WO2020224661A1

WO2020224661A1 - 检测闸片、制动夹钳单元故障检测装置及检测方法

Info

Publication number: WO2020224661A1
Application number: PCT/CN2020/092875
Authority: WO
Inventors: 孔军; 黄士伟; 徐少亭; 张昕; 王飞; 覃立伟; 宋传云; 张方亮; 王震
Original assignee: 中车青岛四方车辆研究所有限公司
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2020-05-28
Publication date: 2020-11-12
Also published as: CN110103933A; CN110103933B

Abstract

提供一种检测闸片（1）、制动夹钳单元故障检测装置及检测方法，检测闸片（1）包括闸片本体（100）、支撑缸室（200）、活塞（300）及伸出件（400），闸片本体（100）具有压力检测部（120），支撑缸室（200）形成于闸片本体（100）中，支撑缸室（200）与压力检测部（120）对应设置，活塞（300）密封套接于支撑缸室（200）中，伸出件（400）与活塞（300）固定连接，支撑缸室（200）具有可为其充入一定预压力的压力输入口（210），以及供伸出件（400）往复伸出的进出口（220）。

Description

检测闸片、制动夹钳单元故障检测装置及检测方法

本申请要求在2019年05月29日提交中国专利局、申请号为201910456828.0、申请名称为“检测闸片、制动夹钳单元故障检测装置及检测方法”中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请属于车辆制动故障检测技术领域，尤其涉及一种检测闸片、制动夹钳单元故障检测装置及检测方法。

背景技术

制动夹钳单元、制动盘和制动闸片共同构成机车车辆的基础制动装置。在机车车辆运行过程中，保持制动闸片与制动盘之间间隙稳定，是保证机车车辆制动性能可靠，以及制动盘和制动闸片正常磨耗的必要条件，而制动夹钳单元的制动灵敏度、缓解间隙和一次调整量等参数是决定制动闸片与制动盘之间间隙稳定的重要指标，因此，在制动夹钳单元装车前、运行到一定的里程后以及发生制动故障时，均需要对上述性能参数测试，以评定制动夹钳单元是否符合使用要求。

美国发明US6357291B1公开了一种制动偏差测量装置，包括载荷测量机构，用于测试制动夹钳活塞施加在制动偏差测量闸片上的载荷。车轮制动时，为了增强稳定性和车辆的控制，制动系统偏向前制动，该制动偏差测量装置可用于测量制动系统通过制动线分配在不同车轮上的制动力之间的偏差，但并没有涉及制动间隙的测量。

现有对制动夹钳单元的制动灵敏度、缓解间隙和一次调整量等性能参数的精确测量，均是在试验台上完成的，即在制动夹钳单元装车前、运用到一定的里程后需要做状态修以及发生制动故障时，需要将制动夹钳单元与构架进行分离并放置于试验台中，以在制动夹钳单元处于独立个体的状态下，通过试验台来测量制动夹钳单元的制动灵敏度、缓解间隙和一次调整量等性能参数，其中，试验台为制动夹钳单元的故障检测提供了必要的模拟真实工况的检测环境，以及检测性能参数所必需的检测仪器。在对制动夹钳单元做故障检测时，需要将制动夹钳单元从构架上分离后在试验台中做故障检测，因此检测环境与制动夹钳单元的实际应用环境之间存在有一定的差距，从而导致检测结果的准确性不高。

发明内容

本申请提供一种检测闸片，用于车辆制动装置的故障检测，所述检测闸片

包括：

闸片本体，所述闸片本体具有：

第二安装部；

压力检测部，所述压力检测部可与压力检测元件密封插接；

支撑缸室，所述支撑缸室形成于所述闸片本体中，所述支撑缸室与所述压力检测部对应设置；

活塞，所述活塞密封套接于所述支撑缸室中；

伸出件，所述伸出件与所述活塞固定连接；

所述支撑缸室具有：

进出口，所述进出口与所述第二安装部分别位于所述闸片本体的两侧；

压力输入口，用于向所述支撑缸室的内部导入流体压力，为所述活塞朝向进出口运动提供动力；

所述伸出件与所述进出口对应设置，所述伸出件在所述活塞的带动下与制动盘接触。

作为优选，还包括容气腔室，所述容气腔室形成于闸片本体中。

作为优选，所述容气腔室形成于所述支撑缸室的外部，并且所述容气腔室沿着所述支撑腔室的外周方向延伸；

所述容气腔室具有出气口及进气口，所述出气口与所述压力输入口连通，所述进气口与所述闸片本体的外部连通。

作为优选，压力检测部为传感器接口，所述进气口与所述传感器接口连通，外界流体经过所述传感器接口进入所述闸片本体的内部，继而经过所述进气口进入至所述容气腔室的内部，继而经过所述出气口及所述压力输入口进入至所述支撑缸室的内部。

作为优选，所述支撑缸室为多个，多个所述支撑缸室间隔分布，所述活塞为多个，多个所述活塞与多个所述支撑缸室一一对应设置，所述伸出件为多个，多个所述伸出件与多个所述支撑缸室一一对应设置。

