用于车辆减速器的测量装置及测量方法与流程

1.本发明涉及用于铁路的辅助设备技术领域，特别涉及一种用于车辆减速器的测量装置及测量方法。


背景技术：

2.车辆减速器是对溜放车组进行速度控制的地面固定设备，其接收驼峰控制系统的制动或缓解命令，进行制动或缓解操作，从而调节溜放车组的速度。车辆减速器的工作原理是依靠制动轨与车辆行走轮侧面的摩擦力对车辆进行减速，因此，车辆减速器的开口尺寸(即开口宽度，是指减速器在制动状态下，两条制动轨间的最短距离)是影响减速器制动能力的关键指标。
3.在日常维护中，减速器的开口尺寸需要经常测量和调整，以保证其处于合理范围内。目前，测量减速器的开口尺寸主要是采用盒尺、定制卡尺等量具对各制动钳中心处的开口尺寸进行手动测量，这样的测量方式存在测量点较少，测量精度低、工作量大、测量效率低、以及记录容易出错等缺点。
4.此外，车辆减速器的制动高度也是一项关键指标。制动高度是指减速器制动轨的最高点与基本轨轨面(即上端面)的高差，反映减速器上部限界尺寸，防止减速器超限界刮蹭车辆，在日常维护中同样存在上述问题。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种用于车辆减速器的测量装置及测量方法，以对减速器的开口尺寸和/或制动高度进行测量。
6.根据本技术的第一方面，提供了一种用于车辆减速器的测量装置，车辆减速器用于对行走于铁路基本轨上的车辆进行减速，车辆减速器包括分别位于基本轨两侧的两条制动轨，测量装置包括：底盘和用于带动底盘沿两条制动轨行走的行走装置，其中，测量装置还包括：两个第一测距传感器，设置于底盘上，当底盘沿两条制动轨行走时，两个第一测距传感器位于两条制动轨之间，且分别面对两条制动轨，每个第一测距传感器用于测量与其面对的制动轨的距离；和/或第二测距传感器，设置于底盘上，当底盘沿两条制动轨行走时，第二测距传感器面对基本轨，用于测量第二测距传感器与基本轨之间的距离。
7.根据本技术的第二方面，提供了一种用于车辆减速器的测量方法，利用本技术的第一方面的测量装置实现，测量方法包括：控制驱动部带动底盘沿着两条制动轨移动，编码器随行走轮转动并持续输出脉冲信号，每个脉冲信号对应制动轨上的一个位置点，其中，每个脉冲信号触发控制单元记录两个第一测距传感器和第二测距传感器的测量值，从而形成包含与各位置点相对应的开口尺寸和制动高度的数据集合。
8.本技术实施例的测量装置能够利用两个第一测距传感器的测量值获得减速器的开口尺寸和/或利用第二测距传感器的测量值获得减速器的制动高度。相比采用人工测量，本技术实施例的测量装置测量效率高，且准确性好。并且，由于测量装置能够沿着两条制动
轨移动，从而可利用两个第一测距传感器对两条制动轨之间的距离进行持续的测量和/或利用第二测距传感器对第二测距传感器与基本轨轨面的之间的高度差进行持续的测量。相比采用人工测量，本技术实施例的测量装置测量效率高，且能够实现连续测量，更能真实的反应开口和/或制动高度的变化情况。
附图说明
9.通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
10.图1示出了根据本发明实施例的测量装置的结构示意图；
11.图2示出了根据本发明实施例的测量装置对车辆减速器进行测量时的俯视示意图；
12.图3示出了根据本发明实施例的测量装置对车辆减速器进行测量时的剖面示意图；
13.图4是图3的局部放大图；
14.图5示出了根据本发明实施例的测量装置对车辆减速器进行测量时的剖面示意图；
15.图6是图5的局部放大图；
16.图7是根据本发明实施例的测量装置的示意性框图；
17.图8是根据本发明实施例的测量装置的与移动终端通信的示意性图。
18.需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。
