一种安装自动对中结构及地铁工程车的制作方法

本实用新型涉及轨道交通检测技术领域，特别涉及一种安装自动对中结构及地铁工程车。

背景技术：

轮对作为车辆走行部中极为重要的部件，它不仅承受着车体的全部重量，而且还要传递车轮与钢轨间的作用力。轮对是否能保持良好的技术状态，关系到行车安全。车轮在运行过程中不断与钢轨表面摩擦，造成车轮踏面磨耗；另外，在车轮通过曲线或道岔时，车轮轮缘部分与钢轨内侧面发生摩擦造成轮缘磨耗，踏面磨耗和轮缘磨耗导致车轮外形尺寸发生改变，随着列车的高速、重载、高密度运行，车轮的磨损越来越严重。轮缘的过度磨耗或者垂直磨耗，都将降低走行安全性并增加脱轨的危险；车轮的轮辋裂纹若不及时发现，将导致车轮崩裂等重大行车事故。

为了实时掌握车轮的质量状况，消除事故隐患，人们发明了轮对检测装置，用以实时检测轮对的状态。出于部分种类轮对检测装置的检测原理和对检测结果精度较高的要求，轮对检测装置最好保持位于轮对之间的中线处。然而在现实情况中，由于工人安装精度问题以及行车过程中的相关结构的位移变化问题，轮对检测装置在容易因无法准确地位于轮对之间的中线处，而出现检测结果精度不够的问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种安装自动对中结构，解决了当前轮对检测装置容易因无法准确地位于轮对之间的中线处，而出现检测结果精度不够的问题。

为了达到上述目的，本实用新型实施例提供一种安装自动对中结构，用于地铁工程车轮对检测装置的安装，其中，地铁工程车包括轮对，设于所述轮对左、右轮之间的转向架，以及轮对检测装置；所述安装自动对中结构包括：

自动对中传感器，所述自动对中传感器装设于所述轮对检测装置的中线处，以检测其自身与所述轮对左、右车轮之间的间隔距离；

自动对中控制器，所述自动对中控制器接收与所述间隔距离相对应的信号，以计算出距离差并发出相应的位移控制指令；

自动对中驱动装置，所述轮对检测装置沿所述轮对左、右轮的轴线方向可活动地装设于所述自动对中驱动装置上，所述自动对中驱动装置装设于所述转向架上，以根据所述位移控制指令调整所述轮对检测装置的位置完成对中。

