动件为齿条，所述齿条与所述外齿圈相啮合，且所述电子标签设置在所述齿条靠近所述电磁屏蔽空间的位置。
根据本发明提供的一种用于检测扣件松动的装置，所述随动件为外齿圈，所述活动件为齿轮，且所述滑动空间的侧壁上设置有弧形齿条，所述齿轮与所述外齿圈和所述弧形齿条均啮合。
根据本发明提供的一种用于检测扣件松动的装置，所述随动件通过固定组件与所述螺帽可拆卸地连接。
根据本发明提供的一种用于检测扣件松动的装置，所述固定组件包括：
固定套，套设在所述螺帽外；
卡箍，箍紧在所述螺帽上；
其中，所述固定套和所述卡箍的其中一者上设置有至少一个卡槽，另一者上设置有至少一个与所述卡槽相适配的凸起，所述凸起嵌在所述卡槽内。
根据本发明提供的一种用于检测扣件松动的装置，所述固定座包括：
第一固定板，与所述被紧固体相对固定；
第二固定板，与所述第一固定板固定连接；
其中，所述电磁屏蔽空间和所述滑动空间位于所述第一固定板和所述第二固定板之间，且所述第一固定板和所述第二固定板分别与所述电磁屏蔽空间相对的位置均设置有金属板或金属涂层。
根据本发明提供的一种用于检测扣件松动的装置，所述电子标签为RFID标签。
本发明还提供一种用于检测扣件松动的系统，包括：
扣件松动检测装置，为如上述任意一项所述的用于检测扣件松动的装置；
采集装置，用于检测所述扣件松动检测装置的电子标签。
本发明提供的用于检测扣件松动的装置及系统，包括固定座和活动件，固定座固定设置在被紧固体上，活动件与扣件的螺帽连接，并且活动件能够随扣件的螺帽同步旋转，螺帽能够带动活动件由第一位置移动至第二位置。固定座上设置有电磁屏蔽空间，活动件上设置有电子标签。当活动件位于第一位置时，电子标签能够被采集装置检测到，则说明此时扣件的螺帽未发生转动，从而说明扣件未松动或没有松动趋势；当活动件位于第二位置时，电子标签位于电磁屏蔽空间内，由于电磁屏蔽空间的电磁屏蔽作用，电子标签无法被采集装置检测到，则说明此时扣件的螺帽发生转动，从而说明扣件松动或有松动趋势。
如此设置，通过采集装置来检测电子标签的状态来判断扣件的螺帽是否转动，从而判断扣件是否松动或具有松动的趋势，可以在铁路扣件的螺帽松动旋转发生时给出预警，可以有效避免扣件实际脱落的风险；并且无需改变现有铁路扣件系统结构和安装工艺，不会改变现有铁路扣件系统的安全设计，不影响其现有的安全结构。
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是本发明提供的第一种可选的实施例的用于检测扣件松动的装置的立体图(隐藏第二固定板)；
图2是本发明提供的第二种可选的实施例的用于检测扣件松动的装置的立体图(隐藏扣件的螺栓和螺帽以及第二固定板)；
图3是本发明提供的第一种可选的实施例的用于检测扣件松动的装置的俯视图(隐藏第二固定板)；
图4是本发明提供的第一种可选的实施例的用于检测扣件松动的装置的俯视图(隐藏扣件的螺栓和螺帽以及第二固定板)；
图5是本发明提供的第一种可选的实施例的用于检测扣件松动的装置的仰视图(隐藏扣件的螺栓和螺帽以及第二固定板)；
图6是本发明提供的第二种可选的实施例的用于检测扣件松动的装置的分解图(隐藏扣件的螺栓和螺帽以及第二固定板)；
图7是本发明提供的用于检测扣件松动的装置的侧视图之一(隐藏第二固定板)；
图8是本发明提供的用于检测扣件松动的装置的侧视图之二(隐藏第二固定板)；
图9是本发明提供的用于检测扣件松动的装置的随动件与固定套的立体图；
图10是本发明提供的用于检测扣件松动的装置的随动件与固定套的俯视图；
图11是本发明提供的用于检测扣件松动的装置的齿条的示意图；
图12是本发明提供的第一种可选的实施例的第一固定板的立体图；
图13是本发明提供的第二种可选的实施例的第一固定板的立体图；
图14是本发明提供的第一种可选的实施例的第二固定板的立体图；
图15是本发明提供的半箍的立体图。
附图标记：
1、螺帽；2、螺栓；3、第一固定板；
4、第二固定板；5、固定套；6、齿条；
7、齿轮；8、外齿圈；9、第一电磁屏蔽槽；
10、电子标签；11、第一滑槽；12、弧形齿条；
13、半箍；31、第一螺纹孔；32、第一通孔；
33、凹槽；41、第二螺纹孔；42、第二通孔；
