一种跨座式单轨列车水平橡胶轮胎胎压在线检测装置

技术领域

本发明属于城市轨道交通车辆检修技术领域，更具体地，涉及一种跨座式单轨列车水平橡胶轮胎胎压在线检测装置。

背景技术

随着我国城市轨道交通的快速发展，规划和建设跨座式单轨系统的城市逐渐增多。跨座式单轨列车与地铁有较大的区别，其转向架的水平轮主要由导向轮和稳定轮组成。

跨坐式单轨列车的转向架是核心部件,最能体现该交通系统运行特点的部分。每个转向架有4个走行轮、4个导向轮、2个稳定轮,都使用橡胶轮胎。而且导向轮和稳定轮都为水平橡胶轮胎。走行轮采用充氮气无内胎钢丝橡胶轮胎,以轨道梁的上表面为走行面,起承载、传递牵引力、制动力和缓冲跨坐式单轨列车的竖向振动的作用；导向轮、稳定轮内充压缩空气,都以轨道梁的侧面为走行面,起到缓冲跨坐式单轨列车的横向振动的作用,其中导向轮在过弯道时起导向作用，稳定轮是在跨坐式单轨列车受到离心力、风力的时候起稳定作用。转向架构架由钢板焊接而成，其左右侧梁的前后有导向轮的支撑架,左右侧梁的中部有稳定轮的支撑架。跨坐式单轨列车运行时,走行轮与稳定轮紧紧“抱”住轨道梁,其轨道梁不仅是承重的桥梁结构,同时也是支承和约束跨坐式单轨列车行驶的轨道,承受较大的扭转荷载。

当导向轮和稳定轮同时和轨道梁有一预压力的时候,跨坐式单轨列车在通过路面激扰后经过微小的振动后很快就可恢复到稳定状态,在稳定状态跨坐式单轨列车基本回到零位置。因此，有预压力的时候跨坐式单轨列车的运行状态最好,此时跨坐式单轨列车具有良好的抗倾覆稳定性。

由于跨坐式单轨列车长时间在小曲线和高载荷工况下行驶，橡胶轮胎容易出现磨损或漏气等情况，导致胎压不足会影响跨坐式单轨列车的行驶安全。

现有技术无法实现对跨座式单轨列车橡胶轮胎胎压的在线检测，往往通过跨坐式单轨列车停运后进行日常检查或换轮时统一对胎压进行检测，对胎压异常的轮胎进行检修或更换。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种跨座式单轨列车水平橡胶轮胎胎压在线检测装置，其能够对车辆运行过程中稳定轮、导向轮胎压进行在线检测，从而判断车辆走行部是否由偏载或部件故障等情况发生，当胎压值超出正常值范围时，控制系统自动报警，以便及时对轮胎进行检修或更换，避免影响行车安全。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种跨座式单轨列车水平橡胶轮胎胎压在线检测装置，其特征在于，包括压力检测系统、信号处理系统和显示与控制系统，其中：

所述压力检测系统包括至少两个压力传感器组件；

对于每个所述压力传感器组件而言，其各自包括传感器压板、压缩弹簧和压力传感器，所述压力传感器固定安装在轨道梁侧面的凹槽内，所述传感器压板封盖住该凹槽并且固定安装在轨道梁上，所述压缩弹簧的一端抵靠在所述压力传感器上而另一端抵靠在所述传感器压板上；

至少一个压力传感器组件对应设置在导向轮的行驶路径上，以让导向轮直接施加压力在传感器压板上，进而通过压缩弹簧施加压力在压力传感器上；

至少一个压力传感器组件对应设置在稳定轮的行驶路径上，以让稳定轮直接施加压力在传感器压板上，进而通过压缩弹簧施加压力在压力传感器上；

所述信号处理系统通过预埋在轨道梁内的导线与各压力传感器分别连接，以用于获得各压力传感器检测的压力值，进而换算成胎压；

所述显示与控制系统包括计算机和车号识别装置，所述计算机接收信号处理系统发送的胎压信息以判断胎压是否超出设定范围，如超出则发出报警信息，所述车号识别装置用于对列车编号进行识别，从而与压力传感器组件一起配合获得胎压超出设定范围的导向轮或稳定轮的位置。

