CN116296483B - 模拟万吨级列车试验台的制动缸状态监测方法和监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于模拟列车试验台制动缸技术领域，具体涉及模拟万吨级列车试验台的制动缸状态监测方法和监测系统，包括：获取若干传感器的编号，得到列车车号表；通过传感器获取对应制动缸的活塞是否伸出的信号，同时根据列车车号表，获取活塞是否伸出的信号对应的车号，并获取对应制动缸的指示灯信号，并获取活塞伸出时对应制动缸的伸出顺序；根据伸出顺序，以及获取的活塞伸出时对应的车号，得到列车制动顺序表；根据列车制动顺序表，以及所述指示灯信号，获取若干制动缸的制动状态信息。本发明的监测方法和监测系统能实现高效地、准确地对模拟万吨级列车试验台上各制动缸的制动情况等进行实时监测，为模拟列车试验台的试验分析工作提供数据支撑。

Description

模拟万吨级列车试验台的制动缸状态监测方法和监测系统

技术领域

本发明属于模拟列车试验台制动缸技术领域，具体涉及模拟万吨级列车试验台的制动缸状态监测方法和监测系统。

背景技术

随着铁路车辆运行速度的不断提高，对铁路车辆制动系统的检修提出了更高的要求。目前，铁路车辆制动系统的机械控制核心都是制动缸，其性能直接关系到制动系统的制动效果，对制动缸检修后的性能试验，大部分检修单位仍延用肉眼观读手工检测记录方式，使试验数据的准确性及真实性与实际结果有一定的差异，进而影响到铁路车辆的安全性能。

模拟列车试验台的制动缸活塞分为保压（活塞在缸内）、制动（活塞伸出）、缓解（活塞缩回）三个状态，现有模拟列车试验台制动缸状态由试验人员进行肉眼评估，不仅效率低，而且准确度受人为因素的影响较大。而且，对于模拟万吨级列车试验台的试验，制动缸数量极大，且各个制动缸的伸出状态等情况各不同，难以实现制动缸万吨级的监测需求，其对于后续试验模拟准确性改善和分析具有极大难度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的模拟列车试验台制动缸监测方法效率低、评估不准确、难以满足万吨级制动缸的制动情况监测需求的缺陷，提供模拟万吨级列车试验台的制动缸状态监测方法和监测系统，该监测方法和监测系统能够实现高效地、准确地对模拟万吨级列车试验台上各制动缸的制动情况等进行实时监测，为模拟列车试验台的试验分析工作提供数据支撑。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了模拟万吨级列车试验台的制动缸状态监测方法，包括以下步骤：

获取若干传感器的编号，若干传感器与若干制动缸一一对应，若干制动缸与若干列车一一对应，得到列车车号表，所述列车车号表中若干制动缸依次进行排序编号；其中若干制动缸的总重为万吨级；

在模拟列车试验台上对若干制动缸依次开启制动的过程中，通过传感器获取对应制动缸的活塞是否伸出的信号，同时根据所述列车车号表，获取活塞是否伸出的信号对应的车号；

根据所述制动缸的活塞是否伸出的信号，获取对应制动缸的指示灯信号，并获取活塞伸出时对应制动缸的伸出顺序；其中活塞伸出的信号对应第一指示灯信号，活塞未伸出的信号对应第二指示灯信号；

根据所述活塞伸出时对应制动缸的伸出顺序，以及获取的活塞伸出时对应的车号，与列车车号表，得到列车制动顺序表；所述列车制动顺序表为在列车车号表中基于所述伸出顺序向前依次排列而调整得到的制动排序表；

