一种城市轨道交通铁轨快速连接装置的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种城市轨道交通铁轨快速连接装置。

背景技术：

轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统。最典型的轨道交通就是由传统火车和标准铁路所组成的铁路系统。随着火车和铁路技术的多元化发展，轨道交通呈现出越来越多的类型，不仅遍布于长距离的陆地运输，也广泛运用于中短距离的城市公共交通中。

铁路轨道通常由两条平行的钢轨组成，钢轨固定放在轨枕上，轨枕之下为路碴。由轨撑、扣件、压轨器、道夹板、弹条、铁路道钉等铁路配件紧固。

现有的两个钢轨在连接拼接时，都是采用卡接的方式，在通过螺钉进行锁紧固定，这种方式固定后再长期使用时，需要定期检查，避免长期使用螺钉松动造成卡接不上脱轨，影响交通以及人身安全，从而增加了维修成本，且螺钉连接长时间日晒雨淋易造成生锈，对后期拆卸造成困难，所以需要一种城市轨道交通铁轨快速连接装置。

技术实现要素：

基于现有的两个钢轨在连接拼接时，都是采用卡接的方式，在通过螺钉进行锁紧固定，这种方式固定后再长期使用时，需要定期检查，避免长期使用螺钉松动造成卡接不上脱轨，影响交通以及人身安全，从而增加了维修成本，且螺钉连接长时间日晒雨淋易造成生锈，对后期拆卸造成困难的技术问题，本发明提出了一种城市轨道交通铁轨快速连接装置。

本发明提出的一种城市轨道交通铁轨快速连接装置，包括第一导轨和第二导轨，所述第一导轨的一端和第二导轨的一端表面滑动插接，所述第一导轨的两端和第二导轨的两端分别开设有第一卡接槽和调节腔，所述第一卡接槽的内顶壁开设有第二卡接槽，所述第二卡接槽的内壁与第一卡接槽的内壁垂直，所述调节腔的内部设置有快速安装装置，所述快速安装装置包括有调节杆，所述调节杆的一端位于调节腔的内部，所述调节杆的另一端表面开设有插槽，所述插槽的内壁呈正方形，所述插槽的内壁与操作手柄的一端滑动插接。

优选地，所述第一导轨的一端和第二导轨的一端均开设有检修槽，所述检修槽的内壁通过螺钉螺纹连接有检修板，所述调节杆的一端贯穿并延伸至检修槽的内部。

优选地，所述检修槽的内底壁固定连接有轴承，所述轴承的内圈与调节杆的一端固定连接，所述插槽的内壁位于检修槽的内部。

优选地，所述调节杆的一端螺纹连接有移动管，所述移动管的一端固定连接有挤压活塞，所述挤压活塞的表面固定连接有第一密封圈。

优选地，所述第一密封圈的表面与调节腔的内壁滑动插接，所述调节腔的内部设置有液压油，所述调节腔的内底侧壁开设有滑槽。

优选地，所述滑槽的内壁滑动插接有滑动块，所述滑动块的表面固定连接有第二密封圈，所述第二密封圈的表面与滑槽的内壁滑动插接，所述滑动块的另一侧表面固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧的一端与滑槽的内壁固定连接。

优选地，所述滑动块的一侧表面固定连接有第一定位杆，所述第一定位杆的一端与第一卡接槽的内壁滑动插接，所述第一定位杆的一侧表面开设有滑动腔，所述滑动腔的内壁滑动插接有第二定位杆，所述第二定位杆的表面与第二卡接槽的内壁滑动插接，所述第二定位杆的表面分别固定连接有第二弹簧和第三密封圈，所述第三密封圈的表面与滑动腔的内壁滑动插接，所述第二弹簧的一端与滑动腔的内壁滑动插接，所述第二弹簧的弹力大于第一弹簧的弹力。

