架车机安全监控装置及机车车辆检修系统的制作方法

本实用新型实施例涉及架车机安全技术领域，尤其涉及一种架车机安全监控装置及机车车辆检修系统。

背景技术：

在对轨道交通工具进行机车车辆检修作业时，需要架起机车车辆车体，架车机因其举升力大、升降平稳等特点，在铁路系统机车车辆检修过程中得到了广泛应用。

在对机车车辆进行检修时，往往需要设置多台架车机同时执行升降指令，传统的架车机的控制系统只能实现简单的升降功能，在执行检修作业时，需要配置作业人员对多台架车机的作业状态进行人为观察，但是，依靠目测和作业人员的经验难以准确获取架车机的运行状态，同时，由于轨道交通工具检修作业场地较大，无法对现场环境进行全局观察，存在较大的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型提供一种架车机安全监控装置，可实时采集架车机的多种运行参数和作业现场的视频图像，解决了无法准确获取架车机的运行状态和作业环境的问题，测量结果准确可靠。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种架车机安全监控装置，所述架车机包括托架、举升柱和传动装置，所述架车机安全监控装置包括：智能控制柜、参数采集单元和视频采集单元，其中，所述智能控制柜内设有控制器，所述参数采集单元和视频采集单元分别与所述控制器电连接，所述智能控制柜的表面设有与控制器连接的视频显示单元、触摸显示单元；所述触摸显示单元设有运行模式选择触摸按键，所述运行模式选择触摸按键将运行模式发送至所述控制器，所述控制器接收所述运行模式，控制所述传动装置执行相应动作；所述参数采集单元将采集的所述架车机的运行参数发送至所述控制器，其中，所述运行参数包括垂直度参数、水平度参数、位移参数和压力参数，所述控制器对所述运行参数进行数据解析和故障判断，将所述运行参数和故障判断结果发送至所述触摸显示单元进行显示，并在判断发生故障时控制所述架车机停机；所述视频采集单元将采集的视频数据发送至所述控制器，所述控制器将所述视频数据发送至所述视频显示单元进行显示。

可选地，所述参数采集单元包括垂直度传感器和水平度传感器，所述垂直度传感器设置在举升柱顶部侧壁上，所述水平度传感器设置在托架侧壁上，所述垂直度传感器和所述水平度传感器通过模拟量输入模块与所述控制器电连接，所述垂直度传感器将采集的垂直度参数发送至所述控制器，所述水平度传感器将采集的水平度参数发送至所述控制器。

可选地，所述垂直度传感器为倾角传感器，所述水平度传感器为倾角传感器。

可选地，所述参数采集单元还包括位移传感器，所述位移传感器设置在所述传动装置的顶端，所述位移传感器通过数字量输入模块与所述控制器电连接，所述位移传感器将采集的位移参数发送至所述控制器，所述位移参数包括上升位移参数和下降位移参数，所述位移传感器为旋转编码器。

可选地，所述参数采集单元还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述托架上，所述压力传感器通过模拟量输入模块与所述控制器电连接，所述压力传感器将采集的所述托架承载的压力参数发送至所述控制器，所述控制器对所述压力参数进行数据解析和故障判断，并将所述压力参数和故障判断结果发送至所述触摸显示单元进行显示。

可选地，所述视频采集单元包括枪机摄像头和/或半球形摄像头。

可选地，所述智能控制柜的表面还设有急停开关。

可选地，所述智能控制柜内还设有通信模块，所述控制器通过所述通信模块与远程监控终端通信连接，将所述运行参数和所述视频数据发送至所述远程监控终端。

可选地，所述智能控制柜内还设有硬盘录像机装置，所述硬盘录像机装置分别与所述视频采集单元和所述控制器相连，所述硬盘录像机装置用于存储所述视频数据。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种机车车辆检修系统，包括至少四台架车机和上述架车机安全监控装置。

本实用新型提供的机车车辆检修系统，设置架车机安全监控装置，该架车机安全监控装置具备多种运行参数和作业现场的视频图像的采集功能，采用智能控制系统对运行参数进行数据解析和故障判断，在判断发生故障时发出安全警报并自动停机，测量结果准确可靠，解决了无法准确获取架车机的运行状态和作业环境的问题，显示直观，操作便捷，提升了架车机的安全性能，节约了人力成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中的架车机安全监控装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中的一种架车机安全监控装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一中的另一种架车机安全监控装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一中的又一种架车机安全监控装置的结构示意图；

