一种接触式障碍物与脱轨检测集成装置的制作方法

1.本实用新型涉及自动化无人驾驶轨道车辆技术领域，尤其涉及一种接触式障碍物与脱轨检测集成装置。该装置在一套设备上集成了障碍物检测和脱轨检测两种功能，具有结构可靠、体积小、防护等级高的特点，可适应轨道车辆车下复杂恶劣环境下的可靠使用。


背景技术：

2.随着列车设计、信号通信技术、自动化驾驶技术的发展和国内对地铁车辆运载能力的要求不断提高，目前自动化无人驾驶地铁已经逐步应用在各个城市。对于自动化无人驾驶地铁，最严重的事故是在车辆遇到障碍物或者发生脱轨后列车无法实现紧急制动，从而造成列车和人员的安全。所以应用于轨道车辆的被动式障碍物及脱轨检测装置应用而生。障碍物与脱轨检测技术是自动化无人驾驶轨道车辆安全运行的保障。
3.目前被动接触式障碍物与脱轨检测装置按探测横梁元件与安装架连接方式为两种，一种是探测横梁与安装架之间刚性连接，一种是探测横梁与安装架之间弹性连接。采取弹性连接的方式，在横梁撞击后其碰撞的能量可以被弹性元件吸收、缓冲转化。而采取刚性连接的方式由于两者之间没有缓冲弹性元件，非常容易将横梁撞击损坏，无法实现结构的重复利用。现有技术中，cn110386166a公开了一种轨道列车障碍物检测装置，其中所述的碰撞机构和安装机构属于刚性连接，在遇到障碍物后会损坏横梁，无法重复利用。因此，探测横梁和安装架之间采用弹性连接结构较采用刚性连接的结构更加合理实用。
4.现有的可实现弹性连接的被动式障碍物与脱轨检测装置都基于钢板弹簧为弹性元件和基于行程开关或者摆动开关为触发机构。但是钢板弹簧制造困难、成本高、精度难以控制。行程开关体积大且大多只安装一个，如果行程开关发生失效，整个系统都起不到作用。例如现有技术中，cn106004927b公开了轨道车辆障碍物检测装置，其中的板弹簧组件和位移传感器；现有技术中，cn210212407u公开了障碍物与脱轨检测装置，其中的板簧结构。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种接触式障碍物与脱轨检测集成装置,应用于自动化无人驾驶地铁车辆的障碍物检测和脱轨检测集成装置。
6.本实用新型所采用的技术方案是一种接触式障碍物与脱轨检测集成装置，包括探测横杆， 2组连接块和左安装板和右安装板，所述的探测横杆可水平移动，所述的探测横杆中间部位为 v型凸起结构，所述的探测横杆的两端为中空结构，所述的连接块一端有两个安装滑动轴承的第一安装孔，另一端为凸台，所述的凸台插入探测横杆的端部，并通过第三安装孔与探测横杆固定，所述的左安装板和右安装板成轴对称安装在探测横杆的两端，所述的左安装板的上部有与转向架固定板齿形结构啮合的齿形结构，所述的左安装板的上部还设有四组竖直方向的腰型孔，所述的左安装板的左下侧有固定两组导向轴的第四安装孔和定位槽，左安装板右侧设置有电气盒安装座，分别焊接在左右安装板上。
7.进一步地，所述的探测横杆为铝型材折弯或焊接成型，所述的探测横杆侧边有2个
水平方向的限位块，所述的探测横杆顶部有2个用于安装防松脱绳的固定座。
8.进一步地，所述的探测横杆底部设置有脱轨检测导电板，所述的脱轨检测导电板与探测横杆之间采用绝缘板绝缘。
9.进一步地，所述的第一安装孔四周有安装滑动轴承法兰的第二安装孔，所述的第一安装孔中心与第三安装孔中心在一条直线上。
10.进一步地，所述的导向轴一端为六角螺母、中间段为光轴、另一端为螺纹，所述的导向轴一端固定于左安装板的定位槽内，采用垫片螺母固定；所述的光轴穿入滑动轴承，在所述的左安装板与连接块之间安装有螺旋弹簧。
