CN219838562U - 车辆脱轨检测装置、系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种车辆脱轨检测装置、系统和车辆。车辆的行车轮位于轨道梁上。车辆脱轨检测装置包括信号发生器、和触发组件，触发组件包括电磁线圈。在车辆向轨道梁的方向或竖直向上偏离预定距离时，电磁线圈的磁性力发生改变并触发信号发生器产生感应信号。根据信号发生器所产生的感应信号可以获得车辆的脱轨信息。车辆脱轨检测装置在工作过程中不会和轨道梁或行车轮之间发生刚性接触，不易于损坏。

Description

车辆脱轨检测装置、系统和车辆

技术领域

本实用新型总地涉及轨道交通检测设备的技术领域，更具体地涉及一种车辆脱轨检测装置、系统和车辆。

背景技术

相关技术的脱轨检测系统是在轨道车辆已经脱轨后才检测到脱轨信号，虽然可以防止事故的进一步扩大化，但已经出现脱轨事故。其次，是采用机械接触方式来检测车辆是否脱轨，在每次的检测过程中都伴随检测装置和轨道梁的机械接触，极大地影响检测装置的使用寿命，而且在车辆发生突然脱轨的冲击下，可能会损坏检测装置中用于实现检测的机械接触的部分。此外，相关技术的轨道检测装置仅能检测车辆从轨道面向左右侧脱落的脱轨检测，不能对车辆从轨道面向上方的脱轨趋势进行检测。

因此，需要提供一种车辆脱轨检测装置、系统和车辆以至少部分地解决上述问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本实用新型的第一方面提供了一种车辆脱轨检测装置，用于设置至车辆，所述车辆的行车轮位于轨道梁上，所述车辆脱轨检测装置包括：

信号发生器；以及

触发组件，所述触发组件包括电磁线圈；

在所述车辆向所述轨道梁的方向或竖直向上偏离预定距离时，所述电磁线圈的磁性力改变并触发所述信号发生器产生感应信号。

可选地，所述触发组件还包括：

弹性件，所述电磁线圈连接至所述弹性件，所述弹性件具有第一连接端和第二连接端，所述第一连接端用于固定连接至所述车辆，所述第二连接端为自由端；以及

触动件，所述触动件设置至所述弹性件；

在所述车辆向所述轨道梁的方向或竖直向上偏离预定距离时，所述电磁线圈的磁性力改变并带动所述弹性件绕所述第一连接端转动，以使得所述触动件触发所述信号发生器产生所述感应信号。

可选地，所述电磁线圈设置至所述第二连接端；并且/或者

所述触动件设置至所述第二连接端。

可选地，所述触发组件包括至少两个所述电磁线圈。

可选地，所述电磁线圈在沿所述车辆的长度方向靠近所述行车轮设置，所述电磁线圈位于所述轨道梁的上方，所述电磁线圈的中心线垂直于所述轨道梁的顶表面。

可选地，所述电磁线圈偏离所述行车轮在所述车辆的宽度方向上的中心设置。

可选地，所述电磁线圈靠近所述行车轮在所述宽度方向上的外边缘设置；或

所述电磁线圈靠近所述行车轮在所述宽度方向上的内边缘设置。

可选地，所述信号发生器为微动开关。

可选地，所述微动开关为常闭开关或常开开关。

可选地，所述预定距离为所述行车轮宽度的1/4～1/2。

本实用新型的第二方面提供了一种车辆脱轨检测系统，所述车辆脱轨检测系统包括：

根据本实用新型第一方面所述的车辆脱轨检测装置；以及

控制器，所述控制器电连接至所述信号发生器。

本实用新型的第三方面提供了一种车辆，所述车辆包括根据本实用新型第二方面所述的车辆脱轨检测系统。

可选地，所述车辆还包括第一行车轮以及第二行车轮，所述第一行车轮位于第一轨道梁上，所述第二行车轮位于第二轨道梁上；

所述车辆脱轨检测系统包括第一车辆脱轨检测装置和第二车辆脱轨检测装置，所述第一车辆脱轨检测装置靠近所述第一行车轮设置，所述第二车辆脱轨检测装置靠近所述第二行车轮设置。