图5是本实用新型实施例二中的机车车辆检修系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本实用新型实施例一中的架车机安全监控装置的结构示意图。图2是本实用新型实施例一中的一种架车机安全监控装置的结构示意图。本实施例可适用于对架车机执行机车车辆检修作业时的运行状况进行安全监控的应用场景。

如图1所示，架车机安全监控装置100包括：智能控制柜110、参数采集单元120和视频采集单元130，其中，智能控制柜110内设有控制器101，参数采集单元120和视频采集单元130分别与控制器101电连接，智能控制柜110的表面设有与控制器101连接的视频显示单元102和触摸显示单元103；触摸显示单元103设有运行模式选择触摸按键，运行模式选择触摸按键将运行模式发送至控制器101，控制器101接收运行模式，控制传动装置022执行相应动作；参数采集单元120将采集的架车机02的运行参数发送至控制器101，其中，运行参数包括垂直度参数、水平度参数、位移参数和压力参数，控制器101对运行参数进行数据解析和故障判断，将运行参数和故障判断结果发送至触摸显示单元103进行显示，并在判断发生故障时控制架车机02停机；视频采集单元130将采集的视频数据发送至控制器101，控制器101将视频数据发送至视频显示单元102进行显示。

如图2所示，架车机02包括举升柱021、传动装置022和托架023，其中，传动装置022包括设置在举升柱021的顶部的行星摆线针轮减速机和连接在减速机与托架023之间的丝杠。架车机02对称设置在待检修机车车辆的两侧，待检修机车车辆放置在托架023上，行星摆线针轮减速机转动带动丝杆旋转，驱动托架023升降，实现待检修机车车辆升降动作。

在本实施例中，架车机安全监控装置100用于对参与机车车辆检修作业的每台架车机02的工作状态进行监控。如图2所示，在每台参与机车车辆检修作业的架车机02上，均设置参数采集单元120和视频采集单元130，其中，参数采集单元120采用垂直度传感器121、水平度传感器122、位移传感器123和压力传感器124，对架车机02的运行参数进行实时采集，视频显示单元102和触摸显示单元103通过集成线束与智能控制柜110中的控制器101电性连接，将采集到的运行参数发送至控制器101。触摸显示单元103设有显示视窗和运行模式选择触摸按键。

在本实施例中，视频采集单元130还可设置在独立的支架上，将独立的视频采集单元130及支架设置在待检修机车车辆的车头、车尾或者其他需要监控的位置，对此不作限制，可以扩大视频监控的范围，便于对架车机02的工作状态进行全局监控。

在本实施例中，控制器101可为可编程逻辑控制器(plc，programmablelogiccontroller)，控制器101存储有预设软件程序，控制器101执行预设软件程序，可实现架车机02的自动控制。具体地，运行模式选择触摸按键包括自动模式按键、手动模式按键、上升按键、下降按键和停机按键，运行模式包括自动上升运行模式、自动下降运行模式、手动上升运行模式、手动下降运行模式和停机模式等。其中，在手动模式下，操作人员可控制多台架车机02同时执行同一动作指令，或者，单独控制一台架车机02执行动作指令。

在上电后，操作人员触控触摸显示单元103的运行模式选择触摸按键选择运行模式，触摸显示单元103将运行模式发送至控制器101，控制器101执行预设软件程序，对接收到的运行模式进行逻辑处理，并控制传动装置022执行相应动作。本领域技术人员可将控制器101与传动装置022的行星摆线针轮减速机的控制电路电连接，通过驱动控制电路控制行星摆线针轮减速机转动，行星摆线针轮减速机带动丝杆旋转，驱动托架023升降，实现待检修机车车辆升降动作，对此不作限制。

进一步地，在监控过程中，控制器101执行预设软件程序，对各项运行参数和视频数据进行数据处理解析，将运行参数传输至触摸显示单元103进行显示，并将视频数据发送至视频显示单元102进行显示。同时，控制器101根据预设逻辑判断架车机的各项运行参数是否正常，若运行参数发生异常，则控制器101判断架车机02发生故障，控制架车机02停机。

