CN108981818B - 一种高速轮对在线检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮对状态检测技术领域，具体涉及一种高速轮对在线检测装置及检测方法，将检测装置设置在列车上所有轮对上，通过传感器实时收集轮对运行数据，通过单片机对收集的数据分析和处理，将处理结果实时传输至控制中心，将原数据在列车进站后传输至服务站数据中心，并删除存储器上的存储数据。该高速轮对在线检测装置通过温度、加速度、振动及噪声监测参数，并通过单片机将监测数据与原有数据库进行比对，实现了列车及轮对运行情况的全面监测，装置随列车移动，检修方便；通过定位器标定列车发生异常情况的位置，通过影像收集远程判断列车发生异常情况的原因，在确定列车及轮对异常的同时，还为轨道检修带来了便利。

Description

一种高速轮对在线检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及轮对状态检测技术领域，更具体而言，涉及一种高速轮对在线检测装置及检测方法。

背景技术

高速动车组轮对作为动车组的走行单元，直接与轨道进行接触并传递轮轨作用力，在列车运行过程中，轮对直接受轨道的冲击和作用，是工作条件最恶劣的部件，也是列车走行部最容易出故障的部件，如果轮对出了问题不及时进行处理，将会引发车辆运行的安全事故，严重的还将会导致车辆颠覆、脱轨等现象，给铁路运输带来巨大的损失，给人们的财产和人生安全造成巨大的威胁，因此轮对的检修和故障诊断至关重要。现有的轮对检修装置大多设置在轨道周围，检测效果不好，且不具备实时检测的功能，不能及时发现问题轮对。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的不足，本发明提供一种高速轮对在线检测装置及检测方法，解决现有轮对检测效果差，检测时效性低等问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种高速轮对在线检测装置，所述检测装置包括箱体、连接装置和检测装置，所述接收装置和检测装置设置在箱体内；所述箱体包括轴箱和轴箱端盖，所述轴箱端盖与轴箱固定连接；所述连接装置包括轴承，所述轴承内圈与轮对固定连接，外圈与轴箱固定连接；所述检测装置包括温度传感器、影像接收装置、定位器、三向加速度传感器、噪声传感器和振动传感器，所述温度传感器、定位器、三向加速度传感器、噪声传感器和振动传感器设置在电路板上，所述电路板固定在轴箱端盖内部，所述影像接收装置固定在轴箱端盖外；电路板上还设置有单片机和存储器，所述电路板与温度传感器、影像接收装置、定位器、三向加速度传感器、噪声传感器、振动传感器、单片机和存储器电性连接，并通过蓄电池供电。

进一步的，所述电路板为双面电路板。

进一步的，所述温度传感器包括第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器分别设置在双面电路板的两面。

进一步的，所述温度传感器用于检测轮对运行环境温度；

所述影像接收装置用于收集轮对运行环境的图片或影像资料；

所述定位器用于获取列车运行位置；

所述三向加速度传感器用于检测列车运行情况；

所述噪声传感器收集检测列车运行过程中的声频和声波；

所述振动传感器用于检测列车运行过程中的振动情况。

一种高速轮对在线检测装置的检测方法，包括以下步骤：

S1、通过检测装置实时检测轮对运行情况数据，收集轮对运行数据；

S2、将S1中各检测装置收集的数据输入单片机；

S3、S2中单片机将数据初步处理并实时传输至存储器；

S4、S2中单片机将数据做进一步处理，若处理结果为正常，则记为正常；若处理结果为异常，则记为异常，并将异常数据打包；

S5、将S4中正常结果信息或异常结果信息及打包异常数据通过4G网络实时传输至地面控制中心；

S6、待车辆到站，通过服务站的WIFI传输或拷贝的方式，将S3中存储器中数据传输并保存在服务站本地，并将存储器存储数据清空。

进一步的，所述S1中收集数据具体包括：

第一温度传感器检测箱内温度，第二温度传感器检测列车运运行环境温度；

三向加速度传感器检测X方向、Y方向和Z方向的加速度，其中X方向加速度为列车运行方向加速度；Y方向加速度为在水平面上与列车垂直的方向加速度，及列车运行向心加速度；Z方向加速度为列车在竖直方向加速度，及列车上坡或下坡加速度；

噪声传感器收集运行过程中的声频和声波；

振动传感器检测运行过程中的振动情况；

影像接收器实时收集运行环境的图片或影像资料；

定位器实时收集定位信息。

进一步的，所述S3中初步处理过程具体包括：

将第一温度传感器、第二温度传感器、三向加速度传感器、噪声传感器、振动传感器、影像接收器和定位器收集的数据分别以时间轴为排序依据进行排列，按各检测装置分组，分为七组数据。