可选的，所述自动对中驱动装置包括：

传动装置；

滑轨装置，所述轮对检测装置可活动地配合装设于所述滑轨装置上；

驱动电机，所述驱动电机通过所述传动装置与所述轮对检测装置连接，以根据所述位移控制指令调整所述轮对检测装置在所述滑轨装置上的位置完成对中。

可选的，所述传动装置包括：

齿轮，所述齿轮与所述驱动电机的输出轴连接；

齿条，所述齿条与所述齿轮啮合，并与所述轮对检测装置连接，且所述齿条平行设置于所述滑轨装置。

可选的，所述滑轨装置包括：

活动件，所述活动件与所述轮对检测装置相连；

限位导向件，所述限位导向件与所述活动件相配合，以限制所述活动件的位置和运动方向。

可选的，所述限位导向件包括滑轨，所述活动件包括滑块，所述滑块活动装设于所述滑轨内。

可选的，所述限位导向件包括滑杆，所述活动件包括滑套，所述滑套活动套设于所述滑杆上。

可选的，所述滑套的内壁上设有缓冲层。

可选的，所述自动对中传感器包括霍尔传感器、激光器传感器、超声波测距传感器中的至少一种。

可选的，所述安装自动对中结构还包括对外通信装置，所述对外通信装置的信号输入端与所述自动对中控制器的信号输出端连接，以对外传输与所述间隔距离相对应的信号。

本实用新型实施例还提供一种地铁工程车，包括轮对，设于所述轮对左、右轮之间的转向架，轮对检测装置；

及上述的安装自动对中结构，所述安装自动对中结构装设于所述转向架上，以对所述轮对检测装置的安装进行自动对中。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本实用新型实施例中，安装轮对检测装置或者在车辆行驶过程时，自动对中传感器会实时检测其自身与轮对左、右车轮之间的间隔距离，由于自动对中传感器装设于轮对检测装置的中线处，自动对中传感器检测到的间隔距离即轮对检测装置与轮对左、右车轮之间的间隔距离。检测到的间隔距离会通过信号传输至自动对中控制器，自动对中控制器会计算两个间隔距离之间的距离差值来确定自动对中传感器是否发生了偏移，进而根据距离差值发出相应的位移控制指令到自动对中驱动装置，使其根据指令调整轮对检测装置沿着轮对左、右轮的轴线方向运动到轮对左、右车轮之间的中线处，以解决轮对检测装置容易因无法准确地位于轮对之间的中线处，而出现检测结果精度不够的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种安装自动对中结构的结构安装示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种安装自动对中结构的主视结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种安装自动对中结构的电路结构框图；

图4为本实用新型实施例提供的一种安装自动对中结构的右视结构示意图。

具体实施方式

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。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。

如图1-3所示，本实用新型实施例提供一种安装自动对中结构，用于地铁工程车轮对检测装置的安装，其中，地铁工程车包括轮对100，设于轮对100左、右轮之间的转向架200，以及轮对检测装置300；安装自动对中结构400包括：

自动对中传感器410，自动对中传感器410装设于轮对检测装置300的中线处，以检测其自身与轮对100左、右车轮之间的间隔距离；

自动对中控制器430，自动对中控制器430接收与间隔距离相对应的信号，以计算出距离差并发出相应的位移控制指令；

自动对中驱动装置420，轮对检测装置300沿轮对100左、右轮的轴线方向可活动地装设于自动对中驱动装置420上，自动对中驱动装置420装设于转向架200上，以根据位移控制指令调整轮对检测装置300的位置完成对中。

本实用新型实施例的应用原理为：在安装轮对检测装置300或者在车辆行驶过程中，自动对中传感器410会实时检测其自身与轮对100左、右车轮之间的间隔距离，由于自动对中传感器410装设于轮对检测装置300的中线处，自动对中传感器410检测到的间隔距离即轮对检测装置300与轮对100左、右车轮之间的间隔距离。检测到的间隔距离会通过信号传输至自动对中控制器430，自动对中控制器430会计算两个间隔距离之间的距离差值来确定自动对中传感器410是否发生了偏移，以了解轮对检测装置300是否位于轮对100左、右车轮之间的中线处，进而根据距离差值发出相应的位移控制指令到自动对中驱动装置420。自动对中驱动装置420在接收到位移控制指令的信号后，会根据指令调整轮对检测装置300的状态，使其沿着轮对100左、右轮的轴线方向运动到轮对100左、右车轮之间的中线处，以解决轮对检测装置300容易因无法准确地位于轮对100之间的中线处，而出现检测结果精度不够的问题。

在本实施例中，自动对中控制器430计算的两个间隔距离之间的距离差值若为0，则表明自动对中传感器410的位置没有发生偏移，亦即轮对检测装置300刚好位于轮对100左、右车轮之间的中线处，没有调整的必要；两个间隔距离之间的距离差值若为非0的数值，则表明自动对中传感器410的位置发生了偏移，亦即轮对检测装置300没有位于轮对100左、右车轮之间的中线处，此时，自动对中控制器430会根据距离差值发出相应的位移控制指令到自动对中驱动装置420，使其调整轮对检测装置300运动发生相应的位移，到达轮对100左、右车轮之间的中线处。

其中，距离差值可以为正，也可以为负，可以根据预设的设定确定正、负的含义，可以将负值定义为轮对检测装置300向左轮发生了偏移，将正值定义为轮对检测装置300向右轮发生了偏移。

例如，若两个间隔距离之间的距离差值为-2，则意味着轮对检测装置300向左轮发生了2cm的位置偏移，此时，自动对中控制器430会发出相应的位移控制指令，自动对中驱动装置420在接收到该位移控制指令的信号后，会根据指令调整轮对检测装置300的状态，使其沿着轮对100左、右轮的轴线方向向右轮运动2cm的距离，以使到轮对检测装置300回到轮对100左、右车轮之间的中线处。

