CZ201768A3 - Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vozidla - Google Patents

Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vozidla Download PDF

Info

Publication number
CZ201768A3
CZ201768A3 CZ2017-68A CZ201768A CZ201768A3 CZ 201768 A3 CZ201768 A3 CZ 201768A3 CZ 201768 A CZ201768 A CZ 201768A CZ 201768 A3 CZ201768 A3 CZ 201768A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
axis
ring
wagon
vehicle
monitoring
Prior art date
Application number
CZ2017-68A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ307759B6 (cs
Inventor
Michal Falta
Original Assignee
Level, S.R.O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Level, S.R.O. filed Critical Level, S.R.O.
Priority to CZ2017-68A priority Critical patent/CZ307759B6/cs
Priority to PCT/CZ2018/000007 priority patent/WO2018141315A1/en
Priority to US16/483,814 priority patent/US11072351B2/en
Priority to EP18747109.9A priority patent/EP3619088A4/en
Priority to CN201880009577.5A priority patent/CN110267858B/zh
Publication of CZ201768A3 publication Critical patent/CZ201768A3/cs
Publication of CZ307759B6 publication Critical patent/CZ307759B6/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D43/00—Devices for using the energy of the movements of the vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/04—Detectors for indicating the overheating of axle bearings and the like, e.g. associated with the brake system for applying the brakes in case of a fault
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0018—Communication with or on the vehicle or train
    • B61L15/0027—Radio-based, e.g. using GSM-R
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0054—Train integrity supervision, e.g. end-of-train [EOT] devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0081—On-board diagnosis or maintenance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/50—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/50—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/57—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for vehicles or trains, e.g. trackside supervision of train conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/26—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with rotating armatures and stationary magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1846—Rotary generators structurally associated with wheels or associated parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2205/00—Communication or navigation systems for railway traffic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/40—Handling position reports or trackside vehicle data
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F16C19/527—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to vibration and noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/10—Railway vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vozidla obsahuje měřící zařízení (1) zahrnující alespoň senzor polohy, zařízení (2) na komunikaci měřených veličen do externího zařízení, ústrojí (5) na převod mechanické energie osy na elektrickou a paměť (3) s uloženým identifikačním kódem. Zařízení na monitorování provozních parametrů osy má tvar prstence (4), který je nasazen na ose vozidla tak, že ji kruhově obepíná. Prstenec (4) je tvořen alespoň dvěma částmi (4a, 4b), které jsou upraveny pro permanentní spojení kolem osy vozidla. Ústrojí (5) obsahuje elektrický generátor s permanentním magnetem pohyblivým v dutině prstence (4).