19.附图标记说明：
20.10、测量装置；
21.11、底盘；
22.121、第一测距传感器；122、第二测距传感器；
23.13、轮对；130、行走轮；131、限位部；1311、外侧周缘；132、滚动部；133、连接轴；
24.14、驱动部；
25.15、编码器；
26.16、控制盒；
27.17、控制单元；
28.21、基本轨； 211、基本轨轨头；
29.22、制动轨； 221、制动轨轨头；
30.23、制动钳；
31.30、终端。
具体实施方式
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造
性劳动的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。
33.需要说明的是，除非另外定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
34.在本发明实施例的描述中“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
35.参见图2，车辆减速器设置在铁路上，用于对铁路上运动的车辆进行减速，铁路包括两条基本轨21，基本轨21用于对车辆的行走轮进行支撑和导向。车辆减速器包括四条制动轨22和多个制动钳23。其中，每两条制动轨22分别位于一条基本轨21的两侧。制动轨22与基本轨21形成供车辆行走轮通过的间隙，制动时，制动钳23带动制动轨22向垂直于基本轨21的方向转动，以改变前述间隙的大小，使得制动轨22能够与车辆行走轮接触并对车辆进行减速。
36.如前所述，减速器的开口尺寸为减速器在制动状态下，两条制动轨22间的最短距离。参见图3和图4，制动轨22包括制动轨轨头221，两条制动轨22间的最短距离实际上就是两个制动轨轨头221之间的距离。本技术实施例提供的测量装置能够测量两个制动轨轨头221之间的距离和/或测量基本轨21的基本轨轨头211的轨面与制动轨轨头221的最高点之间的高度差。
37.参见图1，本技术实施例的测量装置10包括：底盘11和用于带动底盘11沿两条制动轨22行走的行走装置。
38.测量装置10还可包括：两个第一测距传感器121和/或第二测距传感器122。
39.两个第一测距传感器121设置于底盘11上，当底盘11沿两条制动轨22行走时，两个第一测距传感器121分别面对两条制动轨22，每个第一测距传感器121用于测量与其面对的制动轨22的距离。容易理解，第一测距传感器121测量与其面对的制动轨22的距离，实质上是指第一测距传感器121测量其面对制动轨22的一侧表面(或测量信号发射窗口)与该制动轨22之间的距离。
40.可以利用两个第一测距传感器121与各自面对的制动轨22之间的距离获得减速器的开口尺寸。参见图3和图4，车辆减速器的开口尺寸w等于两个第一测距传感器121测量的距离w1、w2和两个第一测距传感器121之间的间距w3之和，即w＝w1+w2+w3，其中w3是固定值，可以通过人工测量获得。由此可见，本技术实施例的测量装置10能够利用两个第一测距传感器121获得减速器的开口尺寸w。相比采用人工测量，本技术实施例的测量装置10测量效率高，且准确性好。并且，由于测量装置10能够沿着两条制动轨22移动，从而可利用两个第一测距传感器121对两条制动轨22之间的距离进行持续的测量。相比采用人工测量，本技术实施例的测量装置10测量效率高，且能够实现连续测量，更能真实的反应开口的变化情况。
41.在一些实施例中，第一测距传感器121可以为激光测距传感器。在其他实施例中，第一测距传感器121也可以为雷达测距传感器等。
42.容易理解，两个制动轨22的制动轨轨头221相面对的端面上最突出的位置为轨顶，激光测距传感器的激光发射孔可以正对制动轨22的轨顶位置。