进一步的，S4中处理过程具体包括：

将第一温度传感器检测温度与第二温度传感器检测温度对比，若温度差异超过设定值则为标记为异常数据；

将加速度与系统中容许的正常数据对比，其中正常数据包括运行启动、运行结束和正常运行过程的数据，若实时X方向、Y方向和Z方向的加速度与正常数据差异超过设定值则为标记为异常数据；

将振动情况与系统中容许的正常数据对比，若振动情况与正常数据差异超过设定值则为标记为异常数据；

将声频、声波数据信息与系统中容许的正常数据、波形对比，若声频和声波与正常数据和波形差异超过设定值则标记为异常数据。

进一步的，所述S4中打包异常数据具体指发生异常情况时间点的所有检测数据，包括第一温度传感器检测温度、第二温度传感器检测温度、三向加速度传感器检测加速度、噪声传感器检测声频和声波、振动传感器检测振动情况、影像接收器收集图片和影像资料和定位器收集定位数据。

进一步的，所述S5中异常结果信息及打包异常数据还可以传输至列车操控室，操作人员通过异常数据判断是否需要停车检修。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

本发明涉及一种高速轮对在线检测装置及检测方法，将检测装置设置在列车上所有轮对上，通过传感器实时收集轮对运行数据，通过单片机对收集的数据分析和处理，将数据量小的处理结果通过4G网络实时传输至控制中心，将数据量大的原数据在列车进站后通过WIFI传输或拷贝的方式传输至服务站数据中心，并删除存储器上的存储数据。该高速轮对在线检测装置通过温度、加速度、振动及噪声监测参数，并通过单片机将监测数据与原有数据库进行比对，实现了列车及轮对运行情况的全面监测，装置随列车移动，检修方便；通过定位器标定列车发生异常情况的位置，通过影像收集远程判断列车发生异常情况的原因，在确定列车及轮对异常的同时，还为轨道检修带来了便利。本装置结构简单，在现有轴箱上加设检测装置，使用方便，适合推广。

附图说明

图1为本发明涉及一种高速轮对在线检测装置结构示意图；

图2为本发明涉及一种高速轮对在线检测方法示意图。

图中：1为轮对、2为轴承、3为轴箱、4为温度传感器、41为第一温度传感器、42为第二温度传感器、5为影像接收装置、6为定位器、7为三向加速度传感器、8为噪声传感器、9为振动传感器、10为轴箱端盖、11为电路板。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种高速轮对在线检测装置，所述检测装置包括箱体、连接装置和检测装置，所述接收装置和检测装置设置在箱体内；所述箱体包括轴箱3和轴箱端盖10，所述轴箱端盖10与轴箱3固定连接；所述连接装置包括轴承2，所述轴承2内圈与轮对1固定连接，外圈与轴箱3固定连接；所述检测装置包括温度传感器4、定位器6、三向加速度传感器7、噪声传感器8和振动传感器9，所述温度传感器4、定位器6、三向加速度传感器7、噪声传感器8和振动传感器9设置在电路板11上，所述电路板11固定在轴箱端盖10内部，所述电路板11为双面电路板，第一温度传感器41和第二温度传感器42分别设置在双面电路板11的两面，所述轴箱端盖10上设置有影像接收装置5；电路板11上还设置有单片机和存储器，所述电路板与温度传感器4、影像接收装置5、定位器6、三向加速度传感器7、噪声传感器8、振动传感器9、单片机和存储器电性连接，并通过蓄电池供电。

在本实施例中，所述温度传感器用于检测轮对运行环境温度；所述影像接收装置5用于收集轮对运行环境的图片或影像资料；所述定位器6用于获取列车运行位置；所述三向加速度传感器7用于检测列车运行情况；所述噪声传感器8收集检测列车运行过程中的声频和声波；所述振动传感器9用于检测列车运行过程中的振动情况。

如图2所示，一种高速轮对在线检测装置的检测方法，包括以下步骤：

S1、通过检测装置进行对轮对运行情况数据进行实时收集：

第一温度传感器41检测箱内温度，第二温度传感器42检测列车运运行环境温度；

三向加速度传感器7检测X方向、Y方向和Z方向的加速度；

噪声传感器8收集运行过程中的声频和声波；

振动传感器9检测运行过程中的振动情况；

影像接收器5实时收集运行环境的图片或影像资料；

定位器6实时收集定位信息；

S2、将S1中各检测装置收集的数据输送至单片机；

S3、S2中单片机将数据初步处理并实时传输至存储器，初步处理过程具体包括：将第一温度传感器41、第二温度传感器42、三向加速度传感器7、噪声传感器8、振动传感器9、影像接收器5和定位器6收集的数据分别以时间轴为排序依据进行排列；传输间隔可为实时连续传输或设置一定时间间隔传输。