Description

Oblast techniky
Vynález se týká elektronického zařízení na monitorování provozních parametrů osy (nemotorového) vozidla, zejména osy železničního vagónu či jízdního kola, případně jeho nákladu a příslušenství, zahrnující zejména stanovení polohy, měření veličin udávajících stav osy, počet otáček a komunikaci těchto dat do externího sběrného zařízení pro další zpracování.
Dosavadní stav techniky
Při vlakovém provozu existuje potřeba kontrolovat stav tažených vagónů, zejména stav náprav a os vagónů. Zjištují se určité provozní veličiny jako počet otáček, teplota, úroveň vibrací osy a případně poloha vagónu prostřednictvím GPS. Tyto údaje je možno použít k výpočtu odvozených veličin, jako je rychlost, ujetá vzdálenost, ale i informací o zablokování osy a varovných hlášení. Případně lze zjišťovat určité provozní údaje týkající se nákladu např. otevření, přetížení, teplotu nákladového prostoru atd.
Specifikem vagónů je to, že každý vagón v dané vlakové soupravě může být určen pro jinou destinaci a vagóny jsou během transportu zařazovány do různých souprav a proto je důležité, mít možnost sledovat jejich aktuální pohyb a technický stav. Dalším specifikem je to, že nejsou připojeny na přívod elektrické energie a proto není možné měřit požadované veličiny konvenčně.
Některé z měřených veličin lze v současnosti sledovat pomocí zařízení napájených z baterií, které se lepí nebo magneticky přichycují na boční stěnu vagónu, případně zespodu do konstrukce vagónu. Nevýhodou těchto zařízení je možnost poškození nebo zcizení zařízení, ale zejména je nutná péče o dostatek energie v jejich bateriích. Pravidelné dobíjení nebo výměna baterií provoz takovýchto zařízení velmi prodražuje a znemožňuje jejich hromadné používání. Pokud jsou tato zařízení provozována ve velmi úsporném energetickém režimu, aby se prodloužila výdrž baterie, není možné monitorované veličiny zjišťovat tak často, jak je požadováno. Vzhledem ktomu, že jsou zařízení odnímatelná, není zaručena správná identifikace vagónu ani jeho příslušenství jako jsou například nápravy.
Dalším zařízením poskytujícím provozní informace vagónu jsou zařízení upevnitelná na kola vagónu, která k provozu využívají energii z pohybu kola. V dokumentu EP2323886 společnosti PJMesstechnik je popsáno zařízení na zjišťování polohy vagónu připevněné na kolo vagónu, využívající energii z otáčení kola.
• · · ·
Společnost PERPETUUM LTD dodává na trh měřící zařízení upevnitelná na kola vagónu využívající vibrační energii kola. V dokumentu GB2486008 je popsán monitorovací systém využívající dva zdroje energie: energii prostředí a radiofrekvenční energii. Generovaná energie velmi pravděpodobně není v těchto případech dostačující.
Nevýhodou takových zařízení je možnost snadného poškození nebo zcizení a pořizovací cena. Tato známá zařízení mají složitou instalaci a nejsou univerzálně použitelná pro různé typy vagónů.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky řeší zařízení na monitorování provozních parametrů osy vozidla podle vynálezu, které k provozu využívá energii získanou z otáčení osy, přičemž vozidlem je zejména železniční vagón nebo jízdní kolo.
Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vozidla obsahuje měřící zařízení zahrnující alespoň senzor geografické polohy GNSS (tj. určení polohy satelitním způsobem jako je GPS, Glonass, Galileo atd), zařízení na komunikaci měřených veličin do externího zařízení, ústrojí na převod mechanické energie na elektrickou a paměť s uloženým identifikačním kódem. Toto zařízení má tvar prstence, tvořeného alespoň dvěma částmi, které jsou upraveny pro pevné spojení kolem osy vozidla.
Prstenec je tvořen např. dvěma polovinami, které se spojí při připevnění na osu. Spojení je s výhodou nerozebíratelné. Kruhové obepnutí kolem osy zajišťuje zařízení proti riziku oddělení od osy vozidla, které je při jiném připevnění značně vysoké.