优选地，所述城市轨道交通铁轨快速连接装置，还包括：质量检测模块，设置于所述第一导轨和第二导轨连接处的下端；用于检测第一导轨和第二导轨的质量是否合格；

所述质量检测模块，包括：

获取子模块，用于获取初始安装的第一导轨和/或第二导轨在n个不同预设压力下的原始振动信号；

解析子模块，与所述获取子模块连接，用于对n个原始振动信号进行解析，获得每个原始振动信号的初始敏感振动特征参数；

构建子模块，与所述解析子模块连接，用于根据n个初始敏感振动特征参数构建第一导轨和/或第二导轨的健康标准特征值集合；

压力检测子模块，用于检测所述第一导轨和/或第二导轨所受的当前压力值；

确认子模块，与所述压力检测子模块连接，用于确认所述当前压力值是否在预设压力区间，若是，确认所述第一导轨和/或第二导轨质量合格，否则，初步判断所述第一导轨和/或第二导轨质量不合格；

生成子模块，与所述确认子模块连接，用于当初步判断所述第一导轨和/或第二导轨质量不合格时，生成初始检测信号；

补偿子模块，与所述生成子模块连接，用于根据所述第一导轨和/或第二导轨的信号衰减系数生成补偿信号，将所述补偿信号和所述初始检测信号结合获得目标检测信号；

导入子模块，与所述补偿子模块连接，用于将所述目标检测信号导入到所述第一导轨和/或第二导轨中，检测所述第一导轨和/或第二导轨的当前振动信号；

获得子模块，与所述导入子模块连接，用于根据所述当前振动信号获得所述第一导轨和/或第二导轨的当前敏感振动特征参数；

确定子模块，同时与所述构建子模块和获得子模块连接，用于将所述当前敏感振动特征参数输入到所述第一导轨和/或第二导轨的健康标准特征值集合中确定与所述当前敏感振动特征参数相似度大于等于第一预设阈值的目标初始敏感振动特征参数；

计算子模块，与所述确定子模块连接，用于计算所述当前敏感振动特征参数和目标初始敏感振动特征参数的当前偏差度，确认所述当前偏差度是否小于等于预设偏差度，若是，确认所述第一导轨和/或第二导轨质量合格，否则，进一步确认所述第一导轨和/或第二导轨质量不合格；

通信子模块，与所述计算子模块连接，用于连接工作人员的手机终端，当进一步确认所述第一导轨和/或第二导轨不合格时，将第一导轨和/或第二导轨质量不合格的消息发送至所述手机终端。

优选地，所述城市轨道交通铁轨快速连接装置，还包括：脱轨提醒模块，设置于所述第一导轨侧面；

所述脱轨提醒模块，包括：

获取单元，用于获取所述第一导轨的质量和弹性模量；

检测单元，用于在所述第一导轨上有目标列车通过时，检测所述目标列车车轮对所述第一导轨的压力；

计算单元，同时与所述获取单元和检测单元连接，用于根据所述第一导轨的质量和弹性模量以及目标列车车轮对所述第一导轨的压力计算出所述第一导轨的安全系数：

其中，k表示为第一导轨的安全系数，m表示为目标列车的车厢数量，n表示为每个车厢的车轮数量，si表示为第i个车轮对第一导轨的压力，m*n表示为目标列车的车轮数量，θ表示为第一导轨相对于地面的倾斜角度，sinθ表示为倾斜角度的正弦值，m表示为第一导轨的质量，g表示为重力系数，取值为9.8n/kg，β表示为第一导轨的弹性模量，f表示为目标列车所有车轮对第一导轨的压力总和，v表示为目标列车的车轮与第一导轨的接触面积；

利用第一导轨的安全系数计算出所述第一导轨的脱轨系数：

其中，a表示为第一导轨的脱轨系数，qi表示为目标列车的第i个车轮的质量，ei表示为第i个车轮的磨损度，取值为[0.1,0.4]，μi表示为第i个车轮对第一导轨的轮缘接触角，sinμi表示为轮缘接触角的正弦值，u表示为目标列车的车轮与第一导轨之间的摩擦系数；

