可监测密贴力的道岔外锁闭装置及密贴力监测方法与流程

1.本发明涉及铁路道岔设备领域，具体而言，涉及一种可监测密贴力的道岔外锁闭装置及密贴力监测方法。

背景技术：

2.铁路列车在运行过程以及进站或出站时，需要转换到不同的轨道上运行，轨道的转换处设置有道岔，通过转辙机可以实现道岔从一个位置转换到另一位置，从而实现列车变轨运行。
3.道岔的尖轨和基本轨之间设置有锁闭装置，转辙机驱动尖轨移动到位后通过锁闭装置将尖轨和基本轨锁闭从而保证列车运行安全。尖轨和基本轨锁闭后，尖轨将密贴于基本轨。此时，尖轨对基本轨的压力为尖轨密贴力。在理想状态下，尖轨的切面与基本轨的贴合面完全匹配，尖轨与基本轨刚好贴合但不产生压力。然而在实际运行过程中，尖轨与基本轨的贴合面无法达到完全匹配，且道岔在工作较长时间后，由于路基或其他原因会导致钢轨变形，为了保证尖轨与基本轨能够完全贴合，必须使尖轨以一定的压力密贴于基本轨。
4.尖轨密贴力应处于一定的范围内，过大对道床和转辙机不利、过小则对安全不利。现有的锁闭装置不具备对尖轨密贴力进行实时监测的功能，无法准确了解道岔的运行情况，影响列车的运行安全。

技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种可监测密贴力的道岔外锁闭装置及密贴力监测方法，以至少解决现有技术中的尖轨锁闭装置不具备对密贴力进行实时监测的功能，导致无法准确了解道岔的运行情况，影响列车安全的问题。
6.为了实现上述目的，根据本发明第一个方面，提供了一种可监测密贴力的道岔外锁闭装置，包括：锁闭框，固定安装在基本轨的外侧；锁闭铁，锁闭铁包括锁舌部、定位板以及锁闭凸起，锁闭铁通过锁舌部活动可调地安装在锁闭框上，定位板的两端分别通过连接螺栓与锁闭框可拆卸地连接，锁闭凸起位于定位板的外侧；定位板的内侧壁开设有形变槽，形变槽与锁闭凸起沿定位板的厚度方向相对；应变传感器，设置在定位板的内侧壁上；锁钩，活动安装在锁闭框，锁钩的一端具有与锁闭凸起匹配的台阶部，锁钩的另一端与尖轨相互铰接；其中，锁钩在锁闭杆的作用下通过台阶部与锁闭凸起相互锁闭时使形变槽以及相邻区域的发生形变，应变传感器用于感应形变槽以及相邻区域的形变量并根据形变量监测尖轨对基本轨的密贴力。
7.进一步地，形变槽为沿竖直方向延伸的贯通槽。
8.进一步地，应变传感器包括两对应变片，两对应变片对应贴附在定位板的内侧壁上并分别位于形变槽沿宽度方向的两侧。
9.进一步地，定位板的内侧壁上开设有两个盲孔，两个盲孔沿形变槽的宽度方向相对；其中，两对应变片对应贴附在两个盲孔内。
10.进一步地，盲孔的深度小于形变槽的深度。
11.进一步地，盲孔为腰型孔，两个盲孔的孔边与形变槽的槽边相邻接。
12.进一步地，每个盲孔内的两个应变片沿盲孔的长度方向间隔贴附在盲孔底壁上。
13.进一步地，应变片为矩形应变片，应变片的长度方向与盲孔的长度方向一致；应变片贴附有沿其长度方向往复折返的电阻丝；其中，应变传感器具有桥接电路，两对应变片对应接入桥接电路中并与外部的监测终端设备连接。
14.根据本发明第二个方面，提供了一种密贴力监测方法，监测方法应用于上述的尖轨锁闭装置，监测方法包括：s102：在锁钩与锁闭铁相互锁闭时，监测锁闭铁的形变量；s104：根据锁闭铁的形变量计算得到锁钩对锁闭铁的压力；s106：根据锁钩对锁闭铁的压力得到尖轨对基本轨的密贴力。
15.进一步地，在s102中，监测锁闭铁的形变量包括：在锁闭铁的内侧壁上开设沿竖直方向延伸并贯通的形变槽；在形变槽的两侧分别设置接入桥接电路的两对应变片；在锁钩与锁闭铁相互锁闭时，监测桥接电路的输出电压以确定两对应变片的电阻值变化；根据两对应变片电阻值的变化量计算得到形变槽以及相邻区域的形变量。