作为优选，存在至少一个支撑缸室为第一支撑缸室，存在至少一个支撑缸室为第二支撑缸室，存在至少一个支撑缸室为第三支撑缸室，其中，所述第一支撑缸室与所述第二支撑缸室分别位于所述闸片本体的两端，所述第三支撑缸室位于所述第一支撑缸室与所述第二支撑缸室之间，所述第一支撑缸室、所述第二支撑缸室及所述第三支撑缸室呈三角形分布。

本申请还提供一种制动夹钳单元故障检测装置，制动夹钳单元包括闸片托组成，所述制动夹钳单元故障检测装置包括：

前文所述的检测闸片，所述检测闸片的第二安装部与闸片托组成的第一安装部固定连接；

压力检测元件，所述压力检测元件与所述压力检测部连接，所述压力检测元件与所述支撑缸室对应设置；及

信号接收单元，所述信号接收单元与所述压力检测元件通信连接。

作为优选，所述压力检测元件与所述闸片本体固定连接，所述信号接收单元包括：

信号转换箱，所述信号转换箱与所述闸片本体固定连接，所述信号转换箱与所述压力检测元件通信连接；及

移动客户端，所述移动客户端与所述信号转换箱无线连接。

作为优选，制动夹钳单元还包括制动缸，制动缸与闸片托组成连接，制动缸具有进风口，其特征在于，所述制动夹钳单元故障检测装置还包括：

制动控制机构，所述制动控制机构与制动缸连接，所述制动控制机构包括：

风源接口；

中继阀，所述中继阀具有进气端、控制端及出气端，所述进气端与所述风源接口连接；

气压控制单元，所述气压控制单元与所述控制端连接；

制动缸接口，所述制动缸接口与所述出气端连接，所述制动缸接口与制动缸的进风口连接。

本申请还提供一种制动夹钳单元故障检测方法，应用前文所述的制动夹钳单元故障检测装置，所述制动夹钳单元故障检测方法包括以下步骤：

将所述检测闸片的所述第二安装部与闸片托组成的第一安装部固定；

向所述压力输入口输入气压，并且保持所述支撑缸室内部的气压，此时，从所述压力检测部检测到的气体压力为P ₀，同时所述伸出件与制动盘接触；

向制动夹钳单元施加制动所需的气压，此时，从所述压力检测部检测的气体压力为P ₁；

设所述活塞的面积为S，设对应于所述支撑缸室的气体固有容积为V _g，以及设制动夹钳单元的制动灵敏度为a，则：

作为优选，所述制动夹钳单元故障检测方法还包括以下步骤：

向制动夹钳单元施加制动所需的气压，此时，从所述压力检测部检测到的气体压力为P ₂；

将向制动夹钳单元施加的气压排空，此时，从所述压力检测部检测到的气体压力为P ₃；

设制动夹钳单元的一次调整量为b，则：

在从所述压力检测部检测到的气体压力为P ₃的基础上，反复向制动夹钳单元充气、排气，直至在向制动夹钳单元充气及排气的状态下，从所述压力检测部检测到的气体压力均不再发生变化，此时，设在向制动夹钳单元充气的状态下，从所述压力检测部检测到的气体压力为P _m，设在向制动夹钳单元排气的状态下，从所述压力检测部检测到的气体压力为P _n，以及设制动夹钳单元的缓解间隙为c，则：

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请通过设置检测闸片，同时该检测闸片具有支撑缸室、活塞及伸出件，当需要对车辆制动装置进行故障检测时，该检测闸片能够代替车辆制动装置的制动闸片与动力执行机构固定连接，同时，在伸出件与制动盘接触下，通过检测伸出件在不同运动位移下所对应的支撑缸室内的压力，即可反映出(或者说换算出)伸出件的运动位移，进而精确获得动力执行机构的制动灵敏度、一次调整量及缓解间隙等性能参数。检测过程中，无需将动力执行机构卸下，并且无需借助试验台对动力执行机构进行故障检测，从而保证了检测环境的真实性，在不卸下制动夹钳单元的情况下，仍能够实现对制动夹钳单元进行精确检测，进而提高了检测结果的准确性。