确定所述第一导轨的脱轨系数是否大于等于第二预设阈值，若是，确认所述第一导轨脱轨风险高，否则，确认所述第一导轨脱轨风险低；

提醒单元，与所述计算单元连接，用于当确认所述第一导轨脱轨风险高时，向工作人员发出报警提醒。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置所述调节腔的内部设置有快速安装装置，所述快速安装装置包括有调节杆，从而达到了安装操作时，可以快速安装锁紧固定，操作简单，安装拆卸简便，能快速控制两个导轨连接牢靠，避免长期使用脱轨造成危险的效果。

2、通过设置检修槽达到了维修操作时便于安装拆卸检修的效果，通过拿取维修的操作手柄进行插接插槽旋转即可打开的效果，操作简单。

3、通过设置第二弹簧的弹力大于第一弹簧的弹力，达到了调节腔内部的压力优先控制第一定位杆伸出运动，当第一定位杆运动限位后再控制第二定位杆运动的效果，到达了便于锁紧定位防止脱轨的效果。

4、通过利用健康状态的导轨在n个不同预设压力的原始振动信号来构建导轨的标准特征值集合可以准确地以数据的形式确定导轨的健康区间，同时，通过检测导轨所受的当前压力值来确定是否在预设压力区间内可以初步判断导轨的质量不合格，进而可以警示工作人员对导轨进行检查等后续工作，提高了安全性，进一步地，通过就散当前敏感振动特征参数和目标初始敏感振动特征参数的当前偏差度可以进一步地确定导轨的质量是否合格，从多个角度综合评估导轨的质量合格性，提高了准确性。保证了导轨的质量优异，进而可以保证列车安全行驶。

5、通过利用第一导轨的多个参数计算第一导轨的安全系数可以判断第一导轨是否可以支持列车安全行驶，提高了安全性，进一步地，通过利用安全系数计算第一导轨的脱轨系数可以准确地计算出列车在第一导轨上行驶的脱轨概率，在脱轨系数大于等于第二预设阈值时向工作人员发出报警可以使工作人员及时对第一导轨进行维修，进一步地保证了列车在第一导轨上的安全行驶，避免了列车脱轨导致出现安全事故情况的发生，极大地提高了安全性。

附图说明

图1为一种城市轨道交通铁轨快速连接装置的结构立体图；

图2为一种城市轨道交通铁轨快速连接装置的调节腔结构主视图；

图3为一种城市轨道交通铁轨快速连接装置的图2中a处结构放大图；

图4为一种城市轨道交通铁轨快速连接装置的图2中b处结构放大图；

图5为一种城市轨道交通铁轨快速连接装置的第一定位杆结构俯视图；

图6为一种城市轨道交通铁轨快速连接装置的的质量检测模块的结构示意图；

图7为一种城市轨道交通铁轨快速连接装置的的脱轨提醒模块的结构示意图。

图中：1、第一导轨；2、第二导轨；3、第一卡接槽；4、调节腔；5、第二卡接槽；6、调节杆；7、插槽；8、检修槽；9、检修板；10、轴承；11、移动管；12、挤压活塞；13、第一密封圈；14、滑槽；15、滑动块；16、第二密封圈；17、第一弹簧；18、第一定位杆；19、滑动腔；20、第二定位杆；21、第二弹簧；22、第三密封圈；23、质量检测模块；23.1、获取子模块；23.2、解析子模块；23.3、构建子模块；23.4、压力检测子模块；23.5、确认子模块；23.6、生成子模块；23.7、补偿子模块；23.8、导入子模块；23.9、获得子模块；23.10、确定子模块；23.11、计算子模块；23.12、通信子模块；24、脱轨提醒模块；24.1、获取单元；24.2、检测单元；24.3、计算单元；24.4、提醒单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5，一种城市轨道交通铁轨快速连接装置，如图1和图2所示，包括第一导轨1和第二导轨2，第一导轨1的一端和第二导轨2的一端表面滑动插接，第一导轨1的两端和第二导轨2的两端分别开设有第一卡接槽3和调节腔4，第一卡接槽3的内顶壁开设有第二卡接槽5，第二卡接槽5的内壁与第一卡接槽3的内壁垂直，调节腔4的内部设置有快速安装装置，快速安装装置包括有调节杆6，调节杆6的一端位于调节腔4的内部，调节杆6的另一端表面开设有插槽7，插槽7的内壁呈正方形，插槽7的内壁与操作手柄的一端滑动插接；