根据所述列车制动顺序表，以及所述指示灯信号，获取若干制动缸的制动状态信息；所述制动状态信息包括制动的制动缸车号、制动的制动缸顺序、未制动的制动缸车号。

在一些优选实施方式中，所述传感器为漫反射传感器。

在一些优选实施方式中，所述根据所述列车车号表，获取活塞是否伸出的信号对应的车号，包括：

在获取活塞伸出的信号时，基于所述列车车号表，获取活塞伸出时对应的车号；

在获取活塞未伸出的信号时，基于所述列车车号表，获取活塞未伸出时对应的车号。

在一些优选实施方式中，所述第一指示灯信号为绿灯，第二指示灯信号为红灯。

第二方面，本发明提供一种模拟万吨级列车试验台的制动缸状态监测系统，包括：

试验台架；

若干制动缸，其分别安装在所述试验台架上；且所述制动缸上设置可伸缩的活塞，活塞伸出时为制动状态，活塞未伸出时为非制动状态；

若干传感器，其与制动缸一一对应，且其安装在所述制动缸上并靠近对应的制动缸中活塞而设置，用于监测制动缸的活塞是否伸出并发出相应信号；

信号采集板卡，其与若干传感器分别进行电连接；

PLC控制系统，其与所述信号采集板卡进行电连接，其执行第一方面所述的监测方法。

在一些优选实施方式中，还包括：

传感器支架，其包括U型板、第一侧板、第二侧板和中板，所述第一侧板、第二侧板分别与U型板的两端连接或一体成型，且第一侧板和第二侧板之间的距离沿远离U型板的方向逐渐增大，所述中板设置在所述U型板的开口端上方且位于所述第一侧板和第二侧板的端部侧面之间，且所述中板的中部开设有用于安装传感器的安装槽孔；所述U型板、第一侧板、第二侧板围成制动缸活塞的伸缩通道，伸缩通道位于所述中板的下方；用于传感器监测活塞是否伸出。

更优选地，所述传感器通过螺母由上而下的固定在所述安装槽孔中。

更优选地，所述第一侧板、第二侧板的远离U型板一端均设置有固定耳板，所述固定耳板安装在所述制动缸前挡上。

更优选地，还包括：

挡块，其位于所述伸缩通道的外端，且其厚度与制动缸活塞的行程相匹配，用于控制制动缸活塞的伸出行程；

安装耳板，其安装在所述挡块的上方，且其具有安装孔，所述U型板穿过所述安装孔以固定挡块的位置。

进一步优选地，所述挡块通过安装耳板的安装孔直接挂接在所述U型板上。

有益效果：

本发明的监测方法通过上述技术方案，能够实现万吨级（如3万吨以上）模拟列车试验台上各制动缸活塞伸出状态的实时监测，并对活塞伸出的先后顺序根据车号进行排序；从而利于准确获知未制动的制动缸车号以进一步分析处理，同时能够准确获知制动缸制动的先后顺序，为模拟列车试验台的试验分析工作提供数据支撑。本发明通过采用非接触式的传感器进行实时监测的同时，能够满足制动缸活塞的正常伸出与缩回，不影响模拟列车试验台的正常使用；且能够满足多种实验需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明的传感器支架的一种实施方式的结构示意图；

图2为挡块的一种实施方式的结构示意图；

图3为本发明的一种实施方式的监测界面的列车车号表图；

图4为本发明的一种实施方式的监测界面的列车制动顺序表图。

附图标记说明

1、U型板，2、第一侧板，3、第二侧板,4、中板，41、安装槽孔；5、挡块，6、安装耳板。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，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。

第一方面，本发明提供了一种模拟万吨级列车试验台的制动缸状态监测方法，包括以下步骤：

S1、获取若干传感器的编号，若干传感器与若干制动缸一一对应，若干制动缸与若干列车一一对应，得到列车车号表，所述列车车号表中若干制动缸依次进行排序编号；其中若干制动缸的总重为万吨级；

S2、在模拟列车试验台上对若干制动缸依次开启制动的过程中，通过传感器获取对应制动缸的活塞是否伸出的信号，同时根据所述列车车号表，获取活塞是否伸出的信号对应的车号；

S3、根据所述制动缸的活塞是否伸出的信号，获取对应制动缸的指示灯信号，并获取活塞伸出时对应制动缸的伸出顺序；其中活塞伸出的信号对应第一指示灯信号，活塞未伸出的信号对应第二指示灯信号；