可选地，所述车辆还包括：

报警显示装置，所述报警显示装置电连接至所述控制器；以及

制动系统，所述制动系统电连接至所述控制器；

所述控制器配置为能够根据所述感应信号控制所述报警显示装置发出报警信号和/或显示报警信息；

所述控制器还配置为能够根据所述感应信号控制启动所述制动系统，以对所述车辆施加紧急制动。

本实用新型提供了一种车辆脱轨检测装置、系统和车辆。其中，车辆脱轨检测装置包括信号发生器和触发组件，触发组件包括电磁线圈。在车辆向轨道梁的方向或竖直向上偏离预定距离时，电磁线圈的磁性力改变并触发信号发生器产生感应信号。从而可以获得车辆的脱轨信息。并且本实用新型的车辆脱轨检测装置在工作过程中不需要和轨道梁或行车轮之间发生刚性接触，不易于损坏。

附图说明

本实用新型实施方式的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，

图1为根据本实用新型的一种优选实施方式的车辆的结构示意图；

图2为根据本实用新型的另一种优选实施方式的车辆的结构示意图；

图3至图5为根据图2所示实施方式的车辆的结构示意图，其中，图3和图4中的车辆分别具有向左侧脱轨趋势和向右侧脱轨趋势，图5中的车辆具有向上脱轨趋势；

图6为根据本实用新型的一种优选实施方式车辆脱轨检测系统的一种工作流程图；以及

图7为根据本实用新型的一种优选实施方式车辆脱轨检测系统的另一种工作流程图。

附图标记说明：

100：车辆 110：车辆脱轨检测装置

110A：第一车辆脱轨检测装置 110B：第二车辆脱轨检测装置

111：弹性件 112：电磁线圈

113：触动件 114：信号发生器

121：第一电磁线圈 122：第二电磁线圈

131：第一微动开关 132：第二微动开关

141：第一接口 142：第二接口

150：行车轮 151：第一行车轮

152：第二行车轮 160：轨道梁

161：第一轨道梁 162：第二轨道梁

170：电源 171：开关

D1：宽度方向 D2：高度方向

D3：长度方向

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本实用新型实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本实用新型的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本实用新型中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

以下，将参照附图对本实用新型的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本实用新型的代表实施方式，并不是限定本实用新型。

如图1至图7所示，本实用新型提供一种车辆脱轨检测装置、车辆脱轨检测系统和具有该车辆脱轨检测系统的车辆100。

车辆脱轨检测装置110用于设置至车辆100。车辆100的行车轮150位于轨道梁160上。

本实用新型的车辆脱轨检测装置110包括信号发生器114和触发组件，触发组件包括电磁线圈112。在车辆100向轨道梁160的方向偏离预定距离，或车辆100竖直向上偏离预定距离时，电磁线圈112的磁性力发生改变，并触发信号发生器114产生感应信号。根据该感应信号可以获取车辆100的脱轨信息。

参见图1至图4，根据本实用新型的优选的实施方式，触发组件包括弹性件111、电磁线圈112和触动件113。触动件113和电磁线圈112分别连接至弹性件111。

具体地，弹性件111具有第一连接端和第二连接端，第一连接端固定连接至车辆100，第二连接端为自由端。优选地，触动件113和电磁线圈112设置至弹性件111的第二连接端。弹性件111发生形变时，第二连接端的形变量更大一些。将电磁线圈112和触动件113设置在第二连接端或者靠近第二连接端设置，可以更好地实现在磁性力的作用下触发信号发生器。

