KR101104886B1 - 주행속도 측정 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주행속도 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차륜의 림부와 일정거리 이격되게 반응부를 설치하고, 센서로 근접센서를 사용함으로써 림부의 벗겨진 표면이나 이물질에 의한 이상 반사광이 발생하더라도 영향을 받지 않는 신뢰성이 높은 주행속도 측정 장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 철도차량의 주행속도 측정 장치에 있어서, 차륜에 형성된 차륜홀에 설치된 반응부와, 상기 반응부와 일정거리 이격되게 설치된 센서와 주행속도를 계산하는 계산부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
열차, 주행 속도, 측정, 차륜홀, 반사부, 근접센서
Description
본 발명은 주행속도 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차륜의 림부와 일정거리 이격되게 반응부를 설치하고, 센서로 근접센서를 사용함으로써 림부의 벗겨진 표면이나 이물질에 의한 이상 반사광이 발생하더라도 영향을 받지 않는 신뢰성이 높은 주행속도 측정 장치에 관한 것이다.
철도차량은 안전을 확인하기 위한 시험 평가 단계에서는 주행하는 차량의 정확한 속도 측정이 필요히다.
그래서, 일반적으로 철도차량의 주행속도는 차체의 외부에 설치된 속도 측정센서를 통해 측정되는 속도 데이터가 유선 케이블을 통해 차내의 상황실로 전달되도록 하여 철도차량에 대한 속도를 측정하도록 되어 있다.
이러한 주행속도 측정 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 광센서를 이용한 방법을 일반적으로 사용하게 되는데, 그 측정방법을 살펴보면, 차륜(10)의 가장자리에 형성되는 림부(12)에 이물질을 제거한 후 은박으로 이루어진 반사테이프(14)를 설치한다.
그리고, 상기 림부(12)로부터 10~15cm 떨어지고 림부(12)에 수직으로 빛의 조사가 가능하도록 대차프레임(20)의 임의의 위치에 속도센서(25)를 설치하여 차륜이 회전하면 상기 속도센서(25)와 상기 반사테이프(14)가 교차할 때 반사테이프(14)의 반사광을 감지하게 되어 차륜(10)이 1회전 할 때마다 한번의 펄스가 생성되고, 타코메터를 사용하여 단위 시간당의 펄스수를 측정함으로써 주파수를 계산하여 속도로 환산하게 된다.
그러나, 이러한 종래의 측정 방법은 림부(12)의 피복이 벗겨지거나 이물질이 있으면 불필요한 이상 펄스가 발생하기 때문에, 속도 측정에 신뢰성을 확보하기가 어렵다.
또한, 차량 주행시 현가장치의 변위 발생으로 림부(12)에 부착된 반사테이프(14)와 속도센서(25) 간의 거리가 변화하면 펄스 측정이 안되거나 오동작이 발생하기도 하여 속도 측정의 신뢰성을 확보하기 어려운 문제점이 있다.
그리고, 또 다른 종래의 기술로는 도 2에 도시된 바와 같은 특허등록 제0682510호에 기재된 무선송수신 방식을 이용한 철도차량의 주행속도 측정 시스템에 관한 기술이 있는데, 특허등록 제0682510호에 기재된 기술의 특징은 철도차량의 주행속도를 측정하기 위해서 윤축(620)의 외부에 별도로 펄스 발생용 기어(700b)를 설치하고, 상기 펄스 발생용 기어(700b)의 톱니에는 근접스위치(700c)를 인접하게 설치하여 차륜(610)의 회전으로 함께 회전하는 펄스 발생용 기어(700b)의 톱니의 이동에 따라 근접스위치(700c)는 펄스 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.
그러나, 특허등록 제0682510호에 기재된 기술은 윤축의 단부에 별도로 펄스 발생용 기어(700b)를 설치하여야 하므로 구조가 복잡하여 제작이 어려운 문제점이 있고, 정밀한 측정을 위하여 기어의 수를 늘리게 되면 펄스 발생용 기어(700b)에 형성된 단턱 사이의 간격이 좁기 때문에 근접스위치(700c)에 이한 감지가 용이하지 않아 오작동의 문제가 있다.
