一种双冗余列车障碍物和脱轨检测装置的制作方法

本实用新型涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种双冗余列车障碍物和脱轨检测装置。

背景技术：

当前轨道交通运输量越来越大，特别是城市轨道交通和高速铁路发展非常迅速。庞大的运营车辆就必然需要更加严密的安全保护措施。虽然目前已经有诸多安全保障措施，但列车运行中碰撞障碍物和列车脱轨的事件仍有发生。在撞击具有威胁性的障碍物或发生列车脱轨后若立即执行列车制动可有效的减少事故经济损失和人员伤亡。

当前虽然已有一部分列车障碍物和脱轨检测装置，但存在以下一项或多项缺陷：

(1)无备份冗余机制，若出现当前检测侧的传感器故障或传输线故障，则在障碍物碰撞或脱轨发生时设备无法正常工作，起不到检测和保护作用。

(2)每一次发生障碍物碰撞事件产生时，均会对损坏设备内传感器。如此便需要专业的工作人员和配套厂家对设备进行更换。如此不但修复周期长，而且也造成了检测设备的修复费用。

(3)结构机制复杂，存在较多精密结构零部件。或采用带有磨损的结构设计。需要非常精密的生产加工，对生产厂家和生产安装人员要求很高。而且不便于运营单位技术人员日常维护检查。

技术实现要素：

为解决上述技术问题本实用新型提供一种双冗余列车障碍物和脱轨检测装置；

本实用新型通过下述技术方案实现：

本方案提供一种双冗余列车障碍物和脱轨检测装置，包括接触横梁、装置机箱；装设在列车车底的两台装置机箱分别位于左右两根钢轨正上方；接触横梁横向悬于轨面之上，接触横梁左右两端各连接一个装置机箱。

本方案工作原理：整个检测装置由左右两部分组成，共用一个接触横梁，装置机箱内部设备对称，具有备份冗余功能的列车障碍物和脱轨检测装置。现有技术的检测装置中传感器通常是露出在外，列车行驶速度很快，当有较大的障碍物出现时，可能会出现障碍物撞击传感器的情况，一方面传感器容易损坏，另一方面传感器损坏后整个检测装置就不能继续工作了。本方案中两个装置机箱中的传感器通过共用一个接触横梁来与障碍物间接接触，从而在有障碍物撞击或者脱轨情况时不会直接撞击损坏传感器。当碰撞发生时，装置不会损坏内部传感器。减少经济损失和修复工作量；检测装置对传感器灵敏度的要求非常高，而传感器易受周围环境影响而损坏，通常轨道交通的障碍检测装置都使用单组系统来实现检测，当系统中某个装置损坏后整个检测装置就不能工作，因此增加了检修人员的工作量，本方案采用采用两套内部系统独立的传感器设备，达到冗余备份的目的，两套装置机箱虽然独立，但是列车的主机只要收到任何一个装置机箱的报警信号就会下发紧急制动命令；接触横梁左右两侧无论是哪一侧有障碍物撞击，两台装置机箱都会动作。

当其中某一个传感器或线路出现故障，装置可继续起到检测和保护的作用；同时本技术方案设计采用简单可靠的结构机制，方便运营单位技术人员了解其工作程序，从而便于日常维护和保养；

进一步优选方案为，所述装置机箱包括：弹性受力传动片、传感器触发片、障碍物传感器a、障碍物传感器b、脱轨传感器a、脱轨传感器b和航空接头接插件；

接触横梁与弹性受力传动片连接，传感器触发片的一端与弹性受力传动片连接，障碍物传感器a和障碍物传感器b、脱轨传感器a和脱轨传感器b分布在传感器触发片的周围；障碍物传感器a、障碍物传感器b、脱轨传感器a、脱轨传感器b各自连接在航空接头接插件上，通过航空接头接插件与列车系统连接。

本方案工作原理：在列车向前行驶过程中，当接触横梁受到障碍物的碰撞时会立即产生向后的位移，带弹性的弹性受力传动片随即产生形变带动传感器触发片产生位移。当传感器触发片位移超过障碍物传感器a和障碍物传感器b探测范围时，障碍物传感器a和障碍物传感器b产生报警信号通过航空接头将信号传输到后台处理的主机。主机立即请求或直接下发制动命令。障碍物接触动作结束后弹性受力传动片恢复原形状，传感器触发片回到障碍物传感器a和障碍物传感器b探测范围内。

当列车行驶中出现脱轨情况时，接触横梁底部会受到钢轨轨面向上的推力，带有弹性的弹性受力传动片会产生向上的形变，从而带动传感器触发片产生向上的位移。当传感器触发片的位移超过脱轨传感器a、脱轨传感器b的探测范围时，脱轨传感器a、脱轨传感器b会产生报警信号通过航空接头将信号传输到后台处理的主机。主机立即请求或直接下发制动命令。接触动作结束后弹性受力传动片恢复原形状，传感器触发片回到脱轨传感器a、脱轨传感器b探测范围。