由此，本实用新型实施例提出的架车机安全监控装置，具备多种运行参数和作业现场的视频数据的采集功能，采用智能控制系统对运行参数和视频数据进行数据解析、故障判断和数据显示，并在判断发生故障时发出安全警报并自动停机，测量结果准确可靠，解决了无法准确获取架车机的运行状态和作业环境的问题，显示直观，操作便捷，提升了架车机的安全性能，节约了人力成本，实现架车机作业过程安全可控的效果。

图3是本实用新型实施例一中的另一种架车机安全监控装置的结构示意图。在执行机车车辆检修作业时，通常配置四台架车机02为一组实现机车车辆升降功能，每台架车机02的型号规格完全一致，同时执行升降指令，可确保升降动作的一致性。下面结合附图3，以四台架车机02为例，对架车机安全监控装置100的工作过程进行说明。

可选地，如图1至图3所示，参数采集单元120包括垂直度传感器121和水平度传感器122，垂直度传感器121设置在举升柱021侧壁上，水平度传感器122设置在托架023的侧壁上，垂直度传感器121和水平度传感器122通过模拟量输入模块与控制器101电连接，垂直度传感器121将采集的垂直度参数发送至控制器101，水平度传感器122将采集的水平度参数发送至控制器101。

在本实施例中，可将四个相同型号的垂直度传感器121分别设置在四台架车机02的举升柱021侧壁上，并将四个相同型号的水平度传感器122分别设置在四台架车机02的托架023的侧壁上，在上电后，垂直度传感器121用于实时检测四台架车机02的举升柱021的垂直度参数，垂直度参数是指举升柱021偏离竖直方向的角度参数，垂直度参数可为模拟量信号；水平度传感器122用于实时检测四台架车机02的托架023的水平度参数，水平度参数是指托架023偏离水平方向的角度参数，水平度参数可为模拟量信号。

在架车机02空载或者承载待检测机车车辆时，垂直度传感器121实时将采集的四个垂直度参数发送至模拟量输入模块，模拟量输入模块对垂直度参数进行模数转换，并将转换后的数字信号发送至控制器101，控制器101执行预设软件程序，对垂直度参数进行数据解析，并将垂直度参数显示在触摸显示单元103的显示视窗，若控制器101判断任一垂直度参数的数值大于预设垂直度最大值，则控制器101判断举升柱021倾斜，并在触摸显示单元103的显示视窗显示报警图像，提醒操作人员注意架车机02的运行状态并停机，若在设定时间内(几秒)操作人员未人为停机，则系统自动停机，防止发生事故。

在架车机02空载或者承载待检测机车车辆时，水平度传感器122实时将采集的四个水平度参数发送至模拟量输入模块，模拟量输入模块对水平度参数进行模数转换，并将转换后的数字信号发送至控制器101，控制器101执行预设软件程序，对水平度参数进行数据解析，并将水平度参数显示在触摸显示单元103的显示视窗，若控制器101判断任一水平度参数的数值大于预设水平度最大值，则控制器101判断托架023倾斜，并在触摸显示单元103的显示视窗显示报警图像，提醒操作人员注意架车机02的运行状态并停机，若在设定时间内(几秒)操作人员未人为停机，则系统自动停机，防止发生事故。

可选地，垂直度传感器121可为倾角传感器，水平度传感器122可为倾角传感器。

其中，垂直度传感器121采用的倾角传感器竖直设置，水平度传感器122采用的倾角传感器水平设置，为了保证数据的一致性，优选地，所有倾角传感器的灵敏度均相同，当然，垂直度传感器121和水平度传感器122采用的倾角传感器的灵敏度也可以不同，对此不作限制。

可选地，如图1至图3所示，参数采集单元120还包括位移传感器123，位移传感器123设置在传动装置022的顶端，位移传感器123与控制器101的数字量输入模块电连接，位移传感器123将采集的位移参数发送至控制器101，位移参数包括上升位移参数和下降位移参数，其中，位移传感器123可为增量式旋转编码器。

