磁传动列车光电速度监测方法及装置制造方法及图纸

磁传动列车光电速度监测方法及装置，采用非接触式传动机构，利用磁传动原理，使得列车监测数据采集传感器与数据传递轴通过磁力实现非接触式传动，传感器数据采集是通过磁力非接触式传动采集到的。其具体方式是在列车监测数据发生装置与传感器数据采集装置之间设置一磁力传动机构，使得列车监测数据通过磁力传动机构传递到传感器数据采集装置，传感器数据采集装置为光栅脉冲机构，采用两个以上光源（发光二极管）经车轴与轴箱间的磁力传动机构使光栅盘变为断续光，致使光断续器中的光敏二极管通断运行，经智能集成芯片（ＩＣ）将两路脉冲变换为四路（或多路）脉冲，再经ＣＡＮ总线输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种列车运行监控数据的采集方法，尤其是指一种列车速度监测数据的采集方法；本专利技术还涉及一种上述方法的装置。主要用于直接向列车运行监控装置提供准确的信号。可以用于从轴上进行采集各种列车速度、定位等信号。
技术介绍
列车速度传感器是列车安全运行控制装置的重要部件。主要用于直接向列车运行监控装置提供准确的速度信号，以防止列车以高于道岔允许的最高速度通过岔区；以防止列车以高于运行区段线路允许的最高速度运行；以防止高于机车、车辆构造允许的最高速度运行；以防止在特殊条件下高于规定的速度运行它，如调车作业、列车倒溜及在自动闭塞区间，当关闭地面信号时等情况下；当列车速度超过上述规定的允许值时，发出报警提示及常用制动或紧急制动指令，因此速度传感器也是列车安全运行装备的重要部件之一。多年来，铁路相关科研部门及企业对列车速度传感器做了大量的研究和改进工作。目前采用的有四种类型的光电速度传感器(其它磁电速度传感器、永磁式速度传感器由于其可靠性、准确性等原因已被淘汰，此后不再叙述)，可以互换使用。最新型的有两种，即TQG9型和TQG15型光电速度传感器。这几种速度传感器在原理、结构上基本相同，现就以TQG9型机车速度传感器为例，阐述目前列车速度传感器的基本技术概况。TQG9型机车速度传感器的基本原理是用一个光源(发光二极管)经由随车轮一起转动的光栅盘变为均匀的断续光，致使光断续器中的光敏二极管通断运行，经电路的放大整形后，输出与转速成比例的方波脉冲序列。其外形如图1所示。TQG9型机车速度传感器由支撑结构、转轴及万向联轴机构和光电转换电路系统三部分组成。光栅盘固定在转轴轴伸端部，转轴由轴承(2×46204)支撑在底座上，轴承润滑采用锂基(牌号4)润滑脂。靠光栅轴伸端，转动部分采用机械横竖迷宫密封结构；静止部分采用可塑密封胶密封；转轴为万向联轴节的单叉节，万向轴共设有8个滚针轴承，保证转动的灵活性，万向联轴节输出端机械接口为带弹性方榫万向联轴节1，其方形断面尺寸可伸缩18mm×18mm～20mm×20mm。光敏探头安置在光栅盘两侧，并安装在底座2上，电缆引出线固定在底座上并用耐油橡胶管防护，护管与底座采用冲压箍紧帽密封。电气接口采用了JL5型机车电连接器，电缆长度1.3m。传感器3安装在安装座上即机车轴箱外盖开孔处。开孔尺寸定位园￠65+0.1+0.29mm，安装螺孔4-M8在￠130±0.2圆周上均布；方孔座方孔尺寸19×19+0+0.5mm；万向联轴节输出弹性榫插入车轮方孔座中，安装结构如图2所示。安装时，在车轮轮轴4轴端方孔四壁均匀涂一薄层润滑脂，以保证弹性方榫四滑板与方孔座四壁滑动灵活。但现有光电转速传感器尚存在一些不足。目前采用的四种类型的光电转速传感器其万向联轴传动机构、光电转换电路系统基本相同，这两部分也是光电转速传感器的核心部分。这两部分的可靠性、技术性决定了传感器性能的优劣。从目前运用效果来看四种类型的光电转速传感器普遍存在以下四个方面的问题1.机械故障较多这类光电转速传感器采用万向联轴传动机构，其万向联轴节输出弹性方榫(可伸缩18mm×18mm～20mm×20mm)插入车轮方孔座(19mm×19mm)中连接转动。由于车轮惯量较大(车轮自重为2.065～2.846吨；车轮承受静载荷21～25吨；簧下死重量为q＝4.61～6.12吨)，当轮对高速旋转和通过曲线、道岔、轨缝等情况时，轮对会发生横向移动(最大移动量为30mm)，径向跳动、纵向冲击时，易造成带弹性方榫万向联轴节、支撑轴承、转轴等机械部件发生损坏，同时也会造成轴箱外盖5的磨损，尤其是在线路条件较差的情况下，机械故障率会大幅度上升。