또한, 근접스위치(700c)를 대차의 사이드 프레임에 설치할 경우에는 전술한 바와 같이 대차 스프링의 변위에 의하여 근접스위치(700c)의 위치가 변하기 때문에 정확한 측정이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차륜의 림부와 이격되게 차륜에 형성된 차륜홀에 반응부를 설치하고, 상기 반응부와 일정거리 이격되는 위치에 센서를 설치함으로써 차륜의 림부에 이물질이 묻거나 표면이 벗겨저서 이상 반사광이 발생하더라도 센서에 영향을 주지 않기 때문에 보다 신뢰성이 높은 주행속도 측정 장치를 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 브라켓을 엑슬박스에 설치 고정함으로써 주행시 발생하는 대차의 현가장치에 의한 변위에 영향을 받지 않게 되어 센서와 반응부가 일정한 간격을 유지할 수 있어 더욱 신뢰성이 높은 주행속도 측정 장치를 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;
철도차량의 주행속도 측정 장치에 있어서, 차륜에 형성된 차륜홀에 설치된 반응부와, 상기 반응부와 일정거리 이격되게 설치된 센서와, 주행속도를 계산하는 계산부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 반응부는 상기 센서가 차륜의 회전을 감지하기 위한 반응판과, 상기 반응판을 차륜에 고정하기 위한 반응판 고정볼트로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 반응판 고정볼트의 외경과 상기 차륜홀의 내경 사이에는 스페이서가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 스페이서는 차륜홀에 삽입되는 삽입 스페이서와, 차륜홀의 외측에서 고정되는 고정 스페이서로 이루어지고, 상기 고정 스페이서의 일측 단면은 차륜의 경사와 동일한 경사로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서는 브라켓을 사용하여 엑슬박스에 설치되되, 상기 브라켓은 엑슬박스에 고정되는 박스 체결부와, 센서가 고정되는 수평봉과, 상기 수평봉과 박스 체결부를 연결하는 수직봉과, 상기 수평봉과 수직봉을 연결 결합하는 위치조절부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 박스 체결부는 길이방향의 일측에 'ㄷ'자 형상의 고정부가 형성되고, 타측에는 상기 수직봉이 삽입되는 제1관통공이 형성되는 것을 특징으로 한 다.
여기서, 상기 센서는 근접센서인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 계산부는 타코메터를 사용하여 상기 센서에서 측정되는 펄스를 주파수화하고, 상기 주파수에 차륜의 원주를 대입하여 주행속도를 계산하는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 차륜의 림부와 이격되게 차륜에 관통형성된 차륜홀에 반응부를 설치하고, 상기 반응부와 일정거리 이격되는 위치에 근접센서를 설치함으로써 차륜의 림부에 이물질이 묻거나 표면이 벗겨저서 이상 반사광이 발생하더라도 근접센서에 영향을 주지 않기 때문에 보다 신뢰성이 높은 속도를 측정할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 브라켓을 엑슬박스에 설치 고정함으로써 주행시 발생하는 대차의 현가장치에 의한 변위에 영향을 받지 않게 되어 센서와 반응부가 일정한 간격이 유지됨으로써 신뢰성 높은 속도 측정 데이터를 얻을 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명에 따른 주행속도 측정 장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 브라켓의 분리 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 반응부가 차륜에 설치된 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 주행속도 측정 장치의 블럭도이다.
본 발명은 주행속도 측정 장치에 관한 것으로 도 3에 도시된 바와 같이 그 구성은 크게 차륜(200)에 설치되는 반응부(500)와, 대차의 엑슬박스(100)에 설치되는 브라켓(300)과, 상기 브라켓(300)에 설치되는 센서(400)와, 측정된 데이터로 주행속도를 계산하는 계산부(600)로 구성된다.
여기서, 상기 센서(400)는 전술된 바와 같이 브라켓(300)을 사용하여 대차(100)의 엑슬박스에 설치된다.
그리고, 차륜(200)의 회전에 따라 차륜(200)과 일체로 회전하는 반응부(500)를 센서(400)에서 감지함으로써 차륜(200)의 회전 수를 측정할 수 있게 된다.
한편, 상기 센서(400)는 근접센서로 이루어지는데, 종래에는 주로 광센서를 사용하여 차륜의 회전을 감지하기 때문에, 차륜(100)의 표면이 벗겨지거나, 빛을 반사하는 성질이 있는 이물질이 표면에 묻게 되면 불필요한 이상 반사광이 발생하여 광센서에서 감지되므로 차륜의 회전수 만큼의 정확한 펄스를 감지하기 어려운 반면, 본 발명에서는 근접센서를 사용하게 되므로 일정범위 내에 들어오는 반응부만을 감지하기 때문에 전술한 바와 같이 이상 반사광에 의한 잘못된 측정을 방지할 수 있어 회전수를 정확하게 측정할 수 있게 된다.
그리고, 상기 센서(400)는 브라켓(300)을 사용하여 대차의 엑슬박스(100)에 설치 고정되는데, 상기 브라켓(300)은 도 4에 도시된 바와 같이 엑슬박스(100)에 고정되는 박스 체결부(310)와, 상기 센서(400)가 고정 설치되는 센서 체결부(335)와, 상기 센서 체결부(335)에 고정 결합되는 수평봉(330)과, 상기 박스 체결부(310)에 하방으로 고정 결합되는 수직봉(320)과, 상기 수평봉(330)과 수직봉(320)을 연결 결합하고, 위치를 조절하는 위치조절부(340)로 구성된다.