其中，传动装置022包括设置在举升柱021的顶部的行星摆线针轮减速机和丝杠，行星摆线针轮减速机通过结构件(例如固定法兰)设置在传动装置022的顶端，行星摆线针轮减速机的输出轴与丝杠机械连接。可将四个相同型号的位移传感器123分别设置在四台架车机02的行星摆线针轮减速机的固定法兰上，位移传感器123的检测部与行星摆线针轮减速机的输出轴相对设置，操作人员控制四台架车机02同时执行上升指令时，位移传感器123实时采集四台架车机02的行星摆线针轮减速机输出轴的旋转位移，位移传感器123通过旋转位移计算四个托架023的上升位移参数，并将四个上升位移参数发送至数字量输入模块，数字量输入模块将四个上升位移参数发送至控制器101，控制器101执行预设软件程序，对上升位移参数进行数据解析，并将上升位移参数显示在触摸显示单元103的显示视窗，若控制器101判断任意两个上升位移参数的差值大于预设位移偏差阈值，则控制器101判断托架023的位移量不平衡，并在触摸显示单元103的显示视窗显示报警图像，提醒操作人员注意架车机02的运行状态并停机，若在设定时间内(几秒)操作人员未人为停机，则系统自动停机，防止发生事故；在操作人员控制四台架车机02同时执行下降指令时，数据处理过程与执行上升指令时相同，在此不再赘述，由此，通过设置位移传感器123可实时监测四台架车机02的动作是否一致，显示直观，提升了架车机的安全性能。

在本实施例中，位移传感器123可采用增量式旋转编码器测量位移参数，位移传感器123通过脉冲数来计算架车机02的托架023的上升位移参数和下降位移参数，增量式旋转编码器比传统的模拟量传感器或开关量传感器精确度高，运行稳定，抗干扰能力强。

可选地，如图1至图3所示，参数采集单元120还包括压力传感器124，压力传感器124设置在托架023上，压力传感器124通过模拟量输入模块与控制器101电连接，压力传感器124将采集的托架承载压力参数发送至控制器101，控制器101对压力参数进行数据解析和故障判断，并将压力参数和故障判断结果发送至触摸显示单元103进行显示。

其中，可将四个相同型号的压力传感器124分别设置在四台架车机02的托架023与待检修机车车辆的接触面上，在上电后，压力传感器124用于实时检测四台架车机02的托架023承载的压力参数，压力参数是指托架023承载的压力参数，架车机02的托架023承载的重量越大，压力参数的数值越大，压力参数可为模拟量信号。

在架车机02空载或者承载待检测机车车辆时，压力传感器124实时将采集的四个托架023的压力参数发送至模拟量输入模块，模拟量输入模块对压力参数进行模数转换，并将转换后的数字信号发送至控制器101，控制器101执行预设软件程序，对压力参数进行数据解析，并将压力参数显示在触摸显示单元103的显示视窗，若控制器101判断任一压力参数的数值小于预设压力值，则控制器101判断架车机02的承载的压力出现异常，在触摸显示单元103的显示视窗显示报警图像，提醒操作人员注意架车机02的运行状态并停机，若在预设时间内(例如，预设时间可为五秒)操作人员未人为停机，则系统自动停机，防止发生事故，由此，通过设置压力传感器124可实时监测四台架车机02承载的压力是否平衡，防止发生事故。

需要说明的是，在不影响采集精度和采集功能的前提下，参数采集单元120采用的垂直度传感器121、水平度传感器122、位移传感器123和压力传感器124也可设置在架车机02的其他位置，本实用新型实施例提出的位置仅作为示例性地说明，对此不作限制。

可选地，如图1至图3所示，视频采集单元130包括枪机摄像头和/或半球形摄像头。

其中，视频采集单元130采用高清红外网络摄像头，视频采集单元130可为枪机摄像头和/或半球形摄像头，枪机摄像头和半球形摄像头均可沿固定轴转动摄像头，可将半球形摄像头分别设置在四台架车机02的托架023上，半球形摄像头可实时获取四台架车机02的托架023与待检修机车车辆的接触工况的视频数据，将枪机摄像头独立设置在摄像头支架上，对四台架车机02和待检修机车车辆的整体运行工况、是否有人员闯入等状况进行视频监控，可以扩大视频数据的采集区域，提升视频数据的采集效果，操作人员可通过视频显示单元102实时观察架车机02的工作状态，若操作人员发现视频显示单元102中四个托架的视频监控图像及整体作业视频监控图像异常，可人为立即停机，防止发生事故。

在本实施例中，视频采集单元130主要用于四个托架与车体接触的视频数据及架车机作业环境视频数据进行采集，通过视频显示单元102分别对四台架车机02的托架021空载和承载待检测车辆后的四个托架的视频监控图像进行实时监控，同时，通过视频显示单元102实时查看整体作业视频监控图像的情况。