进一步优选方案为，还包括第一接件和第二接件，接触横梁通过第一接件和第二接件分别连接对应的装置机箱内弹性受力传动片。

进一步优选方案为，所述传感器触发片包括：连接杆、第一触发片、第二触发片，第一触发片与连接杆垂直连接，第二触发片与第一触发片垂直连接，弹性受力传动片与连接杆连接。

进一步优选方案为，障碍物传感器a和障碍物传感器靠近第一触发片布置，脱轨传感器a和脱轨传感器b靠近第二触发片布置。

第一触发片为横向探测对象，第二触发片为纵向探测对象

传感器安装板采用错位设计方式，使横向传感器和纵向传感器安装不在同一个方向上，避免横向和纵向撞击产生时对传感器的撞击以及误报警。采用非接触式传感探测方式，避免了传感器的机械磨损。

进一步优选方案为，装置机箱还包括传感器安装底板，障碍物传感器a、障碍物传感器b、脱轨传感器a、脱轨传感器b都通过传感器安装底板固定在装置机箱内。

进一步优选方案为，接触横梁为圆柱状。

采用圆柱状的接触横梁以少行驶中空气阻力产生的形变。

进一步优选方案为，障碍物传感器a、障碍物传感器b、脱轨传感器a、脱轨传感器b均采用霍尔接近开关。霍尔接近开关本身具有是ip67防护等级，所以内部器件均不需要做非常严密的防水防尘保护。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1.本实用新型提供的一种双冗余列车障碍物和脱轨检测装置；采用特殊的设计机制无论是向后还是向上的冲击力产生时，传感器触发片均是朝着远离探测传感器的方向移动，在普通事故撞击中传感器触发片不会轻易撞击到传感器。带弹性的受力传动片也具有自恢复性能，从而避免了每一次撞击产生都进行大量维护更换的工作，可达到减少经济损失和更换维修周期的效果；

2.本实用新型提供的一种双冗余列车障碍物和脱轨检测装置，针对易损的电子器件霍尔接近开关在横向和纵向检测方向各设置了2套，任何单一传感器出现故障均不会影响设备的整体工作，同时在整个检测装置也采用两套内部系统独立的传感器设备从而达到冗余备份的设计效果；

3.本实用新型提供的一种双冗余列车障碍物和脱轨检测装置，结构原理简单，易于运营单位技术人员理解，再加上内部传感探测部分均采用非接触式探测方式，避免了机械磨损。以上设计方法保证了本发明的方便的维护和保养效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。

在附图中：

图1为本实用新型安装示意图。

图2为装置机箱工作原理示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-接触横梁，2-弹性受力传动片，3-传感器触发片，41-障碍物传感器a，42-障碍物传感器b，43-脱轨传感器a，44-脱轨传感器b，5-传感器安装底板，6-车体安装架，7-航空接头接插件，8-装置机箱，9-第一接件，10-第二接件，11-钢轨。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示，检测装置装设在行驶于轨道交通的列车车底，在左右两根钢轨正上方各设置一个装置机箱8，接触横梁1悬于轨面之上与装置机箱相连接，装置机箱8与车体安装支座6连接。

整个装置由左右两部分组成，共用一个接触横梁1，内部设备对称，每一部分装置机箱由以下部件组成：受力传动片2、传感器触发片3、四个霍尔接近开关(障碍物传感器a41、障碍物传感器b42、脱轨传感器a43、脱轨传感器b44)、传感器安装底板5、车体安装架6、航空接头接插件7.

列车行驶过程中当接触横梁1受到障碍物的碰撞时立即产生向后的位移，带弹性的受力传动片2随即产生形变带动传感器触发片3产生位移。当传感器触发片3位移超过横向检测的霍尔开关(障碍物传感器a41、障碍物传感器b42)探测范围时横向霍尔接近开关(障碍物传感器a41、障碍物传感器b42)产生报警通过航空接头将信号传输到后台处理的主机。主机立即请求或直接下发制动命令。接触动作结束后受力传动片2恢复原形状，传感器触发片3回到横向检测的霍尔接近开关(障碍物传感器a41、障碍物传感器b42)探测范围。

当列车行驶中出现脱轨，接触横梁1底部会受到钢轨轨面向上的推力，带有弹性的受力传动片2会产生向上的形变，从而带动传感器触发片3产生向上的位移。当位移超过纵向检测的霍尔接近开关(脱轨传感器a43、脱轨传感器b44)探测范围时纵向霍尔接近开关(脱轨传感器a43、脱轨传感器b44)产生报警通过航空接头将信号传输到后台处理的主机。主机立即请求或直接下发制动命令。接触动作结束后受力传动片2恢复原形状，传感器触发片3回到纵向检测的霍尔接近开关(脱轨传感器a43、脱轨传感器b44)探测范围。

1.本实施例采用两套传感器，达到冗余备份的设计目的；

2.本实施例在故障发生时传感器触发片是朝着远离传感器的方向，从而不会对传感器造成损坏；

3.本实施例采用非接触式传感探测方式，避免了传感器的机械磨损；

4.本实施例采用圆柱状的接触横梁，可减少行驶中空气阻力产生的形变；

5.本实施例传感器安装板采用错位设计方式，使横向传感器和纵向传感器安装不在同一个平面上，即可避免横向和纵向撞击产生时对传感器的撞击以及误报警。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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