一种模拟并采集脱轨信号的方法和试验台技术

本发明专利技术公开了一种模拟并采集脱轨信号的方法和试验台，通过设置列车脱轨后的冲击频率段集合，选择其中的一个数值作为模拟脱轨的冲击试验中的冲击的固定频率进行冲击试验，采集并分析相应的冲击信号判断列车是否出轨。本发明专利技术基于列车轮对脱轨时撞击轨枕的频率和速度等参数设置列车脱轨的冲击频率段集合，并选取集合中的一个数值作为冲击试验中固定的冲击频率，可以较为实际的全面体现出列车脱轨的冲击振动情况，通过采集和分析冲击试验中的冲击信号就能真实的判断车辆轮对是否发生脱轨。该方法简单易行，并能利用简单有效的机械运动结构就可以科学地模拟和采集列车轮对脱轨时带来的冲击振动信号。来的冲击振动信号。来的冲击振动信号。

A method and test bench for simulating and collecting derailment signals

【技术实现步骤摘要】
一种模拟并采集脱轨信号的方法和试验台


[0001]本专利技术涉及轨道交通检测领域，具体涉及一种模拟并采集脱轨信号的方法和试验台。

技术介绍

[0002]在车辆正常运行的状态下，车辆的轮对不会与非钢轨设施发生碰撞，但当车辆轮对脱离钢轨时，轮对会最先与扣件或轨枕(无砸轨道的承轨槽/轨道板)发生正面碰撞，并产生强烈的、有规律的冲击及振动信息，现有的脱轨检测技术通过分析该强冲击信息的特征来判断车辆轮对是否发生脱轨。
[0003]而检测技术精准度问题除了理论的演算，仍需要实验的验证。目前实验验证这部分，由于车辆轮对撞击扣件或轨枕时的冲击力是巨大的，很难通过实验来模拟这么大的冲击力，所以大多数厂家是采用仿真信号来模拟，但仿真信号纯粹，很难全面模拟出实际振动情况，所以亟需一款能代表脱轨特征，同时又能体现实际振动情况的振动台。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术不能较为科学地模拟和采集列车轮对脱轨时带来的冲击振动信号的技术问题，本专利技术提供了一种能实际反应列车脱轨特征的方法和试验台，基于列车轮对脱轨时撞击轨枕的频率和速度等参数，通过调整冲击频率的阈值，模拟列车脱轨时的冲击并采集相应冲击信号，能较为实际地体现出列车脱轨冲击振动情况。
[0005]在第一方面，本申请的实施例中提出了一种模拟并采集脱轨信号的方法，包括：
[0006]S1:设置列车脱轨的冲击频率段集合{[z
11
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12
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]}f＝[z
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[0007]其中，设定列车脱轨后的第一次冲击和第二次冲击之间的冲击频率为第二次冲击与第三次冲击之间的冲击频率为车轮转频C为踏面周长，L为轨枕间距，Z为列车脱轨的冲击频率与列车车轮转频之比的数值区间。
[0008]S2:选择所述冲击频率段集合中的一个数值作为模拟脱轨的冲击试验中的冲击的固定频率进行冲击试验；
[0009]S3:采集并分析相应的冲击信号。
[0010]基于列车轮对脱轨时撞击轨枕的频率和速度等参数设置列车脱轨的冲击频率段集合，并选取集合中的一个数值作为冲击试验中固定的冲击频率，可以较为实际的全面体现出列车脱轨的冲击振动情况，通过采集和分析冲击试验中的冲击信号就能真实的判断车辆轮对是否发生脱轨。
[0011]在第二方面，本专利技术还提供了一种模拟并采集脱轨信号的试验台，所述试验台设
有工作台，包括垂直运动组件、旋转组件、冲击组件和冲击动力输出组件，所述垂直运动组件固定设置在所述工作台上，所述旋转组件设置在所述垂直运动组件上并沿所述垂直运动组件上下移动；所述旋转组件设有转轮，所述冲击组件设有导杆，所述冲击动力输出组件控制所述导杆相对所述转轮做直线往复运动，以使所述导杆以如前所述的固定频率冲击所述转轮；所述试验台还设有冲击信号采集组件，以采集所述导杆与所述转轮的冲击信号。通过旋转的转轮模拟列车轮对转动，通过导杆以固定频率冲击转轮模拟轮对撞击轨枕，并通过冲击信号采集组件采集导杆和转轮撞击时的信号，从而较为精准的体现出列车脱轨的实际冲击振动情况。旋转组件沿垂直运动组件上下移动，则可以抵消冲击时带来的垂直方向上的位移。
[0012]作为本专利技术的一个优选方案，所述垂直运动组件，包括固定设置于所述工作台的立柱和沿所述立柱垂直移动的L型横板；
[0013]所述旋转组件，包括固定设置在所述L型横板水平面上的轴心线一致的第一轴承座和第一电机，以及穿过所述第一轴承座中心并与所述电机的输出轴连接的第一转轴，所述转轮轴向设置于所述第一转轴上并置于所述第一轴承座和所述第一电机之间；
[0014]所述冲击组件，还包括导杆支撑架，所述导杆与所述导杆支撑架活动连接，所述导杆支撑架固定设置在所述立柱的内侧面上；
