[发明专利]土压平衡盾构隧道电瓶机车轨道状态自动检测控制装置及对应的检测方法

权利要求书

1.一种土压平衡盾构隧道电瓶机车轨道状态自动检测控制装置，作为分支模块并联在电瓶机车主电路上，其特征在于：包括CPU模块、CPU模块的输出端连接的外设驱动元件、CPU模块的输入端连接的供电模块和信息采集元件，所述信息采集元件包括依次与CPU模块连接的A/D转换部件、接口模块和信号采集部件，所述信号采集部件包括包括倾角传感器和速度传感器；所述的接口模块，包括采集线束、传输线束、机车模块、扩展接口线束；所述外设驱动元件包括存储数据模块、蜂鸣器、红色警示灯及电瓶机车刹车电机模块。

2.如权利要求1所述的土压平衡盾构隧道电瓶机车轨道状态自动检测控制装置，其特征在于：所述倾角传感器固定在电瓶机车驾驶室与车体刚性连接的空闲位置，所述倾角传感器垂直于车体外接触面。

3.如权利要求2所述的土压平衡盾构隧道电瓶机车轨道状态自动检测控制装置，其特征在于：倾角传感器是小尺寸数字输出型双轴倾角传感器，倾角量程是0～90°或-90°～0；数字信号输出方式采用RS232通讯。

4.如权利要求1所述的土压平衡盾构隧道电瓶机车轨道状态自动检测控制装置，其特征在于：所述速度传感器通过连接装置固定在电瓶机车电机与传动系统的齿轮箱之间。

5.如权利要求1所述的土压平衡盾构隧道电瓶机车轨道状态自动检测控制装置，其特征在于：所述扩展接口线束外接显示屏和数据存储分析设备。

6.如权利要求1所述的土压平衡盾构隧道电瓶机车轨道状态自动检测控制装置，其特征在于：所述电瓶机车刹车电机模块包括与车轮数目一致的摩擦刹车部件。

7.如权利要求1所述的电瓶机车轨道状态自动检测方法，其特征在于：使用如权利要求1所述的土压平衡盾构隧道电瓶机车轨道状态自动检测控制装置，操作方法包括如下步骤：

（1）采集信号：倾角传感器、速度传感器采集信号，通过采集线束2和传输线束3传输到机车模块4，同时机车模块4通过本地数据模块进行历史数参数存储；

（2）传输处理信号：信号采集单元输出倾角传感器和速度传感器信号到信号处理单元的A/D转换模块进行信号处理；

（3）分析信号：CPU模块对信号处理单元的A/D转换模块输出信号进行处理，将处理结果推送本地数据存储或与机车模块4连接的扩展线束5进行历史数据的交互、处理。

8.如权利要求6所述的电瓶机车轨道状态自动检测方法，其特征在于：在所述步骤1中，倾角传感器角度获得方法如下：倾角传感器安装好后，A表示单轨突起状态下的幅度；B表示单轨突起状态下双规的水平方向距离；L1表示倾角传感器固定位置中心距离机车轮轴垂直距离；L2表示机车轮轴宽度；β1表示Y轴倾斜角度，读取倾角传感器Y轴角度，A=L2SINβ1,A表示机车运行过程单轨不平或突起现象；B=L2COSβ1, B表示单轨突起状态下双规的水平方向距离, 参数C表示X轴方向机车前后距离水平地面的幅度差；D表示X轴方向机车前后轮轴水平方向距离；L3表示倾角传感器固定位置中心距离机车轮轴垂直距离；L4表示X轴方向机车前后轮轴宽度；β2表示X轴倾斜角度，读取倾角传感器X轴角度，通过如下： C=L2SINβ2,C表示X轴方向机车前后距离水平地面的幅度差；D=L2COSβ2, D表示X轴方向机车前后轮轴水平方向距离。

9.如权利要求8所述的电瓶机车轨道状态自动检测方法，其特征在于：在所述角度获得方法中对得出的X轴倾角和Y轴倾角，通过对连续3组数据采用加权平均算法处理，得出最终数据输入处理。

10.如权利要求6所述的电瓶机车轨道状态自动检测方法，其特征在于：在所述步骤（3）中，分析信号的方法如下：以1到2秒为周期测定测量运动状态，车辆运动时进入测定步骤，测电瓶机车上的实时X轴倾角和Y轴倾角并将测量值进行存储，电瓶机车的X轴倾角在-15°到15°范围之内，电瓶机车运行速度不超过20km/h，通过控制器蜂鸣器对司机进行提示，电瓶机车当前Y轴倾角在-5°到5°范围之内，电瓶机车运行速度不超过20km/h，通过控制器蜂鸣器对司机进行提示以刹车。