附图说明

图1为一种实施方式的制动夹钳单元的结构示意图；

图2为一种实施方式的制动夹钳单元故障检测装置的部分结构示意图1；

图3为一种实施方式的制动夹钳单元故障检测装置的部分结构示意图2；

图4为一种实施方式的检测闸片的结构示意图，其中，检测闸片安装有信号接收单元和压力检测元件；

图5为图4中检测闸片的侧视图；

图6为图5中检测闸片沿着A-A方向的剖视图；

图7为一种实施方式的制动夹钳单元故障检测装置的制动控制机构的结构示意图；

图8为表示图7中的制动控制机构与制动夹钳单元的连接关系示意图；

图9为本申请的制动夹钳单元故障检测装置检测制动夹钳单元的制动灵敏度的原理示意图；

图10为一种实施方式的制动夹钳单元故障检测装置检测制动夹钳单元的一次调整量的原理示意图；

图11为一种实施方式的制动夹钳单元故障检测装置检测制动夹钳单元的缓解间隙的原理示意图；

图中编号：10、闸片托组成；101、第一安装部；11、制动闸片；12、制动缸；1、检测闸片；100、闸片本体；110、第二安装部；120、压力检测部；200、支撑缸室；210、压力输入口；220、进出口；300、活塞；310、活塞本体；320、密封圈；330、限位挡圈；340、限位座；350、导向通孔；400、伸出件；500、容气腔室；510、出气口；520、进气口；2、第一压力检测元件；3、信号接收单元；31、信号转换箱；32、移动客户端；4、制动控制机构；41、风源接口；42、中继阀；43、气压控制单元；431、充气电磁阀；432、排气电磁阀；433、第二压力检测元件；44、制动缸接口；45、带电触点侧排风塞门；46、第三压力检测元件。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本申请的技术方案进行详实的阐述，然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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发明的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述的实施方式仅仅是对本申请的优选实施方式进行描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。

本申请提供的技术方案，总体思路如下：

为了在不卸下车辆(如轨道车辆)制动装置的动力执行机构(如制动夹钳单元)的情况下，仍能够实现对动力执行机构进行精确检测，本申请提供了一种检测闸片，该检测闸片用于车辆制动装置的故障检测，该检测闸片的闸片本体与车辆制动装置的动力执行机构对应设置，该检测闸片具有支撑缸室、活塞及伸出件，当需要对车辆制动装置进行故障检测时，该检测闸片能够代替车辆制动装置的制动闸片与动力执行机构固定连接，同时，在伸出件与制动盘接触下，通过检测伸出件在不同运动位移下所对应的支撑缸室内的压力，即可反映出(或者说换算出)伸出件的运动位移，进而精确获得动力执行机构的制动灵敏度、一次调整量及缓解间隙等性能参数，过程中，无需将动力执行机构卸下，并且无需借助试验台对动力执行机构进行故障检测，从而保证了检测环境的真实性，进而提高了检测结果的准确性。

进一步，本申请还提供了一种应用该检测闸片来对制动夹钳单元进行故障检测的制动夹钳单元故障检测装置，以及应用该制动夹钳单元故障检测装置来对制动夹钳单元进行故障检测的检测方法，在不拆卸制动夹钳单元的情况下，仍能够实现对制动夹钳单元进行精确检测，进而提高了检测结果的准确性。

为了更好的理解本申请的发明构思，下面将以检测闸片应用于轨道车辆制动夹钳单元的故障检测为例，结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参见图2至图3，本申请提出了一种制动夹钳单元故障检测装置，其用于对制动夹钳单元进行故障检测。作为轨道车辆基础制动装置的动力执行机构，如图1所示，该制动夹钳单元包括闸片托组成10及制动缸12，制动缸12与闸片托组成10连接，以驱动闸片托组成10运动，闸片托组成10具有第一安装部101，第一安装部101用于与制动闸片11连接，该制动夹钳单元故障检测装置包括检测闸片1、第一压力检测元件2及信号接收单元3，检测闸片1包括闸片本体100、支撑缸室200、活塞300及伸出件400，其中：

闸片本体100具有第二安装部110及压力检测部120，第二安装部110的结构与第一安装部101相适应，以使第一安装部101能够与第二安装部110固定连接，即，当需要对制动夹钳单元进行故障检测时，检测闸片1替换制动闸片11，继而通过第二安装部110与闸片托组成的第一安装部101固定连接。其中第二安装部110与第一安装部101间的连接关系，和制动闸片11与闸片托组成10的连接关系相同，即，检测闸片1与闸片托组成10的连接关系，和制动闸片11与闸片托组成10的连接关系相同。伸出件400与活塞300固定连接，伸出件400也可以是活塞300的一部分，两者一体成型。压力检测部120用于设置或连接压力检测元件(或者压力检测仪器，例如，压力检测元件等)，以为支撑缸室200内部压力的检测提供条件，因此，只要检测闸片1具有检测支撑缸室200内部压力的能力，即，能够与压力检测元件相结合，以检测支撑缸室200内部的压力，即可确定闸片本体100具有压力检测部120。

具体而言，如图2和图3所示，闸片本体100一体化成型，例如，闸片本体100通过精密铸造整体成型，然后再精加工而成，如图4和图5所示，第二安装部110为安装于闸片主体100背部(即，检测闸片1安装在闸片托组成10上后，第二安装部110位于靠近闸片托组成10的一侧)的燕尾结构。闸片托组成的第一安装部101具有第一接口，第二安装部110具有第二接口，第二接口的设置同制动闸片，即，第二接口设置成制动闸片11上与闸片托组成10连接的接口相同，第二接口与第一接口相适应，以与第一接口固定连接。压力检测部120优选为传感器接口，以与压力检测元件密封插接。压力检测部也可以是压力检测面，压力检测面与支撑缸室也是密封连接，支撑缸室内部压力变化可引起该压力检测面某一些参数变化，例如机械形变、电阻变化，与该压力检测面连接的压力检测元件可检测到此参数变化，并将其转化为压力的变化。

