一种机械接触式地铁障碍物检测与脱轨检测装置的制作方法

本实用新型涉及铁道车辆技术领域，更具体的是涉及机械接触式地铁障碍物检测与脱轨检测装置技术领域。

背景技术：

目前，地铁列车也会采用无人驾驶技术即将成为一大趋势。为了保证无人驾驶列车的运营安全，在车辆的前端都将安装一个障碍物探测装置，使其触发后可以让车辆施加紧急制动。

现有采用非接触式的监控系统来检测障碍物和脱轨检测，但是由于没有合适的检测设备，地铁列车运行过程中不能及时探测到位于列车前方的障碍物，从而引起障碍物撞击到地铁列车，可靠性较差，会造成列车运行故障或人员伤亡等严重后果。另外，现有脱轨预警系统可能发生的误判，在轨道列车运行过程中不能及时检测到列车的脱轨，从而不能在列车脱轨的情况下及时进行紧急制动，造成列车运行故障或人员伤亡等严重后果，

如何解决上述技术问题成了本领域技术人员的努力方向。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：为了解决地铁列车现有采用非接触式的监控系统来检测障碍物和脱轨检测，存在的不能及时探测到位于列车前方的障碍物和可靠性差及误判的技术问题，本实用新型提供一种机械接触式地铁障碍物检测与脱轨检测装置。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种机械接触式地铁障碍物检测与脱轨检测装置，包括对称设置在地铁列车前端的两个转向架连接座，两个转向架连接座前侧均设置有复合检测组件安装架，两个复合检测组件安装架下端均设置有高度可调节的障碍物检测横梁连接座，两个障碍物检测横梁连接座的底部连接有障碍物检测横梁，每个复合检测组件安装架内均设置有行程开关安装座和设置在行程开关安装座上的障碍物检测行程开关、脱轨检测行程开关。

进一步地，所述复合检测组件安装架为η型板弹簧，所述η型板弹簧短边为固定端，长边为活动端，η型板弹簧固定端与转向架连接座连接，η型板弹簧活动端与障碍物检测横梁连接座可拆卸连接，所述η型板弹簧外侧设置有防护罩。

进一步地，所述η型板弹簧固定端内侧设置有用于安装行程开关安装座的安装座固定孔，所述行程开关安装座上设置有用于安装脱轨检测行程开关的安装孔和用于安装障碍物检测行程开关的安装孔。

进一步地，η型板弹簧活动端与障碍物检测横梁连接座之间连接有齿板组，所述障碍物检测横梁连接座靠近齿板组一侧设置有直齿条，所述齿板组上设置有与障碍物检测横梁连接座直齿条啮合的直齿条，所述障碍物检测横梁连接座上竖直设置有两条条形孔，所述障碍物检测横梁连接座通过穿过两条条形孔的螺栓固定在齿板组和η型板弹簧活动端上。

进一步地，所述障碍物检测横梁设有为向前突出的弓形。具有一定的前弓角度，当与列车相对速度较小、质量较轻的障碍物发生碰撞时，板弹簧产生较小的形变量达不到障碍物检测行程开关的触发值，系统判断该障碍物对列车安全运行威胁较小，将障碍物清扫出轨道。当与质量较重、相对速度较大的障碍物发生碰撞时板弹簧发生较大形变量同时触发障碍物检测行程开关，将碰撞信号传递给列车电气系统，使列车紧急制动。

本实用新型的有益效果如下：

1、机械接触方式的障碍物检测装置相比于传感器视频摄像等非接触式的监控系统，能够有效检测并避免车身与小障碍物的碰撞，具有清障作用，可靠性较高。列车突发脱轨后，机械接触方式的脱轨检测能够直接检测到脱轨状态，及时弥补其他脱轨预警系统可能发生的误判。机械接触式装置是无人驾驶地铁系统的安全补充，能够在现阶段无人驾驶地铁系统安全基础上提供多一重的安全保障。

2、当检测横梁与障碍物发生碰撞时触发障碍物检测行程开关使列车紧急制动，当列车发生脱轨时立刻触发脱轨检测行程开关，使列车紧急制动。所述啮合齿板组可根据车轮的磨耗或镟修等实际情况调节检测横梁距离轨面的高度。

