CN211452691U - 一种轨底安装松动自检装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种轨底安装松动自检装置，包括第一螺栓，所述第一螺栓将第一固定卡具与钢轨轨底卡紧连接；还包括第一螺栓松动自检组件，所述第一螺栓松动自检组件包括第一光纤光栅，第一光纤光栅解调模块和第一上位机；所述第一螺栓内沿轴向开设轴向通孔，所述第一光纤光栅沿轴向穿设轴向通孔，与第一螺栓内部固定，所述第一光纤光栅与第一光纤光栅解调模块连接；所述第一光纤光栅解调模块与所述第一上位机连接。解决了现有针对钢轨安装卡具松动情况无法及时获知的技术问题。

Description

一种轨底安装松动自检装置

技术领域

本实用新型涉及钢轨信息读取技术领域，具体涉及一种轨底安装松动自检装置。

背景技术

为了在不对钢轨本身做任何加工和变动的前提下从钢轨上提取出各种信号，必须将传感器可靠地固定在钢轨上。

现有的用于将传感器固定在钢轨上的钢轨安装卡具，如图1-2所示，包括用于压紧物件的物件固定夹2，通过铆钉8铆接弹簧钢片9的方式连接第一紧固夹11，第一紧固夹11另一端通过螺栓螺母配合连接有第二紧固夹1。第二紧固夹1还包括有套接于螺栓上的用于储能的弹簧3，通过弹簧垫圈5和防松螺母6旋紧，弹簧垫圈和螺母之间设置有平垫圈4，第一紧固夹11和第二紧固夹1配合抱紧钢轨10的底部。

但是随着高铁速度的大幅提高，钢轨安装卡具受到振动影响愈加强烈，但针对钢轨安装卡具松动情况无法及时获知。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种轨底安装松动自检装置，解决现有针对钢轨安装卡具松动情况无法及时获知的技术问题。

本实用新型通过如下技术方案实现：

本实用新型的一种轨底安装松动自检装置，包括第一螺栓，所述第一螺栓将第一固定卡具与钢轨轨底卡紧连接；

还包括第一螺栓松动自检组件，所述第一螺栓松动自检组件包括第一光纤光栅，第一光纤光栅解调模块和第一上位机；

所述第一螺栓内沿轴向开设轴向通孔，所述第一光纤光栅沿轴向穿设轴向通孔，与第一螺栓内部固定，所述第一光纤光栅与第一光纤光栅解调模块连接；所述第一光纤光栅解调模块与所述第一上位机连接。

进一步的，所述第一螺栓的端部设置固定台，所述第一光纤光栅的端部伸出轴向通孔的端部，所述第一光纤光栅的表面在轴向通孔的端部镀上金属管，所述金属管与所述固定台焊接。

进一步的，所述第一固定卡具包括第一卡槽和第二卡槽，所述第二卡槽的底端槽面向外延伸设置第一连接板，所述第一卡槽内卡接钢轨一侧的轨底侧壁和所述第一连接板，所述第二卡槽对应第一卡槽卡接所述钢轨另一侧的轨底侧壁；

所述第一螺栓的自由端依次贯穿所述第一卡槽的底端侧壁和第二卡槽的底端侧壁后，与第一螺母连接，将所述第一卡槽和第二卡槽卡紧。

进一步的，所述第一卡槽的底端槽壁开设第一通孔，第二卡槽的底端槽壁开设第二通孔，第一螺栓的自由端依次贯穿第一卡槽的第一通孔和第二卡槽的第二通孔后，与第一螺母连接，将第一卡槽和第二卡槽卡紧。

进一步的，还包括第二螺栓，所述第二螺栓将第二固定卡具与钢轨轨底卡紧连接；

还包括第二螺栓松动自检组件，所述第二螺栓松动自检组件包括第二光纤光栅，第二光纤光栅解调模块和第二上位机；

所述第二螺栓内沿轴向开设轴向通孔，所述第二光纤光栅沿轴向穿设轴向通孔，与轴向通孔内部固定，所述第二光纤光栅与第二光纤光栅解调模块连接，所述第二光纤光栅解调模块与所述第二上位机连接。

进一步的，所述第二螺栓的端部设置固定台，所述第二光纤光栅的端部伸出轴向通孔的端部，所述第二光纤光栅的表面在轴向通孔的端部镀上金属管，所述金属管与所述固定台焊接。

进一步的，所述第二固定卡具包括第三卡槽和第四卡槽，所述第四卡槽的底端槽面向外延伸设置第二连接板，所述第三卡槽内卡接钢轨一侧的轨底侧壁和所述第二连接板，所述第四卡槽对应第三卡槽卡接所述钢轨另一侧的轨底侧壁；