如图3所示，第一导轨1的一端和第二导轨2的一端均开设有检修槽8，检修槽8的内壁通过螺钉螺纹连接有检修板9，调节杆6的一端贯穿并延伸至检修槽8的内部；检修槽8的内底壁固定连接有轴承10，轴承10的内圈与调节杆6的一端固定连接，插槽7的内壁位于检修槽8的内部；通过设置检修槽达到了维修操作时便于安装拆卸检修的效果，通过拿取维修的操作手柄进行插接插槽旋转即可打开的效果，操作简单；

如图5所示，调节杆6的一端螺纹连接有移动管11，移动管11的一端固定连接有挤压活塞12，挤压活塞12的表面固定连接有第一密封圈13；第一密封圈13的表面与调节腔4的内壁滑动插接，调节腔4的内部设置有液压油，调节腔4的内底侧壁开设有滑槽14；

滑槽14的内壁滑动插接有滑动块15，滑动块15的表面固定连接有第二密封圈16，第二密封圈16的表面与滑槽14的内壁滑动插接，滑动块15的另一侧表面固定连接有第一弹簧17，第一弹簧17的一端与滑槽14的内壁固定连接；

如图4所示，滑动块15的一侧表面固定连接有第一定位杆18，第一定位杆18的一端与第一卡接槽3的内壁滑动插接，第一定位杆18的一侧表面开设有滑动腔19，滑动腔19的内壁滑动插接有第二定位杆20，第二定位杆20的表面与第二卡接槽5的内壁滑动插接，第二定位杆20的表面分别固定连接有第二弹簧21和第三密封圈22，第三密封圈22的表面与滑动腔19的内壁滑动插接，第二弹簧21的一端与滑动腔19的内壁滑动插接，第二弹簧21的弹力大于第一弹簧17的弹力；通过设置第二弹簧的弹力大于第一弹簧的弹力，达到了调节腔内部的压力优先控制第一定位杆伸出运动，当第一定位杆运动限位后再控制第二定位杆运动的效果，到达了便于锁紧定位防止脱轨的效果；

通过设置调节腔4的内部设置有快速安装装置，快速安装装置包括有调节杆6，从而达到了安装操作时，可以快速安装锁紧固定，操作简单，安装拆卸简便，能快速控制两个导轨连接牢靠，避免长期使用脱轨造成危险的效果。

工作原理：安装时，通过控制第一导轨1和第二导轨2的相对一端进行卡接，打开检修槽8拿取操作手柄进行卡接插槽7，转动调节杆6，控制移动管11向下运动，带动挤压活塞12进行挤压内部的液压油，使之油压增大，控制油压挤压滑动块15，进行推动第一定位杆18插接第一卡接槽3，当第一定位杆18的插接限位后，油压挤压第二定位杆20伸出，插接第二卡接槽5进行定位锁紧，当拆卸时，反转调节杆6，控制调节腔4内部的油压降低，在第一弹簧17和第二弹簧21的作用下控制第一定位杆18和第二定位杆20复位进行拆卸。

在一个实施例中，如图6所示，所述城市轨道交通铁轨快速连接装置，还包括：质量检测模块23，设置于所述第一导轨1和第二导轨2连接处的下端；用于检测第一导轨1和第二导轨2的质量是否合格；

所述质量检测模块23，包括：

获取子模块23.1，用于获取初始安装的第一导轨1和/或第二导轨2在n个不同预设压力下的原始振动信号；

解析子模块23.2，与所述获取子模块23.1连接，用于对n个原始振动信号进行解析，获得每个原始振动信号的初始敏感振动特征参数；

构建子模块23.3，与所述解析子模块23.2连接，用于根据n个初始敏感振动特征参数构建第一导轨1和/或第二导轨2的健康标准特征值集合；

压力检测子模块23.4，用于检测所述第一导轨1和/或第二导轨2所受的当前压力值；

确认子模块23.5，与所述压力检测子模块23.4连接，用于确认所述当前压力值是否在预设压力区间，若是，确认所述第一导轨1和/或第二导轨2质量合格，否则，初步判断所述第一导轨1和/或第二导轨2质量不合格；