Ústrojí na převod energie otáčení osy na elektrickou je tvořeno obvodovou dutinou ve vnitřní části prstence, v níž je volně umístěn jezdec, a po jejímž obvodu je umístěna alespoň jedna cívka, s výhodou čtyři cívky. Přeměna energie otáčení na elektrickou je založena na pohybu jezdce v dutině prstence a indukci elektrické energie při průchodu jezdce kolem indukčních cívek umístěných po obvodu dutiny. Při otáčení osy vagónu dochází k současnému otáčení prstence s indukčními cívkami, přičemž jezdec se pohybuje v dutině a díky gravitaci je stále ve spodu prstence. Díky tomuto relativnímu pohybu jezdce vůči cívkám dochází k indukci a vytváření elektrické energie. Tato indukovaná elektrická energie je využita pro napájení měřících zařízení a zařízení na komunikaci dat nebo může být v případě přebytku využita pro dobíjení baterie.
Měřící zařízení může dále zahrnovat některé z měřidel: měřidla počtu otáček, měřidla teploty, měřidla úrovně vibrací osy. Měřící zařízení může též zahrnovat RF přijímač pro příjem radiofrekvenčních signálů ze senzorů, umístěných vně zařízení. V případě použití zařízení na ose vagónu se může jednat například o RF senzory osazené na různých místech vagónu nebo nákladu.
• · ·· · • ·· • ·· • · · ·
Zařízením na komunikaci měřených veličin může být bezdrátový vysílač s GSM rozhraním nebo radiofrekvenčním rozhraním pro přenos změřených dat (např. Sigfox, přenos dat přes satelity), uspořádaný pro komunikaci naměřených veličin společně s kódem identifikace osy do externí zpracovací jednotky (např. serveru, PC nebo mobilu), kde jsou tyto údaje zpracovány a na základě identifikace přiřazeny k osám jednotlivých vozidel. V případě použití zařízení na ose vagonu jsou přiřazeny ke konkrétním vagónům nebo dvojkolí vagónu za účelem zjištění jejich polohy a provozních parametrů osy, počtu otáček, teploty, úrovně vibrací osy. V případě použití zařízení na jízdním kole může být přenášena poloha kola, ujetá trasa, dosažená rychlost atd.
Paměť může být dále upravena k uchování naměřených dat.
Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vozidla dále s výhodou obsahuje řídící jednotku pro řízení alespoň jednoho měřícího zařízení a/nebo zařízení na komunikaci dat. Řídící jednotka může být tvořena mikroprocesorem vybaveným programovatelným časovým spínačem pro spouštění jednotlivých měřících a komunikačních operací v nastavených intervalech.
V případě umístění zařízení na ose vagónu lze z měřených hodnot určit např. zablokování osy, přesnou ujetou vzdálenost, podnět pro vytvoření varovného hlášení při překročení limitu vibrací nebo teploty osy. Výhodou umístění zařízení na ose vagónu je především to, že kruhové obepnutí kolem osy bezpečně chrání proti zcizení a poškození, které je jinak značně vysoké při jiném připevnění. Umístění zařízení na ose vagónu přitom poskytuje dostatečně dobrý signál GNSS pro zjištění polohy a rozhraní GSM pro předávání dat. Další výhodou zařízení na ose vagónu je univerzálnost použití pro různé průměry os, protože průměry os je možno pomocí vložených mezikruží snadno přizpůsobit na průměr prstence. To umožňuje univerzální využití u různých typů vagónů, případně i lokomotiv. Vzhledem k relativně nízké ceně zařízení je pravděpodobné a velmi účelné, že tímto zařízením bude vybavena každá osa železničního vagónu a ne pouze jedna.
V případě umístění zařízení na ose jízdního kola, měřící zařízení může dále obsahovat RF přijímač pro příjem radíofrekvenčních signálů RF vysílače umístěného u majitele.
-Přéhleďobrázků na výkresech
Podstata vynálezu je dále objasněna na výkresech, kde:
Obr. 1 znázorňuje středový (příčný) řez zařízením podle vynálezu v rovině kolmé na osu.
Obr. 2a znázorňuje pohled zepředu na zařízení podle vynálezu, tvořící prstenec.
Obr. 2b znázorňuje dvě části zařízení podle vynálezu v rozloženém tvaru.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1:
Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vagónu má tvar prstence 4 tvořeného dvěma polovinami 4a, 4b, které jsou upraveny pro spojení kolem osy vagónu. Prstenec je vyroben z polyamidu PA6/30 (silonu), plněného 30 % skelného vlákna z důvodu zvýšení pevnosti, tvrdosti a tepelné odolnosti. Kabel propojující cívky je před instalací umístěn v jedné z polovin 4a, 4b a před instalací je protažen do druhé poloviny. Poloviny 4a, 4b prstence jsou při instalaci na osu spojeny pomocí zacvaknutí a přilepení. Prstenec 4 pak nelze z osy odstranit, aniž by došlo kjeho znehodnocení.