S4、根据所述活塞伸出时对应制动缸的伸出顺序，以及获取的活塞伸出时对应的车号，与列车车号表，得到列车制动顺序表；所述列车制动顺序表为在列车车号表中基于所述伸出顺序向前依次排列而调整得到的制动排序表；

S5、根据所述列车制动顺序表，以及所述指示灯信号，获取若干制动缸的制动状态信息；所述制动状态信息包括制动的制动缸车号、制动的制动缸顺序、未制动的制动缸车号。

本发明S1中，可以理解的是，在模拟列车试验台中，以若干制动缸模拟若干列车进行制动试验，若干制动缸与若干列车一一对应。本发明通过对与制动缸对应的传感器进行编号，来对模拟的相应的列车车号进行编号，以便于后续获取制动信息。

本发明所述传感器可以为位移、距离等传感器。在一些优选实施方式中，所述传感器为漫反射传感器。漫反射传感器例如可以为市售的洛施达M12漫反射激光开关。该优选方案下，能够更准确的监测制动缸活塞是否伸出，更利于实现精准监测。

本发明S2中所述对若干制动缸依次开启制动的方式可以为本领域现有的方法，例如可以通过气动控制若干制动缸的依次制动。

S2中优选地，在模拟列车试验台进行制动操作后，各制动缸活塞依次伸出，当制动缸活塞挡住传感器发射光源，传感器即可接收到制动缸活塞伸出的信号。

S2中，在获取制动缸是否制动的信号（也即制动缸的活塞是否伸出）的同时，获取该制动缸对应的车号。

在一些优选实施方式中，所述根据所述列车车号表，获取活塞是否伸出的信号对应的车号，包括：

在获取活塞伸出的信号时，基于所述列车车号表，获取活塞伸出时对应的车号；

在获取活塞未伸出的信号时，基于所述列车车号表，获取活塞未伸出时对应的车号。

本发明S3中，基于制动缸是否制动的信号，获取其相应的指示灯信号，同时获取该制动缸的伸出顺序。示例性的，对于车号依次为1、2、3的制动缸，若其活塞制动情况依次为伸出、未伸出、伸出，则其相应的指示灯信号依次为第一指示灯信号、第二指示灯信号、第一指示灯信号，伸出顺序对应为车号1制动缸、车号3制动缸。

在一些优选实施方式中，所述第一指示灯信号为绿灯，第二指示灯信号为红灯。该优选方案下，在制动缸制动时显示绿灯，非制动时显示红灯，便于醒目的提醒技术人员。

本发明S4中，基于伸出顺序以及对应的车号与列车车号表（如图3所示），得到列车制动顺序表；也即，在列车车号表中，根据伸出顺序将列车车号表中的部分制动的制动缸按照伸出的先后顺序向前移动并依次排列，列车车号表中未制动的制动缸顺位排序。示例性的，对于车号依次为1、2、3的制动缸，在车号2制动缸未伸出的情况下其他均伸出，车号3制动缸向前顺移至第二位，伸出顺序对应为车号1制动缸、车号3制动缸，则列车制动顺序表为车号1（或称车辆1，其显示绿色）、车号3（或车辆3，其显示绿色）、车号2（其顺位排序，显示红色）；若车号2制动缸在车号3制动缸之后伸出，则其伸出顺序对应为车号1制动缸（其显示绿色）、车号3制动缸（其显示绿色）、车号2制动缸（其显示绿色），则列车制动顺序表为车号1、车号3、车号2。类似的，在其他实施例方案中，列车制动顺序表如图4所示，车辆4制动缸、车辆5制动缸最先制动、排在第一和二位且均显示绿色（在灰度图4中显示灰色），车辆1-3随后制动依次排序（排在第三至五位），以此类推；未制动的车辆511制动缸、未制动的车辆512制动缸顺位排在末尾、显示红色（在灰度图4中显示黑色）。

本领域技术人员基于S5得到的制动状态信息能够准确获知未制动的制动缸车号以进一步分析处理，同时能够准确获知制动缸制动的先后顺序，为模拟列车试验台的试验分析工作提供数据支撑。

