CN208737705U - 城市轨道车辆在线安全检测教学实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了城市轨道车辆在线安全检测教学实验装置，包括模拟轨道箱体，设置在模拟轨道箱体内的轨道，设置在轨道上的轨道列车模型，以及嵌入式微控制器；轨道列车模型包括车厢，设置在车厢下部、并与轨道匹配的车轮，以及设置在车厢上的RFID卡；车轮包括一前一后设置在车厢下部的两个磁钢轮，轨道上设置有加速度传感器、RFID读卡器、霍尔传感器、红外温度传感器，嵌入式微控制器均与加速度传感器、RFID读卡器、霍尔传感器、红外温度传感器连接、并将加速度传感器、RFID读卡器、霍尔传感器、红外温度传感器采集的数据处理后输出。本实用新型实现对城市轨道车辆在线安全检测的模拟，为轨道交通专业院校的教学提供帮助。

Description

城市轨道车辆在线安全检测教学实验装置

技术领域

本实用新型涉及教学实验设备领域，具体涉及的是城市轨道车辆在线安全检测教学实验装置。

背景技术

轨道交通运营安全的首要因素是运营车辆的状态安全。目前地铁车辆根据相关建造标准和规范依据安装了信息检测系统，其检测的内容包括了牵引、制动、辅助系统、车门、空调等方面，对车辆运行进行安全监控，优化检测手段，及时掌握车辆运行过程中的状态，采用更加准确、合理的方式进行系统维护和保证车辆运行品质，是城市轨道交通发展的必要工作。

城市轨道交通信息检测涵盖了传感器技术、检测技术、接口技术、抗干扰技术等内容，涉及到生产、生活、科研、军事等各领域中的各种物理量、化学量等一些非电量的测量、变换和处理。学习这一领域有助于培养具有较高素养的轨道交通信息检测与控制系统的运行与维护技术人员，让他们熟知常用轨道机车传感器的工作原理及应用场合，能掌握信号检测环节常用的传感器的性能及技术指标，会根据生产工艺要求对检测与控制环节进行参数、技术指标的测试与校正。

车辆在线安全检测系统是针对车辆运行的关键因素设计，在不影响地铁正常运行的前提下，利用先进成熟技术实时跟踪监测各种反映运行车辆主要安全性能的特征信息，对这些信息进行综合分析处理，及时报出影响车辆安全运行的故障，预报可能产生故障的隐患。一般的地铁车辆在线安全检测系统设置了五项主要车辆运行状态在线检测功能：1)车号自动识别；2)平轮探测；3)轴承温度检测；4)走行部故障声音检测；5)轮对外形尺寸检测。但是没有相应的教学实验设备，这对各类轨道交通专业院校的教学带来了一定困扰。

综上，如何设计一种能为各类轨道交通专业院校的教学提供帮助的教学实验装置，便成为本领域技术人员亟需解决的问题之一。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了城市轨道车辆在线安全检测教学实验装置，模拟车辆在线安全检测为各类轨道交通专业院校的教学提供帮助。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

城市轨道车辆在线安全检测教学实验装置，包括模拟轨道箱体，设置在模拟轨道箱体内的轨道，设置在轨道上的轨道列车模型，以及嵌入式微控制器；所述轨道列车模型包括车厢，设置在车厢下部、并与轨道匹配的车轮，以及设置在车厢上的RFID卡；所述车厢通过车轮设置在轨道上、并可沿轨道运动，所述车轮包括一前一后设置在车厢下部的两个磁钢轮，所述轨道上设置有加速度传感器、RFID读卡器、霍尔传感器、红外温度传感器，所述嵌入式微控制器均与加速度传感器、RFID读卡器、霍尔传感器、红外温度传感器连接、并将加速度传感器、RFID读卡器、霍尔传感器、红外温度传感器采集的数据处理后输出。