한편, 종래의 주행속도 측정 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 대차 프레임에 설치되기 때문에 대차(20)에 설치된 현가장치의 변위에 의하여 센서(25)와 반사테이프(14) 사이에 상,하,좌,우 방향으로 유동이 발생하여 일정하게 거리를 유지할 수 없어 센서(25)에서 반사광을 감지하지 못하게 되는 경우도 발생하여 안정적인 펄스를 형성할 수 없는 문제점이 있는데, 본 발명에서는 대차의 엑슬박스(100)에 브라켓(300)을 설치하기 때문에 현가장치에 의한 유동의 영향을 받지 않게 되어 반응부(500)와 센서(400)의 간격을 일정하게 유지할 수 있게 되어 안정적인 펄스를 형성할 수 있게 된다.
여기서, 상기 박스 체결부(310)는 길이방향의 일측에 'ㄷ'자 형상으로 고정부(314)가 형성되고 하부에는 제1고정볼트(314a)가 구비되어 대차의 엑슬박스(100)에 설치 고정되며, 상기 고정부(314)가 형성된 타측에는 제1관통공(312)이 상하 관통되게 형성되어 상기 수직봉(320)이 삽입 설치되게 되는데, 상기박스 체결부(310) 는 액슬박스(100)에 용접등의 방법에 의해 영구 결합할 수도 있다.
이때, 상기 수직봉(320)은 상기 제1관통공(312)의 측부에 구비된 제2고정볼트(312a)에 의해 높이 조절이 가능하게 된다.
그리고, 상기 수직봉(320)의 하부에는 위치조절부(340)가 구비되는데, 상기 위치조절부(340)에는 상기 수직봉(320)이 삽입 설치되는 제2관통공(342)과 수평봉(330)이 삽입 설치되는 제3관통공(344)이 형성되고, 각각 제3,4고정볼트(342a, 344a)에 의해 견고하게 고정되게 된다.
그래서, 상기 수직봉(320)과 수평봉(330)이 상기 위치조절부(340)의 제2관통공(342)과 제3관통공(344)에 삽입되는 정도와 각도를 조절함으로써 상기 수평봉(330)의 단부에 설치된 센서(400)의 설치 위치를 조절할 수 있게 되어 다양한 형태의 대차에 설치하여 차륜(200)에 설치되는 반응부(500)와 적절한 간격을 유지하도록 위치를 조절할 수 있게 된다.
여기서, 상기 센서(400)는 반응부(500)에서 부터 수직으로 15 ~ 20 mm의 간격이 유지 되도록 형성함으로써 안정적으로 회전을 감지할 수 있게 한다.
이렇게 상기 센서(400)와 반응부(500)가 적절한 간격을 유지 할 수 있도록 위치를 조절할 수 있게 되어, 다양한 형태의 대차에 설치함으로써 센서(400)와 반응부(500)의 거리가 너무 멀게 설치되어 감지가 용이하지 않거나, 센서(400)와 반응부(500)의 거리가 너무 가깝게 설치되어 반응부(500)와 충돌이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 상기 반응부(500)는 도 5에 도시된 바와 같이 차륜(200)에 관통 형성되는 차륜홀(210)에 설치되어 차륜(200)과 일체로 회전하게 되는데, 상기 반응부(500)는 전술한 센서(400)가 차륜(200)의 회전를 감지하기 위한 반응판(510)과, 상기 차륜홀(210)에 삽입되어 상기 반응판(510)을 고정하는 반응판 고정볼트(520)로 구성된다.
여기서, 상기 반응판(510)은 센서(400)에서 감지를 용이하게 하기 위하여 판형상으로 형성되고, 중심부에는 암나사(부호 미도시)가 형성되어 상기 반응판 고정볼트(520)의 일측 단부에 형성된 수나사(부호 미도시)와 나사결합된다.
그리고, 상기 반응판 고정볼트(520)의 타측 단부에 형성된 수나사(미도시)에는 와셔(540)를 끼우고 너트(550)가 체결됨으로써 차륜홀(210)에 삽입되어 상기 반응부(500)를 차륜(200)에 고정 결합하게 되는데, 상기 차륜홀(210)의 내경과 반응판 고정볼트(520)의 외경 사이에 형성되는 간격을 채우기 위하여 상기 반응판 고정볼트(520)의 외면에 스페이서(530)가 설치된다.
