CN217298471U - 一种具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及钢岔枕技术领域，尤其涉及一种具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板，包括：上覆盖板主体、前端传感器、节点单元、上位机、供电系统和指示灯，所述前端传感器实时采集数据并将数据传输通过节点单元传输至上位机进行分析判断从而对钢岔枕的健康状态实时进行监测，避免了不设上覆盖板的钢岔枕在工作时容易遭到脏污和道砟的侵入以及需要人工巡检确保钢岔枕健康状态的问题，有效的保证了本实用新型对钢岔枕健康状态的实时检测和对铁路运营安全的提升。

Description

一种具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板

技术领域

本实用新型涉及钢岔枕检测技术领域，尤其涉及一种具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板。

背景技术

道岔是铁路轨道的关键部件之一，由钢轨件、扣件、岔枕、转换设备等组成，钢岔枕是一种特殊形式的岔枕，主要用于道岔牵引点处，将道岔电务转换杆件甚至转辙机置于钢岔枕内，不占用道岔捣固空间，以适应大型养路机械作业、改善电务转换设备的工作条件，有利于道床的稳定和道岔状态的保持。目前国内使用的钢岔枕结构上部不设盖板，钢岔枕在工作时很容易遭到脏污和道砟的侵入，造成设备卡阻，影响道岔正常工作，不仅增加了钢岔枕养护维修的人力成本，钢岔枕不能正常工作时更是使得线路运营过程中安全风险升高，造成不可预期的安全隐患。

随着经济的发展，中国已成为亚洲铁路里程数第一的国家，伴随着里程数增长的是对铁路建设要求的提高，目前国内使用的不设盖板的钢岔枕需要人工进行巡检确保其正常工作，传统人工巡检的监测手段效率低下、成本较高，难以实现对道岔健康状态的实时监测。随着科技的进步和5G通信技术的普及，基础设施“智慧化”已经成为铁路设备发展的必然趋势，道岔作为轨道结构的薄弱环节，对其进行实时健康监测已然是保障线路安全运营、降低轨道养护成本、保持轨道长期健康状态的必然需求。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板，用以克服现有技术中人工巡检效率低下无法实时监测钢岔枕健康状态的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板，包括：

上覆盖板主体，其安装在钢岔枕上部，包括设置在钢岔枕前部的前部上覆盖板、设置在钢岔枕中部的中部上覆盖板和设置在钢岔枕后部的后部上覆盖板，所述上覆盖板主体用以封闭钢岔枕内部空间以防止飞砟溅入和脏污入侵；

前端传感器，其设置在钢岔枕周围，用以对钢岔枕各项数据进行实时监测；

节点单元，其集成在上覆盖板主体内部，与前端传感器相连；

上位机，其分别与所述节点单元和指示灯相连，用以根据节点单元传递的钢岔枕的各项数据输出钢岔枕健康状态；

供电系统，其设置在所述上覆盖板主体上并分别与所述前端传感器、节点单元、上位机和指示灯相连，用以提供电能来源；

指示灯，其设置在所述中部上覆盖板内并与所述节点单元及上位机相连，用以在上位机的控制下根据指示显示相应颜色提示钢岔枕健康状态。

进一步地，所述前部上覆盖板前部上覆盖板为凸型结构，包括与钢岔枕连接的第一水平边以及第二水平边，还包括用以覆盖钢岔枕上部空间的第一覆盖板，将第一水平边与第一覆盖板连接的第一竖直边和将第二水平边与第一覆盖板连接的第二竖直边，以及设置在所述第一覆盖板侧面的与第一竖直边和第二竖直边相连接的侧覆盖板，所述前部上覆盖板整体扣合在钢岔枕上前部，并通过第一水平边和第二水平边与钢岔枕连接，以使该部的钢岔枕与前部上覆盖板形成封闭结构。

进一步地，所述中部上覆盖板为矩形带耳结构，包括与钢岔枕连接的第三水平面、第四水平面，与钢岔枕在同一竖直平面的第三竖直边、第四竖直边及连接第三竖直边和第四竖直边的第二覆盖板；所述中部上覆盖板整体扣合在钢岔枕上中部，并通过第三水平边和第四水平边与钢岔枕连接，以使该部的钢岔枕与中部上覆盖板形成封闭结构。