进一步的，所述加速度传感器为压电式加速度传感器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型设置轨道列车模型和轨道，轨道列车模型粘贴有唯一编号的RFID卡，在轨道上布置霍尔传感器、加速度传感器、红外温度传感器、RFID读卡器，再配合嵌入式微控制器，实现对城市轨道车辆在线安全检测的模拟，通过教学实验，便于学生对城市轨道车辆在线安全检测技术原理和方法的直观理解，让他们熟知常用轨道机车传感器的工作原理及应用场合，能掌握信号检测环节常用的传感器的性能及技术指标，会根据生产工艺要求对检测与控制环节进行参数、技术指标的测试与校正。为各类轨道交通专业院校的教学提供了帮助。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的嵌入式微控制器连接结构图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-轨道列车模型，11、12-磁钢轮，13-RFID卡，2-模拟轨道箱体，21-轨道，22-加速度传感器，23-RFID读卡器，24-霍尔传感器，25-红外温度传感器，26-嵌入式微控制器。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1～2所示，城市轨道车辆在线安全检测教学实验装置，包括模拟轨道箱体2，设置在模拟轨道箱体2内的轨道21，设置在轨道21上的轨道列车模型1，以及嵌入式微控制器26；轨道列车模型1包括车厢，设置在车厢下部、并与轨道21匹配的车轮，以及设置在车厢底部的RFID卡13；其中，车轮通过轮轴成对设置，车轮共四对，一前一后分两组分别设置在车厢底部，车厢通过车轮设置在轨道上、并可沿轨道运动，四对车轮中包括一前一后设置在车厢下部的磁钢轮11和磁钢轮12，轨道上设置有加速度传感器22、RFID读卡器23、霍尔传感器24、红外温度传感器25，嵌入式微控制器26均与加速度传感器22、RFID读卡器23、霍尔传感器24、红外温度传感器25连接、并将加速度传感器22、RFID读卡器23、霍尔传感器24、红外温度传感器25采集的数据处理后输出，嵌入式微控制器26设置在模拟轨道箱体2内，加速度传感器22为压电式加速度传感器。霍尔传感器24用于检测轨道列车模型1的速度，加速度传感器22用于平轮检测，红外温度传感器25用于检测轮轴的温度，RFID读卡器23用于读取车厢上的的RFID卡13的信息，用于车号识别。本实用新型还设置有配套的供电系统，其为常规技术，详细信息就不再赘述，嵌入式微控制器26、加速度传感器22、RFID卡13、RFID读卡器23、霍尔传感器24、红外温度传感器25都是现有技术可直接采买，例如嵌入式微控制器采用STM32F103RCT6型号，加速度传感器采用北京康泰电子有限公司的ULT0188型号，红外温度传感器采用台湾燃太的TN901型号等。

本实用新型的工作原理：把轨道列车模型放在轨道上，实验者用手推进列车模型向前运动，当轨道列车模型经过加速度传感器时，加速度传感器采集轨道的震动信息并发送到嵌入式微控制器对数据进行处理分析，对平轮状态做出判断，然后输出；

当位于轨道列车模型前部的磁钢轮经过霍尔传感器时，霍尔传感器记录该时刻T1，当位于轨道列车模型后部的磁钢轮经过霍尔传感器时，霍尔传感器记录该时刻T2，列车模型前轮和后轮距离L为已知，嵌入式微控制器根据V＝L/(T2-T1)计算出列车经过速度，然后输出；

当轨道列车模型经过RFID读卡器时，RFID读卡器读取位于轨道列车模型主体底部的RFID卡卡号，从而获取与RFID卡卡号对应的车号信息；

当轨道列车模型经过红外温度传感器时，红外温度传感器采集轮轴温度信息并发送到嵌入式微控制器对数据进行处理分析，然后输出；嵌入式微控制器通过WIFI或者USB把信息输出到相应的终端。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.城市轨道车辆在线安全检测教学实验装置，其特征在于，包括模拟轨道箱体，设置在模拟轨道箱体内的轨道，设置在轨道上的轨道列车模型，以及嵌入式微控制器；所述轨道列车模型包括车厢，设置在车厢下部、并与轨道匹配的车轮，以及设置在车厢上的RFID卡；所述车厢通过车轮设置在轨道上、并可沿轨道运动，所述车轮包括一前一后设置在车厢下部的两个磁钢轮，所述轨道上设置有加速度传感器、RFID读卡器、霍尔传感器、红外温度传感器，所述嵌入式微控制器均与加速度传感器、RFID读卡器、霍尔传感器、红外温度传感器连接、并将加速度传感器、RFID读卡器、霍尔传感器、红外温度传感器采集的数据处理后输出。

2.根据权利要求1所述的城市轨道车辆在线安全检测教学实验装置，其特征在于，所述加速度传感器为压电式加速度传感器。