支撑缸室200形成于闸片本体100中，支撑缸室200与压力检测部120对应设置，以当压力检测部120设有或者连接压力检测元件时，能够对支撑缸室200内部的压力进行检测。支撑缸室200的内部结构可以参照气缸缸室，或参照气缸缸室设置的其他腔室结构，例如，圆柱形腔室、棱柱形腔室等。如图3和图6所示，支撑缸室200具有压力输入口210及进出口220，压力输入口210用于向支撑缸室200的内部导入流体压力，以为活塞300的伸出运动(即朝向进出口220运动)提供动力。检测闸片用于检测之前，压力输入口可为支撑缸室充入一定预压力，以使伸出件伸出进出口，进而与制动盘接触，使得检测闸片1进入和维持检测初始状态，以便在后续检测过程中伸出件可被压回支撑缸室中。流体是能流动的物质，是液体和气体的总称，流体具有一定的可压缩性。进出口220垂直于闸片本体100，伸出件400可在活塞300的带动下在进出口220内往复运动。若通过压力输入口210向支撑缸室200内导入气体，使支撑缸室200内部具有一定的压力，则压力输入口210为气压输入口，可用于向支撑缸室200的内部导入气体，继而通过气压带动活塞300伸出，此时，支撑缸室200为有气体的腔室，进出口220与第二安装部110分别位于闸片本体100的两侧，以在当检测闸片1连接至闸片托组成10上时，第二安装部110与第一安装部101固定连接，进出口220朝向制动盘(或者说，进出口220背向闸片托组成10)，从而能够使伸出件400在活塞300的带动下与制动盘接触。若通过压力输入口210向支撑缸室200内导入液体，使支撑缸室200内部具有一定的压力，则压力输入口210为液压输入口，可用于向支撑缸室200的内部导入液体，继而通过液压带动活塞300做伸出运动。由于液体的可压缩性相对较小，因此一般采用气体作为形成流体压力的介质，以下也主要以气体作为为支撑缸室提供预压力的流体来进行描述。当然在本来流体的压缩相对较小的时候也可采用液体。

支撑缸室导入流体之后即形成具有一定预压力的密封空间，该密封空间流体的量一定，制动时，检测闸片运动靠近制动盘，活塞因受到制动盘挤压而向支撑缸室内部运动，从而减小该密封空间的容积，改变了密封空间的压力。由于密封空间流体的量不变，根据密封空间压力的变化即可计算得出活塞的位移，进而得出伸出件的位移。该伸出件的位移可用于计算制动夹钳单元的性能参数。

具体而言，如图3和图6所示，支撑缸室200由闸片本体100的中空圆柱形缸套形成，支撑缸室200呈圆柱形。当压力检测部120为传感器接口时，可通过传感器接口为支撑缸室200输入压力，例如，可在传感器接口处设置连通支撑缸室200的单向阀，只允许向支撑缸室200内输入流体，而支撑缸室200内的流体不允许向外输出，此时压力检测部120兼具预充气和压力测试接口的作用。支撑缸室200的压力输入口210可为开设于闸片本体100的凹槽口，凹槽口呈条状。凹槽口自支撑缸室200的内部延伸至中空圆柱形缸套的外部，直至与压力检测部连通。当压力检测部120为传感器接口时，凹槽口与传感器接口连通，在对制动夹钳单元进行故障检测时，通过传感器接口以及凹槽口向支撑缸室200的内部提供所需压力的压缩空气，因而可通过第一压力检测元件2与传感器接口密封连接，使得支撑缸室形成密封空间，从而简化了检测闸片1的整体结构，同时提高了检测闸片1使用的效率。进一步，如图3和图6所示，为了提高对支撑缸室200内部压力检测结果的准确性，检测闸片1还包括容气腔室500，容气腔室500形成于闸片本体100中。容气腔室500优选为形成于支撑缸室200的外部，并且容气腔室500沿着支撑腔室200的外周方向延伸。容气腔室500具有出气口510及进气口520，出气口510与压力输入口210连通，进而将支撑缸室200与容气腔室500导通。进气口520与闸片本体100的外部连通，在如图3和图6所示的实施方式中，进气口520与传感器接口连通，测试前，外界流体经过传感器接口进入至闸片本体100的内部，继而经过容气腔室500的进气口520进入至容气腔室500的内部，继而经过容气腔室500的出气口510及支撑缸室200压力输入口210进入至支撑缸室200的内部，进而将活塞300沿进出口200向外推出，带动伸出件400伸出进出口220，检测闸片进入测试前的初始状态。进气口520与传感器接口也可以是同一个，即，提供预压力的气体直接通过传感器接口进入容器腔室500。

活塞300密封套接于支撑缸室200的内部，以在受到从压力输入口210进入到支撑缸室200的流体的压力时沿着支撑缸室200移动。具体而言，如图2和图3所示，活塞300与支撑缸室200滑动配合，活塞300具有活塞本体310及密封圈320，活塞本体310整体呈圆柱形，活塞本体310的外侧壁开设有环形凹槽，密封圈320套接于环形凹槽中，密封圈320的外侧与支撑缸室200接触。密封圈320优选为K型圈。此时，为了避免活塞300从进出口220运动出支撑缸室200，在支撑缸室200的进出口220设置限位挡圈330。限位挡圈330开设于支撑缸室200的进出口220处。限位挡圈330的内径小于活塞300的外径，进而可以将活塞300限制在支撑缸室200内运动。

