磁悬浮轨道接触轨动态检测装置及方法与流程

2021-02-05 17:02:56|

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本发明涉及轨道检测技术领域，特别是涉及磁悬浮轨道接触轨动态检测装置及方法。

背景技术：

中低速磁浮交通由于具有低噪声、爬坡能力强、转弯半径小、与城市地形兼容性好等优点，已经成为城市公共轨道交通的重要可选方案。目前，中低速磁浮列车主要采用侧接触受流方式，即通过列车设置的受流器与磁浮轨道两侧的接触轨侧面接触，接触轨将电流导入受流器中，已达到实时为磁浮列车供电的目的。

由于外部因素、受流器的受流靴的不均匀磨耗或受流靴前后接触不平衡，均会导致受流器与接触轨的接触不良，这样会使得磁浮列车获取的电流电压不稳定，有可能导致磁浮列车不能稳定运行；如果在运营期间发生故障，需要及时地疏散人群并对接触轨进行停电维修处理，这样影响时间较长，并会造成较大的经济损失。为此，有必要对接触轨性能进行检测，确保接触轨的可靠性。

而传统的接触轨检测方法都没有对接触轨受流面的平顺性突变(硬点)进行检测，而这往往是对受流器与接触轨平稳接触的最隐蔽不良点，若是不对接触轨受流面的平顺性突变(硬点)进行检测，将无法确保接触轨的可靠性。

技术实现要素：

基于此，有必要针对目前无法对接触轨的受流面进行硬点检测的问题，提供一种磁悬浮轨道接触轨动态检测装置及方法。

一种磁悬浮轨道接触轨动态检测装置，包括：支撑组件，包括用于设置在接触轨外侧的竖向支架；硬点检测组件，包括固定架、连杆机构、弹性组件、检测轮以及加速度检测组件；所述固定架固定于所述竖向支架，所述连杆机构与所述固定架活动连接，所述连杆机构包括用于与所述接触轨的受流面相对设置的第一连杆，且所述第一连杆被配置成能够沿与所述受流面垂直的方向移动的构件，所述弹性组件的一端与所述固定架连接，另一端与所述连杆机构连接，所述弹性组件用于为所述连杆机构提供预紧力，以使所述第一连杆具有朝向所述受流面移动的趋势，所述检测轮设置于所述第一连杆靠近所述受流面的一端，用于与所述受流面相抵，所述加速度检测组件设置于所述第一连杆或所述检测轮上；及移动机构，与所述支撑组件连接，用于带动所述支撑组件沿磁悬浮轨道的长度方向移动。

在其中一个实施例中，所述连杆机构还包括第二连杆以及第三连杆；所述第二连杆与所述固定架转动连接，并被配置成应用杠杆原理的构件，所述第一连杆包括连接部，所述连接部位于所述第一连杆的两端之间，所述连接部与所述第二连杆的其中一端连接，所述弹性组件与所述第二连杆的另一端连接；所述第三连杆的一端与所述固定架转动连接，另一端与所述第一连杆远离所述检测轮的一端转动连接，且所述第三连杆与所述第二连杆平行且并列间隔设置。

在其中一个实施例中，所述固定架包括侧板，所述侧板位于所述第二连杆靠近所述第三连杆的一侧，所述弹性组件包括弹簧，所述弹簧处于拉伸状态，且所述弹簧的两端分别与所述侧板以及所述第二连杆连接。

在其中一个实施例中，所述加速度检测组件包括第一加速度传感器以及第二加速度传感器，所述第一加速度传感器与所述第二加速度传感器均设置于所述第一连杆上，所述第一加速度用于检测所述检测轮沿第一方向的加速度，所述第二加速度传感器用于检测所述检测轮沿第二方向的加速度；

其中，所述第一方向与所述第二方向呈夹角设置。

在其中一个实施例中，所述支撑组件还包括与所述竖向支架连接的横向支架，所述横向支架用于设置在所述接触轨与f轨之间；

所述磁悬浮轨道接触轨动态检测装置还包括轨高检测组件，所述轨高检测组件包括第一距离传感器以及第二距离传感器，所述第一距离传感器设置于所述横向支架，并用于与f轨的下表面相对，所述第二距离传感器设置于所述横向支架，并用于与所述接触轨的上表面相对。

在其中一个实施例中，所述横向支架包括第一横向支架以及第二横向支架，所述第一横向支架与所述第二横向支架沿所述竖向支架的高度方向间隔设置，且所述第一横向支架位于所述第二横向支架的上方，所述第一距离传感器设置于所述第一横向支架，所述第二距离传感器设置于所述第二横向支架。

