一种钢轨振动控制及检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及轨道交通领域，尤其涉及钢轨状态检测装置。


背景技术：

2.轨道交通在我国已进入一个快速发展阶段，与此同时，城市轨道交通产生的振动与噪声已成为环境的污染源之一，列车运行产生的振动和噪声会直接影响城市居民的工作生活环境，危害周围居民的健康，也有可能对周围的建筑物、仪器设备构成影响，轨道交通列车运行中产生的振动和噪声是不可忽视的环境问题,越来越引起人们的广泛关注。
3.钢轨动力吸振器、钢轨阻尼、减振扣件等产品是目前国内外轨道交通领域广泛应用的减振降噪装置之一，用于提高系统的抗振性和稳定性，是降低钢轨振动的有效方法，但无论是那哪种减振降噪措施产生的振动与噪声都不可完全避免的，一方面钢轨振动通过吸振器、钢轨阻尼、减振扣件等产品消耗，而这些动能没有被充分利用白白浪费，另一方面在钢轨检测中需要对大量的检测设备实施供电来检测钢轨状态，需要通过供电网络向检测设备供电。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的不足，提供一种结构简单，节能减排，能够充分利用钢轨振动实现对检测装置供电的钢轨振动控制及检测装置，本实用新型所采用的技术方案是：
5.一种钢轨振动控制及检测装置，包括有置于钢轨轨底的弹性体，在所述的弹性体内嵌入有压电单元、存储单元、控制单元和电流输出单元，所述的压电单元、存储单元、控制单元和电流输出单元依次电连接，在所述的电流输出单元上连接有检测设备；
6.所述的压电单元将钢轨振动产生的压力转化为电能输出至存储单元，所述的存储单元用来存储电能，所述的控制单元控制存储单元放电，所述的电流输出单元用于外接检测设备并传输电能，所述的检测设备用于检测钢轨状态。
7.进一步的，在所述的控制单元包括滤波电路、充放电监视电路以及控制芯片。
8.进一步的，所述的压电单元为压电陶瓷或压电高分子材料。
9.进一步的，所述的电流输出单元为插接头或导线。
10.进一步的，与所述电流输出单元相连的检测设备包括激光位移器、震动传感器，在所述的外接检测设备上还连接信号发射装置。
11.进一步的，所述的弹性体包覆在钢轨轨底或由钢轨轨底延伸包覆至轨腰。
12.进一步的，所述的弹性体设置在两个轨枕之间的钢轨轨底。
13.进一步的，所述的弹性体为橡胶材质。
14.该钢轨振动控制及检测装置将钢轨振动产生的动能转化为电能供给检测设备，这样既能够实现减振降噪的效果，又能够实现节能减排的目的。
附图说明
15.图1为本实用新型结构示意图；
16.图2为本实用新型弹性体局部放大示意图；
17.图3为控制单元电路原理图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型技术方案做进一步详细的说明，如图1所示的钢轨振动控制及检测装置，包括有弹性体1，弹性体1内设置有压电单元2、存储单元3、控制单元4和电流输出单元5，该弹性体1能够感应钢轨振动被挤压变形，因此可以采用橡胶材质制成，当弹性体1采用橡胶材质时通过硫化工艺将压电单元2、存储单元3、控制单元4和电流输出单元5嵌入弹性体1中，弹性体1安装时需要安装到钢轨轨底且位于两个轨枕之间的位置，此处钢轨变形量最大能够有效挤压弹性体。弹性体1中的压电单元2、存储单元3、控制单元4和电流输出单元5依次电连接，在电流输出单元5上连接有检测设备6，其中压电单元2将钢轨振动产生的压力转化为电能输出至存储单元3，存储单元3用来存储电能，控制单元4控制存储单元3放电，电流输出单元5用于外接检测设备6并传输电能，检测设备6用于检测钢轨状态(如震动，位移，噪音等)。
19.如图2所示上述结构中的控制单元4包括滤波电路、充放电监视电路以及控制芯片，压电单元2可采用压电陶瓷或者压电高分子材料，具体的控制单元如图3所示弹性体1变形挤压压电单元2产生的电量经过全桥电路整流收集到电容c1中，若c1的电压超过稳压管的电压，电容开始放电，q1被转换到“开”的位置，q2导通，使c1放电并通过整个电路。芯片max666使c1所放的电荷成为+5v的直流信号，c4使输出稳定在频率为10hz以上。若c1的电压低于4.5v时，max666芯片便发出负脉冲，关闭q1，c1在此时充电。此后重复原来的动作。另外，在“关”状态时此电路处于高阻抗状态，以便使c1快速充电。
20.电流输出单元5为插接头或导线，采用插接头形式时能够方便连接检测设备6，且不连接检测设备6时不会有多余的导线露出。其中检测设备6为激光位移器、震动传感器等能够对钢轨状态进行检测的设备，为了方便信号采集和传输，在检测设备6上还连接有信号发射装置7，信号发射装置7为无线通信设备如路由器、基站等，多个检测设备6可以通过无线连接到同一个信号发射装置7上进行远距离信号传输。
21.弹性体1可采用橡胶材质制成，通过硫化工艺将置于弹性体1内的元器件嵌入其中，为了避免弹性体1在轨底稳定不攒动，将弹性体1卡在轨底，即使弹性体形成包覆结构将弹性体包覆在轨底或直至轨腰。


