一种多系统融合的走行部监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及列车状态监测技术领域，特别涉及一种多系统融合的走行部监测系统。


背景技术：

2.走行部监测系统作为轨道车辆行走的医生，其功能主要是诊断走行部各关键部件的健康状态。常规走行部监测系统是由走行部监测主机、前置处理器和各部位复合传感器构成。现有的走行部监测系统功能不够齐全，信号传输失真严重，且监测灵敏度有待提升。有鉴于此，本技术的发明人经过深入研究，得到一种多系统融合的走行部监测系统。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种多系统融合的走行部监测系统，其具有功能齐全、抗干扰能力强且监测灵敏度高的优点。
4.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
5.一种多系统融合的走行部监测系统，一种多系统融合的走行部监测系统，其特征在于，包括走行部监测主机、前置处理器、车体振动传感器、构架振动传感器、齿轮箱振动传感器、轴箱复合传感器、齿轮箱复合传感器和电机复合传感器，所述走行部监测主机安装于车厢屏柜内，所述前置处理器和所述车体振动传感器安装于车体底部，所述构架振动传感器、齿轮箱振动传感器、轴箱复合传感器、齿轮箱复合传感器和电机复合传感器安装于转向架上，所述车体振动传感器与所述走行部监测主机can通讯连接，所述构架振动传感器、齿轮箱振动传感器、轴箱复合传感器、齿轮箱复合传感器和电机复合传感器与所述前置处理器can通讯连接，所述前置处理器与所述走行部监测主机通过以太网连接。
6.在一个优选实施例中，所述走行部监测主机包括机箱和设于所述机箱中的电源板卡、转速板卡、数据采集板卡、mvb板卡、计算机板卡、平稳监测板卡和4g板卡。
7.在一个优选实施例中，所述轴箱复合传感器、齿轮箱复合传感器和电机复合传感器包括连接器、尼龙软管和探头，所述尼龙软管连接所述连接器和所述探头，所述探头上设有振动加强件，所述振动加强件包括黏贴片、弹性支撑件、动作片和多个敲击杆，所述黏贴片黏贴于所述探头上，所述弹性支撑件设于所述黏贴片上，所述动作片设于所述弹性支撑件上，所述敲击杆设于所述动作片的底部，所述黏贴片上设有与所述敲击杆的下端位置对应设置的敲击孔。
8.在一个优选实施例中，所述弹性支撑件设置为弹簧或弹性片。
9.在一个优选实施例中，所述黏贴片采用橡胶材料制成。
10.在一个优选实施例中，所述探头中设有ds18b20数字温度芯片和压电陶瓷。
11.在一个优选实施例中，所述车体振动传感器、齿轮箱振动传感器和构架振动传感器包括绝缘板、传感器本体、绝缘垫圈、止动垫和绝缘螺栓，所述传感器本体设置为加速度传感器，所述绝缘板上设有连接螺孔，所述绝缘螺栓穿过所述绝缘垫圈、传感器本体和止动
垫后与所述连接螺孔相配合。
12.与现有技术相比，本实用新型提供一种多系统融合的走行部监测系统，其融合了走行部故障诊断系统、脱轨检测系统、平稳性监测系统、失稳检测系统、轴温报警系统和车辆动力学分析系统六大系统所有功能，缩减了安装空间，保证功能齐全的条件下降低了成本；其系统布局合理，在保证了系统功能的条件下，传感器至前置处理器，前置处理器至主机之间的信号传输抗干扰能力更强，检测数据的准确性更高。
附图说明
13.图1是本实用新型涉及一种多系统融合的走行部监测系统的结构示意图。
14.图2是本实用新型涉及一种多系统融合的走行部监测系统的走行部监测主机的内部结构以及与之配合的部件的结构示意图。
15.图3是本实用新型涉及一种多系统融合的走行部监测系统的复合传感器的结构示意图。