在其中一个实施例中，还包括轨偏检测组件，所述轨偏检测组件包括第三距离传感器以及第四距离传感器，所述第三距离传感器设置于所述竖向支架，并用于与f轨的外侧面相对，所述第四距离传感器设置于所述竖向支架，并用于与所述接触轨的外侧面相对。

一种如上所述的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置的检测方法，包括：

通过所述加速度检测组件获取检测轮或所述第一连杆的加速度；

根据所述加速度与受流靴的质量计算所述受流靴的受力信息；

根据所述受力信息，传递维修信号。

在其中一个实施例中，所述的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置的检测方法，还包括：

通过第一距离传感器获取f轨的下表面与所述第一距离传感器的第一距离；

通过第二距离传感器获取接触轨的上表面与所述第二距离传感器的第一距离；

根据所述第一距离以及所述第二距离获取轨高信息；

根据所述轨高信息，传递维修信号。

在其中一个实施例中，所述的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置的检测方法，还包括：

通过第三距离传感器获取f轨的外侧面与所述第三距离传感器的第三距离；

通过第四距离传感器获取接触轨的外侧面与所述第四距离传感器的第四距离；

根据所述第三距离以及所述第四距离获取轨偏信息；

根据所述轨偏信息，传递维修信号。

上述的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置及方法中，当上述的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置在进行检测时，检测装置沿着轨道的长度方向运行，检测轮顺着接触轨的受流面移动，当检测轮经过受流面上的硬点时，检测轮以及第一连杆被硬点撞击产生加速度。通过加速度检测组件检测检测轮或第一连杆的加速度，即可通过公式f＝ma(m为受流靴的质量，a为加速度检测组件的输出值)计算受流靴的受力情况。上述的轨道检测车通过硬点检测装置可以检测出接触轨的硬点大小，计算受流靴的受力情况，从而判断是否要对接触轨进行维修，保证接触轨的可靠性。

附图说明

图1为本发明一实施例中的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置的立体结构示意图；

图2为本发明一实施例中的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置的正视结构示意图；

图3为本发明一实施例中的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置的工作原理图；

图4为本发明一实施例中的硬点检测组件的结构示意图一；

图5为本发明一实施例中的硬点检测组件的结构示意图二；

图6为本发明一实施例中的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置的检测方法原理图；

图7为本发明一实施例中的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置的检测方法原理图；

图8为本发明一实施例中的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置的检测方法原理图。

附图标记说明：

10、轨道；11、接触轨；12、f轨；13、受流面；100、支撑组件；110、竖向支架；120、横向支架；121、第一横向支架；122、第二横向支架；200、硬点检测组件；210、固定架；211、侧板；220、连杆机构；221、第一连杆；222、第二连杆；223、第三连杆；230、检测轮；240、弹性组件；250、加速度检测组件；251、第一加速度传感器；252、第二加速度传感器；310、第一距离传感器；320、第二距离传感器；410、第三距离传感器；420、第四距离传感器；500、移动机构。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一实施例涉及的一种磁悬浮轨道接触轨动态检测装置，包括支撑组件100、硬点检测组件200及移动机构500。

如图2所示，支撑组件100包括用于设置在接触轨11外侧的竖向支架110；

如图4所示，硬点检测组件200包括固定架210、连杆机构220、弹性组件240、检测轮230以及加速度检测组件250。

如图2-4所示，所述固定架210固定于所述竖向支架110，所述连杆机构220与所述固定架210活动连接，所述连杆机构220包括用于与接触轨11的受流面13相对设置的第一连杆221，且所述第一连杆221被配置成能够沿与所述受流面13垂直的方向移动的构件，所述弹性组件240的一端与所述固定架210连接，另一端与所述连杆机构220连接，所述弹性组件240用于为所述连杆机构220提供预紧力，以使所述第一连杆221具有朝向所述受流面13移动的趋势，所述检测轮230设置于所述第一连杆221靠近所述受流面13的一端，用于与所述受流面13相抵，所述加速度检测组件250设置于所述第一连杆221或所述检测轮230上；所述移动机构500与所述支撑组件100连接，用于带动所述支撑组件100沿磁悬浮轨道10的长度方向移动。

上述的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置中的硬点检测组件200，用于对接触轨11的受流面13进行硬点检测。硬点是指受流面13的局部突变，它会导致受流器受到冲击力，且运行速度越高，硬点的表现越明显。硬点是接触轨11与受流器磨耗和撞击性损坏的一种结构的本征缺陷。硬点会影响受流器与接触轨11的接触与受流，常常引起火花或拉弧。硬点的大小可以利用接触轨11和受流器之间的撞击加速度或者撞击力进行衡量。