进一步地，所述后部上覆盖板为凸型结构，包括与钢岔枕连接的第五水平边以及第六水平边，还包括用以覆盖钢岔枕上部空间的第三覆盖板，以及将第五水平边与第三覆盖板连接的第五竖直边和将第六水平边与第三覆盖板连接的第六竖直边；所述后部上覆盖板整体扣合在钢岔枕上部，并通过第五水平边和第六水平边与钢岔枕连接，以使该部的钢岔枕与前部上覆盖板形成封闭结构。

进一步地，所述前端传感器包括设置在基本轨底部和钢岔枕底板侧部的若干个加速度传感器，所述加速度传感器以预设排列方式设置在基本轨底部和钢岔枕底板侧部，用以对列车经过时的加速度进行采集。

进一步地，所述前端传感器包括设置在尖轨上的位移传感器，所述位移传感器使用非接触式的磁滞伸缩位移传感器，磁滞伸缩位移传感器包括游标磁铁，游标磁铁固定于尖轨上，并悬浮在传感器测杆上方。

进一步地，所述前端传感器包括设置在在钢岔枕旁的温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器用于感知传感器和岔枕的工作环境以对位移传感器进行校准。

进一步地，所述节点单元设置在在上覆盖板主体内，用以将所述前端传感器采集各项数据分析并传输至上位机，包括数据采集电路、数据处理电路和和支持4G/5G信号的无线收发装置，数据采集电路用以控制前端传感器采集各项数据；数据处理电路用以将前端传感器采集到的各项数据进行处理并传递给上位机；所述无线收发装置用以支持数据采集电路、数据处理电路及上位机之间的数据传输。

进一步地，所述钢岔枕上覆盖板还包括指示灯，其设置在所述中部上覆盖板主体上，指示灯所在上覆盖板主体对应部位设置有观察舷窗，指示灯与节点单元及上位机相连，采用可变色指示灯根据节点单元传输的上位机的指示改变指示灯颜色，用以对钢岔枕健康状态进行显示。

进一步地，所述钢岔枕上覆盖板还包括无线收发装置，其设置在所述上覆盖板主体的前部上覆盖板侧面，并通过节点单元与供电系统和上位机相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，本实用新型通过设置上覆盖板主体在钢岔枕上部形成封闭空间，避免了钢岔枕在工作时脏污和道砟侵入，造成钢岔枕设备卡阻，影响道岔正常工作，有效的提升了钢岔枕的工作环境的清洁程度，从而有效的降低了钢岔枕工作异常的发生，有效提升铁路运营安全。

进一步地，本实用新型通过设置在基本轨底部和钢岔枕底板侧部的若干个加速度传感器、设置在尖轨上的位移传感器，用以对列车经过时的加速度进行精确采集并通过节点单元上传上位机，用以支撑上位机的数据分析处理过程，避免了人工巡检无法实时监测的弊端，有效保障了本实用新型的对钢岔枕健康状态的实时监测。

进一步地，本实用新型通过设置位移传感器对钢岔枕进行数据采集，用以支撑上位机的数据分析处理对钢岔枕健康状态的实时监测，保证采集数据的准确性，有效保证了本实用新型在对钢岔枕健康状态的实时监测。

进一步地，本实用新型通过设置温度传感器和湿度传感器实时采集钢岔枕工作环境数据以对位移传感器进行校准，有效支撑了位移传感器的数据采集准确度，避免了由于温度、湿度超限造成的位移传感器采集数据偏差导致的上位机对钢岔枕健康状态的误判，从而有效提升了本实用新型对钢岔枕的智能监控精度。

进一步地，本实用新型通过采集钢岔枕的相关数据，通过节点单元进行处理并传输给上位机，上位机通过数据分析判断钢岔枕健康状态、向工务段发送提醒消息并发送指令改变指示灯颜色，便于工人辨识钢岔枕健康状态，避免了人工巡检不能实时监控钢岔枕健康状态的问题，有效的做到了实时监控钢岔枕健康状态，提升了钢岔枕健康状态监测效率。

进一步地，本实用新型通过在所述钢岔枕上覆盖板集成节点单元、供电系统和指示灯，不占用钢岔枕空间，避免了供电系统外漏导致的供电连接易被断开，从而有效保证了本实用新型的有效工作状态，从而进一步提高了本实用新型对钢岔枕健康状态的实时监测。