伸出件400与活塞300固定连接，以随着活塞300沿着支撑缸室200同步移动。伸出件400与支撑缸室200的进出口220对应设置，伸出件400可伸出支撑缸室200并与制动盘接触，并在检测闸片和制动盘间距变小时可进一步被挤压，从而使得活塞朝向支撑缸室内部运动，进而便于后续对制动夹钳单元的制动灵敏度、缓解间隙和一次调整量等性能参数的测量。具体而言，伸出件400呈圆柱形，伸出件400与活塞300同轴，伸出件400与活塞300通过焊接、螺栓连接或一体成型等方式固定在一起。为了提高伸出件400运动的稳定性，在支撑缸室进出口220处还固定设置有限位座340，限位座340呈圆形板状，限位座340位于限位挡圈330与活塞300之间，限位座340的中心开设有导向通孔350，伸出件400套接于导向通孔350的内部，伸出件400与导向通孔350滑动配合，以在限位座导向通孔350的导引下运动，从而提高了伸出件400运动的稳定性。

以上，当压力输入口210有压力输入时，活塞300朝向支撑缸室进出口220移动，带动伸出件400向闸片本体100的外部移动。测量时，伸出件400的运动位移通过检测伸出件400在不同运动位移下所对应的支撑缸室200内的压力换算得出。

基于上述，本申请至少具有如下的技术效果或优点：

本申请通过设置检测闸片1，同时该检测闸片1具有支撑缸室200、活塞300及伸出件400，当需要对轨道车辆制动装置进行故障检测时，该检测闸片1能够代替轨道车辆制动装置的制动闸片与制动夹钳单元固定连接，同时，在伸出件400与制动盘接触下，通过检测伸出件400在不同运动位移下所对应的支撑缸室200内的压力，即可反映出(或者说换算出)伸出件400的运动位移，进而精确获得制动夹钳单元的制动灵敏度、一次调整量及缓解间隙等性能参数。检测过程中，无需将制动夹钳单元从车辆架构上卸下，并且无需借助试验台对制动夹钳单元进行故障检测，从而保证了检测环境的真实性，即，解决了如何在不拆卸制动夹钳单元的情况下，仍能够实现对制动夹钳单元进行精确检测的技术问题，进而提高了检测结果的准确性。

继续参见图1，第一压力检测元件2与压力检测部120连接，第一压力检测元件2与支撑缸室200对应设置。第一压力检测元件2用于检测支撑缸室200内部的压力，进而为计算制动夹钳单元的制动灵敏度、一次调整量及缓解间隙等性能提供必要参数。具体而言，如图1所示，第一压力检测元件2优选为快插式压力检测元件，第一压力检测元件2具有快插接头，快插接头与传感器接口密封插接，即第一压力检测元件2与传感器接口密封连接，同时第一压力检测元件2与传感器接口可拆卸连接。当然，本领域技术人员基于上述可知，第一压力检测元件2还可以作为检测闸片1的一部分。

继续参见图1，信号接收单元3与第一压力检测元件2通信连接，以接收第一压力检测元件2检测到的压力信号。具体而言，如图1所示，信号接收单元3包括信号转换箱31及移动客户端32，信号转换箱31与闸片本体100通过螺栓连接或者焊接等方式固定在一起，信号转换箱31与第一压力检测元件2通信连接，以接收第一压力检测元件2检测到的压力信号并对该压力信号进行处理，继而将压力信号以所需的状态发送至移动客户端32。例如，可以预先建立压力信号对应的压力值与伸出件400位移的对应关系，进而信号转换箱31接收到检测的压力信号时，可直接将压力信号转换为伸出件400的位移，发送至移动客户端32。移动客户端32可以为手机，移动客户端32与信号转换箱31无线连接，以远程接收信号转换箱31输出的压力信号，并且将该压力信号显示给用户。