优选地，所述导线预埋在轨道梁内的预埋管路内。

优选地，轨道梁的每一侧均有两个压力传感器组件对应设置在导向轮的行驶路径上，从而使信号处理系统获得这两个压力传感器组件检测的压力数据并取这两个压力数据的平均值作为胎压计算依据。

优选地，轨道梁的每一侧均有两个压力传感器组件对应设置在稳定轮的行驶路径上，从而使信号处理系统获得这两个压力传感器组件检测的压力数据并取这两个压力数据的平均值作为胎压计算依据。

优选地，所述信号处理系统包括压力采集模块、压力值分析模块及数据传输模块，所述压力采集模块获得压力传感器检测的压力值并传送给压力值分析模块，压力值分析模块通过获得的压力值换算成胎压值，再通过数据传输模块发送到显示与控制系统。

优选地，所述显示与控制系统安装于车辆驾驶室及车站控制室。

优选地，所述车号识别装置安装于轨道梁一侧，在跨座式单轨列车行驶过程中，车号识别装置通过图像识别对跨座式单轨列车的编号进行辨识。

优选地，所述传感器压板受压的表面与轨道梁平齐。

优选地，所述压力传感器通过螺栓固定在所述轨道梁的凹槽内。

优选地，所述传感器压板通过螺栓固定在所述轨道梁的侧面。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本发明针对跨座式单轨列车运行过程中橡胶轮胎压无法实时检测的问题，设计一种跨座式单轨水平橡胶轮胎胎压在线检测装置，在轨道梁的侧面安装了压力检测系统，压力检测系统的多个压力传感器组件可以实时在线检测导向轮和稳定轮通过时施加在压力传感器上的压力，并通过信号处理系统来转换成胎压，从而可以获得导向轮和稳定轮的胎压情况。本发明通过对导向轮和稳定轮进行压力检测，在信号处理系统发送到显示与控制系统的计算机后，再通过显示与控制系统的车号识别记录和压力传感器组件的压力数据顺序推算出对应水平橡胶轮胎的位置，有利于及时检修或更换超出设定范围值的导向轮和稳定轮，从而提升跨座式单轨列车的行驶安全。

附图说明

图1是本发明的系统逻辑关系图；

图2是本发明的系统原理图；

图3是本发明中传感器压板的示意图；

图4是本发明中压力传感器的示意图；

图5是本发明中压缩弹簧的示意图；

图6是本发明中压力检测系统的总体装配示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图6，一种跨座式单轨列车水平橡胶轮胎胎压在线检测装置，跨座式单轨列车转向架上的导向轮和稳定轮均为水平橡胶轮胎，该胎压在线检测装置包括压力检测系统、信号处理系统9和显示与控制系统，所述压力检测系统包括至少两个压力传感器组件，压力传感器组件嵌入在轨道梁6内，轨道梁6通过安装在地面上的墩座7支撑。

对于每个所述压力传感器组件而言，其各自包括传感器压板1、压缩弹簧5和压力传感器3，所述压力传感器3优选通过螺栓固定安装在轨道梁6侧面的凹槽内，压力传感器3上设置有第一安装通孔4，以便于穿过螺栓，所述传感器压板1封盖住该凹槽并且优选通过螺栓固定安装在轨道梁6上，传感器压板1上设置有第二安装通孔2，以便于穿过螺栓，所述压缩弹簧5的一端抵靠在所述压力传感器3上而另一端抵靠在所述传感器压板1上，主要用于传感器压板1的力的传递，同时避免跨座式单轨列车在驶过压力传感器组件时对压力传感器3造成过大冲击，具有较好的缓冲作用。