再例如，若两个间隔距离之间的距离差值为3，则意味着轮对检测装置300向右轮发生了3cm的位置偏移，此时，自动对中控制器430会发出相应的位移控制指令，自动对中驱动装置420在接收到该位移控制指令的信号后，会根据指令调整轮对检测装置300的状态，使其沿着轮对100左、右轮的轴线方向向左轮运动3cm的距离，以使到轮对检测装置300回到轮对100左、右车轮之间的中线处。

在另一个实施例中，两个间隔距离之间的距离差值若为非0的数值，自动对中控制器430会发出位移控制指令到自动对中驱动装置420，使其调整轮对检测装置300的运动状态，持续产生位移，在此过程中，自动对中传感器410还会持续检测其自身与轮对100左、右车轮之间的间隔距离，并将间隔距离的信号传输至自动对中控制器430，直至自动对中控制器430计算到两个间隔距离之间的距离差值为0；此时，自动对中控制器430发出停止位移指令到自动对中驱动装置420，使其调整轮对检测装置300的运动状态，停止产生位移，此时整轮对检测装置300便位于轮对100左、右车轮之间的中线处。

其中，自动对中驱动装置420是通过装设于转向架200上，从而将整个安装自动对中结构400支撑起来，附着在在转向架200上的。自动对中驱动装置420可以是直接安装在转向架200上的，也可以是通过机架间接安装在转向架200上的。

其中，自动对中控制器430可以选用32位coretex-m3内核的单片机stm32f103r8，stm32f103r8具有数据调取计算、对比分析以及位移控制信号合成的能力。当然，自动对中控制器430也可以选择本领域中其它型号的具有相同或相似功能的处理器。

自动对中传感器410、自动对中控制器430、自动对中驱动装置420之间可以通过导线和插接件依次连接彼此的电性和信号输入、输出端口，以实现三者的电路导通和信号传输。

可选的，如图2所示，自动对中驱动装置420包括：

传动装置421；

滑轨装置422，轮对检测装置300可活动地配合装设于滑轨装置422上；

驱动电机423，驱动电机423通过传动装置421与轮对检测装置300连接，以根据位移控制指令调整轮对检测装置300在滑轨装置422上的位置完成对中。

在本实施例中，自动对中驱动装置420在接收到来自自动对中控制器430的位移控制指令的信号后，驱动电机423会开始工作，通过传动装置421将动力传输至轮对检测装置300，以使活动配合装设于滑轨装置422的检测装置沿着滑轨装置422运动相应的位移，到达轮对100左、右车轮之间的中线处。

可选的，如图2、4所示，传动装置421包括：

齿轮4211，齿轮4211与驱动电机423的输出轴连接；

齿条4212，齿条4212与齿轮4211啮合，并与轮对检测装置300连接，且齿条4212平行设置于滑轨装置422。

在本实施例中，传动装置421包括齿轮4211和齿条4212，齿轮4211设于驱动电机423的输出轴端，当驱动电机423会开始工作时，齿轮4211会转动，并带动与齿轮4211相啮合且平行设置于滑轨装置422的齿条4212开始运动，沿着轮对100左、右轮的轴线方向产生相应的位移，以使与齿条4212相连的轮对检测装置300到达轮对100左、右车轮之间的中线处。

当然，传动装置421并不仅限于上述的齿条4212和齿轮4211，也可以选择本领域中其它的能实现上述传动功能的结构或装置，例如可以通过蜗轮和蜗杆的配合完成上传动功能，也可以通过带传动的方式实现上述传动功能。

可选的，如图2、4所示，滑轨装置422包括：

活动件4221，活动件4221与轮对检测装置300相连；

限位导向件4222，限位导向件4222与活动件4221相配合，以限制活动件4221的位置和运动方向。

在本实施例中，滑轨装置422包括活动件4221和限位导向件4222，在自动对中驱动装置420在接收到来自自动对中控制器430的位移控制指令的信号后，驱动电机423会开始工作，通过传动装置421将动力传输至轮对检测装置300，与轮对检测装置300相连的活动件4221会跟随着轮对检测装置300运动，由于限位导向件4222的存在，活动件4221只能沿着限位导向件4222运动，从而规范了轮对检测装置300的位置和运动方向，使其直接向轮对100左、右车轮之间的中线处移动，而不会发生其它方向上的偏移。