51、卡槽；91、第二电磁屏蔽槽；111、第二滑槽；
131、凸起；132、连接部；133、限位件。
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15描述本发明的用于检测扣件松动的装置及系统。
如图1所示，本发明提供的一种用于检测扣件松动的装置，可以包括固定座和活动件，其中，固定座固定设置在被紧固体上，活动件与扣件的螺帽1连接，并且活动件能够随扣件的螺帽1同步旋转，活动件能够由第一位置移动至第二位置，即螺帽1能够带动活动件由第一位置移动至第二位置。
此外，固定座上可以设置有电磁屏蔽空间，活动件上可以设置有电子标签10。
当活动件位于第一位置时，电子标签10能够被采集装置检测到，则说明此时扣件的螺帽1未发生转动，从而说明扣件未松动或没有松动趋势。
当活动件位于第二位置时，电子标签10位于电磁屏蔽空间内，由于电磁屏蔽空间的电磁屏蔽作用，电子标签10无法被采集装置检测到，则说明此时扣件的螺帽发生转动，从而说明扣件松动或有松动趋势。
如此设置，通过检测电子标签10来判断扣件的螺帽1是否转动，以判断扣件是否松动或具有松动的趋势，从而可以在铁路扣件的螺帽1松动旋转发生时即可给出预警，可以有效避免扣件实际脱落的风险；并且无需改变现有铁路扣件系统结构和安装工艺，不会改变现有铁路扣件系统的安全设计，不影响其现有的安全结构。
在本发明的可选实施例中，固定座上可以设置有滑动空间，滑动空间与电磁屏蔽空间相连通，并且活动件可以设置在滑动空间内，活动件能够沿滑动空间移动至电磁屏蔽空间内。这样，当螺帽1发生转动时，便于活动件移动至电磁屏蔽空间内。
在本发明的可选实施例中，用于检测扣件松动的装置还可以包括随动件，随动件可以与扣件的螺帽1同轴连接，并且随动件可以与活动件传动连接，随动件能够带动活动件由第一位置移动至第二位置。这样，可以将活动件与扣件的螺帽1传动连接，当螺帽1发生转动时能够带动活动件移动。
在第一种可选的实施例中，如图1和图3所示，随动件可以为外齿圈8，并且活动件可以为齿条6，齿条6可以与外齿圈8相啮合，这样，随动件能够带动活动件移动。
并且，电子标签10可以设置在齿条6靠近电磁屏蔽空间的位置，这样，当螺帽1发生较小松动时即可使电子标签10进入到电磁屏蔽空间内，从而可以检测扣件是否有松动趋势，有利于提高扣件松动检测的精确性，从而可以提高铁轨的安全性能。
在第二种可选的实施例中，如图2和图6所示，随动件可以为外齿圈8，活动件可以为齿轮7，并且滑动空间的侧壁上可以设置有弧形齿条12，齿轮7与外齿圈8和弧形齿条12均啮合。这样，随动件能够带动齿轮7沿弧形齿条12的延伸方向移动，以使齿轮7能够沿滑动空间移动，从而使齿轮7能够进入电磁屏蔽空间内。
在本发明的可选实施例中，随动件可以通过固定组件与扣件的螺帽1可拆卸地连接。这样，便于拆装用于检测扣件松动的装置，从而不会影响扣件的检修或更换或拆装。
在可选的实施例中，固定组件可以包括固定套5和卡箍，固定套5可以套设在扣件的螺帽1外，随动件与固定套5固定连接，卡箍可以箍紧在扣件的螺帽1上。
其中，固定套5和卡箍的其中一者上可以设置有至少一个卡槽51，另一者上可以设置有至少一个凸起131，凸起131与卡槽51相适配，并且凸起131嵌在卡槽51内。这样，通过凸起131和卡槽51的相互配合可以实现固定套5和卡箍的固定连接，从而实现随动件与螺帽1的固定连接。
在本实施例中，固定套5上可以设置有两个卡槽51，卡箍上设置有两个凸起131，两个凸起131分别与两个卡槽51相对应设置，并且两个凸起131分别嵌入两个卡槽51内。这样，可以提高固定套5和卡箍连接的稳固性，从而可以避免固定套5和卡箍两者发生相对转动。
在可选的实施例中，卡箍可以包括两个半箍13，两个半箍13可拆卸地连接，并且两个半箍13上均设置有一个凸起131，以使两个半箍13均能够与固定套5连接。这样，便于拆装扣件和随动件。
在本实施例中，两个半箍13可以通过连接螺钉可拆卸地连接。
这里，凸起131可以通过连接部132与半箍13连接为一体式结构，在使用时，两个半箍13可以套设在螺帽1的底部，或者，两个半箍13可以套设在螺帽1的顶部，并使连接部132和凸起131伸入到固定套5和螺帽之间，使凸起131嵌入卡槽51内。