16.图4 是本实用新型涉及一种多系统融合的走行部监测系统的复合传感器的振动加强件的结构示意图。
17.图5是本实用新型涉及一种多系统融合的走行部监测系统的前置处理器的结构示意图。
18.图6是本实用新型涉及一种多系统融合的走行部监测系统的振动传感器的结构示意图。
19.图中
20.走行部监测主机2；前置处理器3；车体振动传感器4；构架振动传感器4；齿轮箱振动传感器5；轴箱复合传感器6；齿轮箱复合传感器7；电机复合传感器8；电源板卡9；转速板卡10；数据采集板卡11；mvb板卡12；计算机板卡13；平稳监测板卡14；4g板卡15；连接器16；尼龙软管17；探头18；振动加强件19；黏贴片20；敲击孔21；弹性支撑件22；动作片23；敲击杆24；绝缘板25；传感器本体26；绝缘垫圈27；止动垫28；绝缘螺栓29。
具体实施方式
21.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
22.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
23.如图1至图6所示，一种多系统融合的走行部监测系统，一种多系统融合的走行部监测系统，其特征在于，包括走行部监测主机1、前置处理器2、车体振动传感器3、构架振动传感器4、齿轮箱振动传感器5、轴箱复合传感器6、齿轮箱复合传感器7和电机复合传感器8，所述走行部监测主机1安装于车厢屏柜内，所述前置处理器2和所述车体振动传感器3安装于车体底部，所述构架振动传感器4、齿轮箱振动传感器5、轴箱复合传感器6、齿轮箱复合传感器7和电机复合传感器8安装于转向架上，所述车体振动传感器3与所述走行部监测主机1can通讯连接，所述构架振动传感器4、齿轮箱振动传感器5、轴箱复合传感器6、齿轮箱复合传感器7和电机复合传感器8与所述前置处理器2can通讯连接，所述前置处理器2与所述走
行部监测主机1通过以太网连接。
24.本实施例的一种多系统融合的走行部监测系统，其融合了走行部故障诊断系统、脱轨检测系统、平稳性监测系统、失稳检测系统、轴温报警系统和车辆动力学分析系统六大系统所有功能，缩减了安装空间，保证功能齐全的条件下降低了成本；其系统布局合理，在保证了系统功能的条件下，传感器至前置处理器2，前置处理器2至主机之间的信号传输抗干扰能力更强，检测数据的准确性更高。
25.具体的，所述走行部监测主机1包括机箱和设于所述机箱中的电源板卡9、转速板卡10、数据采集板卡11、mvb板卡12、计算机板卡13、平稳监测板卡14和4g板卡15。
26.所述探头18中设有ds18b20数字温度芯片和压电陶瓷，其输出信号为电压信号，振动信号与输出的电压信号成线性关系，振动和温度供电电压均为dc12v。
27.在工作过程中，电源板卡9通过车辆提供的dc110v电源，将其转换成隔离的dc12v，为其他板卡提供电源。
28.所述车体振动传感器33、构架振动传感器44、齿轮箱振动传感器55采用mems数字芯片，传感器内部对采样数据进行低通滤波、采样和模数转换等功能。
29.前置处理器2接收数据采集板卡11传输过来的实时速度信号，对轴箱复合传感器6、齿轮箱复合传感器7和电机复合传感器8所传输的振动冲击信号进行等角度采样。
30.前置处理器2对轴箱复合传感器6、齿轮箱复合传感器7、电机复合传感器8所传输的温度信号进行等时采样，采样频率最高可设定10hz。
31.前置处理器2将所有采集的信号转换成以太网，发送至数据采集板卡11中。
32.数据采集板卡11通过背板与计算板卡进行数据交互，数据采集板卡11将前置处理器2发送的数据进行汇总并发送至计算板卡中，通过计算板卡中内置的算法进行解析诊断，诊断结果通过计算板卡中的车辆控制以太网端口或者mvb板卡12发送至车辆tcms，实现实时诊断功能。