16.应用本发明技术方案的可监测密贴力的道岔外锁闭装置，包括锁闭框、锁闭铁、应变传感器以及锁钩，锁闭框固定安装在基本轨的外侧；锁闭铁包括锁舌部、定位板以及锁闭凸起，锁闭铁通过锁舌部活动可调地安装在锁闭框上，定位板的两端分别通过连接螺栓与锁闭框可拆卸地连接，锁闭凸起位于定位板的外侧；定位板的内侧壁开设有形变槽，形变槽与锁闭凸起沿定位板的厚度方向相对；应变传感器设置在定位板的内侧壁上；锁钩活动安装在锁闭框上，锁钩的一端具有与锁闭凸起匹配的台阶部，锁钩的另一端与尖轨相互铰接；锁钩在锁闭杆的作用下通过台阶部与锁闭凸起相互锁闭时使形变槽以及相邻区域的发生形变，应变传感器用于感应形变槽以及相邻区域的形变量并根据形变量监测尖轨对基本轨的密贴力。从而在尖轨锁闭装置能够实时监测尖轨与基本轨的密贴力，准确了解密贴力是否处于合适的范围内，保证列车的运行安全。解决了现有技术中的尖轨锁闭装置不具备对密贴力进行实时监测的功能，导致无法准确了解道岔的运行情况，影响列车安全的问题。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1是根据本发明实施例可选的一种可监测密贴力的道岔外锁闭装置的俯视结构示意图；
19.图2是图1中a处的放大结构示意图；
20.图3是根据本发明实施例可选的一种可监测密贴力的道岔外锁闭装置的侧面示意图；
21.图4是根据本发明实施例可选的一种可监测密贴力的道岔外锁闭装置的锁闭铁内侧壁的结构示意图；
22.图5是根据本发明实施例可选的一种可监测密贴力的道岔外锁闭装置的应变片的结构示意图；
23.图6是根据本发明实施例可选的一种可监测密贴力的道岔外锁闭装置的应变传感
器的桥接电路的示意图。
24.其中，上述附图包括以下附图标记：
25.10、锁闭框；20、锁闭铁；21、锁舌部；22、定位板；23、锁闭凸起；24、形变槽；25、盲孔；30、应变传感器；31、应变片；32、电阻丝；40、锁钩；41、台阶部；50、基本轨；60、尖轨；70、锁闭杆；80、连接螺栓。
具体实施方式
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
27.本发明第一个实施例提供一种可监测密贴力的道岔外锁闭装置，如图1至图3所示，包括锁闭框10、锁闭铁20、应变传感器30以及锁钩40，锁闭框10固定安装在基本轨50的外侧；锁闭铁20包括锁舌部21、定位板22以及锁闭凸起23，锁闭铁20通过锁舌部21活动可调地安装在锁闭框10上，定位板22的两端分别通过连接螺栓80与锁闭框10可拆卸地连接，锁闭凸起23位于定位板22的外侧；定位板22的内侧壁开设有形变槽24，形变槽24与锁闭凸起23沿定位板22的厚度方向相对；应变传感器30设置在定位板22的内侧壁上；锁钩40活动安装在锁闭框10上，锁钩40的一端具有与锁闭凸起23匹配的台阶部41，锁钩40的另一端与尖轨60相互铰接；锁钩40在锁闭杆70的作用下通过台阶部41与锁闭凸起23相互锁闭时使形变槽24以及相邻区域的发生形变，应变传感器30用于感应形变槽24以及相邻区域的形变量并根据形变量监测尖轨60对基本轨50的密贴力。从而使尖轨锁闭装置能够实时监测尖轨60与基本轨50的密贴力，准确了解密贴力是否处于合适的范围内，保证列车的运行安全。解决了现有技术中的尖轨锁闭装置不具备对密贴力进行实时监测的功能，导致无法准确了解道岔的运行情况，影响列车安全的问题。
28.具体实施时，形变槽24为沿竖直方向延伸的贯通槽，形变槽24的宽度与锁闭凸起23的宽度相等，形变槽24的深度为0.3mm至0.5mm。应变传感器30包括两对应变片31和相应的控制电路，两对应变片31对应贴附在定位板22的内侧壁上并分别位于形变槽24沿宽度方向的两侧。锁钩40与锁闭铁20相互锁闭时，受到锁钩40台阶部41的挤压作用，形变槽24的部位朝向内侧发生微量的弯曲，从而使两对应变片31发生不同的形变，控制电路将形变量转换成相应的电信号进而得到锁钩40对锁闭铁20压力，而锁钩40对锁闭铁20压力与尖轨60对基本轨50的密贴力相等，因此可以由此确定尖轨60与基本轨50的密贴力。当形变槽24的形变量达到最大时，其底壁与锁闭框10的外侧壁相互抵接，从而对锁闭铁20形成保护，避免形变量过大发生断裂，保证列车的行车安全。