并且，半箍13的底部或顶部可以设置有限位件133，限位件133可以卡在螺帽1的底端或顶端，这样，可以提高半箍13与螺帽1连接的稳定性。
在一种方式中，固定套5与随动件可以为一体式结构，这样，能够提高固定套5与随动件连接的稳固性，并能够减少连接结构，提高随动件与扣件的螺帽1连接的稳固性。
在另一种方式中，固定套5与随动件可拆卸地连接，这样，当固定套5和随动件的其中一者损坏时便于更换，从而有利于降低成本；并且便于拆装。
在本发明的可选实施例中，固定座可以包括第一固定板3和第二固定板4，第一固定板3可以与被紧固体相对固定，第二固定板4可以与第一固定板3固定连接。
这里，当扣件的螺帽发生松动旋转时，第一固定板3和第二固定板4被相对固定于被紧固件上，第一固定板3和第二固定板4不会随着螺帽旋转产生同步旋转。
其中，电磁屏蔽空间和滑动空间可以位于第一固定板3和第二固定板4之间，并且第一固定板3和第二固定板4分别与电磁屏蔽空间相对的位置均设置有金属板或金属涂层，从而使电磁屏蔽空间起到电磁屏蔽的作用。
在本实施例中，第一固定板3上可以设置有第一电磁屏蔽槽9和第一滑槽11，第二固定板4上可以设置第二电磁屏蔽槽91和第二滑槽111，第二固定板4盖合在第一固定板3上，第一电磁屏蔽槽9和第二电磁屏蔽槽91相对接形成电磁屏蔽空间，第一滑槽11和第二滑槽111相对接形成滑动空间。这里，第一电磁屏蔽槽9和第二电磁屏蔽槽91的槽壁均设置有金属涂层。
在可选的实施例中，第一固定板3和第二固定板4可以通过多个连接件可拆卸地连接。具体地，连接件可以为连接螺栓。
在可选的实施例中，第一固定板3上可以设置有供固定套5(螺帽1或螺栓2)穿过的第一通孔32，第二固定板4上可以设置有供固定套5穿过的第二通孔42，并且第一固定板3上可以设置有用于容纳随动件的凹槽33，凹槽33与第一通孔32和滑槽连通，以便于随动件与固定套5和活动件分别连接。这里，随动件的外径大于通孔的孔径，这样，凹槽33的槽底能够对随动件起到一定的限位支撑作用。
在可选的实施例中，固定座可以通过连接组件与被紧固体连接。
这里，被紧固体可以为扣件的垫片，连接组件可以包括多个长螺栓，并且，垫片上可以设置有多个连接孔，固定座上设置有多个与连接孔一一对应的螺纹孔，螺纹孔与长螺栓螺纹配合，多个长螺栓分别穿过多个螺纹孔后穿过或嵌入多个连接孔。这样，通过多个长螺栓可以使固定座和垫片连接，并使其相对固定。
具体地，第一固定板3上设置有多个第一螺纹孔31，第二固定板4上设置有多个第二螺纹孔41，多个长螺栓分别穿过多个第二螺纹孔41、第一螺纹孔31后穿过或嵌入多个连接孔。
需要说明的是，扣件的弹条使垫片与铁轨相对固定。
在本发明的可选实施例中，电子标签10可以为RFID标签，这样，可以利用RFID技术检测扣件的松动。
这里，RFID标签可以存储有用于检测扣件松动的装置的编码信息和位置信息。
具体地，电子标签10可以为无源电子标签，具体可以为纳米材料标签或墨水纹身标签。
下面对本发明提供的用于检测扣件松动的系统进行描述，下文描述的用于检测扣件松动的系统与上文描述的用于检测扣件松动的装置可相互对应参照。
本发明提供的一种用于检测扣件松动的系统，可以包括扣件松动检测装置和采集装置，扣件松动检测装置可以为上述任意一项实施例所述的用于检测扣件松动的装置，采集装置用于检测扣件松动检测装置的电子标签10。
需要说明的是，采集装置可以为能够采集到RFID标签的信息的装置。
这里，用于检测扣件松动的系统还可以包括巡检设备，采集装置设置在巡检设备上，操作人员可以利用巡检设备沿铁路线快速巡检，使采集装置自动采集扣件松动检测装置的状态，即采集装置自动地采集扣件松动检测装置的电子标签10的信息，当采集装置采集到电子标签10的信息时说明此处的扣件未松动，当采集装置未采集到的电子标签10的信息时说明此处的扣件发生松动或具有松动趋势。