43.第二测距传感器122设置于底盘11上，当底盘11沿两条制动轨22行走时，第二测距传感器122面对基本轨21，用于测量第二测距传感器122与基本轨21之间的距离。可以利用
第二测距传感器122与基本轨21之间的距离获得减速器的制动高度。
44.参见图5和图6，减速器的制动高度h等于第二测距传感器122的下表面与基本轨21的基本轨轨头211上端面之间的距离h1和第二测距传感器122的下表面与制动轨22的制动轨轨头221上端面最高点之间的距离h2之和，即h＝h1+h2，其中h2是固定值，可以通过人工测量获得。由此可见，本技术实施例的测量装置10能够利用第二测距传感器122获得减速器的制动高度h。相比采用人工测量，本技术实施例的测量装置10测量效率高，且准确性好。并且，由于测量装置10能够沿着两条制动轨22移动，从而可利用第二测距传感器122对第二测距传感器122与基本轨21之间的距离进行持续的测量。相比采用人工测量，本技术实施例的测量装置10测量效率高，且能够实现连续测量，更能真实的反应制动高度的变化情况。
45.在一些实施例中，第二测距传感器122设置于底盘11上方，可以在底盘11上开设通孔，以便于第二测距传感器122向基本轨21的基本轨轨头211发送和接收测量信号。在一些实施例中，第二测距传感器122设置于底盘11下方，直接面对基本轨21的基本轨轨头211设置。第二测距传感器122可以与两个第一测距传感器121相邻布置。
46.第一测距传感器121和第二测距传感器122均可以为高精度激光测距传感器。
47.在一些实施例中，行走装置包括多个轮对13。多个轮对13沿底盘11的长度方向分别设置于底盘11的不同位置处，用于带动底盘11沿两条制动轨22行走。
48.每个轮对13包括能够分别相对于两条制动轨22滚动的两个行走轮130，当行走轮130相对于制动轨22滚动时，底盘11沿两条制动轨22行走，使测量装置10相对于两条制动轨22移动。
49.在一些实施例中，每个行走轮130可以包括滚动部132和与滚动部132连接的限位部131。其中，滚动部132用于与制动轨22的制动轨轨头221的上端面(即轨面)滚动配合。当滚动部132与制动轨22的制动轨轨头221的上端面滚动配合时，限位部131能够保持在两条制动轨22之间的间隙中，以使底盘11和两个第一测距传感器121保持在两条制动轨22之间。换言之，限位部131的半径大于滚动部132，且限位部131相比滚动部132更靠近底盘11。由此，能够避免行走轮130与制动轨22脱离，从而影响测量。
50.在一些实施例中，滚动部132可以为锥形，滚动部132的外径自限位部131朝远离限位部131的方向渐缩。当行走轮130的行走方向发生偏移时，由于锥形的存在，使得行走轮130能够自动向反方向移动，从而使得测量装置10在走行中偏离轨道中心线时可自动回中，确保测量装置10在制动轨22上稳定居中走行。
51.限位部131可以为较大直径、外形圆滑的圆盘结构。一个轮对的两个圆盘外侧面与两个制动轨22的制动轨轨头221接触，起导向作用，保证行走轮在两制动轨22上行走时贴靠一侧不会卡阻。滚动部132可以与限位部131光滑过渡连接。
52.限位部131在随着滚动部132相对于制动轨22移动时，限位部131有时会与制动轨22接触从而与制动轨22产生滑动摩擦，使得行走轮130发生卡阻。因此，在本技术实施例中，将限位部131面对滚动部132的一侧表面的径向外侧周缘1311形成圆角或弧面。由于制动轨22的制动轨轨头221也是带弧度的，使得限位部131与制动轨22的制动轨轨头221两者接触比较圆滑，行走轮130在制动轨22上行走时贴靠一侧时不易卡阻。
53.在一些实施例中，测量装置10还包括：编码器15和控制单元17。编码器15设置于一个轮对13，用于随行走轮130转动并通过持续输出脉冲信号获取制动轨22上的多个位置点。
