[发明专利]一种重载列车机车动力学监测装置

权利要求书

1.一种重载列车机车动力学监测装置，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于按照预设采样频率对重载列车运行时，机车的车钩应力、车体错位、加速度及车钩摆角数据进行测量；

数据传输模块，用于将采集到的数据写入到存储器中，便于后续的数据调出及深度分析；

数据分析处理模块，用于对传输的数据进行分析、报警及实时显示。

2.根据权利要求1所述的重载列车机车动力学监测装置，其特征在于，数据采集模块包括：

车钩力数据采集单元，用于对设置于机车车钩的应变片生成的机车车钩形变数据进行采集；

车钩摆角数据采集单元，用于对设置于机车车钩的拉线传感器或双轴倾角传感器的车钩偏移角产生的车钩偏移量数据进行采集；

震动度数据采集单元，用于对设置于机车转向架及轮对轴头的纵向及横向位置的加速度传感器产生的机车运行加速度数据进行采集；

车体错位数据采集单元，用于对设置于多节联动的机车重联渡板中心的拉线传感器及激光位移传感器产生的机车车体错位数据进行采集。

3.根据权利要求2所述的重载列车机车动力学监测装置，其特征在于，数据分析处理模块包括：

车钩应力分析单元，用于根据机车车钩的形变数据，计算实时的机车车钩受应力情况，与预设的机车车钩应力阈值进行比较，判断机车车钩受应力是否异常；

车钩摆角分析单元，用于根据机车车钩偏移量数据，计算实时的机车车钩偏移角度，与预设的机车车钩偏移角度阈值进行比较，判断机车车钩偏移角度是否异常；

震动度分析单元，用于根据机车运行加速度数据，与预设的机车运行加速度阈值进行比较，判断机车震动度是否异常；

车体错位分析单元，用于根据多节联动的机车的多节车体之间产生的车体错位数据，计算实时的多节车体之间的车体错位量，与预设的机车车体错位量阈值进行比较，判断机车车体错位是否异常。

4.根据权利要求3所述的重载列车机车动力学监测装置，其特征在于，车钩应力分析单元在计算实时的机车车钩受应力情况时，获取固定于机车车钩处的应变片静态标定原始偏移量、静态标定时应变电压变化与机车给定力之间的变化系数及车钩动态运行中的应变电压实际值，则机车车钩受应力F表示为：

其中，a表示静态标定时应变片原始偏移量；b表示静态标定时应变电压变化与机车给定力之间的变化系数；L表示车钩动态运行中的应变电压实际值；

且在-1800NF+1800N时，判定为机车车钩受应力正常，反之判定为异常。

5.根据权利要求3所述的重载列车机车动力学监测装置，其特征在于，车钩摆角分析单元在计算机车车钩偏移角度时，采集机车两端车钩上设置的第一与第二拉线位移传感器的车钩偏移数据L1和L2，则机车车钩偏移角度r表示为：

其中，a和b为机车两端车钩上设置的第一与第二拉线位移传感器的常量，c为两第一与第二拉线位移传感器之间的距离；

且在r小于等于6°时，判定机车车钩偏移角度正常，反之判定为异常。

6.根据权利要求3所述的重载列车机车动力学监测装置，其特征在于，车钩摆角分析单元在计算机车车钩偏移角度时，采集机车两端车钩上设置的双轴倾角传感器的车钩偏移角度r；

且在r小于等于6°时，判定机车车钩偏移角度正常，反之判定为异常。

7.根据权利要求3所述的重载列车机车动力学监测装置，其特征在于，在冲动度分析单元分析冲动度时，获取实时的机车运行加速度a，若-2m/s²a+2m/s²，判定机车震动度正常，反之判定为异常。