在本发明的可选实施例中，用于检测扣件松动的系统还可以包括云端数据平台和报警装置，采集装置可以与云端数据平台通信连接，云端数据平台与报警装置通信连接。采集装置可以将扣件松动检测装置的位置信息和编码信息以及扣件松动检测装置的状态信息传递给云端数据平台，云端数据平台根据接收到的信息计算出对应的扣件的健康状态，对于松动的或具有松动趋势的扣件给出预警，并将预警生成工单，以供操作人员查看，从而便于所属工务段的操作人员到现场进行处理工作，这样，可以提升对铁路工务扣件松动巡检工作效率。
在可选的实施例中，用于检测扣件松动的系统还可以包括辅助电子标签，辅助电子标签可以设置在与扣件松动检测装置相对应的铁轨上，并且，辅助电子标签内可以存储有扣件松动检测装置的编码信息和位置信息，利用采集装置可以采集辅助电子标签的信息、并将辅助电子标签的信息传递给云端数据平台。
当采集装置只能采集到的辅助电子标签的信息时，而不能采集(或检测)到扣件松动检测装置的电子标签10的信息时，说明此处的扣件的螺帽发生旋转，即此处的扣件具有松动趋势或发生松动，云端数据平台可以根据接收到的辅助电子标签和采集装置未采集到扣件松动检测装置的电子标签10的信息确定出扣件的健康状态为发生松动或具有松动趋势，并生成工单，使操作人员可以直观地知道松动或具有松动趋势的扣件的编号和位置。
当采集装置均采集到辅助电子标签和扣件松动检测装置的电子标签10的信息时，说明此处的扣件未发生松动或没有松动趋势。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
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 (10)
1.一种用于检测扣件松动的装置，其特征在于，包括：
固定座，固定设置在被紧固体上；
活动件，与扣件的螺帽连接，所述活动件能够随所述螺帽同步旋转，所述活动件能够由第一位置移动至第二位置；
其中，所述固定座上设置有电磁屏蔽空间，所述活动件上设置有电子标签；
所述活动件位于第一位置时，所述电子标签能够被采集装置检测；
所述活动件位于第二位置时，所述电子标签位于所述电磁屏蔽空间内。
2.根据权利要求1所述的用于检测扣件松动的装置，其特征在于，所述固定座上设置有滑动空间，所述滑动空间与所述电磁屏蔽空间连通，且所述活动件设置在所述滑动空间内，所述活动件能够沿所述滑动空间移动至所述电磁屏蔽空间内。
3.根据权利要求2所述的用于检测扣件松动的装置，其特征在于，还包括：
随动件，与所述螺帽同轴连接，所述随动件与所述活动件传动连接，所述随动件能够带动所述活动件由所述第一位置移动至所述第二位置。
4.根据权利要求3所述的用于检测扣件松动的装置，其特征在于，所述随动件为外齿圈，所述活动件为齿条，所述齿条与所述外齿圈相啮合，且所述电子标签设置在所述齿条靠近所述电磁屏蔽空间的位置。
5.根据权利要求3所述的用于检测扣件松动的装置，其特征在于，所述随动件为外齿圈，所述活动件为齿轮，且所述滑动空间的侧壁上设置有弧形齿条，所述齿轮与所述外齿圈和所述弧形齿条均啮合。
6.根据权利要求3所述的用于检测扣件松动的装置，其特征在于，所述随动件通过固定组件与所述螺帽可拆卸地连接。
7.根据权利要求6所述的用于检测扣件松动的装置，其特征在于，所述固定组件包括：
固定套，套设在所述螺帽外；
卡箍，箍紧在所述螺帽上；
其中，所述固定套和所述卡箍的其中一者上设置有至少一个卡槽，另一者上设置有至少一个与所述卡槽相适配的凸起，所述凸起嵌在所述卡槽内。
8.根据权利要求2所述的用于检测扣件松动的装置，其特征在于，所述固定座包括：
第一固定板，与所述被紧固体相对固定；
第二固定板，与所述第一固定板固定连接；
其中，所述电磁屏蔽空间和所述滑动空间位于所述第一固定板和所述第二固定板之间，且所述第一固定板和所述第二固定板分别与所述电磁屏蔽空间相对的位置均设置有金属板或金属涂层。
9.根据权利要求1所述的用于检测扣件松动的装置，其特征在于，所述电子标签为RFID标签。
10.一种用于检测扣件松动的系统，其特征在于，包括：
扣件松动检测装置，为如权利要求1-9任意一项所述的用于检测扣件松动的装置；
采集装置，用于检测所述扣件松动检测装置的电子标签。
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