29.为了在形变槽24发生形变时使两对应变片31发生较大的形变，提高感应的敏感性，进一步地，如图2和图4所示，定位板22的内侧壁上开设有两个盲孔25，两个盲孔25沿形变槽24的宽度方向相互对称开设，且两个盲孔25的孔边与形变槽24的槽边相邻接。两个盲孔25均为腰型孔，且两个盲孔25的深度均小于形变槽24的深度，两对应变片31对应贴附在两个盲孔25内；具体地，每个盲孔25内的两个应变片31沿盲孔25的长度方向间隔贴附在盲孔25底壁上；应变片31为矩形应变片，每个应变片31的长度方向与盲孔25的长度方向一致；如图5所示，应变片31的表面贴附有沿其长度方向往复折返的电阻丝32，从而最大化增大电阻丝32在应变片31长度方向上的长度；如图6所示，应变传感器30的控制电路中具有桥接电
路，两对应变片31对应接入桥接电路中并与外部的监测终端设备连接，锁钩40与锁闭铁20相互锁闭时，形变槽24的部位朝向内侧发生微量的弯曲，从而使四个应变片31中靠近形变槽24的两个应变片31沿长度方向被拉长，而远离形变槽24的两个应变片31收到应力作用发生挤压从而沿长度方向被压缩，从而使两个应变片31的电阻丝32被拉长，导致电阻增大；另两个应变片31的电阻丝32缩短，导致电阻减小，通过在桥接电路上加上相应的电压e，四个应变片31电阻的不同变化会使输出电压v发生相应的改变，通过监测电压v的变化即可计算出形变槽24及相邻区域的形变量，根据实验测定的形变量与压力的对应关系即可计算得到锁钩40对锁闭铁20压力，进而得到尖轨60与基本轨50的密贴力。
30.在实际应用时，本发明实施例的可监测密贴力的道岔外锁闭装置还可以应用在心轨上，其密贴力的监测原理和过程与尖轨相同。
31.本发明实施例还提供一种外部监测终端设备，外部监测终端设备通过无线或有线方式与应变传感器30的控制电路连接进行信息交互，应变传感器30监测到的电压信号会转换成相应的数字信号输入外部监测终端设备经过终端软件的计算得到尖轨60与基本轨50的密贴力。外部监测终端设备可以为智能手机、专用的手持式监测终端以及平板电脑或台式电脑等。
32.根据本发明第二个实施例，提供了一种密贴力监测方法，该监测方法应用于上述实施例的尖轨锁闭装置，该监测方法包括以下步骤：
33.s102：在锁钩40与锁闭铁20相互锁闭时，监测锁闭铁20的形变量；
34.s104：根据锁闭铁20的形变量计算得到锁钩40对锁闭铁20的压力；
35.s106：根据锁钩40对锁闭铁20的压力得到尖轨60对基本轨50的密贴力。
36.本发明实施例的密贴力监测方法通过监测锁闭铁20形变量，进而计算得到锁钩40对锁闭铁20的压力，从而实现对尖轨60与基本轨50之间密贴力的监测，能够准确了解密贴力是否处于合适的范围内，即保证列车的行车安全，又不会对道床和转辙机产生不利影响。解决了现有技术中的尖轨锁闭装置不具备对密贴力进行实时监测的功能，导致无法准确了解道岔的运行情况，影响列车安全的问题。
37.具体地，在s102中，监测锁闭铁20的形变量包括以下具体步骤：在锁闭铁20的内侧壁上开设沿竖直方向延伸并贯通的形变槽24，形变槽24的宽度与锁闭凸起23的宽度相等，形变槽24的深度为0.3mm至0.5mm；在形变槽24的两侧分别开设盲孔25，并分别设置接入桥接电路的两对应变片31；在桥接电路上加上相应的电压e，当锁钩40与锁闭铁20相互锁闭时，监测桥接电路的输出电压以确定两对应变片31的电阻值变化，四个应变片31电阻的不同变化会使输出电压v发生相应的改变，通过监测电压v的变化即可计算出形变槽24以及相邻区域的形变量，根据实验测定的形变量与压力的对应关系即可计算得到锁钩40对锁闭铁20压力，进而得到尖轨60与基本轨50的密贴力。