第二方面，本发明提供一种模拟万吨级列车试验台的制动缸状态监测系统，包括：

试验台架；

若干制动缸，其分别安装在所述试验台架上；且所述制动缸上设置可伸缩的活塞，活塞伸出时为制动状态，活塞未伸出时为非制动状态；

若干传感器，其与制动缸一一对应，且其安装在所述制动缸上并靠近对应的制动缸中活塞而设置，用于监测制动缸的活塞是否伸出并发出相应信号；

信号采集板卡，其与若干传感器分别进行电连接；用于采集若干传感器的信号，传递给PLC控制系统；

PLC控制系统，其与所述信号采集板卡进行电连接，其执行第一方面所述的监测方法。

本发明中信号采集板卡为市售品。所述PLC控制系统只要能够实现所需功能即可。

在一些优选实施方式中，如图1所示，还包括：

传感器支架，其包括U型板1、第一侧板2、第二侧板3和中板4，所述第一侧板2、第二侧板3分别与U型板1的两端连接或一体成型，且第一侧板2和第二侧板3之间的距离沿远离U型板1的方向逐渐增大，所述中板4设置在所述U型板1的开口端上方且位于所述第一侧板2和第二侧板3的端部侧面之间，且所述中板4的中部开设有用于安装传感器的安装槽孔41；所述U型板1、第一侧板2、第二侧板3围成制动缸活塞的伸缩通道（其如图1中箭头所示的方向，为活塞伸出方向），伸缩通道位于所述中板的下方；用于传感器监测活塞是否伸出。

更优选地，所述传感器通过螺母由上而下的固定在所述安装槽孔41中。该优选方案下，通过两端的螺母螺旋紧固，更利于根据需求便捷调整传感器在安装槽孔内的相对位置（即在竖直方向上的位置），从而便于调整传感器与制动缸活塞的伸出位置之间的距离，满足不同试验需求。

可以理解的是，在上述方案中，传感器的连接端为螺杆，螺杆上套装两个螺母，两个螺母分别位于安装槽孔41的两侧，进行旋紧固定。

更优选地，所述第一侧板、第二侧板的远离U型板一端均设置有固定耳板（图1中未标出），所述固定耳板安装在所述制动缸前挡上。固定耳板分别与第一侧板、第二侧板呈V型或L型。

可以理解的是，当活塞伸出时会阻挡传感器光源，获取活塞伸出信号。

更优选地，如图2所示，还包括：

挡块5，其位于所述伸缩通道的外端，且其厚度与制动缸活塞的行程相匹配（也即可根据制动缸活塞的行程选择不同厚度的挡块），用于控制制动缸活塞的伸出行程；

安装耳板6，其安装在所述挡块5的上方，且其具有安装孔，所述U型板1穿过所述安装孔以固定挡块5的位置。

本发明的上述优选方案中，通过在传感器支架上配备不同厚度的挡块，能够控制制动缸活塞的行程、避免活塞过度伸出，满足各类型试验需求。

进一步优选地，所述挡块5通过安装耳板6的安装孔直接挂接在所述U型板1上。该优选方案，操作方便、快捷，实现了快速根据制动缸活塞的行程选择合适厚度的挡块5。

在本发明的监测系统工作时，传感器的发射端持续发射信号，当模拟列车试验台进行制动操作时，各列车制动缸活塞依次伸出，在伸出时会挡住发射信号之后信号反射至传感器的接收端，之后传输至信号采集板卡，信号采集板卡将信号实时传输给PLC控制系统，对各列车的制动缸状态进行实时监测且给出其是否制动（即伸出）的指示信号，并根据制动缸制动的先后顺序按车号进行排序，从而满足制动缸状态监测的各项功能。