33.数据采集板卡11通过背板与计算板卡进行数据交互，数据采集板卡11将前置处理器2发送的数据进行汇总并发送至计算板卡中，通过计算板卡中内置的算法进行解析诊断，诊断结果通过计算板卡中的车辆控制以太网端口或者mvb板卡12发送至车辆tcms，实现实时诊断功能。
34.数据采集板卡11通过背板与计算板卡进行数据交互，数据采集板卡11将前置处理器2发送的数据进行汇总并发送至计算板卡中，通过计算板卡中内置的算法进行解析诊断，诊断结果通过计算板卡中的车辆控制以太网端口或者mvb板卡12发送至车辆tcms，实现实时诊断功能。
35.计算板卡中融合了故障诊断算法、失稳算法、脱轨算法，可根据需求进行增减配置。
36.计算板卡中自带硬盘，可存储前置处理器2所传输的所有数据，通过背板接口，该数据可发送至4g板卡15中，以4g网络实时将数据发送至指定的云服务器内，实现远程实时监控的效果。
37.计算板卡通过内置算法诊断车辆是否脱轨，诊断结果通过背板发送至脱轨板卡中，脱轨信号通过继电器发送至列车紧急制动系统（eb）及列车控制系统（atc）中，从而达到列车脱轨制动控制效果。
38.进一步，可将车体振动传感器3通过传输至前置处理器2中再通过数据采集板卡11发送至计算板卡中，从而可减少一张平稳检测板卡。
39.进一步，车体振动传感器3、构架振动传感器4和齿轮箱振动传感器5可采用模拟mems加速度计，传感器以电压信号发送至前置处理器2中，前置处理器2中内置低通滤波器、a/d采集器，将采集到的加速度信号转换成以太网发送至数据采集板卡11中，从而降低成本。
40.进一步，轴箱复合传感器6、齿轮箱复合传感器7和电机复合传感器8的温度部分可采用铂电阻pt100或pt1000，温度信号以电压信号方式进行传输，前置处理器2中增加a/d采集器，该方案可提高温度信号的采样频率及温度信号的精度。
41.具体的，所述车体振动传感器3、齿轮箱振动传感器5和构架振动传感器4包括绝缘板25、传感器本体26、绝缘垫圈27、止动垫28和绝缘螺栓29，所述传感器本体26设置为加速度传感器，所述绝缘板25上设有连接螺孔，所述绝缘螺栓29穿过所述绝缘垫圈27、传感器本体26和止动垫28后与所述连接螺孔相配合。
42.进一步，所述轴箱复合传感器6、齿轮箱复合传感器7和电机复合传感器8包括连接器16、尼龙软管17和探头18，所述尼龙软管17连接所述连接器16和所述探头18，所述探头18上设有振动加强件19，所述振动加强件19包括黏贴片20、弹性支撑件22、动作片23和多个敲击杆24，所述黏贴片20黏贴于所述探头18上，所述弹性支撑件22设于所述黏贴片20上，所述动作片23设于所述弹性支撑件22上，所述敲击杆24设于所述动作片23的底部，所述黏贴片20上设有与所述敲击杆24的下端位置对应设置的敲击孔21。振动加强件19能够有效增强复合传感器的振动检测灵敏度，振动加强件19连接在探头18的侧面，相当于在探头18的外侧部形成了振动加强层，在工作的过程当中，当振动发生时，动作片23由于是被弹性支撑的，其会产生振动，从而带动敲击部运动，敲击部在运动的过程当中敲击敲击孔21，将振动传递给探头18，敲击孔21孔的设置能够减小敲击时产生的声音，从而能够避免噪音的过量产生。
43.具体的，所述弹性支撑件22设置为弹簧或弹性片，在本实施例中，设置为弹簧。
44.为了适应于探头18的外形形状，所述黏贴片20采用橡胶材料制成，所述震动加强件应当设置多个，以能够产生良好的振动加强效果。
