[发明专利]基于向心力的轨道曲率检测装置、方法及应用

说明书

本发明公开了基于向心力的轨道曲率检测装置、方法及应用，检测装置固定在沿轨道行进的车辆上，检测装置包括测试盒，测试盒上安装倾角传感器、GPS模块、单片机和数据传输模块，单片机速度获取模块得到测试盒随车辆运动的速度，测试盒内设有测量块，测量块的左压力面与测试盒的左侧壁之间、右压力面与测试盒的右侧壁之间均设置压力传感器，检测方法包括参数检测、计算、数据传输、数据筛选。本发明的检测装置随车辆行进，能够检测并记录轨道全线的曲率，检测效率高，结构简单、小巧，计算方法精准，既可以通过相同路段的曲率变化来监测轨道变形的变化幅度，也可对列车转弯进行超速预警，为轨道行车的安全性提供保障。

技术领域

本发明涉及安全检测技术领域，具体涉及一种基于向心力的轨道曲率检测装置、方法及应用。

背景技术

轨道在交通、娱乐设施、供料运输等领域被普遍应用，在弯道处，轨道曲率大小是影响运行车辆速度的重要参数，所以探究如何测量轨道曲率具有重要的意义。

鉴于轨道的距离长、曲率小，所以测量难度较大。

目前在轨道交通领域，测量轨道曲率的方法主要包括人工检测与图像识别检测方法。前者检测速度慢、精度低，且人工成本高；后者具有检测准确率高的优势，但该方法需要采集大量图像，对数据存储能力和计算效率要求较高，数据筛查效率低，成本较大。

另外，随着列车不断提速，在弯道处列车与铁轨之间的横向作用力会随之增大，导致铁轨的形变也会随之增加，可能引发列车运营的重大安全风险或事故。因此，需要一种客观的、非人为的设备对轨道形变进行实时在线监测，以保障行车安全。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于向心力的轨道曲率检测装置、方法及应用，能够检测并记录轨道全线的曲率，检测效率高，结构简单、小巧，计算方法精准，既可以通过相同路段的曲率变化来监测轨道变形的变化幅度，也可对列车转弯超速进行预警，为轨道行车的安全性提供保障。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于向心力的轨道曲率检测装置，所述检测装置固定安装在沿轨道行进的车辆上，检测装置包括呈长方体形状的测试盒，测试盒上安装倾角传感器、GPS模块、单片机和数据传输模块，单片机通过速度获取模块得到测试盒随车辆运动的速度，测试盒的左侧壁和右侧壁均平行于测量块随车辆行进的方向，测试盒的底板平行于车辆的底板，测试盒内部通过限位机构设置有测量块，测量块的前侧、后侧、左侧和右侧分别为前滑动面、后滑动面、左压力面和右压力面，前滑动面、后滑动面、左压力面和右压力面均为平面，左压力面与测试盒的左侧壁之间、右压力面与测试盒的右侧壁之间均设置压力传感器。

进一步，所述限位机构为悬吊装置，所述测量块安装在悬吊装置的下端。

进一步，所述悬吊装置包括沿车辆行进方向水平设置在测试盒内的横杆和通过轴承安装在横杆上的纵杆，所述测量块安装在纵杆的下端，纵杆自然下垂，纵杆的延长线穿过测量块的重心。

进一步，所述悬吊装置包括沿车辆行进方向水平设置在测试盒内的横杆和固定连接在横杆上的拉线，所述测量块安装在拉线的下端，拉线在测量块的重力作用下自然下垂，拉线的延长线穿过测量块的重心。

进一步，所述限位机构包括安装在测量块下表面、上表面、前滑动面、后滑动面的滚轮，滚轮与邻近的测试盒内壁抵接。

进一步，车辆处于水平状态时，所述压力传感器不受挤压。

进一步，所述压力传感器安装在测试盒的左侧壁和右侧壁上或者测量块的左压力面和右压力面。

进一步，所述测试盒为三个，三个测试盒分别安装在与两根轨道对应的位置以及两根轨道间距的中点位置。