所述第二螺栓的自由端依次贯穿所述第三卡槽的底端侧壁和第四卡槽的底端侧壁后，与第二螺母连接，将所述第三卡槽和第四卡槽卡紧。

进一步的，所述第三卡槽的底端槽壁开设第三通孔，第四卡槽的底端槽壁开设第四通孔，第二螺栓的自由端依次贯穿第三卡槽的第三通孔和第四卡槽的第四通孔后，与第二螺母连接，将第三卡槽和第四卡槽卡紧。

进一步的，还包括连接盖板，所述连接盖板一端与所述第一连接板连接，所述连接盖板另一端与所述第二连接板连接；所述连接盖板的底端用于固定传感器。

进一步的，所述连接盖板与第一连接板之间设置密封圈；所述连接盖板与第二连接板之间设置密封圈。

进一步的，所述第一螺栓在第一螺母和第二卡槽与第一螺母接触一侧之间设置防松垫圈。

进一步的，所述第二螺栓在第二螺母和第四卡槽与第二螺母接触一侧之间设置防松垫圈。

和最接近的现有技术比，本实用新型的技术方案具备如下有益效果：

本实用新型提供的轨底安装松动自检装置，采用螺栓将固定卡具与钢轨轨底卡紧连接，通过包括光纤光栅，光纤光栅解调模块和上位机在内的螺栓松动自检组件对螺栓的预紧力进行检测，即采用光纤光栅以中心波长漂移量对应感应螺栓沿轴向的预紧力，并将中心波长漂移量发送给光纤光栅解调模块，光纤光栅解调模块实时接收光纤光栅的中心波长漂移量，并发送给上位机，上位机判断接收到的光纤光栅的中心波长漂移量与设定阈值的大小，从而判断固定卡具是否与钢轨轨底连接关系发生松动。

本实用新型提供的轨底安装松动自检装置，螺栓内沿轴向开设轴向通孔，光纤光栅沿轴向穿设轴向通孔内，采用在螺栓的端部设置固定台，将光纤光栅的表面在轴向通孔的端部镀上金属管，金属管与固定台焊接的方式实现光纤光栅与螺栓内部的固定，一方面，相对于胶黏固定方式，无需考虑胶黏剂老化失效问题，提高了光纤光栅与螺栓内部固定的稳定性和可靠性，另一方面，可以对光栅起到增敏效果，使得光栅在拉伸变形情况下，中心波长漂移量变大，从而更容易使得光纤光栅解调模块进行检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的钢轨安装卡具的结构示意图；

图2为图1中圆圈部分的局部放大图；

图3为本实用新型的一种轨底安装松动自检装置的整体结构示意图；

图4为本实用新型的第二卡槽，第四卡槽与连接盖板的连接结构示意图；

图5为本实用新型的第一卡槽的结构示意图；

图6为本实用新型的第三卡槽的结构示意图；

图7为本实用新型的螺栓与螺栓松动自检组件连接的剖面图。

其中，1-第一卡槽，2-第二卡槽，3-第一连接板，4-第三卡槽，5-第四卡槽，6-第二连接板，7-连接盖板，8-凹槽，9-凸台，10-压板，11-导引孔，12-第一螺栓，13-第一螺母，14-第一通孔，15-第二通孔，16-防松垫圈，17-光纤，18-光栅，19-轴向通孔，20-固定台，21-金属管，22-第二螺栓，23-第二螺母，24-第三通孔，25-第四通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图3-6所示，本实用新型提供一种轨底安装松动自检装置，包括第一固定卡具和第二固定卡具；

第一固定卡具包括第一卡槽1和第二卡槽2，第二卡槽2的底端槽面向外沿水平方向延伸设置第一连接板3，具体是第一连接板3与第二卡槽2一体成型连接，第二固定卡具包括第三卡槽4和第四卡槽5，第四卡槽5的底端槽面向外沿水平方向延伸设置第二连接板6，具体是第二连接板6与第四卡槽5一体成型连接；

连接盖板7一端与第一连接板3连接，连接盖板7另一端与第二连接板6连接，连接盖板7的底端用于固定传感器，具体为连接盖板7的底端开设凹槽8，凹槽8上设置凸台9，在凸台9上固定安装传感器，凸台9的数目以及具体采用几个凸台9来固定安装一个传感器，本领域技术人员可以根据实际需要设定，图中示意为连接盖板7底端的凹槽8上设置6个凸台9，安装一个传感器采用两个凸台9，并且本申请的连接盖板的侧壁还设置压板10，压板10与凹槽8之间开设导引孔11，传感器的引线可以通过导引孔11引出。

