[发明专利]一种用于货运列车安全监测系统的自发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于货运列车安全监测系统的自发电装置。适用于为货运列车的运行安全监测系统提供电能。

背景技术

作为铁路运输系统中获取经济效益良好的货运列车，长期以来一直面临一个技术难题，就是无法对运行中的列车进行实时状态监测。现有的监测手段都是在铁路道边安装红外线温度监测装置，当列车驶过时，被动地对相应的照射进行测量。但是，这种监测手段缺乏实时性和存在漏检，虽然铁路部门投入了大量的资金来安装和维护这些设备，却没能真正达到所希望的安全要求。另一方面货车系统无法进行大规模的提速，从而限制了货车发挥应有的经济效益。

要实现对货运列车运行状态参量进行可靠、准确地测量，最终有效的方式是要在货运列车车厢上安装实时监测装置，以实现主动式监测测量，而安装实时监测装置又面临的一个难题是如何在每节货运列车上给监测装置提供电源。现有的文献中解决发电问题的方案有：1)中国南车集团眉山车辆厂的“带发电装置的宽轨转向架200620034961.5”；2)同济大学的“铁路快捷货运车辆轴端电源装置201210561264.5”；3)张健的“铁路货车的安全监测系统201110326854.5”，1)的不合理之处在于在转向架侧架的构架另设置延长的一个支架，增加了转向架向外侧空间占用的体积；2)和3)的问题在于将发电装置体安装在转轴套与前盖位置，将会影响日常的转向架车轴的检修工作，这些问题对行车安全都是极为不利的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种不改变现有结构、合理利用原有空间且隐蔽安全的用于货运列车安全监测系统的自发电装置，目的在于将车轴转动的机械能转变为可为监测装置供电的电能，使主动监测货运列车的安全行驶状态成为切实可行。

本发明所采用的技术方案是：用于货运列车安全监测系统的自发电装置，包括车轴、安装在车轴上的车轮，车轴的外侧为转向架侧架，在转向架侧架内侧与车轮外轮缘之间为车轴上的防尘板座凹槽，所述转向架侧架在朝向运行前方的端面上开有侧架凹槽，其特征在于靠近下部的侧架凹槽内嵌入一尺寸与该凹槽内部形状相吻合的楔块并在楔块外面用抱箍Ⅰ与转向架侧架固定，楔块外侧再经抱箍Ⅱ固定一转轴式发电机，该发电机的转轴伸向车轮方向并在轴的端部安装发电机驱动轮，在发电机驱动轮与防尘板座凹槽之间连有传动皮带；转轴式发电机输出的交流电能经电路单元处理后存储于储能单元。

所述楔块内部掏成空腔，电路单元的所有元器件集中安装于一电路板上，储能单元为超级电容组，所述电路板和超级电容组均置于楔块内部的空腔中，仅通过电线与外部的转轴式发电机实现电连接。

所述电路单元包括AC/DC电源转换模块、电源管理切换模块、超级电容组充电管理模块和DC/DC电源转换模块，转轴式发电机输出交流电压到AC/DC电源转换模块转换成直流电，一路输出到超级电容组充电管理模块，实现对超级电容组的充电；另一路输出到电源管理切换模块，电源管理切换模块同时还接收超级电容组供电输出；电源管理切换模块还实现AC/DC电源转换模块和超级电容组的自动切换，在输出端形成不间断的12V直流供电。

所述电源管理切换模块输出的12V不间断直流电还输入到DC/DC电源转换模块，用于将12V直流电压转换为5V直流电压，以供后端系统直接使用。

所述转轴式发电机外罩有防护罩，防护罩呈薄壁圆筒形，对应于传动皮带处开有皮带孔，一侧加有端盖，底部开有排水孔。

所述楔块轴向截面为梯形，垂直于纵轴线方向开有两个用于穿抱箍Ⅰ的抱箍孔。

所述楔块材料选用氟橡胶加不锈钢层。

所述楔块材料选用木材。

本发明的有益效果是：本发明巧妙地利用了列车转向架侧架的原有空隙位置，安装了本自发电装置，实施简便，不需在侧架上打孔焊接，对转向架及侧架的结构没有任何改动；传动部分采用柔性连接，占用位置相对隐蔽，不占用轴端侧的外侧空间，对列车转向架行走部分无任何影响；同时，本发明采用备用储能方式，使用超级电容器来替代胶体蓄电池或铅酸蓄电池，以提高储能元件的使用寿命，实现列车行驶或停靠期间的不间断供电；本发明安全可靠、维护简便、适于推广。

附图说明

图1是本发明未安装于转向架轮轴时的结构图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的B-B向视图。

图4是本发明的A-A向视图。

图5是本发明中防护罩的主视图。

图6是本发明中防护罩的仰视图。

图7是本发明中楔块的主视图。