附图说明

图1为本实用新型实施例具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板的上覆盖板主体示意图；

图2为本实用新型实施例具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板的连接结构示意图；

图3为本实用新型实施例具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板的加速度、位移传感器布置主视示意图；

图4为本实用新型实施例具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板的加速度、位移传感器布置俯视示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本实用新型作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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实用新型的限制。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本实用新型所述实施例的上覆盖板主体示意图，上覆盖板主体包括：其安装在钢岔枕上部，上覆盖板主体包括设置在钢岔枕前部的前部上覆盖板1、设置在钢岔枕中部的中部上覆盖板2和设置在钢岔枕后部的后部上覆盖板3，前部上覆盖板1、中部上覆盖板2、后部上覆盖板3分别与钢岔枕配合形成封闭空间，以使钢岔枕上覆盖板主体用以封闭钢岔枕内部空间，以防止飞砟溅入和脏污入侵。

继续参阅图1所示，本实施例的前部上覆盖板1为凸型结构，包括与钢岔枕连接的第一水平边11以及第二水平边12，还包括用以覆盖钢岔枕上部空间的第一覆盖板13，将第一水平边11与第一覆盖板13连接的第一竖直边14和将第二水平边12与第一覆盖板13连接的第二竖直边15，以及设置在所述第一覆盖板13侧面的与第一竖直边14和第二竖直边15相连接的侧覆盖板16，本实施例的前部上覆盖板1整体扣合在钢岔枕上前部，并通过第一水平边11和第二水平边12与钢岔枕连接，以使该部的钢岔枕与前部上覆盖板1形成封闭结构。可以理解的是，本实施例的第一水平边、第二水平边的尺寸以及设置的诸如倒角的结构根据实际使用设置即可，此不再赘述。

继续参阅图1所示，本实施例的中部上覆盖板2为矩形带耳结构，包括与钢岔枕连接的第三水平面21、第四水平面，与钢岔枕在同一竖直平面的第三竖直边23、第四竖直边24及连接第三竖直边23和第四竖直边24的第二覆盖板25，本实施例的中部上覆盖板2整体扣合在钢岔枕上中部，并通过第三水平边21和第四水平边22与钢岔枕连接，以使该部的钢岔枕与中部上覆盖板2形成封闭结构。可以理解的是，本实施例的第三水平边、第四水平边的尺寸以及设置的诸如倒角的结构根据实际使用设置即可，此不再赘述。

继续参阅图1所示，本实施例的后部上覆盖板3为凸型结构，包括与钢岔枕连接的第五水平边31以及第六水平边32，还包括用以覆盖钢岔枕上部空间的第三覆盖板33，以及将第五水平边31与第三覆盖板33连接的第五竖直边34和将第六水平边32与第三覆盖板33连接的第六竖直边35。本实施例的后部上覆盖板3整体扣合在钢岔枕上部，并通过第五水平边31和第六水平边32与钢岔枕连接，以使该部的钢岔枕与前部上覆盖板3形成封闭结构。可以理解的是，本实施例的第五竖直边、第六竖直边的尺寸以及设置的诸如倒角的结构根据实际使用设置即可，此不再赘述。

具体而言，本实用新型通过设置上覆盖板主体在钢岔枕上部形成封闭空间，避免了钢岔枕在工作时脏污和道砟侵入，造成钢岔枕设备卡阻影响道岔正常工作，有效的提升了钢岔枕的工作环境的清洁程度，保证了钢岔枕具有稳定的工作状态，从而有效的降低了钢岔枕工作异常的发生，从而提升铁路运营安全。

继续参阅图1所示，钢岔枕上覆盖板还包括节点单元(图1未画出)集成在在上覆盖板主体内，用以将所述前端传感器采集各项数据分析并传输至上位机，包括数据采集电路、数据处理电路和支持4G/5G信号的无线收发装置；所述节点单元控制前端传感器采集各项数据并传输至上位机，当上位机完成对钢岔枕的健康状态判断时根据上位机指令传递给前端传感器或指示灯；当温度传感器或湿度传感器输出数值超过阈值时，节点单元判定工作环境数据偏差超限、启动所述温度传感器和湿度传感器数据采集和传输，将采集到的工作环境数据通过节点单元传递给上位机并根据上位机指令以将位移传感器进行校准。