在使用上述装置将传感器固定在钢轨上时，先将连接盖板7的底端固定传感器，然后将连接盖板7的一端与第二卡槽2上的第一连接板3连接，连接盖板7的另一端与第四卡槽5上的第二连接板6连接；

其次，分别将第二卡槽2和第四卡槽5与钢轨轨底一侧的不同位置卡接；

然后，将第一卡槽1对应第二卡槽2卡接钢轨另一侧的轨底侧壁和第一连接板3，第三卡槽4对应第四卡槽5卡接钢轨另一侧的轨底侧壁和第二连接板6。

通过采用上述装置将传感器固定在钢轨上，可以大大增强传感器与钢轨之间的固定连接性能。

为了增强连接盖板7与第一连接板3或第二连接板6之间的防水性能，连接盖板7与第一连接板3之间设置密封圈(图中未示出)，连接盖板7与第二连接板6之间设置密封圈(图中未示出)，具体可以采用胶体将密封圈固定在连接盖板7与第一连接板3之间或连接盖板7与第二连接板6之间。

上述自检装置还包括第一螺栓12和第一螺栓松动自检组件；

第一螺栓12的自由端依次贯穿第一卡槽1的底端侧壁和第二卡槽2的底端侧壁后，与第一螺母13连接，将第一卡槽1和第二卡槽2卡紧；这里第一螺栓12的自由端的意思是指第一螺栓12设置凸起端的对端；

具体为：第一卡槽1的底端槽壁开设第一通孔14，第二卡槽2的底端槽壁开设第二通孔15，第一螺栓12的自由端依次贯穿第一卡槽1的第一通孔14和第二卡槽2的第二通孔15后，与第一螺母13连接，将第一卡槽1和第二卡槽2卡紧；

优选的，第一螺栓12在第一螺母13和第二卡槽2与第一螺母13接触一侧之间设置防松垫圈16，具体是将防松垫圈16套设在第一螺母13和第二卡槽2与第一螺母13接触一侧之间的第一螺栓12的外壁上。

第一螺栓松动自检组件，用于对固定卡具与钢轨之间的连接松动情况进行监测；

第一螺栓松动自检组件包括第一上位机、第一光纤光栅解调模块和第一光纤光栅，第一光纤光栅包括光纤17和光栅18，光栅18刻写在光纤17上；

第一光纤光栅与第一光纤光栅解调模块之间连接，具体是第一光纤光栅与第一光纤光栅解调模块之间采用光缆连接；

第一光纤光栅解调模块与上位机连接，具体的，第一光纤光栅解调模块通过以太网与第一上位机连接；

第一光纤光栅沿轴向穿设在第一螺栓12内，与第一螺栓12内部固定，具体为第一螺栓12内沿轴向开设轴向通孔19，第一光纤光栅沿轴向穿设轴向通孔19，光纤17上刻写光栅18的位置放在轴向通孔19内部，第一光纤光栅与轴向通孔19固定，固定关系具体为：第一螺栓12的端部设置固定台20，第一光纤光栅的端部伸出轴向通孔19的端部，第一光纤光栅的表面在轴向通孔19的端部镀上金属管，金属管与固定台焊接；如图7所示，可以在第一螺栓12的两端分别设置固定台20，第一光纤光栅的两端分别伸出轴向通孔19的两端，第一光纤光栅的表面在轴向通孔19的两端分别镀上金属管21，两端的金属管21分别与两端的固定台20焊接；其中，金属管21优选为镍管，关于固定台20的设置，可以在第一螺栓12的两端焊接固定台20，也可以将第一螺栓12的两端进行切割，从而形成固定台20；

第一光纤光栅以中心波长漂移量对应感应第一螺栓12沿轴向的预紧力，并将中心波长漂移量发送给第一光纤光栅解调模块；

第一光纤光栅解调模块实时接收第一光纤光栅的中心波长漂移量，并发送给第一上位机，第一上位机判断接收到的第一光纤光栅的中心波长漂移量小于设定阈值时，则说明第一螺栓12沿轴向的预紧力小于设定预紧力，表明固定装置与钢轨的连接关系已经松动，然后产生报警信息，驱动报警装置报警，提示钢轨安装卡具松动；