电磁线圈112电连接至电源170，电磁线圈112通电后能够和轨道梁160之间产生磁性力。电磁线圈112连接(机械连接)至弹性件111。

在车辆100向轨道梁160的方向偏离预定距离，或竖直向上偏离预定距离时，电磁线圈112与轨道梁160之间的磁性力改变，从而电池线圈带动弹性件111绕第一连接端转动，使得位于第二连接端的触动件113触发信号发生器114产生感应信号。信号发生器114还可以电连接至控制器，信号发生器114可以将感应信号传输至控制器。控制器在接收到感应信号后确定车辆100具有脱轨趋势。

基于本实用新型相同的原理，电磁线圈也可以替换为电磁铁或者永磁铁等能产生磁性力的结构。

可以理解，电磁线圈112通电会产生磁场，从而可以与轨道梁160(轨道梁160的材质为钢)之间产生吸力(磁性力)。磁场强度大小与电磁线圈112的线圈匝数和励磁电流(即电磁线圈112的通电电流)成正比，如下式所示：

H＝N×I/Le

H----磁场强度，A/m；

N----线圈匝数；

I----励磁电流，A；

Le----有效磁路长度，m；

通电的电磁线圈112与轨道梁160(材质为钢)之间吸力F为：

F∝nH

F----磁力，N；

n----正比系数；

至此，可以根据车辆实际情况设计电磁线圈的参数(匝数和励磁电流)。车辆脱轨检测装置的触发组件可以仅设置一个电磁线圈112，也可以设置两个或者多个电磁线圈112。例如设置更多个电磁线圈112以提高触发组件和轨道梁160之间的磁性力。

本实施方式中，车辆100内设置有电源170，电磁线圈112电连接至电源170。在电磁线圈112和电源170之间还设置有开关171。

信号发生器114为微动开关。微动开关可以为常闭开关或常开开关。

参见图1和图2，车辆100正常行驶无偏移脱轨风险时，电磁线圈112和轨道梁160之间产生合适的吸力。电磁线圈112在吸力的作用下向轨道梁160方向(沿高度方向D2向下)移动。电磁线圈112与弹性件111固定连接，在磁性力的作用下，电磁线圈112带动与其连接的弹性件111绕第一连接端转动，并使微动开关断开。区域控制单元(控制器)根据微动开关断开状态的信号判断车辆100无脱轨风险。

而当车辆100的行走轮沿宽度方向D1或者沿高度方向D2偏移了预定距离(有脱轨风险)时，电磁线圈112所产生的磁力线切割轨道梁160面相应地也有一定程度的减少，此时电磁线圈112与轨道梁160之间吸引力减小，电磁线圈112会在弹性件111的弹性力的作用下绕第一连接端转动，并使触动件113触发微动开关，使微动开关闭合。此时区域控制单元通过接收到微动开关闭合状态的信号，并据此判断车辆100有脱轨风险。

下面结合附图1至7对本实用新型的一种车辆脱轨检测装置110的结构和工作过程进行详细说明。

参见图1所示实施方式，沿车辆100的长度方向D3(轨道梁160的延伸方向)，电磁线圈112设置在靠近行车轮150的位置。电磁线圈112位于轨道梁160的上方，电磁线圈112的中心线垂直于轨道梁160的顶表面。

在车辆100的宽度方向D1上，电磁线圈112可以偏离行车轮150的中心设置。这样，在行车轮150向电磁线圈112的方向沿宽度方向D1偏移时，电磁线圈112和轨道梁160之间的磁性力能够有明显变化。

例如电磁线圈112可以靠近行车轮150在宽度方向D1上的外边缘设置，如图2中所示。电磁线圈112也可以靠近行车轮150在宽度方向D1上的内边缘设置。

参见图2至图7，本实用新型的第二方面提供了一种车辆脱轨检测系统和车辆100。其中，车辆脱轨检测系统包括控制器和根据本实用新型第一方面的车辆脱轨检测装置110。

车辆100包括宽度方向D1上的第一行车轮151以及第二行车轮152。其中，第一行车轮151位于第一轨道梁161上，第二行车轮152位于第二轨道梁162上。参见图2，本实施方式中，靠近第一行车轮151的位置设置有第一车辆脱轨检测装置110A，靠近第二行车轮152的位置设置有第二车辆脱轨检测装置110B。第一车辆脱轨检测装置110A和第二车辆脱轨检测装置110B分别电连接至车辆100的区域控制单元，区域控制单元包括第一接口141和第二接口142，分别用于获取第一车辆脱轨检测装置110A和第二车辆脱轨检测装置110B所产生的感应信号。