控制单元17用于记录两个第一测距传感器121和/或第二测距传感器122对应于每个位置点处的测量值，从而形成包含与各位置点相对应的开口尺寸和/或制动高度的数据集合。在这样的实施例中，利用本技术实施例的测量装置能够获取更密集的点位的开口和/或高度数据，更全面地反映减速器设备开口和/或高度尺寸状态，更易于找出制动轨22长度方向变形或其他原因导致的开口和/或高度尺寸的极值及拐点，方便查看分析问题原因并进行调整。
54.容易理解，测距传感器测量的是多个连续的值，在这些连续的值中，有一些关键位置的数值是需要重点关注的，这些关键位置为车辆减速器的各制动钳23中心对应的位置。容易理解，相邻两个制动钳23中心之间的距离是确定的，可以根据编码器15输出的脉冲信号确定各制动钳23对应的关键位置，从而在数据集合中找出与每个关键位置对应的开口尺寸和制动高度的测量值。
55.在一些实施例中，测量装置10还包括：驱动部14，用于驱动一个轮对13转动。由驱动部14直接驱动的一个轮对13可以称为主动轮对，剩余的轮对13为从动轮对。编码器15不设置在主动轮对上，而是安装在从动轮对上。相比主动轮对，从动轮对不易打滑，通过采集从动轮对转动圈数信息，结合转动轮径可以更准确地推算出测量装置10行走的位移。
56.在一些实施例中，驱动部14可以包括：电机和蜗轮蜗杆减速箱，蜗轮蜗杆减速箱与主动轮对连接。电机和蜗轮蜗杆减速箱可以采用一体式设计，通过螺栓固定于底盘11上。蜗轮蜗杆减速箱具备双向输出轴，与主动轮对通过平键连接。从动轮对可以安装于底盘11的轴承支座上。
57.在一些实施例中，每个轮对13的两个行走轮130之间的间距可调。从而使得本技术实施例的测量装置10可以对不同规格的减速器进行测量。在一些实施例中，每个轮对13的连接轴133两端可设置螺纹和锁紧螺母，两者结合可调节每个轮对13中两个行走轮130的间距。
58.在一些实施例中，轮对13的数量为两个。两对轮对13可以分别设置于底盘11的前后两侧。容易理解，为了防止卡阻，限位部131与制动轨22之间存在1mm以内的间隙。该间隙的存在，使得行走轮130在行进过程中会出现摆动。尽管将滚动部132设置成锥形能够在一定程度上降低行走轮130的摆动幅度，但还是会存在微小摆动，该微小摆动可能会导致第一测距传感器121测量的数据存在较大误差。
59.因此，在本技术一些实施例中，两个第一测距传感器121相背地设置于底盘11上，且两个第一测距传感器121位于两个轮对13的中间位置。如此设置，当前轮左摆时，后轮右摆，而前轮和后轮的中间位置保持不动，将两个第一测距传感器121布置于该中间位置，能够保证测距传感器测量的准确性，降低测量装置10在行进过程中由于行走轮130轻微摆动而带来的测量误差。
60.参见图7和图8，在一些实施例中，测量装置10还包括：终端30和控制单元17。终端30用于发送测量指令。控制单元17还用于接收测量指令，以根据测量指令控制驱动部14驱动轮对13转动，以带动底盘11沿着两条制动轨22移动，同时控制两个第一测距传感器121和/或第二测距传感器122开始测量。由此可见，本技术实施例的测量装置10，可以通过终端30实现远程控制，提高了测量的便利性。
61.本技术实施例能够实现减速器开口和/或高度尺寸的自动化测量，提高了测量效率和精度，同时能够获取更密集的点位的开口和/或高度数据，更全面地反映减速器设备开
口和/或高度尺寸状态，找出制动轨22长度方向变形或其他原因导致的开口及高度尺寸的极值及拐点，方便查看分析问题原因并进行调整。
62.编码器15可以选用空心轴编码器，安装于从动轮对的连接轴133上，随从动轮对转动输出脉冲，控制单元17通过采集脉冲数可计算出从动轮对转动圈数，结合从动轮对的转动轮径，进而可以计算出测量装置10的行走位移，则可实现在预设点位采集尺寸数据，以及控制主动轮对的转停。