Zařízení je vybaveno ústrojím 5 na převod energie otáčení osy, tvořeným obvodovou dutinou 5a ve vnitřní části prstence, v níž je volně umístěn permanentní magnet 5b a po jejímž obvodu jsou rozmístěny čtyři cívky 5c. Při otáčení osy vagónu dochází k současnému otáčení prstence 4 s indukčními cívkami 5c, přičemž magnet 5b se pohybuje v dutině 5a a díky gravitaci je stále na spodu prstence. Díky tomuto relativnímu pohybu magnetu 5b vůči cívkám 5c dochází k indukci a vytváření elektrické energie. Tato indukovaná elektrická energie je využita pro napájení měřících zařízení 1 a zařízení 2 na komunikaci dat nebo v případě přebytku k dobíjení baterie 5d umístěné uvnitř prstence 4 na jeho vnějším obvodu.
Zařízení obsahuje měřící zařízení 1 vybavené senzorem geografické polohy GNSS, kterým je v tomto případě senzor GPS, senzorem počtu otáček, senzorem vibrací, kontaktním teploměrem.
Zařízení dále obsahuje zařízení 2 na komunikaci měřených veličin a paměť 3 s uloženým identifikačním kódem zařízení. Zařízení 2 na komunikaci je bezdrátový vysílač s GSM rozhraním nebo jiným radiofrekvenčním rozhraním pro přenos změřených dat (např. Sigfox, přenos dat přes satelity), uspořádáný pro komunikaci měřených veličin spolu s identifikací do externí zpracovací jednotky (serveru, PC atd.), kde jsou tyto údaje na základě identifikace zpracovány a přiřazeny k jednotlivým vagónům a jejich osám evidovaným v nadřízeném systému.
Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vagónu dále obsahuje řídící jednotku 6 pro řízení alespoň jednoho měřícího zařízení a/nebo zařízení na komunikaci dat. Řídící jednotka je tvořena mikroprocesorem vybaveným programovatelným časovým spínačem pro spouštění jednotlivých měřících a komunikačních operací v nastavených intervalech.
Z naměřených údajů lze zjistit ujetá vzdálenost (z počtu otáček osy) a zablokování osy, např. chybou brzd (při změně pozice zjištěné s pomocí GNSS, kdy nedochází k otáčení osy). Na základě zvýšené teploty a nadměrných vibrací lze dále zjistit nesprávnou funkci ložisek osy a vytvořit varovné hlášení za účelem předcházení nehodě.
Toto zařízení je možno použít na libovolné osy vagónu, pro přizpůsobení průměru osy je možno použít mezikruží.
Příklad 2
Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vagónu tvaru prstence 4 je tvořeno dvěma polovinami 4a, 4b, které jsou upraveny pro spojení kolem osy vagónu. Prstenec je vyroben z polyethylenu s přídavkem skla v hmotnostním poměru 70:30, případně z plastu, kompozitu nebo by mohl být použit odlitek z hliníku.
Zařízení je jako v příkladu 1 vybaveno ústrojím 5 na převod energie otáčení osy, tvořeným obvodovou dutinou 5a ve vnitřní části prstence, v níž je volně umístěn permanentní magnet 5b a po jejímž obvodu jsou rozmístěny čtyři cívky 5c. Indukovaná elektrická energie je využita pro napájení měřících zařízení 1 a zařízení 2 na komunikaci dat nebo v případě přebytku k dobíjení baterie 5d umístěné uvnitř prstence.
Zařízení obsahuje měřící zařízení 1 obsahující GNSS senzor, senzor počtu otáček, senzor vibrací, kontaktní teploměr. Měřící zařízení dále obsahuje RF přijímač pro příjem radiofrekvenčních signálů ze senzorů, osazených na různých místech vagónu nebo nákladu. Tyto senzory zahrnují RF senzory: teploty, tlaku, úrovně osvětlení, výšky hladiny, otevření nákladového prostoru, náklonu, počtu otočení, přetížení a identifikaci nákladu. Tyto senzory pracují z vlastní baterie a periodicky v určitých intervalech předávají hodnoty RF přijímači.