技术特征：
1.一种钢轨振动控制及检测装置，包括有置于钢轨轨底的弹性体(1)，其特征在于：在所述的弹性体(1)内嵌入有压电单元(2)、存储单元(3)、控制单元(4)和电流输出单元(5)，所述的压电单元(2)、存储单元(3)、控制单元(4)和电流输出单元(5)依次电连接，在所述的电流输出单元(5)上连接有检测设备(6)；所述的压电单元(2)将钢轨振动产生的压力转化为电能输出至存储单元(3)，所述的存储单元(3)用来存储电能，所述的控制单元(4)控制存储单元(3)放电，所述的电流输出单元(5)用于外接检测设备(6)并传输电能，所述的检测设备(6)用于检测钢轨状态。2.根据权利要求1所述的一种钢轨振动控制及检测装置，其特征在于：在所述的控制单元(4)包括滤波电路、充放电监视电路以及控制芯片。3.根据权利要求1或2所述的一种钢轨振动控制及检测装置，其特征在于：所述的压电单元(2)为压电陶瓷或压电高分子材料。4.根据权利要求1或2所述的一种钢轨振动控制及检测装置，其特征在于：所述的电流输出单元(5)为插接头或导线。5.根据权利要求1或2所述的一种钢轨振动控制及检测装置，其特征在于：与所述电流输出单元(5)相连的检测设备(6)包括激光位移器、震动传感器，在所述的外接检测设备(6)上还连接信号发射装置(7)。6.根据权利要求1所述的一种钢轨振动控制及检测装置，其特征在于：所述的弹性体(1)包覆在钢轨轨底或由钢轨轨底延伸包覆至轨腰。7.根据权利要求1所述的一种钢轨振动控制及检测装置，其特征在于：所述的弹性体(1)设置在两个轨枕之间的钢轨轨底。8.根据权利要求1所述的一种钢轨振动控制及检测装置，其特征在于：所述的弹性体(1)为橡胶材质。

技术总结
本实用新型公开了一种钢轨振动控制及检测装置，通过在钢轨轨底的弹性体内设置压电元件、存储单元、控制单元和电流输出单元，将钢轨振动产生的机械能转化为电能输送至检测设备中，供检测设备使用，这样既能够实现减振降噪的效果，又能够实现节能减排的目的。又能够实现节能减排的目的。又能够实现节能减排的目的。


技术研发人员：张法明 王红英 陈刚 郭俊锋 李强 王军 张亚飞 陈鑫 杨铁梅 刘娟娟
受保护的技术使用者：陕西长美科技有限责任公司
技术研发日：2022.11.10
技术公布日：2023/4/20