[0015]所述冲击动力输出组件，包括固定设置在工作台上的轴心线一致的第二轴承座和第二电机，以及穿过所述第二轴承座中心并与所述第二电机的输出轴连接的第二转轴，所述第二转轴上设有凸轮，所述导杆的下端抵接在所述凸轮的外周表面上，当所述凸轮旋转时，控制所述导杆做直线往复运动；
[0016]所述冲击信号采集组件，包括速度传感器和振动冲击复合传感器，所述速度传感器设置在所述第一电机上，所述振动冲击复合传感器设置在所述第一轴承座上。
[0017]优选的，所述导杆支撑架包括在远离所述立柱的一端设置的垂直于所述导杆轴心线的第一导杆支撑座，所述第一导杆支撑座设有通孔以使所述导杆穿过所述通孔上下移动；所述第一导杆支撑座的上表面还固定设有导杆引导块，所述导杆引导块具有与所述导杆的中心轴线一致的导杆引导孔，所述导杆引导孔的内径与所述导杆的外径匹配。第一导杆支撑座使导杆在轴向上得到稳定支撑，导杆引导孔则使导杆沿固定方向上下移动，避免导杆移位。
[0018]优选的，所述导杆的末端还设有万向滚珠，所述导杆通过所述万向滚珠与所述凸轮抵接。滚珠结构可以减少相互抵接的摩擦力，增加凸轮的使用寿命。
[0019]优选的，所述导杆外周套设有压簧，所述压簧设置于所述万向滚珠的内侧面和所述导杆引导块的下端面之间。通过设置压簧可以使导杆自动复位，实现导杆的直线往复运动。
[0020]优选的，所述导杆支撑架还包括第二导杆支撑座，所述第二导杆支撑座抵接在所述导杆靠近所述转轮的外周表面上，以提供对导杆的径向支撑。该结构使导杆在径向上得到稳定支撑，避免导杆的径向位移。
[0021]优选的，所述凸轮为椭圆形，所述第二电机的转速是所述第一电机的转速的2倍。该结构使转轮每旋转一圈，导杆与转轮撞击4次，通过椭圆形所具有的长边和短边，使导杆在凸轮作用下来回做直线往复运动。
[0022]优选的，所述第二电机设有波形发生器，以控制所述第二电机的转速。通过设置波形发生器的脉冲频率并输入到驱动器里，可以控制第二电机的转速。
[0023]优选的，所述立柱的内侧面和所述L型横板的垂直外侧面设有相互配合的垂直滑轨副。相互配合的滑轨副可以使横板沿立柱垂直移动，以抵消导轨撞击转轮时产生的垂直方向上的位移。
[0024]本申请的实施例公开了一种模拟并采集脱轨信号的方法和试验台，基于列车轮对脱轨时撞击轨枕的频率和速度等参数设置列车脱轨的冲击频率段集合，并选取集合中的一个数值作为冲击试验中固定的冲击频率，可以较为实际的全面体现出列车脱轨的冲击振动情况，通过采集和分析冲击试验中的冲击信号就能真实的判断车辆轮对是否发生脱轨。该方法简单易行，并能利用简单有效的机械运动结构就可以科学地模拟和采集列车轮对脱轨时带来的冲击振动信号。
附图说明
[0025]包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本专利技术的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟并采集脱轨信号的方法，其特征在于，包括：S1:设置列车脱轨的冲击频率段集合{[z
11
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12
]U[z
21
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22
]}f＝[z
21
,z
12
]f，其中，设定列车脱轨后的第一次冲击和第二次冲击之间的冲击频率为第二次冲击与第三次冲击之间的冲击频率为车轮转频C为踏面周长，L为轨枕间距，Z为列车脱轨的冲击频率与列车车轮转频之比的数值区间。S2:选择所述冲击频率段集合中的一个数值作为模拟脱轨的冲击试验中的冲击的固定频率进行冲击试验；S3:采集并分析相应的冲击信号。2.一种模拟并采集脱轨信号的试验台，设有工作台，其特征在于，所述试验台包括垂直运动组件、旋转组件、冲击组件和冲击动力输出组件，所述垂直运动组件固定设置在所述工作台上，所述旋转组件设置在所述垂直运动组件上并沿所述垂直运动组件上下移动；所述旋转组件设有转轮，所述冲击组件设有导杆，所述冲击动力输出组件控制所述导杆相对所述转轮做直线往复运动，以使所述导杆以权利要求1所述的固定频率冲击所述转轮；所述试验台还设有冲击信号采集组件，以采集所述导杆与所述转轮的冲击信号。3.根据权利要求2所述的一种模拟并采集脱轨信号的试验台，其特征在于，所述垂直运动组件，包括固定设置于所述工作台的立柱和沿所述立柱垂直移动的L型横板；所述旋转组件，包括固定设置在所述L型横板水平面上的轴心线一致的第一轴承座和第一电机，以及穿过所述第一轴承座中心并与所述电机的输出轴连接的第一转轴，所述转轮轴向设置于所述第一转轴上并置于所述第一轴承座和所述第一电机之间；所述冲击组件，还包括导杆支撑架，所述导杆与所述导杆支撑架活动连接，所述导杆支撑架固定设置在所述立柱的内侧面上；所述冲击动力输出组件，包括固定设置在工作台...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泽华，陈隆杰，黄灵坚，彭午弦，
申请(专利权)人：厦门物之联智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：