RF senzor teploty měří okolní teplotu např. uvnitř nákladového prostoru nebo na ložisku vagónu. RF senzor tlaku měří okolní tlak např. uvnitř převážené cisterny nebo tlak v brzdovém okruhu vagónu. RF senzor úrovně osvětlení měří úroveň osvětlení např. uvnitř nákladového prostoru vagónu. Hodnota osvětlení může být důležitá pro převážený materiál nebo změna hodnoty osvětlení může být důležitá k indikaci, kdy byl nákladový prostor otevřen. RF senzor výšky hladiny založený na kapacitním principu (případně na principu odporovém nebo tlakovém) měří výšku hladiny kapaliny převážené v cisterně. RF senzorem náklonu je tříosý akcelerometr měřící přetížení ve třech osách vůči zemské ose, z čehož se získává údaj o změně náklonu i počtu otočení. RF senzory přetížení měří soustavně hodnotu akcelerace ve všech třech osách a při přesáhnutí nastavené povolené hodnoty předá
předá informaci RF přijímači. RF senzor pro identifikaci nákladu v pravidelných intervalech vysílá svoji identifikaci. Využívá se u dražších nákladů tak, že se senzor umístí na vlastní náklad (např. do převáženého stroje nebo automobilu).
Zařízení na monitorování provozních parametrů obsahuje řídící jednotku 6 pro řízení operace měřících zařízení a/nebo zařízení na komunikaci dat. Řídící jednotka je tvořena mikroprocesorem a vybavena časovým spínačem.
Zařízení dále obsahuje zařízení 2 na komunikaci měřených veličin a paměť 3 s uloženou identifikací. Zařízení 2 na komunikaci je bezdrátový vysílač s GSM rozhraním, uspořádáný pro komunikaci dat spolu s identifikací 3 do externí zpracovací jednotky (serveru, PC, mobilu atd), kde jsou tyto údaje zpracovány a na základě identifikace přiřazeny k jednotlivým vagónům a jejich osám.
Příklad 3
Zařízení na monitorování provozních parametrů osy jízdního kola je tvořeno dvěma polovinami (4a, 4b) prstence, které jsou upraveny pro spojení kolem osy kola jízdního kola. Prstenec je vyroben z polyethylenu s přídavkem skla v hmotnostním poměru 70:30.
Zařízení je jako v příkladu 1 a 2 vybaveno ústrojím 5 na převod energie otáčení osy, tvořeným obvodovou dutinou 5a ve vnitřní části prstence, v níž je volně umístěn permanentní magnet 5b a po jejímž obvodu jsou rozmístěny čtyři cívky 5c. Indukovaná elektrická energie je využita pro napájení měřících zařízení 1 a zařízení 2 na komunikaci dat nebo v případě přebytku k dobíjení baterie 5d umístěné uvnitř prstence.
Měřící zařízení 1 obsahuje GPS senzor, senzor počtu otáček, tříosý senzor přetížení, RF senzor blízkosti (přijímač) a řídící jednotku 6. Měřící zařízení 1 poskytuje záznam ujeté trasy, rychlosti, nadmořské výšky a zasílá je do externí jednotky (např. mobilu).
Senzor GPS je uzpůsoben ke zjišťování a odesílání polohy i když se kolo neotáčí, jako zdroj energie pro toto měření slouží baterie. Toto měření lze použít k nalezení kola po krádeži nebo ke sledování kola pro půjčovny kol.
RF senzor blízkosti zahrnuje RF přijímač spárovaný s RF vysílačem, který má majitel kola u sebe. RF vysílač je opatřen identifikací a baterií. RF vysílač vysílá v pravidelných intervalech (např lx za sekundu) svoje identifikační číslo, které je přijímáno RF senzorem (přijímačem) umístěným na kole. Pokud je překročena předem určená vzdálenost RF např. 5 m, přijímač nepřijme identifikaci vysílače a zařízení přejde do aktivního stavu střežení. Pokud dojde v této době k aktivaci senzoru přetížení
způsobené pohybem jízdního kola, řídící jednotka vyhodnotí manipulaci s kolem jako neoprávněnou a odesílá poplachové zprávy.
Jako RF vysílač je možné i použít mobilní telefon majitele. Jestliže by zařízení rozpoznalo v dosahu spárovaný telefon se zapnutým Bluetooth (na běžném RF principu jako jsou k mobilnímu telefonu přes Bluetooth spárována např. sluchátka), tak by zařízení nebylo v aktivním stavu střežení. Jakmile by zařízení ztratilo Bluetooth spojení s telefonem, přešlo by do aktivního stavu střežení.
Průmyslová využitelnost
Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vozidla lze využít zejména u železničních vagónů k měření geografické polohy a dalších provozních parametrů jako je počet otáček osy, teplota osy a vibrace osy. Zařízení je možno využít univerzálně pro různé typy železničních vagónů i pro sledování parametrů nákladu vagónu a příslušenství vagónu. Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vozidla lze použít pro jízdní kola za účelem sledování parametrů ujeté trasy a ochrany kola proti zcizení.
měřící zařízení (1)