为了预防制动夹钳单元工作时制动闸片发生偏磨的现象，继续参见图2和图3，支撑缸室200为多个，多个支撑缸室200间隔分布，对应的，活塞300为多个，多个活塞300与多个支撑缸室200一一对应设置，同时伸出件400也为多个，多个伸出件400与多个支撑缸室200一一对应设置，当然，压力检测部120对应于支撑缸室200也为多个，因此，该检测闸片能够分别检测制动夹钳单元在制动闸片不同位置的制动灵敏度、一次调整量和缓解间隙等性能参数，继而通过对比评价，能够测试每个制动夹钳单元单侧不同位置的制动闸片压力是否分布均匀，如果分布不均，可对制动闸片和制动夹钳单元进行调整，进而能够预防制动夹钳单元工作时制动闸片发生偏磨的现象。具体而言，如图1和图2所示，支撑缸室200的数量为至少三个(优选为三个)，即存在至少一个支撑缸室200为第一支撑缸室，存在至少一个支撑缸室200为第二支撑缸室，存在至少一个支撑缸室200为第三支撑缸室，其中，第一支撑缸室与第二支撑缸室分别位于闸片本体100的两端(对应于图2，其分别位于闸片本体100的上下两端)，第三支撑缸室位于第一支撑缸室与第二支撑缸室之间，第一支撑缸室、第二支撑缸室及第三支撑缸室呈三角形分布。因此该检测闸片可分别检测制动夹钳单元在制动闸片上、中、下不同位置的制动灵敏度、一次调整量和缓解间隙等性能参数，继而通过对比评价，能够全面地测试每个制动夹钳单元单侧不同位置的制动闸片压力是否分布均匀，进而能够更好的预防制动夹钳单元工作时制动闸片发生偏磨的现象。

为了实现便携式操作，继续参见图7至图8，本申请制动夹钳单元故障检测装置还包括制动控制机构4，制动控制机构4与制动夹钳单元的制动缸连接，制动控制机构4用于取代轨道车辆制动控制系统，用于在故障检测时，对制动夹钳单元的制动缸进行控制，其基于轨道车辆的供风原理，将供风所需的基本电气元件集成于一体，制动控制机构4包括风源接口41、中继阀42、气压控制单元43及制动缸接口44，其中：

风源接口41用于连接外界风源装置，以提供风源；

中继阀42具有进气端、控制端及出气端，进气端与风源接口连接；

气压控制单元43与中继阀42的控制端连接，以控制中继阀42出气端的出风风压。具体而言，如图5所示，气压控制单元43包括充气电磁阀431、排气电磁阀432及第二压力检测元件433，充气电磁阀431的一端与风源接口41连接，充气电磁阀431的另一端与排气电磁阀432连接，排气电磁阀432的一端与充气电磁阀431连接，排气电磁阀432的另一端连至大气，中继阀42的控制端连接于充气电磁阀431与排气电磁阀432之间，第二压力检测元件433连接于充气电磁阀431与排气电磁阀432之间，以检测向中继阀42的控制端提供气体的压力。

制动缸接口44与中继阀42的出气端连接，制动缸接口44与制动夹钳单元的制动缸的进风口连接。制动缸接口44与进风口连通，进而实现中继阀42与制动缸的连通。

以上，当风源接口41与外界风源连接后，风从风源接口41进入到制动控制机构4中，通过调节充气电磁阀431及排气电磁阀432的充气、排气量，调节中继阀42的导通量，从而使得所需的风从中继阀42的出气端输出，继而经过制动缸接口输送至制动夹钳单元的制动缸中，实现对制动夹钳单元的制动控制。因此，本申请的制动夹钳单元故障检测装置，通过设置制动控制机构4，结构简单并且移动、操作方便，同时不依赖于轨道车辆制动控制系统，即可独立完成对制动夹钳单元性能的检测，进而降低了检测成本，以及提高了检测效率。

此外，继续参见图4，本申请提供的制动夹钳单元故障检测装置还包括带电触点侧排风塞门45，控制该带电触点侧排风塞门45开闭的开闭手柄，以及第三压力检测元件46，带电触点侧排风塞门45连接于中继阀42出气端与制动缸接口44之间，以保证在进行保压测试时，制动夹钳单元故障检测装置处于排气状态，即断开制动缸与中继阀的连通，不再进行充气，可精确的测量制动夹钳单元的保压特性，第三压力检测元件46连接于带电触点侧排风塞门45与制动缸接口44之间，以监测供风压力。

为了使得检测闸片1具有检测制动夹钳单元输出力的功能，本申请提供的制动夹钳单元故障检测装置还包括荷重传感器，荷重传感器与闸片本体100固定连接，荷重传感器与第二安装部110分别位于闸片本体100的两侧，以在使用时荷重传感器能够与制动盘接触，进而使得检测闸片1具有检测制动夹钳单元输出力的功能。

另外，为了简化检测闸片1的结构，可将多个支撑缸室200通过一个通气槽道连成一体，即多个支撑缸室200共用一个通气通道与检测闸片1的外界连通。

参见图9至图11，并结合图2至图6，本申请还提供了一种制动夹钳单元故障检测方法，其应用上述制动夹钳单元故障检测装置，包括以下步骤：

下面以气体作为为支撑缸室提供预压力的流体来对检测方法进行描述，当然也可以采用液体作为提供预压力的流体。

测试前，向压力输入口210输入气压，以使得三个支撑缸室200内部的气体压力为P ₀(记为初始压力，此时，从压力检测部检测到的气体压力为P ₀，即从第一压力检测元件2获取的压力值为P ₀)，使得活塞300完全伸出，检测闸片1进入检测初始状态，将三个第一压力检测元件2连接至闸片本体100上，打开移动客户端32对应的程序。本实施方式中，传感器接口设有连通支撑缸室的单向阀，因此在通过单向阀向支撑缸室输入气体时，第一压力检测元件2并未连接至闸片本体上，待活塞在支撑缸室内部压力作用下完全伸出时，再将第一压力检测元件安装于传感器接口中，使支撑缸室成为密闭空间。这种情况下，活塞完全伸出支撑缸室时伸出件的位置为初始位置，多次重复检测时，伸出件发生的位移均是相对同一个初始位置，因而，多次检测的结果之间容易进行比较。另外，也可以在活塞部分伸出支撑缸室时，将第一压力检测元件安装于传感器接口中。