通常情况下，还要加强对弹性方榫的检查和添加插入部分的润滑脂，否则也会增加机械故障率。总之采用这种万向联接传动机构必然会导致传感器发生机械故障甚至损坏(传感器难以承受轮对的冲击惯量)。2.光源污染严重这类光电传感器是用一个光源经随轮轴转动的光栅盘变为断续光，由于是万向联轴节，这种传动机构直接与车轮轴箱内腔联通，在结构上无法实现全密封状态，光栅盘的污染会使光信号失真，相互产生污染。首先是0.2mm的光槽极易受到污染，其次是光栅盘也易受到污染。3.输出波形失真度大光电转换电路系统，是由光断路器中的光敏二极管通断运行，经电路的放大整形后，输出与转速成比例的方波脉冲序列。由于光栅盘、转轴的加工精度造成方波脉冲失真，因此在放大整形电路中采用电位器或可变电阻进行调整，其精度难以保证。4.功能扩展性差一是采用万向联动机构难以满足列车提速的要求，这种结构本身易造成机械故障，最高转速为1000r/min时，列车速度为198～235km/h，当列车速度达到300km/h左右时，传感器转速为1300～1500r/min，此时对传动机构的要求更高，这种传感器难以满足要求。二是速度信号是列车安全运行、性能控制采用最广泛的信号之一，应有多路脉冲信号输出，受原结构和电路限制最多输出四路脉冲信号，如要扩散难度较大。通过上述描述，可以得知现有的速度传感器尚存在一些不足，因此很有必要对此加以改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有光电转速传感器的数据采集方法的不足，提出一种机械故障少，光源污染轻的新型列车监测数据的采集方法，尤其是一种列车速度监测数据的采集方法。本专利技术的另一目的在于提供一种上述方法的列车监测数据的采集。尤其是一种列车速度监测数据的采集速度。根据本专利技术的目的所提出的技术实施方案是采用非接触式传动机构，利用磁传动原理，使得列车监测数据采集传感器与数据传递装置通过磁力实现非接触式传动，传感器数据采集是通过磁力非接触式传动机构采集到的。其具体方式是在列车监测数据发生装置与传感器数据采集装置之间设置一磁力传动机构，使得列车监测数据通过磁力传动机构传递到传感器数据采集装置，传感器数据采集装置为光栅脉冲机构，采用两个以上光源(发光二极管)，经列车监测数据发生装置(如车轴)与传感器数据采集装置间的磁力传动机构使光栅盘变为断续光，致使光断续器中的光敏二极管通断运行，经智能集成芯片(IC)将两路脉冲变换为四路(或多路)脉冲，再经CAN总线输出。这样可以解决万向联轴传动机构造成机械故障率频繁的弊端，非接触式传动机构不受轮对巨大惯量的冲击，转轴负载较小，机械故障率几乎为零，并使大幅度提高传感器转速成为可能。其可靠性将大幅度提高。根据上述方法所提供的装置是包括列车监测数据发生装置和传感器数据采集装置，在列车监测数据发生装置与传感器数据采集装置之间设置一磁力传动机构。其中，磁力传动机构主要分为两大类传动方式，一是磁力偶合方式，二是磁力驱动方式。这两种传动方式均使轮轴与传感器处于非接触状态，这样轮轴的巨大惯量无法传递到传感器上，传感器转动部分的载荷极小，机械故障几乎为零。在保持新产品的先进性、技术性的前提下，又能满足既有产品的通用性、互换性，磁传动机构的外部接口与所有转速传感器外接口保持一致。同时，由于采用非接触式传动机构，传感器部分可以完全密封，所以对于监测数据采集装置采用全密封结构，无论轴箱内腔的污染源还是外界污染源都将无法侵入传感器内部，克服了光源污染的难题。此外，还采用智能集成芯片和现场总线(CAN)输出，有效解决了方波脉冲失真度和脉冲输出通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
磁传动列车光电速度监测方法，采用非接触式传动机构，利用磁传动原理，使得列车监测数据采集传感器与数据传递装置通过磁力实现非接触式传动，传感器数据采集是通过磁力非接触式传动机构采集到的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左立民，张金柱，冯嘉莉，屈圭，冯葆励，张佰民，罗芳，
申请(专利权)人：株洲天利铁路机车车辆配件有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]