Claims (11)

  1. Patentové nároky
    1. Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vozidla obsahující zahrnující alespoň senzor polohy, zařízení (2) na komunikaci měřených veličin do externího zařízení, ústrojí (5) na převod mechanické energie osy na elektrickou a paměť (3) s uloženým identifikačním kódem, vyznačující se tím, že má tvar prstence (4), který je nasazen na ose vozidla tak, že ji kruhově obepíná.
  2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že prstenec (4) je tvořen alespoň dvěma částmi (4a, 4b), které jsou upraveny pro permanentní spojení kolem osy vozidla.
  3. 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že ústrojí (5) je tvořeno obvodovou dutinou (5a) ve vnitřní části prstence, v níž je volně umístěn permanentní magnet (5b) a po jejímž obvodu je umístěna alespoň jedna cívka (5c), s výhodou čtyři cívky (5c).
  4. 4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že ústrojí (5) je uspořádáno k zásobování měřícího zařízení (1) a komunikačního zařízení (2) elektrickou energií.
  5. 5. Zařízení podle nároku 1 nebo 3, vyznačující se tím, že ústrojí (5) je napojeno na dobíječi baterii (5d).
  6. 6. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že měřící zařízení (1) zahrnuje senzor polohy GNSS a alespoň některé z měřidel: měřidla počtu otáček, měřidla teploty, měřidla úrovně vibrací osy.
  7. 7. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zařízením (2) na komunikaci měřených veličin je bezdrátový vysílač s GSM rozhraním nebo radiofrekvenčním rozhraním uspořádaný pro komunikaci naměřených veličin společně s kódem identifikace (3) osy do externí zpracovací jednotky.
  8. 8. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje dále řídící jednotku (6) pro řízení alespoň jednoho měřícího zařízení (1) a/nebo zařízení (2) na komunikaci dat.
  9. 9. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že řídící jednotka (6) je tvořena mikroprocesorem a opatřena časovým spínačem pro spouštění jednotlivých měřících a komunikačních operací v nastavených intervalech.
    • · · ·· ··
    Λ · * *
    .........
  10. 10. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že osou je osa vagónu a kde měřící zařízení (1) dále obsahuje RF přijímač pro příjem radiofrekvenčních signálů ze senzorů, osazených na různých místech vagónu nebo nákladu.
  11. 11. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že osou je osa kola jízdního kola kde měřící zařízení (1) dále obsahuje RF přijímač pro příjem radiofrekvenčních signálů RF vysílače umístěného u majitele.
CZ2017-68A 2017-02-06 2017-02-06 Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vozidla CZ307759B6 (cs)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-68A CZ307759B6 (cs) 2017-02-06 2017-02-06 Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vozidla
PCT/CZ2018/000007 WO2018141315A1 (en) 2017-02-06 2018-02-05 Device for monitoring operation parameters of a vehicle axle
US16/483,814 US11072351B2 (en) 2017-02-06 2018-02-05 Device for monitoring operation parameters of a vehicle axle
EP18747109.9A EP3619088A4 (en) 2017-02-06 2018-02-05 VEHICLE AXLE OPERATION PARAMETERS MONITORING DEVICE
CN201880009577.5A CN110267858B (zh) 2017-02-06 2018-02-05 用于监测车轴的操作参数的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-68A CZ307759B6 (cs) 2017-02-06 2017-02-06 Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vozidla