将检测闸片1的第二安装部110与闸片托组成固定连接，即卸下制动夹钳单元的制动闸片，安装检测闸片1，通过转动制动夹钳单元的手动调节螺母调节盘片间隙(即制动盘与检测闸片的间隙)，使得制动盘两侧的伸出件400与均与制动盘的盘面接触。此时，伸出件仍然保持完全伸出的状态。

以下，假设制动夹钳单元处于理想状态，即两侧盘片间隙，每测上、中、下盘片间隙，以及左、右侧盘片间隙均分别一致，进行制动夹钳单元的制动灵敏度测试、一次调整量测试及缓解间隙测试。

向制动夹钳单元的制动缸施加制动所需的气压，此气压为制动缸内部压力，此时，如图9所示，从压力检测部检测到的气体压力为P ₁，即从第一压力检测元件2获取的压力值为P ₁，设此时伸出件400的伸出位移为h ₁，P ₁为支撑缸室200内部的压力；

设活塞300的面积为S，设对应于支撑缸室200的气体固有容积(在本实施方式中，为容气腔室500的固有容积，在未设置容气腔室500的情况下为支撑缸室200的如有容积)为V _g，设伸出件400初始状态(即气体压力为P ₀时的状态)下的伸出位移为h ₀，以及设制动夹钳单元的制动灵敏度为a，h ₀为向支撑缸室200内充入气体时，活塞300带动伸出件400运动所产生的位移，h ₁为支撑缸室200内部压力为P1时，活塞300或伸出件400相对于支撑缸室200未充入气体前的位置的位移，则：

根据理想气体状态方程3P ₀(V _g+Sh ₀)＝3P ₁(V _g+Sh ₁)，可以得出：

制动夹钳单元的制动灵敏度

由图9可知，伸出件400受到制动盘的挤压，使得活塞300向支撑缸室内部移动，移动的距离为h ₀-h ₁。

向制动夹钳单元的制动缸施加制动所需的气压，此时，如图10所示，从压力检测部检测到的气体压力为P ₂，即从第一压力检测元件2获取的压力值为P ₂，设此时伸出件400的伸出位移为h ₂，P ₂为支撑缸室200内部的压力，h ₂为支撑缸室200内部压力为P ₂时，活塞300或伸出件400相对于支撑缸室200未充入气体前的位置的位移；

将向制动夹钳单元的制动缸施加的气压排空，此时，从所述压力检测部检测到的气体压力为P ₃，即从第一压力检测元件2获取的压力值为P ₃，设此时伸出件400的伸出位移为h ₃，P ₃为支撑缸室200内部的压力，h ₃为支撑缸室200内部压力为P ₃时，活塞300或伸出件400相对于支撑缸室200未充入气体前的位置的位移；

设制动夹钳单元的一次调整量为b，则：

根据理想气体状态方程3P ₀(V _g+Sh ₀)＝3P ₃(V _g+Sh ₃)，可以得出：

制动夹钳单元的一次调整量

在从所述压力检测部检测到的气体压力为P ₃的基础上，即在完成制动夹钳单元的一次调整量检测的基础上，反复向制动夹钳单元充气、排气，直至在向制动夹钳单元充气及排气的状态下，从所述压力检测部检测到的气体压力均不再发生变化，此时，如图11所示，设在向制动夹钳单元充气的状态下，从所述压力检测部检测到的气体压力为P _m，并且设对应的伸出件400的伸出位移为h _m，设在向制动夹钳单元排气的状态下，从所述压力检测部检测到的气体压力为P _n，并且设对应的伸出件400的伸出位移为h _n，以及设制动夹钳单元的缓解间隙为c，P _m和P _n均为支撑缸室200内部的压力，h _m和h _n为支撑缸室200内部压力为P _m和P _n时，活塞300或伸出件400相对于支撑缸室200未充入气体前的位置的位移，则：

根据理想气体状态方程3P _m(V _g+Sh _m)＝3P _n(V _g+Sh _n)，可以得出：

制动夹钳单元的缓解间隙

Claims

一种检测闸片，用于车辆制动装置的故障检测，其特征在于，所述检测闸片包括：

闸片本体，所述闸片本体具有：

第二安装部；

压力检测部，所述压力检测部可与压力检测元件密封插接；

支撑缸室，所述支撑缸室形成于所述闸片本体中，所述支撑缸室与所述压力检测部对应设置；

活塞，所述活塞密封套接于所述支撑缸室中；

伸出件，所述伸出件与所述活塞固定连接；

所述支撑缸室具有：

进出口，所述进出口与所述第二安装部分别位于所述闸片本体的两侧；

压力输入口，用于向所述支撑缸室的内部导入流体压力，为所述活塞朝向进出口运动提供动力；

所述伸出件与所述进出口对应设置，所述伸出件在所述活塞的带动下与制动盘接触。
根据权利要求1所述的检测闸片，其特征在于，还包括容气腔室，所述容气腔室形成于闸片本体中。
根据权利要求2所述的检测闸片，其特征在于，所述容气腔室形成于所述支撑缸室的外部，并且所述容气腔室沿着所述支撑腔室的外周方向延伸；