具体而言，本实用新型通过设置节点单元对前端传感器采集的数据进行分析处理和传输，使用支持4G/5G信号的无线收发装置进行信号传输，信号传输速度快、延迟小，通过节点单元的处理，有效的对前端传感器采集的数据进行实时处理，从而对钢岔枕健康状态进行实时监控，进一步有效保证了本实用新型对钢岔枕健康状态的实时监测。

继续参阅图1所示，本实施例钢岔枕上覆盖板还包括指示灯，其设置在所述中部上覆盖板2上，指示灯所在上覆盖板主体对应部位设置有观察舷窗26，指示灯与节点单元及上位机相连，采用可变色指示灯根据节点单元传输的上位机的指示改变指示灯颜色，用以对钢岔枕健康状态进行显示。

具体而言，本实用新型通过设置可变色指示灯(图1未画出)并在指示灯所在上覆盖板主体对应位置设置观察舷窗，根据节点单元传输的上位机的指示改变指示灯颜色，用以对钢岔枕健康状态进行直观的显示，便于及时开展维护保养工作，有效的避免了人工巡检不能直观判断钢岔枕健康状态导致的错检漏检问题，有效提高了本实用新型对钢岔枕健康状态的监控，从而进一步保证本实用新型对钢岔枕健康状态的实时监测并能及时指示对钢岔枕进行维护保养，提高了铁路运营的安全。

继续参阅图1所示，所述无线收发装置4设置在所述上覆盖板主体的前部上覆盖板侧面，并通过节点单元与供电系统和上位机相连，用以支持数据采集电路、数据处理电路及上位机之间的数据传输。

具体而言，本实用新型实施例通过在上覆盖板主体侧面设置无线收发装置，避免了有线传输存在的线路易断开问题，有效的保证了采集到的数据及时传输至上位机，从而有效保证了本实用新型对铁路运营安全的提升。

请参阅图2所示，其为本实用新型实施例的连接结构示意图，所述前端传感器对钢岔枕各项数据进行实时监测并传递至节点单元，所述节点单元处理和传递所述前端传感器采集到的各项数据至上位机，所述上位机根据节点单元传递的钢岔枕的各项数据校准位移传感器、分析和反馈钢岔枕健康状态并控制指示灯显示相应颜色提示钢岔枕健康状态。

具体而言，本实用新型通过设置检测数据分析处理反馈回路，前端传感器采集钢岔枕的相关数据，通过节点单元进行处理并传输给上位机，上位机通过数据分析判断钢岔枕健康状态、对位移传感器进行校准并输出指令，当上位机判断钢岔枕健康状态不良时，上位机给工务段发送提醒消息、发送指令改变指示灯颜色，便于工人辨识钢岔枕健康状态，避免了人工巡检不能实时监控钢岔枕健康状态的问题，有效的做到了实时监控钢岔枕健康状态，提升了钢岔枕健康状态监测效率，同时避免了由于温度、湿度超限造成的位移传感器采集数据偏差导致的上位机对钢岔枕健康状态的误判，从而有效提升了本实用新型对钢岔枕的智能监控精度。

请参阅图3和图4所示，其为本实用新型实施例所述的加速度、位移传感器布置示意图，前端传感器包括设置在基本轨底部和钢岔枕底板侧部的加速度传感器7，设置在尖轨上的位移传感器8。本领域技术人员可以理解的是，本实施例的加速度传感器以及位移传感器的设定位置根据实际钢岔枕的结构和形状设置即可，只需能够获取加速度和位移信息即可，至于采用何种传感器类型，也可根据实际使用环境以及具体传输效率确定。

具体而言，本实用新型实施例通过按预设位置对前端传感器进行安置，用以对列车经过时的加速度进行精确采集，有效提升了在列车经过时对列车过轨状态和钢岔枕健康状态的数据采集，支撑节点单元及上位机的数据分析处理过程，进一步提升了本实用新型的对钢岔枕健康状态的实时监测。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型；对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板，其特征在于，包括：

上覆盖板主体，其安装在钢岔枕上部，包括设置在钢岔枕前部的前部上覆盖板、设置在钢岔枕中部的中部上覆盖板和设置在钢岔枕后部的后部上覆盖板，所述上覆盖板主体用以封闭钢岔枕内部空间以防止飞砟溅入和脏污入侵；