生成子模块23.6，与所述确认子模块23.5连接，用于当初步判断所述第一导轨1和/或第二导轨2质量不合格时，生成初始检测信号；

补偿子模块23.7，与所述生成子模块23.6连接，用于根据所述第一导轨1和/或第二导轨2的信号衰减系数生成补偿信号，将所述补偿信号和所述初始检测信号结合获得目标检测信号；

导入子模块23.8，与所述补偿子模块23.7连接，用于将所述目标检测信号导入到所述第一导轨1和/或第二导轨2中，检测所述第一导轨1和/或第二导轨2的当前振动信号；

获得子模块23.9，与所述导入子模块23.8连接，用于根据所述当前振动信号获得所述第一导轨1和/或第二导轨2的当前敏感振动特征参数；

确定子模块23.10，同时与所述构建子模块23.3和获得子模块23.9连接，用于将所述当前敏感振动特征参数输入到所述第一导轨1和/或第二导轨2的健康标准特征值集合中确定与所述当前敏感振动特征参数相似度大于等于第一预设阈值的目标初始敏感振动特征参数；

计算子模块23.11，与所述确定子模块23.10连接，用于计算所述当前敏感振动特征参数和目标初始敏感振动特征参数的当前偏差度，确认所述当前偏差度是否小于等于预设偏差度，若是，确认所述第一导轨1和/或第二导轨2质量合格，否则，进一步确认所述第一导轨1和/或第二导轨2质量不合格；

通信子模块23.12，与所述计算子模块23.11连接，用于连接工作人员的手机终端，当进一步确认所述第一导轨1和/或第二导轨2不合格时，将第一导轨1和/或第二导轨2质量不合格的消息发送至所述手机终端；

在本实施例中，上述将目标检测信号导入到所述第一导轨和/或第二导轨中，检测所述第一导轨和/或第二导轨的当前振动信号的步骤包括：根据目标检测信号产生对应的力度施加到第一导轨和/或第二导轨上，检测第一导轨和/或第二导轨的当前振动信号。

上述技术方案的工作原理为：获取初始安装的第一导轨和/或第二导轨在n个不同预设压力下的原始振动信号，对n个原始振动信号进行解析，获得每个原始振动信号的初始敏感振动特征参数，根据n个初始敏感振动特征参数构建第一导轨和/或第二导轨的健康标准特征值集合，检测所述第一导轨和/或第二导轨所受的当前压力值，确认所述当前压力值是否在预设压力区间，若是，确认所述第一导轨和/或第二导轨质量合格，否则，初步判断所述第一导轨和/或第二导轨质量不合格，当初步判断所述第一导轨和/或第二导轨质量不合格时，生成初始检测信号，根据所述第一导轨和/或第二导轨的信号衰减系数生成补偿信号，将所述补偿信号和所述初始检测信号结合获得目标检测信号，将所述目标检测信号导入到所述第一导轨和/或第二导轨中，检测所述第一导轨和/或第二导轨的当前振动信号，根据所述当前振动信号获得所述第一导轨和/或第二导轨的当前敏感振动特征参数，将所述当前敏感振动特征参数输入到所述第一导轨和/或第二导轨的健康标准特征值集合中确定与所述当前敏感振动特征参数相似度大于等于第一预设阈值的目标初始敏感振动特征参数，计算所述当前敏感振动特征参数和目标初始敏感振动特征参数的当前偏差度，确认所述当前偏差度是否小于等于预设偏差度，若是，确认所述第一导轨和/或第二导轨质量合格，否则，进一步确认所述第一导轨和/或第二导轨质量不合格，将第一导轨和/或第二导轨质量不合格的消息发送至工作人员的手机终端。