所述容气腔室具有出气口及进气口，所述出气口与所述压力输入口连通，所述进气口与所述闸片本体的外部连通。
根据权利要求3所述的检测闸片，其特征在于，压力检测部为传感器接口，所述进气口与所述传感器接口连通，外界流体经过所述传感器接口进入所述闸片本体的内部，继而经过所述进气口进入至所述容气腔室的内部，继而经过所述出气口及所述压力输入口进入至所述支撑缸室的内部。
根据权利要求1-4任一项所述的检测闸片，其特征在于，所述支撑缸室为多个，多个所述支撑缸室间隔分布，所述活塞为多个，多个所述活塞与多个所述支撑缸室一一对应设置，所述伸出件为多个，多个所述伸出件与多个所述支撑缸室一一对应设置。
根据权利要求1-4任一项所述的检测闸片，其特征在于，存在至少一个支撑缸室为第一支撑缸室，存在至少一个支撑缸室为第二支撑缸室，存在至少一个支撑缸室为第三支撑缸室，其中，所述第一支撑缸室与所述第二支撑缸室分别位于所述闸片本体的两端，所述第三支撑缸室位于所述第一支撑缸室与所述第二支撑缸室之间，所述第一支撑缸室、所述第二支撑缸室及所述第三支撑缸室呈三角形分布。
一种制动夹钳单元故障检测装置，制动夹钳单元包括闸片托组成，所述制动夹钳单元故障检测装置包括：

检测闸片，所述检测闸片为如权利要求1-4中任一项所述的检测闸片，所述第二安装部与闸片托组成的第一安装部固定连接；

压力检测元件，所述压力检测元件与所述压力检测部连接，所述压力检测元件与所述支撑缸室对应设置；及

信号接收单元，所述信号接收单元与所述压力检测元件通信连接。
根据权利要求7所述的制动夹钳单元故障检测装置，其特征在于，所述压力检测元件与所述闸片本体固定连接，所述信号接收单元包括：

信号转换箱，所述信号转换箱与所述闸片本体固定连接，所述信号转换箱与所述压力检测元件通信连接；及

移动客户端，所述移动客户端与所述信号转换箱无线连接。
根据权利要求8所述的制动夹钳单元故障检测装置，制动夹钳单元还包括制动缸，制动缸与闸片托组成连接，制动缸具有进风口，其特征在于，所述制动夹钳单元故障检测装置还包括：

制动控制机构，所述制动控制机构与制动缸连接，所述制动控制机构包括：

风源接口；

中继阀，所述中继阀具有进气端、控制端及出气端，所述进气端与所述风源接口连接；

气压控制单元，所述气压控制单元与所述控制端连接；

制动缸接口，所述制动缸接口与所述出气端连接，所述制动缸接口与制动缸的进风口连接。
一种制动夹钳单元故障检测方法，应用权利要求7-9中任一项所述的制动夹钳单元故障检测装置，其特征在于，所述制动夹钳单元故障检测方法包括以下步骤：

将所述检测闸片的所述第二安装部与闸片托组成的第一安装部固定；

向所述压力输入口输入气压，并且保持所述支撑缸室内部的气压，此时，从所述压力检测部检测到的气体压力为P ₀，同时所述伸出件与制动盘接触；

向制动夹钳单元施加制动所需的气压，此时，从所述压力检测部检测的气体压力为P ₁；

设所述活塞的面积为S，设对应于所述支撑缸室的气体固有容积为V _g，以及设制动夹钳单元的制动灵敏度为a，则：
根据权利要求10所述的制动夹钳单元故障检测方法，其特征在于，所述制动夹钳单元故障检测方法还包括以下步骤：

向制动夹钳单元施加制动所需的气压，此时，从所述压力检测部检测到的气体压力为P ₂；

将向制动夹钳单元施加的气压排空，此时，从所述压力检测部检测到的气体压力为P ₃；

设制动夹钳单元的一次调整量为b，则：
根据权利要求11所述的制动夹钳单元故障检测方法，其特征在于，所述制动夹钳单元故障检测方法还包括以下步骤：

在从所述压力检测部检测到的气体压力为P ₃的基础上，反复向制动夹钳单元充气、排气，直至在向制动夹钳单元充气及排气的状态下，从所述压力检测部检测到的气体压力均不再发生变化，此时，设在向制动夹钳单元充气的状态下，从所述压力检测部检测到的气体压力为P _m，设在向制动夹钳单元排气的状态下，从所述压力检测部检测到的气体压力为P _n，以及设制动夹钳单元的缓解间隙为c，则：