可选的，限位导向件4222包括滑轨，活动件4221包括滑块，滑块活动装设于滑轨内。

在本实施例中，限位导向件4222可以由滑轨构成，活动件4221可以由滑块构成，由于滑块活动装设于滑轨内，与滑块相连的轮对检测装置300将只能沿着滑轨运动，亦即只能沿轮对100左、右轮的轴线方向运动，从而避免其在其它方向上发生偏移。

可选的，如图2、4所示，限位导向件4222包括滑杆，活动件4221包括滑套，滑套活动套设于滑杆上。

在本实施例中，限位导向件4222可以由滑杆构成，活动件4221可以由滑套构成，由于滑套活动套设于滑杆上，与滑套相连的轮对检测装置300将只能沿着滑杆运动，亦即只能沿轮对100左、右轮的轴线方向运动，从而避免其在其它方向上发生偏移。

当然，限位导向件4222并不仅限于滑轨或滑杆，活动件4221也并不仅限于滑块或滑套，限位导向件4222、活动件4221还可以是本领域中其它的能实现上述限制轮对检测装置300的位置和运动方向的结构或装置。

可选的，滑套的内壁上设有缓冲层。

在本实施例中，滑套的内壁上设有缓冲层，由于车辆在运动过程中的颠簸，滑套和滑杆会对彼此会产生冲击，对彼此结构和功能的完整性产生影响。而设置于滑套与滑杆之间的缓冲层则可以很好地削弱滑套和滑杆对彼此的冲击，保证滑套与滑杆长时间的正常工作。

其中，该缓冲层可以是例如泡沫塑料、硅胶层等密度较低的弹性件，也可以是本领域内其它的能实现上述缓冲功能的结构。

可选的，自动对中传感器410包括霍尔传感器、激光器传感器、超声波测距传感器中的至少一种。

在本实施例中，自动对中传感器410可以采用霍尔传感器、激光器传感器、超声波测距传感器中的一种或多种，来检测其自身与轮对100左、右车轮之间的间隔距离。

其中，霍尔传感器是通过与两侧的金属轮对的左、右轮之间形成磁场并产生电位差，来确定其自身与轮对100左、右车轮之间的间隔距离的；激光器传感器是通过同一束/组激光发射和接收的时间差值，来确定其自身与轮对100左、右车轮之间的间隔距离的；超声波测距传感器是通过同一组超声波发射和接收的时间差值，来确定其自身与轮对100左、右车轮之间的间隔距离的。

当然，自动对中传感器410并不仅限于上述三种传感器，也可以是本领域中其它的能实现上述测距功能的结构或装置。

可选的，如图3所示，安装自动对中结构100还包括对外通信装置440，对外通信装置440的信号输入端与自动对中控制器430的信号输出端连接，以对外传输与间隔距离相对应的信号。

在本实施例中，在获取到由自动对中控制器430传输过来的与间隔距离相对应的信号后，对外通信装置440会将该信号传输至外部设备，供工作人员实时了解轮对检测装置300的位置状态。

其中，自动对中控制器430和对外通信装置440可以通过导线和插接件实现彼此的电性连接和通信连接。

例如，外通信装置440可以通过其接口上的amp282104-1插针端与自动对中控制器430产品端口上的接插件amp174055-2连接，以实现彼此的电性连接和通信连接。

其中，外部设备可以是安装自动对中结构100所搭载的车辆上的电子设备，也可以是远程服务器端。

如图1所示，本实用新型实施例还提供一种地铁工程车，包括轮对，设于轮对100左、右轮之间的转向架200，轮对检测装置300；

及上述的安装自动对中结构400，安装自动对中结构400装设于转向架200上，以对轮对检测装置300的安装进行自动对中。

该安装自动对中结构400的具体结构可以参照上述实施例，具体在此不再赘述。由于在本实施例中地铁工程车包括了上述安装自动对中结构400的所有实施例的所有方案，因此，至少具有与该安装自动对中结构400相同的技术效果，此处不一一阐述。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。