上述第一光纤光栅以中心波长漂移量对应感应第一螺栓沿轴向给第一螺栓的预紧力设计原理具体如下：

第一螺栓12在轴向预紧力作用下，将引起轴向尺寸的增大和横向尺寸的缩小，假设第一螺栓12的横截面积为A，在对第一螺栓12施加一定的预紧力F时，在横截面积为A的螺栓面上产生应力σ，F＝σ*A，进而使得第一螺栓12产生沿轴向的拉伸形变量，由于第一光纤光栅固定在第一螺栓12内部，光纤17会产生相应的拉伸形变量，进而引起刻在光纤17上的光栅18产生形变，引起光栅18的中心波长移动；

需要说明的是，第一螺栓12在轴向预紧力作用下，引起轴向尺寸的增大和横向尺寸的缩小情况，人的肉眼是察觉不到的，但是这种形变对于光栅是可以感知的。

作为优选的，上述自检装置还包括第二螺栓22和第二螺栓松动自检组件；

第二螺栓22的自由端依次贯穿第三卡槽4的底端侧壁和第四卡槽5的底端侧壁后，与第二螺母23连接，将第三卡槽4和第四卡槽5卡紧；这里第二螺栓22的自由端的意思是指第二螺栓22设置凸起端的对端；

具体的，第三卡槽4的底端槽壁开设第三通孔24，第四卡槽5的底端槽壁开设第四通孔25，第二螺栓22的自由端依次贯穿第三卡槽4的第三通孔24和第四卡槽5的第四通孔25后，与第二螺母23连接，将第三卡槽4和第四卡槽5卡紧；

优选的，第二螺栓22在第二螺母23和第四卡槽5与第二螺母23接触一侧之间设置防松垫圈16，具体是将防松垫圈16套设在第二螺母23和第四卡槽5与第二螺母23接触一侧之间的第二螺栓22的外壁上。

第二螺栓松动自检组件，用于对固定卡具与钢轨之间的连接松动情况进行监测；

第二螺栓松动自检组件包括第二上位机、第二光纤光栅解调模块和第二光纤光栅，第二光纤光栅包括光纤17和光栅18，光栅18刻写在光纤17上；

第二光纤光栅与第二光纤光栅解调模块之间连接，具体是第二光纤光栅与第二光纤光栅解调模块之间采用光缆连接；

第二光纤光栅解调模块与第二上位机连接，具体的，第二光纤光栅解调模块与第二上位机之间通过以太网连接；

第二光纤光栅沿轴向穿设在第二螺栓22内，与第二螺栓22内部固定，具体为第二螺栓内部沿轴向开设轴向通孔19，第二光纤光栅沿轴向穿设轴向通孔19，光纤17上刻写光栅18的位置放在轴向通孔19内部，第二光纤光栅与轴向通孔19固定，固定关系具体为：第二螺栓22的端部设置固定台20，第二光纤光栅的端部伸出轴向通孔19的端部，第二光纤光栅的表面在轴向通孔19的端部镀上金属管21，金属管21与固定台20焊接；如图7所示，可以在第二螺栓22的两端分别设置固定台20，第二光纤光栅的两端分别伸出轴向通孔19的两端，第二光纤光栅的表面在轴向通孔19的两端分别镀上金属管21，金属管21分别与两端的固定台20焊接，其中，金属管21优选为镍管；固定台20的设置可以在第二螺栓22的两端焊接固定台20，也可以将第二螺栓22的两端进行切割，从而形成固定台20；

第二光纤光栅以中心波长漂移量对应感应第二螺栓22沿轴向给第二光纤光栅的预紧力，并将中心波长漂移量发送给第二光纤光栅解调模块；

第二光纤光栅解调模块实时接收第二光纤光栅的中心波长漂移量，并发送给第二上位机，第二上位机判断接收到的第二光纤光栅的中心波长漂移量小于设定阈值时，则说明第二螺栓22沿轴向给第二螺栓的预紧力小于设定预紧力，表明固定装置与钢轨的连接关系已经松动，然后产生报警信息，驱动报警装置报警，提示钢轨安装卡具松动；

上述第二光纤光栅以中心波长漂移量对应感应第二螺栓22沿轴向的预紧力的设计原理与第一光纤光栅以中心波长漂移量对应感应第一螺栓沿轴向的预紧力的设计原理相同，在此不再赘述。

需要说明的是，上述第一上位机和第二上位机，可以采用同一台上位机，也可以采取两台独立的上位机。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种轨底安装松动自检装置，其特征在于，包括第一螺栓，所述第一螺栓将第一固定卡具与钢轨轨底卡紧连接；