参见图2，其中，第一车辆脱轨检测装置110A包括第一电磁线圈121和第一微动开关131，第一微动开关131电连接至区域控制单元的第一接口141。第二车辆脱轨检测装置110B包括第二电磁线圈122和第二微动开关132，第二微动开关132电连接至区域控制单元的第二接口142。

第一电磁线圈121靠近第一轨道梁161的宽度方向D1上的外边缘设置。第一电磁线圈121和第二电磁线圈122相对于车辆100的宽度方向D1的中心对称分布。

参见图3，当车辆100朝第一轨道梁161一侧偏移了预定距离后：第一电磁线圈121远离第一轨道梁161的位置，此时第一电磁线圈121与第一轨道梁161之间的磁性力减小，使得第一微动开关131被触发；但是第二电磁线圈122移动至第二轨道梁162的宽度方向D1上的靠近中部的位置，第二电磁线圈122和第二轨道梁162之间的磁性力变化较小，不能够触发第二微动开关132。因此，在第一车辆脱轨检测装置110A产生感应信号且第二车辆脱轨检测装置110B未产生感应信号时，控制器确定车辆100具有向第一轨道梁161侧脱轨的风险。

同样地，参见图4，当车辆100朝第二轨道梁162一侧偏移了预定距离后：第一电磁线圈121移动至第一轨道梁161的宽度方向D1上的靠近中部的位置，此时第一电磁线圈121与第一轨道梁161之间的磁性力变化较小，不能够触发第一微动开关131；但是第二电磁线圈122移动至远离第二轨道梁162位置，第二电磁线圈122和第二轨道梁162之间的磁性力减小，触发第二微动开关132。因此，在第二车辆脱轨检测装置110B产生感应信号且第一车辆脱轨检测装置110A未产生感应信号时，控制器确定车辆100处于向第二轨道梁162侧脱轨的状态。

参见图5，当车辆100朝竖直上方偏移了预定距离后：第一电磁线圈121远离第一轨道梁161的上方，此时第一电磁线圈121与第一轨道梁161之间的磁性力减小，使得第一微动开关131被触发；同时，第二电磁线圈122移动至远离第二轨道梁162的上方，第二电磁线圈122和第二轨道梁162之间的磁性力减小，触发第二微动开关132。因此，在第一车辆脱轨检测装置110A和第二车辆脱轨检测装置110B均产生感应信号时，控制器确定车辆100处于向上脱轨的状态。

优选地，参见图6和图7，根据本实用新型的车辆100还包括制动系统和报警显示装置。制动系统电连接至控制器，控制器配置为根据感应信号控制启动制动系统，以对车辆100施加紧急制动。例如，根据本实施方式，当控制器接收到第一车辆脱轨检测装置110A和第二车辆脱轨检测装置110B中至少一者的感应信号的时候，即控制启动制动系统。制动系统包括延时继电器和紧急制动回路，延时继电器电连接至控制器和紧急制动回路。控制器通过延时继电器控制断开紧急制动回路，紧急制动回路对车辆100施加紧急制动。

报警显示装置电连接至控制器。控制器配置为根据感应信号控制报警显示装置发出报警信号和/或显示报警信息。例如可以通过发出声音、光等报警信号，也可以根据感应信号控制显示屏显示报警信息。图6中，报警显示装置具体为车辆显示屏报警系统。

具体地，判断车辆100具有脱轨风险的预定距离可以选择为行车轮150宽度(L)的1/4～1/2。本领域技术人员也可以根据实际情况灵活选择。图3和图4所示实施方式中，该预定距离为L/2。