45.根据技术规范要求及市场需求，本系统需要实现轨道波磨检测、车辆轮对不圆检测（含轮对擦伤）、轴箱故障、齿轮箱故障、电机故障、车辆脱轨共6大类故障检测功能，同时能兼容车辆动力学分析功能。根据如上功能，制定如下数据存储/采集逻辑：
[0046][0047]
上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员理解和使用本实用新型，熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种多系统融合的走行部监测系统，其特征在于，一种多系统融合的走行部监测系统，其特征在于，包括走行部监测主机、前置处理器、车体振动传感器、构架振动传感器、齿轮箱振动传感器、轴箱复合传感器、齿轮箱复合传感器和电机复合传感器，所述走行部监测主机安装于车厢屏柜内，所述前置处理器和所述车体振动传感器安装于车体底部，所述构架振动传感器、齿轮箱振动传感器、轴箱复合传感器、齿轮箱复合传感器和电机复合传感器安装于转向架上，所述车体振动传感器与所述走行部监测主机can通讯连接，所述构架振动传感器、齿轮箱振动传感器、轴箱复合传感器、齿轮箱复合传感器和电机复合传感器与所述前置处理器can通讯连接，所述前置处理器与所述走行部监测主机通过以太网连接。2.根据权利要求1所述一种多系统融合的走行部监测系统，其特征在于，所述走行部监测主机包括机箱和设于所述机箱中的电源板卡、转速板卡、数据采集板卡、mvb板卡、计算机板卡、平稳监测板卡和4g板卡。3.根据权利要求1所述一种多系统融合的走行部监测系统，其特征在于，所述轴箱复合传感器、齿轮箱复合传感器和电机复合传感器包括连接器、尼龙软管和探头，所述尼龙软管连接所述连接器和所述探头，所述探头上设有振动加强件，所述振动加强件包括黏贴片、弹性支撑件、动作片和多个敲击杆，所述黏贴片黏贴于所述探头上，所述弹性支撑件设于所述黏贴片上，所述动作片设于所述弹性支撑件上，所述敲击杆设于所述动作片的底部，所述黏贴片上设有与所述敲击杆的下端位置对应设置的敲击孔。4.根据权利要求3所述一种多系统融合的走行部监测系统，其特征在于，所述弹性支撑件设置为弹簧或弹性片。5.根据权利要求3所述一种多系统融合的走行部监测系统，其特征在于，所述黏贴片采用橡胶材料制成。6.根据权利要求3所述一种多系统融合的走行部监测系统，其特征在于，所述探头中设有ds18b20数字温度芯片和压电陶瓷。7.根据权利要求1所述一种多系统融合的走行部监测系统，其特征在于，所述车体振动传感器、齿轮箱振动传感器和构架振动传感器包括绝缘板、传感器本体、绝缘垫圈、止动垫和绝缘螺栓，所述传感器本体设置为加速度传感器，所述绝缘板上设有连接螺孔，所述绝缘螺栓穿过所述绝缘垫圈、传感器本体和止动垫后与所述连接螺孔相配合。

技术总结
本实用新型公开了一种多系统融合的走行部监测系统，一种多系统融合的走行部监测系统，其特征在于，包括走行部监测主机、前置处理器、车体振动传感器、构架振动传感器、齿轮箱振动传感器、轴箱复合传感器、齿轮箱复合传感器和电机复合传感器，构架振动传感器、齿轮箱振动传感器、轴箱复合传感器、齿轮箱复合传感器和电机复合传感器安装于转向架上，车体振动传感器与走行部监测主机CAN通讯连接，构架振动传感器、齿轮箱振动传感器、轴箱复合传感器、齿轮箱复合传感器和电机复合传感器与前置处理器CAN通讯连接，前置处理器与走行部监测主机通过以太网连接。与现有技术相比，本实用新型具有功能齐全、抗干扰能力强且监测灵敏度高的优点。优点。优点。


技术研发人员：刘兴琦 蒋建辉 李小亮 刘洋 唐治学
受保护的技术使用者：湖南智融科技有限公司
技术研发日：2022.11.04
技术公布日：2023/3/28