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ201768A3 true CZ201768A3 (cs) 2018-08-29
CZ307759B6 CZ307759B6 (cs) 2019-04-17

Family

ID=67911791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2017-68A CZ307759B6 (cs) 2017-02-06 2017-02-06 Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vozidla

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11072351B2 (cs)
EP (1) EP3619088A4 (cs)
CN (1) CN110267858B (cs)
CZ (1) CZ307759B6 (cs)
WO (1) WO2018141315A1 (cs)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR102018071610A2 (pt) * 2018-10-19 2020-04-28 Vallourec Solucoes Tubulares Do Brasil S A sistema de monitoramento de um eixo ferroviário e periféricos
CA3171477A1 (en) * 2020-03-20 2021-09-23 Amsted Rail Company, Inc. Mobile railway asset monitoring apparatus and methods

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2507645A1 (de) * 1975-02-19 1976-09-09 Licentia Gmbh Anordnung zur erfassung, uebertragung und ueberwachung von messwerten
US5072821A (en) * 1990-12-07 1991-12-17 Otis Elevator Company Escalator/people mover bearing
GB9106234D0 (en) * 1991-03-23 1991-05-08 Powell Duffryn Standard Ltd Improvements in or relating to the detection of overheated bearings in railway vehicles
GB2386422B (en) * 2002-03-13 2005-04-06 Aea Technology Plc Wheel rotation monitor
US7009310B2 (en) * 2004-01-12 2006-03-07 Rockwell Scientific Licensing, Llc Autonomous power source
WO2006124938A2 (en) * 2005-05-17 2006-11-23 Rajant Corporation System and method for communication in a wireless mobile ad-hoc network
DE102005063165A1 (de) 2005-12-30 2007-07-12 Landert-Motoren-AG, Bülach Achsgenerator für Eisenbahnwagen und dergleichen
US7705743B2 (en) * 2006-03-01 2010-04-27 L-3 Communications Corporation Self-assembling wireless network, vehicle communications system, railroad wheel and bearing monitoring system and methods therefor
US20080011531A1 (en) * 2006-07-15 2008-01-17 Monty Cole Motorized axle for use with environmentally friendly vehicles
RU2472130C2 (ru) * 2008-03-05 2013-01-10 Аб Скф Устройство для крепления к вращающейся части вагонной оси
US20090256443A1 (en) * 2008-04-15 2009-10-15 Randal Scott Turner Hollow ring torus magnet generator
AT507382B1 (de) * 2008-09-15 2011-03-15 Pj Messtechnik Gmbh Radsatzlagergehäuse mit positionserfassungseinrichtung für ein schienenfahrzeug und damit ausgestattetes schienenfahrzeug
DE102009020428A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-20 Eureka Navigation Solutions Ag Vorrichtung und Verfahren für ein Schienenfahrzeug
CN201338631Y (zh) * 2008-12-16 2009-11-04 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 一种新型货车轴温监测装置
WO2012031039A2 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 Zivota Nikolic Electric generator
DE102010052667C5 (de) * 2010-11-26 2015-05-21 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Störungen einer Rollbewegung eines Wagonrades eines Zuges
GB2486008B (en) 2010-12-01 2014-04-16 Perpetuum Ltd Sensor system
US20150237659A1 (en) * 2014-02-19 2015-08-20 Rajant Corporation Continuous Load Distributed Power Generation In A Mesh Networked System
NL2016655B1 (nl) * 2016-04-21 2017-11-15 Trs Transp B V Treinwagon voorzien van een inductiegenerator.

Also Published As

Publication number Publication date
US20200023868A1 (en) 2020-01-23
US11072351B2 (en) 2021-07-27
CZ307759B6 (cs) 2019-04-17
WO2018141315A1 (en) 2018-08-09
EP3619088A1 (en) 2020-03-11
WO2018141315A4 (en) 2018-09-27
CN110267858B (zh) 2021-08-17
CN110267858A (zh) 2019-09-20
EP3619088A4 (en) 2021-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11325431B2 (en) Wheel hub mounted vehicle data communications device incorporating a self-generating electrical power supply
CA2744287C (en) Device and method for a rail vehicle
CN105263782B (zh) 用于监控无动力运输单元的车轴的监控系统
US11072351B2 (en) Device for monitoring operation parameters of a vehicle axle
CN107478313A (zh) 车载称重系统
US11097577B2 (en) Tire health sensor assembly
KR101676840B1 (ko) 화물열차용 사물 통신 시스템
US20210164803A1 (en) Improved electronic distance recorder
US20220129649A1 (en) Amusement ride and method for operating an amusement ride
CZ30622U1 (cs) Zařízení na monitorování provozních parametrů osy vozidl
AU2015268770B2 (en) Device and Method for a Rail Vehicle
NL2026892B1 (nl) Modular system for monitoring a velocipede
WO2015162583A1 (en) Telematic monitoring system for vehicles
AU2014280919B2 (en) Device and method for a rail vehicle
US20200122528A1 (en) Crawler
RU2800560C1 (ru) Система мониторинга железнодорожного транспортного средства
RU2021113510A (ru) Система наблюдения за железнодорожной осью и периферийными устройствами
AU2019283775A1 (en) A hubodemeter assembly
WO2016175182A1 (ja) 車軸軸受使用状況管理システム