3、在列车发生脱轨瞬间横跨于轨道上方的横梁与轨道接触碰撞，使检测横梁带动板弹簧向上抬起，触发脱轨检测行程开关，将脱轨信号传递给列车电气系统，使列车紧急制动。

4、所述啮合齿板组通过防松将板弹簧活动端与检测横梁连接座安装连接，可根据车轮的磨耗、镟修等实际情况通过调节活动齿板的位置来调节横梁距离轨面的高度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为本实用新型实施例提供的机械接触式地铁障碍物检测原理图；

图4为本实用新型实施例提供的机械接触式地铁脱轨检测原理图；

图5是图1中均安装好防护罩的结构示意图

附图标记说明：1-转向架连接座；2-障碍物检测横梁；3-防护罩；4-障碍物检测横梁连接座；5-η型板弹簧；6-脱轨检测行程开关；7-障碍物检测行程开关；8-啮合齿板组；9-螺栓；10-行程开关安装座。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1、5所示，一种机械接触式地铁障碍物检测与脱轨检测装置，包括对称设置在地铁列车前端的两个转向架连接座1，两个转向架连接座1前侧均设置有复合检测组件安装架，两个复合检测组件安装架下端均设置有高度可调节的障碍物检测横梁连接座4，两个障碍物检测横梁连接座4的底部连接有障碍物检测横梁2，每个复合检测组件安装架内均设置有行程开关安装座10和设置在行程开关安装座10上的障碍物检测行程开关7、脱轨检测行程开关6。

防护罩3和障碍物检测横梁2采用铝合金材料在满足强度要求的条件下减轻了该装置的质量。

本实施例中，机械接触方式的障碍物检测装置相比于传感器视频摄像等非接触式的监控系统，能够有效检测并避免车身与小障碍物的碰撞，具有清障作用，可靠性较高。列车突发脱轨后，机械接触方式的脱轨检测能够直接检测到脱轨状态，及时弥补其他脱轨预警系统可能发生的误判。机械接触式装置是无人驾驶地铁系统的安全补充，能够在现阶段无人驾驶地铁系统安全基础上提供多一重的安全保障。

实施例2

如图2所示，本实施是在实施例1的基础上做了进一步优化，具体是：

所述复合检测组件安装架为η型板弹簧5，所述η型板弹簧5短边为固定端，长边为活动端，η型板弹簧5固定端与转向架连接座1连接，η型板弹簧5活动端与障碍物检测横梁连接座4可拆卸连接，所述η型板弹簧5外侧设置有防护罩3。

所述η型板弹簧5固定端内侧设置有用于安装行程开关安装座10的安装座固定孔，所述行程开关安装座10上设置有用于安装脱轨检测行程开关6的安装孔和用于安装障碍物检测行程开关7的安装孔。

η型板弹簧5活动端与障碍物检测横梁连接座4之间连接有齿板组8，所述障碍物检测横梁连接座4靠近齿板组8一侧设置有直齿条，所述齿板组8上设置有与障碍物检测横梁连接座4直齿条啮合的直齿条，所述障碍物检测横梁连接座4上竖直设置有两条条形孔，所述障碍物检测横梁连接座4通过穿过两条条形孔的螺栓固定在齿板组8和η型板弹簧5活动端上。

在板弹簧活动端与横梁连接座的连接处设有啮合齿板组8可根据实际情况调节检测横梁距离轨面的高度。

实施例3

如图3、4所示，本实施例是在实施例1或2的基础上做了进一步优化，具体是：

如图3所示，所述障碍物检测横梁2设有为向前突出的弓形。当障碍物检测横梁2与障碍物发生碰撞时，若列车与障碍物相对速度较低、障碍物质量体积较小，碰撞能量低，板弹簧检测位置形变量未达到行程开关设定值，系统判定该种情况下障碍物威胁较小，检测横梁将障碍物清扫出轨道，列车继续前进；若列车与障碍物相对速度较高、障碍物质量体积较大等，板弹簧形变量达到行程开关设定值，触发行程开关，系统判定该种情况下障碍物碰撞具有威胁，碰撞信号传递给列车电气系统，电气系统断开列车制动安全回路，使列车紧急制动。

如图4所示，列车脱轨瞬间，横跨于轨道上方的横梁与轨道接触碰撞，使检测横梁与轨道接触产生巨大的脱轨载荷，垂向有效载荷使检测横梁带动板弹簧向上抬起，板弹簧检测位置形变量超过3mm时，产生脱轨信号并传递给电气系统，电气系统断开列车制动安全回路，使列车紧急制动。