可选地，智能控制柜110的表面还设有急停开关，急停开关的常闭触点设置在智能控制柜110的控制电路的电源输入端与电源之间。

在本实施例中，智能控制柜110的控制电路用于实现传动装置022的基本动作，在智能控制柜110的控制电路的电源输入端与电源之间连接急停开关的常闭触点，若操作人员通过触摸显示单元103发现架车机02的运行参数异常或者通过视频显示单元102发现视频画面中架车机02运行异常，则操作人员按下急停开关，急停开关的常闭触点断开，智能控制柜110的控制电路的电源输入端与电源断开连接，智能控制柜110的控制电路失电，传动装置022停止动作，架车机02停机。

由此，本实用新型实施例提出的架车机安全监控装置100通过设置垂直度传感器121、水平度传感器122、位移传感器123、压力传感器124及高清视频采集单元130采集四台架车机架落车过程中四个举升柱的垂直程度、四个托架的位移高度、四个托架的水平程度、四个托架承载压力的平衡状况、四个托架与车体接触的视频工作图像及架车机作业环境视频数据，实现架车机作业过程安全可控的效果。

图4是本实用新型实施例一中的又一种架车机安全监控装置的结构示意图。

可选地，如图4所示，智能控制柜110内还设有通信模块104，控制器101通过通信模块104与远程监控终端04通信连接，将运行参数和视频数据发送至远程监控终端04。

在本实施例中，远程监控终端04可采用台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机中的一种或者多种，远程监控终端04设有显示屏。在需要对架车机02的工作状况进行远程监控时，可将远程监控终端04通过无线网络与通信模块104进行通信连接，远程监控终端04通过无线网络实时获取架车机02的运行参数和视频数据，并将运行参数和视频数据显示在远程监控终端04的显示屏上。

在本实施例中，通信模块104还包括语音通话单元，在需要对架车机02的工作状况进行远程干预喊话时，将远程监控终端04通过无线网络与通信模块104进行通信连接，可远程与现场操作人员进行语音通话，由此，可以实现架车机的运行参数和作业现场视频数据的无线传输和远距离监控，还可实现远程语音喊话。

可选地，如图4所示，智能控制柜110内还设有硬盘录像机装置105，硬盘录像机装置105分别与视频采集单元130和控制器101相连，硬盘录像机装置104用于存储视频数据。

在本实施例中，如图4所示，视频采集单元130通过交换机106与硬盘录像机装置105电性连接，硬盘录像机装置105与控制器101电性连接，在上电后，视频采集单元130实时采集架车机02作业现场的视频数据，并将视频数据发送至硬盘录像机装置104，硬盘录像机装置104实时存储视频数据并将视频数据通过控制器101发送至视频显示单元102进行显示。在停止检修作业后，操作人员可读取硬盘录像机装置104对作业时的视频数据进行回看，操作便捷。

在本实施例中，硬盘录像机装置105还可直接与视频显示单元102电性连接，实现独立的视频监控。

由此，本实用新型实施例提出的架车机安全监控装置，具备多种运行参数和作业现场的视频数据的采集功能，采用智能控制系统对运行参数和视频数据进行数据解析、故障判断和数据显示，并在判断发生故障时发出安全警报并自动停机，测量结果准确可靠，解决了无法准确获取架车机的运行状态和作业环境的问题，显示直观，操作便捷，提升了架车机的安全性能，节约了人力成本，实现架车机作业过程安全可控的效果。

实施例二

图5是本实用新型实施例二中的机车车辆检修系统的结构示意图。本实用新型实施例二提供的机车车辆检修系统适用于对动力机车或者其他同类型车辆进行检修作业的应用场景。如图5所示，机车车辆检修系统03包括至少四台架车机02和上述架车机安全监控装置100。其中，架车机安全监控装置100中的参数采集单元120和视频采集单元130设置在架车机02上。

本实用新型提供的机车车辆检修系统，设置架车机安全监控装置，该架车机安全监控装置具备多种运行参数和作业现场的视频数据的采集功能，采用智能控制系统对运行参数和视频数据进行数据解析、故障判断和数据显示，并在判断发生故障时发出安全警报并自动停机，测量结果准确可靠，解决了无法准确获取架车机的运行状态和作业环境的问题，显示直观，操作便捷，提升了架车机的安全性能，节约了人力成本。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

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