63.终端30可以通过无线模块与控制单元17传输信息，实现对控制单元17的参数配置，并从控制单元17获取测量的尺寸数据。第一测距传感器121和第二测距传感器122测量的数据可以通过无线方式传输至终端30，由终端30进行处理。终端30可以为手持终端30，也可以为电脑等终端30。可以通过终端30可配置测量装置10相关参数，至少包括被测减速器型号、被测减速器节数、行走速度、采样频率等。终端30可以具备数据管理分析软件，以实现对尺寸数据的显示、存储和统计分析功能，结合尺寸阈值范围，给出维护建议。
64.在一些实施例中，控制单元17可以包括动力模块接口，数据采集接口，无线通信模块以及电池。动力模块接口用于与驱动部14的电机控制电缆连接，实现对驱动部14的启停、正反转等控制功能。数据采集接口可以与两个第一测距传感器121和/或第二测距传感器122以及编码器15的信号电缆连接，实现数据采集功能。无线通信模块用于与终端30建立无线连接，并互传信息。电池用于为控制单元17、驱动部14、两个第一测距传感器121和/或第二测距传感器122以及编码器15提供电源。电池可为锂电池。
65.测量装置10还包括：控制盒16，控制单元17设置于控制盒16内。控制单元17和驱动部14可以沿底盘11的长度方向分别设置于两个第一测距传感器121的两侧，以使底盘11的承重更加均匀，降低震动。
66.本技术实施例还提供了一种用于车辆减速器的测量方法，利用本技术任一实施例的测量装置10实现。
67.测量方法可以包括：控制驱动部14带动底盘11沿着两条制动轨22移动，编码器15随行走轮130转动并持续输出脉冲信号，每个脉冲信号对应制动轨22上的一个位置点。每个脉冲信号触发控制单元记录两个第一测距传感器121和第二测距传感器122的测量值，从而形成包含与各位置点相对应的开口尺寸和制动高度的数据集合。
68.由此可见，本技术实施例的测量方法本技术实施例能够实现减速器开口及高度尺寸的测量，提高了测量效率和精度，同时能够获取更密集的点位的开口及高度数据，更全面地反映减速器设备开口及高度尺寸状态，更易于找出制动轨22长度方向变形或其他原因导致的开口及高度尺寸的极值及拐点，方便查看分析问题原因并进行调整。
69.在一些实施例中，还可以根据编码器15输出的脉冲信号和车辆减速器相邻的两个制动钳23中心之间的距离确定各制动钳23中心对应的关键位置，在数据集合中找出与每个关键位置对应的开口尺寸和制动高度。
70.具体地，测量开始前，可以通过手持终端30对控制单元17进行参数配置，主要包括：被测减速器型号、被测减速器节数、行走速度、采样频率等。之后调整测量装置10的轮对13的宽度以适应当前减速器开口尺寸，调整完成后，将测量装置10置于减速器入口处，通过手持终端30启动测量，测量装置10即可自动行走并按照预设参数在各点位测量开口尺寸和制动高度数据。按照预设参数，测量装置10自动停在减速器出口处，同时将尺寸数据上传至
手持终端30，数据上传完成后即可开始下一次测量。手持终端30通过无线方式接收数据并存储，通过数据管理分析软件，实现数据后处理，结合尺寸阈值，给出维护调整建议。
71.本技术实施例的测量装置10和测量方法能够用于在日常维护中自动测量减速器开口及高度尺寸。
72.对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