上述技术方案的有益效果为：通过利用健康状态的导轨在n个不同预设压力的原始振动信号来构建导轨的标准特征值集合可以准确地以数据的形式确定导轨的健康区间，同时，通过检测导轨所受的当前压力值来确定是否在预设压力区间内可以初步判断导轨的质量不合格，进而可以警示工作人员对导轨进行检查等后续工作，提高了安全性，进一步地，通过就散当前敏感振动特征参数和目标初始敏感振动特征参数的当前偏差度可以进一步地确定导轨的质量是否合格，从多个角度综合评估导轨的质量合格性，提高了准确性。保证了导轨的质量优异，进而可以保证列车安全行驶。

在一个实施例中，如图7所示，所述城市轨道交通铁轨快速连接装置，还包括：脱轨提醒模块24，设置于所述第一导轨1侧面；

所述脱轨提醒模块24，包括：

获取单元24.1，用于获取所述第一导轨1的质量和弹性模量；

检测单元24.2，用于在所述第一导轨1上有目标列车通过时，检测所述目标列车车轮对所述第一导轨1的压力；

计算单元24.3，同时与所述获取单元24.1和检测单元24.2连接，用于根据所述第一导轨1的质量和弹性模量以及目标列车车轮对所述第一导轨1的压力计算出所述第一导轨1的安全系数：

其中，k表示为第一导轨1的安全系数，m表示为目标列车的车厢数量，n表示为每个车厢的车轮数量，si表示为第i个车轮对第一导轨1的压力，m*n表示为目标列车的车轮数量，θ表示为第一导轨1相对于地面的倾斜角度，sinθ表示为倾斜角度的正弦值，m表示为第一导轨1的质量，g表示为重力系数，取值为9.8n/kg，β表示为第一导轨1的弹性模量，f表示为目标列车所有车轮对第一导轨1的压力总和，v表示为目标列车的车轮与第一导轨1的接触面积；

利用第一导轨1的安全系数计算出所述第一导轨1的脱轨系数：

其中，a表示为第一导轨1的脱轨系数，qi表示为目标列车的第i个车轮的质量，ei表示为第i个车轮的磨损度，取值为[0.1,0.4]，μi表示为第i个车轮对第一导轨1的轮缘接触角，sinμi表示为轮缘接触角的正弦值，u表示为目标列车的车轮与第一导轨1之间的摩擦系数；

确定所述第一导轨1的脱轨系数是否大于等于第二预设阈值，若是，确认所述第一导轨1脱轨风险高，否则，确认所述第一导轨1脱轨风险低；

提醒单元24.4，与所述计算单元24.3连接，用于当确认所述第一导轨1脱轨风险高时，向工作人员发出报警提醒；

在本实施例中，上述1+u*....中的1代表力，单位为n。

上述技术方案的工作原理为：获取所述第一导轨的质量和弹性模量，在所述第一导轨上有目标列车通过时，检测所述目标列车车轮对所述第一导轨的压力，根据所述第一导轨的质量和弹性模量以及目标列车车轮对所述第一导轨的压力计算出所述第一导轨的安全系数，利用第一导轨的安全系数计算出所述第一导轨的脱轨系数，确定所述第一导轨的脱轨系数是否大于等于第二预设阈值，若是，确认所述第一导轨脱轨风险高，否则，确认所述第一导轨脱轨风险低，用于当确认所述第一导轨脱轨风险高时，向工作人员发出报警提醒。

上述技术方案的有益效果为：通过利用第一导轨的多个参数计算第一导轨的安全系数可以判断第一导轨是否可以支持列车安全行驶，提高了安全性，进一步地，通过利用安全系数计算第一导轨的脱轨系数可以准确地计算出列车在第一导轨上行驶的脱轨概率，在脱轨系数大于等于第二预设阈值时向工作人员发出报警可以使工作人员及时对第一导轨进行维修，进一步地保证了列车在第一导轨上的安全行驶，避免了列车脱轨导致出现安全事故情况的发生，极大地提高了安全性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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