38.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种可监测密贴力的道岔外锁闭装置，其特征在于，包括：锁闭框(10)，固定安装在基本轨(50)的外侧；锁闭铁(20)，所述锁闭铁(20)包括锁舌部(21)、定位板(22)以及锁闭凸起(23)，所述锁闭铁(20)通过所述锁舌部(21)活动可调地安装在所述锁闭框(10)上，所述定位板(22)的两端分别通过连接螺栓与所述锁闭框(10)可拆卸地连接，所述锁闭凸起(23)位于所述定位板(22)的外侧；所述定位板(22)的内侧壁开设有形变槽(24)，所述形变槽(24)与所述锁闭凸起(23)沿所述定位板(22)的厚度方向相对；应变传感器(30)，设置在所述定位板(22)的内侧壁上；锁钩(40)，活动安装在所述锁闭框(10)上，所述锁钩(40)的一端具有与所述锁闭凸起(23)匹配的台阶部(41)，所述锁钩(40)的另一端与尖轨(60)相互铰接；其中，所述锁钩(40)在锁闭杆(70)的作用下通过所述台阶部(41)与所述锁闭凸起(23)相互锁闭时使所述形变槽(24)以及相邻区域的发生形变，所述应变传感器(30)用于感应所述形变槽(24)以及相邻区域的形变量并根据所述形变量监测所述尖轨(60)对所述基本轨(50)的密贴力。2.根据权利要求1所述的尖轨锁闭装置，其特征在于，所述形变槽(24)为沿竖直方向延伸的贯通槽。3.根据权利要求2所述的尖轨锁闭装置，其特征在于，所述应变传感器(30)包括两对应变片(31)，两对所述应变片(31)对应贴附在所述定位板(22)的内侧壁上并分别位于所述形变槽(24)沿宽度方向的两侧。4.根据权利要求3所述的尖轨锁闭装置，其特征在于，所述定位板(22)的内侧壁上开设有两个盲孔(25)，两个所述盲孔(25)沿所述形变槽(24)的宽度方向相对；其中，两对所述应变片(31)对应贴附在两个所述盲孔(25)内。5.根据权利要求4所述的尖轨锁闭装置，其特征在于，所述盲孔(25)的深度小于所述形变槽(24)的深度。6.根据权利要求4所述的尖轨锁闭装置，其特征在于，所述盲孔(25)为腰型孔，两个所述盲孔(25)的孔边与所述形变槽(24)的槽边相邻接。7.根据权利要求6所述的尖轨锁闭装置，其特征在于，每个所述盲孔(25)内的两个所述应变片(31)沿所述盲孔(25)的长度方向间隔贴附在所述盲孔(25)底壁上。8.根据权利要求7所述的尖轨锁闭装置，其特征在于，所述应变片(31)为矩形应变片，所述应变片(31)的长度方向与所述盲孔(25)的长度方向一致；所述应变片(31)贴附有沿其长度方向往复折返的电阻丝(32)；其中，所述应变传感器(30)具有桥接电路，两对所述应变片(31)对应接入所述桥接电路中并与外部的监测终端设备连接。9.一种密贴力监测方法，其特征在于，所述监测方法应用于权利要求1至8任一项所述的尖轨锁闭装置，所述监测方法包括：s102：在锁钩(40)与锁闭铁(20)相互锁闭时，监测锁闭铁(20)的形变量；s104：根据所述锁闭铁(20)的形变量计算得到所述锁钩(40)对所述锁闭铁(20)的压力；s106：根据所述锁钩(40)对所述锁闭铁(20)的压力得到尖轨(60)对基本轨(50)的密贴
力。10.根据权利要求9所述的密贴力监测方法，其特征在于，在s102中，监测锁闭铁(20)的形变量包括：在锁闭铁(20)的内侧壁上开设沿竖直方向延伸并贯通的形变槽(24)；在形变槽(24)的两侧分别设置接入桥接电路的两对应变片(31)；在锁钩(40)与锁闭铁(20)相互锁闭时，监测所述桥接电路的输出电压以确定两对应变片(31)的电阻值变化；根据两对应变片(31)电阻值的变化量计算得到所述形变槽(24)以及相邻区域的形变量。

技术总结

本发明提供了一种可监测密贴力的道岔外锁闭装置及密贴力监测方法，该尖轨锁闭装置包括锁闭框、锁闭铁、应变传感器以及锁钩，定位板的内侧壁开设有形变槽，应变传感器设置在定位板的内侧壁上；锁钩在锁闭杆的作用下通过台阶部与锁闭凸起相互锁闭时使形变槽以及相邻区域的发生形变，应变传感器用于感应形变槽以及相邻区域的形变量并根据形变量监测尖轨对基本轨的密贴力。从而能够实时监测尖轨与基本轨的密贴力，准确了解密贴力是否处于合适的范围内，保证列车的运行安全。解决了现有技术中的锁闭装置不具备对密贴力进行实时监测的功能，导致无法准确了解道岔的运行情况，影响列车安全的问题。全的问题。全的问题。