当上述的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置在进行检测时，检测装置沿着轨道10的长度方向运行，检测轮230顺着接触轨11的受流面13移动，当检测轮230经过受流面13上的硬点时，检测轮230以及第一连杆221被硬点撞击产生加速度。通过加速度检测组件250检测检测轮230或第一连杆221的加速度，即可通过公式f＝ma(m为受流靴的质量，a为加速度检测组件250的输出值)计算受流靴的受力情况。上述的轨道10检测车通过硬点检测装置可以检测出接触轨11的硬点大小，计算受流靴的受力情况，从而判断是否要对接触轨11进行维修，保证接触轨11的可靠性。

如图4所示，在其中一个实施例中，所述连杆机构220还包括第二连杆222以及第三连杆223；所述第二连杆222与所述固定架210转动连接，并被配置成应用杠杆原理的构件，所述第一连杆221包括连接部，所述连接部位于所述第一连杆221的两端之间，所述连接部与所述第二连杆222的其中一端连接，所述弹性组件240与所述第二连杆222的另一端连接；所述第三连杆223的一端与所述固定架210转动连接，另一端与所述第一连杆221远离所述检测轮230的一端转动连接，且所述第三连杆223与所述第二连杆222平行且并列间隔设置。

第一连杆221、第二连杆222以及第三连杆223配合形成平行四边形连杆机构220，该平行四边形连杆机构220用于将检测轮230发生位移时的加速度的信息传递给加速度检测组件250。

进一步地，所述第一连杆221与所述第二连杆222通过第一转轴转动连接；和/或所述第一连杆221与所述第三连杆223通过第二转轴转动连接；和/或所述第二连杆222与所述支架通过第三转轴转动连接；和/或所述第三连杆223与所述支架通过第四转轴转动连接。

如图5所示，在其中一个实施例中，所述加速度检测组件250包括第一加速度传感器251以及第二加速度传感器252，所述第一加速度传感器251与所述第二加速度传感器252均设置于所述第一连杆221上，所述第一加速度用于检测所述检测轮230沿第一方向的加速度，所述第二加速度传感器252用于检测所述检测轮230沿第二方向的加速度；其中，所述第一方向与所述第二方向呈夹角设置。

第一加速度传感器251与第二加速度传感器252所检测的方向不同，然后通过计算合加速度，即可得到检测轮230的加速度。

具体地，所述第一加速度传感器251与所述第二加速度传感器252垂直设置。

更具体地，第一加速度传感器251用于检测检测轮230竖直方向的加速度，第二加速度用于检测检测轮230水平方向的加速度，然后通过计算即可得到检测轮230的合加速度，从而获取计算受流器的受力情况，判断是否要对接触轨11进行维修，保证接触轨11的可靠性。

如图4所示，在其中一个实施例中，所述固定架210包括侧板211，所述侧板211位于所述第二连杆222靠近所述第三连杆223的一侧，所述弹性组件240包括弹簧，所述弹簧处于拉伸状态，且所述弹簧的两端分别与所述侧板211以及所述第二连杆222连接。弹簧一直处于拉伸状态，给第二连杆222施加作用力，从而使得第一连杆221具备朝向受流面13移动的趋势，在轨道10检测车的检测过程中，使得检测轮230贴着受流面13，保证检测效果。

如图2-3所示，在其中一个实施例中，所述支撑组件100还包括与所述竖向支架连接的横向支架，所述横向支架用于设置在所述接触轨11与f轨12之间。

所述磁悬浮轨道接触轨动态检测装置还包括轨高检测组件，所述轨高检测组件包括第一距离传感器310以及第二距离传感器320，所述第一距离传感器310设置于所述横向支架，并用于与所述f轨12的下表面相对，所述第二距离传感器320设置于所述横向支架，并用于与所述接触轨11的上表面相对。

轨高检测组件用于检测接触轨11的轨高值，其中轨高值即接触轨11的上表面与f轨12下表面之间的距离，轨高值可以通过第一距离传感器310以及第二距离传感器320测得。

进一步地，所述横向支架包括第一横向支架121以及第二横向支架122，所述第一横向支架121与所述第二横向支架122沿所述竖向支架的高度方向间隔设置，且所述第一横向支架121位于所述第二横向支架122的上方，所述第一距离传感器310设置于所述第一横向支架121，所述第二距离传感器320设置于所述第二横向支架122。