至少一个压力传感器组件对应设置在导向轮的行驶路径上，以让导向轮直接施加压力在传感器压板1上，进而通过压缩弹簧5施加压力在压力传感器3上；传感器压板1在受到导向轮的压力时要能产生弹性变形，以带动压缩弹簧5也产生弹性变形从而施力在压力传感器3上，从而实现压力传感器3的压力检测。优选地，轨道梁6的每一侧均有两个压力传感器组件对应设置在导向轮的行驶路径上，从而使信号处理系统9获得这两个压力传感器组件检测的压力数据并取这两个压力数据的平均值作为胎压计算依据，可提高检测准确性。

至少一个压力传感器组件对应设置在稳定轮的行驶路径上，以让稳定轮直接施加压力在传感器压板1上，进而通过压缩弹簧5施加压力在压力传感器3上；传感器压板1在受到稳定轮的压力时要能产生弹性变形，以带动压缩弹簧5也产生弹性变形从而施力在压力传感器3上，从而实现压力传感器3的压力检测。进一步，轨道梁6的每一侧均有两个压力传感器组件对应设置在稳定轮的行驶路径上，从而使信号处理系统9获得这两个压力传感器组件检测的压力数据并取这两个压力数据的平均值作为胎压计算依据，可提高检测准确性。

所述信号处理系统9通过预埋在轨道梁6内的导线与各压力传感器3分别连接，以用于获得各压力传感器3检测的压力值，进而换算成胎压；优选地，所述导线预埋在轨道梁6内的预埋管路内。至于压力值换算成胎压，可以预先让已知不同胎压的水平橡胶轮胎在压力传感器组件驶过来测压力，获得胎压-压力曲线。则后续有跨座式单轨列车在轨道梁6上行驶要测胎压时，可根据胎压-压力曲线，先通过压力传感器3获得压力，再获得胎压。

所述显示与控制系统包括计算机10和车号识别装置，所述显示与控制系统安装于车辆驾驶室及车站控制室，所述计算机10接收信号处理系统9发送的胎压信息以判断胎压是否超出设定范围，如超出则发出报警信息，胎压也可以在计算机10上进行显示出来。所述车号识别装置用于对列车编号进行识别，从而与压力传感器组件一起配合获得胎压超出设定范围的导向轮或稳定轮的位置。所述车号识别装置安装于轨道梁6一侧，在跨座式单轨列车行驶过程中，车号识别装置通过图像识别对跨座式单轨列车的编号进行辨识，可获得跨座式单轨列车的编号。当计算机10接收到水平橡胶轮胎胎压值超出设定范围时，通过车号识别装置和压力传感器组件的压力数据顺序(各水平橡胶轮胎通过压力传感器组件的先后顺序与压力传感器检测的压力数据顺序是对应的)推算出对应水平橡胶轮胎的位置，便于及时检修或更换。

进一步，所述信号处理系统9包括压力采集模块、压力值分析模块及数据传输模块，所述压力采集模块获得压力传感器3检测的压力值并传送给压力值分析模块，压力值分析模块通过获得的压力值换算成胎压值，再通过数据传输模块发送到显示与控制系统。

进一步，所述传感器压板1受压的表面与轨道梁6平齐，以让导向轮和稳定轮平稳地通过该传感器压板1。

本发明主要应用于车辆基地、正线直线地段，避免曲线地段车辆转向等造成水平轮受力不均导致检测结果出现较大偏差。本发明通过对转向架上的导向轮和稳定轮进行实时在线的压力检测，在信号处理系统9发送到显示与控制系统的计算机10后，再通过显示与控制系统的车号识别记录和压力传感器组件的压力数据顺序推算出对应水平橡胶轮胎的位置，有利于及时检修或更换超出设定范围值的导向轮和稳定轮，从而提升跨座式单轨列车的行驶安全。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。