还包括第一螺栓松动自检组件，所述第一螺栓松动自检组件包括第一光纤光栅，第一光纤光栅解调模块和第一上位机；

所述第一螺栓内沿轴向开设轴向通孔，所述第一光纤光栅沿轴向穿设轴向通孔，与第一螺栓内部固定，所述第一光纤光栅与第一光纤光栅解调模块连接；所述第一光纤光栅解调模块与所述第一上位机连接。

2.根据权利要求1所述的轨底安装松动自检装置，其特征在于，所述第一螺栓的端部设置固定台，所述第一光纤光栅的端部伸出轴向通孔的端部，所述第一光纤光栅的表面在轴向通孔的端部镀上金属管，所述金属管与所述固定台焊接。

3.根据权利要求1所述的轨底安装松动自检装置，其特征在于，所述第一固定卡具包括第一卡槽和第二卡槽，所述第二卡槽的底端槽面向外延伸设置第一连接板，所述第一卡槽内卡接钢轨一侧的轨底侧壁和所述第一连接板，所述第二卡槽对应第一卡槽卡接所述钢轨另一侧的轨底侧壁；

所述第一螺栓的自由端依次贯穿所述第一卡槽的底端侧壁和第二卡槽的底端侧壁后，与第一螺母连接，将所述第一卡槽和第二卡槽卡紧。

4.根据权利要求3所述的轨底安装松动自检装置，其特征在于，所述第一卡槽的底端槽壁开设第一通孔，第二卡槽的底端槽壁开设第二通孔，第一螺栓的自由端依次贯穿第一卡槽的第一通孔和第二卡槽的第二通孔后，与第一螺母连接，将第一卡槽和第二卡槽卡紧。

5.根据权利要求3所述的轨底安装松动自检装置，其特征在于，还包括第二螺栓，所述第二螺栓将第二固定卡具与钢轨轨底卡紧连接；

还包括第二螺栓松动自检组件，所述第二螺栓松动自检组件包括第二光纤光栅，第二光纤光栅解调模块和第二上位机；

所述第二螺栓内沿轴向开设轴向通孔，所述第二光纤光栅沿轴向穿设轴向通孔，与轴向通孔内部固定，所述第二光纤光栅与第二光纤光栅解调模块连接，所述第二光纤光栅解调模块与所述第二上位机连接。

6.根据权利要求5所述的轨底安装松动自检装置，其特征在于，所述第二螺栓的端部设置固定台，所述第二光纤光栅的端部伸出轴向通孔的端部，所述第二光纤光栅的表面在轴向通孔的端部镀上金属管，所述金属管与所述固定台焊接。

7.根据权利要求5所述的轨底安装松动自检装置，其特征在于，所述第二固定卡具包括第三卡槽和第四卡槽，所述第四卡槽的底端槽面向外延伸设置第二连接板，所述第三卡槽内卡接钢轨一侧的轨底侧壁和所述第二连接板，所述第四卡槽对应第三卡槽卡接所述钢轨另一侧的轨底侧壁；

所述第二螺栓的自由端依次贯穿所述第三卡槽的底端侧壁和第四卡槽的底端侧壁后，与第二螺母连接，将所述第三卡槽和第四卡槽卡紧。

8.根据权利要求7所述的轨底安装松动自检装置，其特征在于，所述第三卡槽的底端槽壁开设第三通孔，第四卡槽的底端槽壁开设第四通孔，第二螺栓的自由端依次贯穿第三卡槽的第三通孔和第四卡槽的第四通孔后，与第二螺母连接，将第三卡槽和第四卡槽卡紧。

9.根据权利要求8所述的轨底安装松动自检装置，其特征在于，还包括连接盖板，所述连接盖板一端与所述第一连接板连接，所述连接盖板另一端与所述第二连接板连接；所述连接盖板的底端用于固定传感器。

10.根据权利要求9所述的一种轨底安装松动自检装置，其特征在于，所述连接盖板与第一连接板之间设置密封圈；所述连接盖板与第二连接板之间设置密封圈。

11.根据权利要求3所述的一种轨底安装松动自检装置，其特征在于，所述第一螺栓在第一螺母和第二卡槽与第一螺母接触一侧之间设置防松垫圈。

12.根据权利要求7所述的一种轨底安装松动自检装置，其特征在于，所述第二螺栓在第二螺母和第四卡槽与第二螺母接触一侧之间设置防松垫圈。

Images