可以理解，该预定距离即为车辆100偏移的阈值。在本实用新型未示出的其它实施方式中，可以根据实际情况设置多个阈值，当车辆100在宽度方向D1上偏移的距离达到第一阈值时，控制器控制报警显示装置发出第一警告信息，当偏移的距离达到比第一阈值更大的第二阈值时，控制器控制报警显示装置发出第二警告信息。第一警告信息例如可以为“车辆具有脱轨趋势”的警告信息，第二警告信息例如可以为“车辆具有脱轨趋势并且车辆需紧急制动”的警告信息。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。

Claims (14)

1.一种车辆脱轨检测装置，用于设置至车辆，所述车辆的行车轮位于轨道梁上，其特征在于，所述车辆脱轨检测装置包括：

信号发生器；以及

触发组件，所述触发组件包括电磁线圈；

在所述车辆向所述轨道梁的方向或竖直向上偏离预定距离时，所述电磁线圈的磁性力改变并触发所述信号发生器产生感应信号。

2.根据权利要求1所述的车辆脱轨检测装置，其特征在于，所述触发组件还包括：

弹性件，所述电磁线圈连接至所述弹性件，所述弹性件具有第一连接端和第二连接端，所述第一连接端用于固定连接至所述车辆，所述第二连接端为自由端；以及

触动件，所述触动件设置至所述弹性件；

在所述车辆向所述轨道梁的方向或竖直向上偏离预定距离时，所述电磁线圈的磁性力改变并带动所述弹性件绕所述第一连接端转动，以使得所述触动件触发所述信号发生器产生所述感应信号。

3.根据权利要求2所述的车辆脱轨检测装置，其特征在于，所述电磁线圈设置至所述第二连接端；并且/或者

所述触动件设置至所述第二连接端。

4.根据权利要求1所述的车辆脱轨检测装置，其特征在于，所述触发组件包括至少两个所述电磁线圈。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆脱轨检测装置，其特征在于，所述电磁线圈在沿所述车辆的长度方向靠近所述行车轮设置，所述电磁线圈位于所述轨道梁的上方，所述电磁线圈的中心线垂直于所述轨道梁的顶表面。

6.根据权利要求5所述的车辆脱轨检测装置，其特征在于，所述电磁线圈偏离所述行车轮在所述车辆的宽度方向上的中心设置。

7.根据权利要求6所述的车辆脱轨检测装置，其特征在于，所述电磁线圈靠近所述行车轮在所述宽度方向上的外边缘设置；或

所述电磁线圈靠近所述行车轮在所述宽度方向上的内边缘设置。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆脱轨检测装置，其特征在于，所述信号发生器为微动开关。

9.根据权利要求8所述的车辆脱轨检测装置，其特征在于，所述微动开关为常闭开关或常开开关。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆脱轨检测装置，其特征在于，所述预定距离为所述行车轮宽度的1/4～1/2。

11.一种车辆脱轨检测系统，其特征在于，所述车辆脱轨检测系统包括：

根据权利要求1至10中任一项所述的车辆脱轨检测装置；以及

控制器，所述控制器电连接至所述信号发生器。

12.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求11所述的车辆脱轨检测系统。

13.根据权利要求12所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括第一行车轮以及第二行车轮，所述第一行车轮位于第一轨道梁上，所述第二行车轮位于第二轨道梁上；

所述车辆脱轨检测系统包括第一车辆脱轨检测装置和第二车辆脱轨检测装置，所述第一车辆脱轨检测装置靠近所述第一行车轮设置，所述第二车辆脱轨检测装置靠近所述第二行车轮设置。

14.根据权利要求12所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括：

报警显示装置，所述报警显示装置电连接至所述控制器；以及

制动系统，所述制动系统电连接至所述控制器；

所述控制器配置为能够根据所述感应信号控制所述报警显示装置发出报警信号和/或显示报警信息；

所述控制器还配置为能够根据所述感应信号控制启动所述制动系统，以对所述车辆施加紧急制动。