可以理解的是，所述PLC控制系统中可以包括制动信号监测界面（其具有指示是否伸出的指示灯）和制动顺序监测界面（其指示依次先后制动的车号排序）。

在一种具体实施方式中，当监测系统正常工作时，进行3万吨列车制动试验，PLC控制系统的制动信号监测界面的指示灯按1车-432车排序，若红色灯亮代表对应列车活塞未伸出，该列车不起制动；若绿色灯亮代表对应列车活塞伸出，该列车顺利制动。具体地，列车制动缸活塞伸出，传感器监测到活塞伸出的信号，PLC控制系统识别传感器信号并对应至相关列车的车号，相应指示灯变为绿色，并在制动顺序监测界面按各列车活塞伸出情况进行排序，从而实现3万吨列车试验时，制动缸活塞伸出情况及其先后顺序的在线监测功能。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种模拟万吨级列车试验台的制动缸状态监测系统，其特征在于，包括：

试验台架；

若干制动缸，其分别安装在所述试验台架上；且所述制动缸上设置可伸缩的活塞，活塞伸出时为制动状态，活塞未伸出时为非制动状态；

若干传感器，其与制动缸一一对应，且其安装在所述制动缸上并靠近对应的制动缸中活塞而设置，用于监测制动缸的活塞是否伸出并发出相应信号；

信号采集板卡，其与若干传感器分别进行电连接；

传感器支架，其包括U型板、第一侧板、第二侧板和中板，所述第一侧板、第二侧板分别与U型板的两端连接或一体成型，且第一侧板和第二侧板之间的距离沿远离U型板的方向逐渐增大，所述中板设置在所述U型板的开口端上方且位于所述第一侧板和第二侧板的端部侧面之间，且所述中板的中部开设有用于安装传感器的安装槽孔；所述U型板、第一侧板、第二侧板围成制动缸活塞的伸缩通道，伸缩通道位于所述中板的下方；用于传感器监测活塞是否伸出；

PLC控制系统，其与所述信号采集板卡进行电连接，其执行模拟万吨级列车试验台的制动缸状态监测方法；

所述模拟万吨级列车试验台的制动缸状态监测方法包括以下步骤：

获取若干传感器的编号，若干传感器与若干制动缸一一对应，若干制动缸与若干列车一一对应，得到列车车号表，所述列车车号表中若干制动缸依次进行排序编号；

在模拟列车试验台上对若干制动缸依次开启制动的过程中，通过传感器获取对应制动缸的活塞是否伸出的信号，同时根据所述列车车号表，获取活塞是否伸出的信号对应的车号；

根据所述制动缸的活塞是否伸出的信号，获取对应制动缸的指示灯信号，并获取活塞伸出时对应制动缸的伸出顺序；其中活塞伸出的信号对应第一指示灯信号，活塞未伸出的信号对应第二指示灯信号；

根据所述活塞伸出时对应制动缸的伸出顺序，以及获取的活塞伸出时对应的车号，与列车车号表，得到列车制动顺序表；所述列车制动顺序表为在列车车号表中基于所述伸出顺序向前依次排列而调整得到的制动排序表；

根据所述列车制动顺序表，以及所述指示灯信号，获取若干制动缸的制动状态信息；所述制动状态信息包括制动的制动缸车号、制动的制动缸顺序、未制动的制动缸车号。

2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述传感器为漫反射传感器。

3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述根据所述列车车号表，获取活塞是否伸出的信号对应的车号，包括：

在获取活塞伸出的信号时，基于所述列车车号表，获取活塞伸出时对应的车号；

在获取活塞未伸出的信号时，基于所述列车车号表，获取活塞未伸出时对应的车号。

4.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述第一指示灯信号为绿灯，第二指示灯信号为红灯。

5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述传感器通过螺母由上而下的固定在所述安装槽孔中。

6.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述第一侧板、第二侧板的远离U型板一端均设置有固定耳板，所述固定耳板安装在所述制动缸前挡上。

7.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，还包括：

挡块，其位于所述伸缩通道的外端，且其厚度与制动缸活塞的行程相匹配，用于控制制动缸活塞的伸出行程；

安装耳板，其安装在所述挡块的上方，且其具有安装孔，所述U型板穿过所述安装孔以固定挡块的位置。

8.根据权利要求7所述的监测系统，其特征在于，所述挡块通过安装耳板的安装孔直接挂接在所述U型板上。