73.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种用于车辆减速器的测量装置，所述车辆减速器用于对行走于铁路基本轨上的车辆进行减速，所述车辆减速器包括分别位于所述铁路基本轨两侧的两条制动轨，所述测量装置包括：底盘和用于带动所述底盘沿所述两条制动轨行走的行走装置，其中，所述测量装置还包括：两个第一测距传感器，设置于所述底盘上，当所述底盘沿所述两条制动轨行走时，所述两个第一测距传感器位于所述两条制动轨之间，且分别面对所述两条制动轨，每个所述第一测距传感器用于测量与其面对的制动轨的距离；和/或第二测距传感器，设置于所述底盘上，当所述底盘沿所述两条制动轨行走时，所述第二测距传感器面对所述基本轨，用于测量所述第二测距传感器与所述基本轨之间的距离。2.根据权利要求1所述的测量装置，其中，所述行走装置包括多个轮对，沿所述底盘的长度方向分别设置于所述底盘的不同位置处，每个所述轮对包括能够分别相对于所述两条制动轨滚动的两个行走轮。3.根据权利要求2所述的测量装置，其中，每个所述行走轮包括滚动部和与所述滚动部连接的限位部，其中，所述滚动部用于与所述制动轨的轨头上端面滚动配合，且当所述滚动部与所述制动轨的轨头上端面滚动配合时，每个所述轮对的两个所述限位部能够保持在所述两条制动轨之间的间隙中，以使所述底盘和所述两个第一测距传感器保持在所述两条制动轨之间。4.根据权利要求3所述的测量装置，其中，所述滚动部为锥形，所述滚动部的外径自所述限位部朝远离所述限位部的方向渐缩。5.根据权利要求3所述的测量装置，其中，所述限位部面对所述滚动部的一侧表面的径向外侧周缘形成圆角或弧面。6.根据权利要求2所述的测量装置，其中，每个所述轮对的两个行走轮之间的距离可调。7.根据权利要求2所述的测量装置，其中所述轮对的数量为两个，所述两个第一测距传感器相背地设置于所述底盘上，且所述两个第一测距传感器位于两个所述轮对的中间位置。8.根据权利要求2所述的测量装置，还包括：驱动部，用于驱动一个所述轮对转动；编码器，设置于另一个所述轮对，用于随行走轮转动并通过持续输出脉冲信号获取所述制动轨上的多个位置点；以及控制单元，用于记录所述两个第一测距传感器和/或所述第二测距传感器对应于每个所述位置点处的测量值，从而形成包含与各位置点相对应的开口尺寸和/或制动高度的数据集合。9.根据权利要求8所述的测量装置，还包括：终端，用于发送测量指令，所述控制单元还用于接收所述测量指令，并根据所述测量指令控制所述驱动部驱动所述轮对转动，以带动所述底盘沿着所述两条制动轨移动，同时控制所述两个第一测距传感器和所述第二测距传感器开始测量。
10.一种用于车辆减速器的测量方法，利用权利要求1至9中任一项所述的测量装置实现，所述测量方法包括：控制驱动部带动所述底盘沿着所述两条制动轨移动，编码器随行走轮转动并持续输出脉冲信号，每个所述脉冲信号对应所述制动轨上的一个位置点，其中，每个所述脉冲信号触发控制单元记录所述两个第一测距传感器和所述第二测距传感器的测量值，从而形成包含与各位置点相对应的开口尺寸和制动高度的数据集合。

技术总结
本申请实施例提供了一种用于车辆减速器的测量装置及测量方法。车辆减速器用于对行走于铁路基本轨上的车辆进行减速，车辆减速器包括分别位于铁路基本轨两侧的两条制动轨。测量装置包括：底盘和用于带动底盘沿两条制动轨行走的行走装置。测量装置还包括：两个第一测距传感器和/或第二测距传感器。两个第一测距传感器设置于底盘上，当底盘沿两条制动轨行走时，两个第一测距传感器位于两条制动轨之间，且分别面对两条制动轨。每个第一测距传感器用于测量与其面对的制动轨的距离。第二测距传感器设置于底盘上，当底盘沿两条制动轨行走时，第二测距传感器面对基本轨，用于测量第二测距传感器与基本轨之间的距离。传感器与基本轨之间的距离。传感器与基本轨之间的距离。


技术研发人员：高立中 甄宇阳 李秀杰 邱战国 胡淼 孟甲元 邢群雁 宋宏智 屠志平 安岩 马天宇 韩宸 高立诚 王海龙 郎玉茹 安家丙 罗昊
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所 北京华铁信息技术有限公司 北京锐驰国铁智能运输系统工程技术有限公司
技术研发日：2023.02.16
技术公布日：2023/5/10