여기서, 상기 스페이서(530)는 상기 차륜홀(210)에 삽입되는 삽입 스페이서(532)와 상기 차륜홀(210)의 양측에서 고정하는 고정 스페이서(534)로 이루어지는데, 상기 고정 스페이서(534)의 일측 단부는 차륜(200)이 경사지게 형성되기 때문에, 차륜(200)의 경사와 동일한 경사를 형성하여 반응부(500)를 차륜(200)에 견고하게 고정하게 된다.
그리고, 차륜(200)의 회전에 따른 반응부(500)를 감지하여 상기 센서(400)에 서 형성한 펄스는 도 6에 도시된 바와 같이 계산부(600)로 보내지는데, 상기 계산부(600)에서는 타코메터(700)를 사용하여 센서(400)에서 보내온 펄스를 단위 시간당 펄스를 나타내는 주파수로 변환하고, 이렇게 변환된 주파수에 차륜(200)의 원주를 대입하여 주행속도를 계산하게 된다.
여기서, 상기 주행속도는
에 의해 계산하게 된다.
[여기서 f: 초당 발생 펄스 펄스의 횟수(주파수), d : 차륜직경(Km)]
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 주행속도 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차륜의 림부와 일정거리 이격되게 반응부를 설치하고, 센서로 근접센서를 사용함으로써 림부의 벗겨진 표면이나 이물질에 의한 이상 반사광이 발생하더라도 영향을 받지 않는 신뢰성이 높은 주행속도 측정 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 주행속도 측정장치의 사시도이다.
도 2는 종래의 펄스발생용 기어를 사용한 측정장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 주행속도 측정 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 브라켓의 분리 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 반응부가 차륜에 설치된 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 주행속도 측정 장치의 블럭도이다.
<< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >>
10 : 차륜 12 : 림
20 : 대차 25 : 속도센서
100 : 엑슬박스 200 : 차륜
210 : 차륜홀 300 : 브라켓
310 : 박스 체결부 312 : 제1관통공
314a,312a : 제1,제2고정볼트 314 : 고정부
320 : 수직봉 330 : 수평봉
335 : 센서체결부 340 : 위치조절부
342 : 제2관통공 344 : 제3관통공
342a,344a : 제3,제4고정볼트 400 : 센서
500 : 반응부 510 : 반응판
520 : 반응판 고정볼트 530 : 스페이서
532 : 삽입 스페이서 534 : 고정 스페이서
540 : 와셔 550 : 너트
Claims (8)
- 철도차량의 주행속도 측정 장치에 있어서,차륜에 형성된 차륜홀에 설치된 반응부와,상기 반응부와 일정거리 이격되게 설치된 센서와,주행속도를 계산하는 계산부로 이루어지되,상기 센서는 브라켓을 사용하여 엑슬박스에 설치되고,상기 브라켓은 엑슬박스에 고정되는 박스 체결부와, 센서가 고정되는 수평봉과, 상기 수평봉과 박스 체결부를 연결하는 수직봉과, 상기 수평봉과 수직봉을 연결 결합하는 위치조절부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 주행속도 측정 장치.
- 제1항에 있어서,상기 반응부는 상기 센서가 차륜의 회전을 감지하기 위한 반응판과,상기 반응판을 차륜에 고정하기 위한 반응판 고정볼트로 구성되는 것을 특징으로 하는 주행속도 측정 장치.
- 제2항에 있어서,상기 반응판 고정볼트의 외경과 상기 차륜홀의 내경 사이에는 스페이서가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 주행속도 측정 장치.
- 제3항에 있어서,상기 스페이서는 차륜홀에 삽입되는 삽입 스페이서와,차륜홀의 외측에서 고정되는 고정 스페이서로 이루어지고,상기 고정 스페이서의 일측 단면은 차륜의 경사와 동일한 경사로 형성되는 것을 특징으로 하는 주행속도 측정 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 박스 체결부는 길이방향의 일측에 'ㄷ'자 형상의 고정부가 형성되고,타측에는 상기 수직봉이 삽입되는 제1관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 주행속도 측정 장치.
- 제1항에 있어서,상기 센서는 근접센서인 것을 특징으로 하는 주행속도 측정 장치.
- 제1항에 있어서,상기 계산부는 타코메터를 사용하여 상기 센서에서 측정되는 펄스를 주파수화하고,상기 주파수에 차륜의 원주를 대입하여 주행속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 주행속도 측정 장치.
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Citations (3)
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| KR20050062957A (ko) * | 2003-12-19 | 2005-06-28 | 한국철도기술연구원 | 철도차량의 주행속도 및 이동거리 측정 시스템 |
| KR20060005232A (ko) * | 2004-07-12 | 2006-01-17 | 주식회사 만도 | 차륜속도 감지장치 |
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-
2009
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Patent Citations (4)
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