S4、S2中单片机将数据做进一步处理，处理过程具体包括：

将第一温度传感器4检测温度与第二温度传感器5检测温度对比；

将加速度与系统中容许的正常数据、波形对比；

将振动情况与系统中容许的正常数据、波形对比；

将声频、声波数据信息与系统中容许的正常数据、波形对比；

若处理结果为正常，则记为正常；若处理结果为异常，则记为异常，并将异常数据打包，其中打包信息具体指发生异常情况时间点的所有检测数据；

S5、将S4中正常结果信息或异常结果信息及打包异常数据通过4G网络实时传输至控制中心；异常结果及打包异常数据还可发送至列车操控室，操作人员通过打包数据判断是否需要停车检修；

S6、待车辆到站，通过服务站的WIFI传输或拷贝的方式，将S2中存储器中数据传输并保存在服务站本地，并将存储器存储数据清空。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高速轮对在线检测装置，其特征在于：所述检测装置包括箱体、连接装置和检测装置，所述接收装置和检测装置设置在箱体内；所述箱体包括轴箱（3）和轴箱端盖（10），所述轴箱端盖（10）与轴箱（3）固定连接；所述连接装置包括轴承（2），所述轴承（2）内圈与轮对（1）固定连接，外圈与轴箱（3）固定连接；所述检测装置包括温度传感器（4）、影像接收装置（5）、定位器（6）、三向加速度传感器（7）、噪声传感器（8）和振动传感器（9），所述温度传感器（4）、定位器（6）、三向加速度传感器（7）、噪声传感器（8）和振动传感器（9）设置在电路板（11）上，所述电路板（11）固定在轴箱端盖（10）内部，所述影像接收装置（5）固定在轴箱端盖外；所述电路板（11）上还设置有单片机和存储器，所述电路板与温度传感器（4）、影像接收装置（5）、定位器（6）、三向加速度传感器（7）、噪声传感器（8）、振动传感器（9）、单片机和存储器电性连接，并通过蓄电池供电；

所述温度传感器（4）包括第一温度传感器（41）和第二温度传感器（42），第一温度传感器（41）和第二温度传感器（42）分别设置在双面电路板（11）的两面；

上述高速轮对在线检测装置的检测方法，包括以下步骤：

S1、通过检测装置实时检测轮对运行情况数据，收集轮对运行数据；

S2、将S1中各检测装置收集的数据输入单片机；

S3、S2中单片机将数据初步处理并实时传输至存储器；

S4、S2中单片机将数据做进一步处理，若处理结果为正常，则记为正常；若处理结果为异常，则记为异常，并将异常数据打包；

S5、将S4中正常结果信息或异常结果信息及打包异常数据通过4G网络实时传输至控制中心；

S6、待列车到站，通过服务站的WIFI传输或拷贝的方式，将S3中存储器中数据传输并保存在服务站本地，并将存储器存储数据清空；

所述S1中收集数据具体包括：

第一温度传感器（41）检测箱内温度，第二温度传感器（42）检测列车运运行环境温度；

三向加速度传感器（7）检测X方向、Y方向和Z方向的加速度；

噪声传感器（8）收集运行过程中的声频和声波；

振动传感器（9）检测运行过程中的振动情况；

影像接收器（5）实时收集运行环境的图片或影像资料；

定位器（6）实时收集定位信息；

所述S3中初步处理过程具体包括：

将第一温度传感器（41）、第二温度传感器（42）、三向加速度传感器（7）、噪声传感器（8）、振动传感器（9）、影像接收器（5）和定位器（6）收集的数据分别以时间轴为排序依据进行排列；

S4中进一步处理过程具体包括：

将第一温度传感器（4）检测温度与第二温度传感器（5）检测温度对比；

将加速度与系统中容许的正常数据对比；

将振动情况与系统中容许的正常数据对比；

将声频、声波数据信息与系统中容许的正常数据、波形对比。

2.根据权利要求1所述的一种高速轮对在线检测装置，其特征在于：所述电路板（11）为双面电路板。

3.根据权利要求1所述的一种高速轮对在线检测装置，其特征在于：

所述温度传感器（4）用于检测轮对运行环境温度；

所述影像接收装置（5）用于收集轮对运行环境的图片或影像资料；

所述定位器（6）用于获取列车运行位置；

所述三向加速度传感器（7）用于检测列车运行情况；

所述噪声传感器（8）收集检测列车运行过程中的声频和声波；

所述振动传感器（9）用于检测列车运行过程中的振动情况。

4.根据权利要求1所述的一种高速轮对在线检测装置，其特征在于：所述S4中打包异常数据具体指发生异常情况时间点的所有检测数据。

5.根据权利要求1所述的一种高速轮对在线检测装置，其特征在于：所述S5中异常结果信息及打包异常数据还可以传输至列车操控室。