前端传感器，其设置在钢岔枕周围，用以对钢岔枕各项数据进行实时监测；

节点单元，其集成在上覆盖板主体内部，与前端传感器相连；

上位机，其与所述节点单元相连，用以根据节点单元传递的钢岔枕的各项数据输出健康状态；

供电系统，其设置在所述上覆盖板主体上并分别与所述前端传感器、节点单元、上位机和指示灯相连，用以提供电能来源。

2.根据权利要求1所述的具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板，其特征在于，所述前部上覆盖板前部上覆盖板为凸型结构，包括与钢岔枕连接的第一水平边以及第二水平边，还包括用以覆盖钢岔枕上部空间的第一覆盖板，将第一水平边与第一覆盖板连接的第一竖直边和将第二水平边与第一覆盖板连接的第二竖直边，以及设置在所述第一覆盖板侧面的与第一竖直边和第二竖直边相连接的侧覆盖板，所述前部上覆盖板整体扣合在钢岔枕上前部，并通过第一水平边和第二水平边与钢岔枕连接，以使该部的钢岔枕与前部上覆盖板形成封闭结构。

3.根据权利要求1所述的具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板，其特征在于，所述中部上覆盖板为矩形带耳结构，包括与钢岔枕连接的第三水平面、第四水平面，与钢岔枕在同一竖直平面的第三竖直边、第四竖直边及连接第三竖直边和第四竖直边的第二覆盖板；所述中部上覆盖板整体扣合在钢岔枕上中部，并通过第三水平边和第四水平边与钢岔枕连接，以使该部的钢岔枕与中部上覆盖板形成封闭结构。

4.根据权利要求1所述的具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板，其特征在于，所述后部上覆盖板为凸型结构，包括与钢岔枕连接的第五水平边以及第六水平边，还包括用以覆盖钢岔枕上部空间的第三覆盖板，以及将第五水平边与第三覆盖板连接的第五竖直边和将第六水平边与第三覆盖板连接的第六竖直边；所述后部上覆盖板整体扣合在钢岔枕上部，并通过第五水平边和第六水平边与钢岔枕连接，以使该部的钢岔枕与前部上覆盖板形成封闭结构。

5.根据权利要求1所述的具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板，其特征在于，所述前端传感器包括设置在基本轨底部和钢岔枕底板侧部的若干个加速度传感器，所述加速度传感器以预设排列方式设置在基本轨底部和钢岔枕底板侧部，用以对列车经过时的加速度进行采集。

6.根据权利要求1所述的具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板，其特征在于，所述前端传感器包括设置在尖轨上的位移传感器，所述位移传感器为非接触式的磁滞伸缩位移传感器，磁滞伸缩位移传感器包括游标磁铁，游标磁铁固定于钢轨上并悬浮在传感器测杆上方。

7.根据权利要求1所述的具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板，其特征在于，所述前端传感器还包括设置在钢岔枕旁的温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器用于感知传感器和岔枕的工作环境以及对位移传感器进行校准。

8.根据权利要求1所述的具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板，其特征在于，所述节点单元设置在所述上覆盖板主体内，包括数据采集电路、数据处理电路和支持4G/5G信号的无线收发装置，数据采集电路用以控制前端传感器采集各项数据，数据处理电路用以对前端传感器采集到的各项数据进行处理并将处理后的数据传递至上位机，所述无线收发装置用以支持数据采集电路、数据处理电路及上位机之间的数据传输。

9.根据权利要求1所述的具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板，其特征在于，所述钢岔枕上覆盖板还包括指示灯，其设置在所述中部上覆盖板主体上，指示灯所在上覆盖板主体对应部位设置有观察舷窗，指示灯与节点单元及上位机相连，采用可变色指示灯根据节点单元传输的上位机的指示改变指示灯颜色，用以对钢岔枕健康状态进行显示。

10.根据权利要求8所述的具有智慧监测功能的钢岔枕上覆盖板，其特征在于，所述钢岔枕上覆盖板还包括无线收发装置，其设置在所述上覆盖板主体的前部上覆盖板侧面，并通过节点单元与供电系统和上位机相连。

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