如图3所示，第一距离传感器310到f轨12的垂向距离为z1，第二距离传感器320到接触轨11的垂向距离为z2，第一距离传感器310到第二距离传感器320的垂向距离为z3(可根据施工图纸，或者量度尺实际测量获得)。

由图可知，在这种情况下，检测到的轨高值z为：

z＝z1+z2+z3

将测到的轨高值，减去标准轨高值，可以得出轨高的偏离值：

△z＝z-z0

其中，z0为常数。

根据这个偏离值的大小，可以判断是否需要对接触轨11进行维修和调整。

在另一个实施例中，第一距离传感器310与第一距离传感器320设置在同一横向支架上，第一距离传感器310到f轨12的垂向距离为z1，第二距离传感器320到接触轨11的垂向距离为z2。

在这种情况下，检测到的轨高值z为：

z＝z1+z2

将测到的轨高值，减去标准轨高值，可以得出轨高的偏离值：

△z＝z-z0

其中，z0为常数。

根据这个偏离值的大小，可以判断是否需要对接触轨11进行维修和调整。

如图2-3所示，在其中一个实施例中，所述的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置还包括轨偏检测组件，所述轨偏检测组件包括第三距离传感器410以及第四距离传感器420，所述第三距离传感器410设置于所述竖向支架，并与所述f轨12的外侧面相对，所述第四距离传感器420设置于所述竖向支架，并与所述接触轨11的外侧面相对。

轨偏检测组件用于检测接触轨11的轨偏值，轨偏值表示接触轨11的外表面与f轨12外侧表面在横向的距离。接触轨11的轨偏值，用来反应接触轨11在水平方向与f轨12的相对位置变化情况。

如图3所示，第三距离传感器410到f轨12的横向距离为y1，第四距离传感器420到接触轨11的横向距离为y2。由此可知，测到的轨偏值为：

y＝y2-y1

将测到的轨偏值，减去标准轨偏值，可以得出轨偏的偏离值：

△y＝y-y0

其中，y0为常数。

根据这个偏离值的大小，可以判断是否需要对接触轨11进行维修和调整。

一实施例还涉及一种磁悬浮轨道接触轨动态检测装置的检测方法，包括：

如图6所示，s100，通过所述加速度检测组件250获取检测轮230或所述第一连杆221的加速度。

具体地，如图3、4所示，当磁悬浮轨道接触轨动态检测装置在进行检测时，检测装置沿着轨道10的长度方向运行，检测轮230顺着接触轨11的受流面13移动，当检测轮230经过受流面13上的硬点时，检测轮230以及第一连杆221被硬点撞击产生加速度。通过加速度检测组件250检测检测轮230或第一连杆221的加速度。

s200，根据所述加速度与受流靴的质量计算所述受流器的受力信息。

具体地，磁悬浮轨道接触轨动态检测装置具有处理器，处理器可通过公式f＝ma(m为受流靴的质量，a为加速度检测组件250的输出值)计算受流靴的受力情况。

s300，根据所述受力信息，传递维修信号。

当处理器所计算出的受流靴的受力值大于安全阈值时，可以向显示器或警报器发送维修信息。

如图7所示，在其中一个实施例中，所述的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置的检测方法，还包括：

s400，通过第一距离传感器310获取f轨12的下表面与所述第一距离传感器310的第一距离。

s500，通过第二距离传感器320获取接触轨11的上表面与所述第二距离传感器320的第一距离。

s600，根据所述第一距离以及所述第二距离获取轨高信息。

s700，根据所述轨高信息，传递维修信号。

具体地，如图3所示，所述横向支架包括第一横向支架121以及第二横向支架122，所述第一横向支架121与所述第二横向支架122沿所述竖向支架的高度方向间隔设置，且所述第一横向支架121位于所述第二横向支架122的上方，所述第一距离传感器310设置于所述第一横向支架121，所述第二距离传感器320设置于所述第二横向支架122。

由图可知，在这种情况下，检测到的轨高值z为：

z＝z1+z2+z3

将测到的轨高值，减去标准轨高值，可以得出轨高的偏离值：

△z＝z-z0

其中，z0为常数。

根据这个偏离值的大小，可以判断是否需要对接触轨11进行维修和调整。当处理器所计算出的轨高的偏离值大于安全阈值时，可以向显示器或警报器发送维修信息。

在这种情况下，检测到的轨高值z为：

z＝z1+z2

将测到的轨高值，减去标准轨高值，可以得出轨高的偏离值：

△z＝z-z0

其中，z0为常数。

如图8所示，在其中一个实施例中，所述的磁悬浮轨道接触轨动态检测装置的检测方法，还包括：