11.进一步地，所述的连接块为铝合金材料。
12.进一步地，所述的左安装板和右安装板呈l型，且材质均为钢板。
13.本实用新型的有益效果是：本实用新型的障碍物与脱轨检测集成装置，可实现一套装置集成两种功能。障碍物检测装置具有以螺旋圆柱弹簧为弹性元件的缓冲机构，以自润滑免维护的滑动轴承和销轴实现横梁的承载及运动导向装置，以具有高可靠性高防护的微动开关为触发机构，具有结构简单可靠，体积紧凑，免维护的特点。安装板为锯齿形结构，安装孔为长条孔，可实现一定距离的高度调节。脱轨检测安装在探测横杆底部，靠近铁轨的部位，当脱轨后，横杆和铁轨接触后即会触发脱轨检测信号，该结构体积小，成本低。可以适应车下转向架温度变化范围大、振动环境恶劣、水汽灰尘大且能可靠运行便于安装维护的设备。
附图说明
14.图1为本实用新型障碍物与脱轨检测集成装置结构图。
15.图2为图1的侧视图。
16.图3为本实用新型探测横杆结构图。
17.图4为本实用新型连接块结构图。
18.图5为本实用新型左安装板结构图。
19.图6为图5的侧视图。
20.图7为本实用新型探测横杆底部结构图。
21.图8为本实用新型导向轴结构图。
22.图中标记：1-探测横杆，2-连接块，3-左安装板，4-右安装板，5-障碍物检测开关盒， 6-脱轨检测导电板，7-绝缘板，8-滑动轴承，9-导向轴，10-螺旋弹簧，11-防松脱绳，12
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固定座，21-第一安装孔，22-第二安装孔，23-凸台，24-第三安装孔。31-齿形结构，32-腰型孔，33-第四安装孔，34-定位槽，35-电气盒安装座，91-六角螺母，92-光轴，93-螺纹。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
24.本实用新型是一种能应用于自动化无人驾驶地铁车辆的被动接触式障碍物与脱
轨检测集成装置。本装置可安装于自动化无人驾驶车辆头车或者尾车转向架位置。当自动化无人驾驶车辆在运行中遇到障碍物或者发生脱轨后能第一时间将报警信号反馈至地铁控制和地铁紧急制动系统，采取紧急制动措施，避免事故扩大，保证列车和人员安全。
25.如图1和图2所示，障碍物与脱轨检测集成装置主要包括探测横杆1、连接块2、左安装板3、右安装板4、障碍物检测开关盒5、脱轨检测导电板6、绝缘板7、滑动轴承8、导向轴 9、螺旋弹簧10、防松脱绳11等；左安装板3和右安装板4左右对称，一端安装在探测横杆 1的两端侧，且成轴对称，所述的左安装板3和右安装板4固定在转向架安装支架上，障碍物检测开关盒5分别安装于左安装板3和右安装板4上；脱轨检测导电板6分别安装在探测横杆1左右两端底部；所述的滑动轴承8属于铜基以石墨为润滑材质的自润滑免维护轴承，安装固定在连接块2，用螺栓垫片固定。
26.如图3所示，所述的探测横杆1可以在水平向运动，探测横杆1侧边有水平方向的限位块11，数量为2个，探测横杆1为铝型材6061或者铝型材6063折弯或者焊接成型，探测横杆1中间部位为v型凸起结构，且探测横杆1的两端为中空端部，连接块2可插入探测横杆 1的端部内，探测横杆1的顶部有用于安装防松脱绳11的固定座12，数量为2个；
27.如图4所示，连接块2为轻量化材料，可以为铝合金也可以为工程塑料，连接块2的一端有两个安装滑动轴承8的第一安装孔21，第一安装孔21四周有安装滑动轴承法兰的第二安装孔22；连接块2的另一端为凸台23，凸台23的截面形状和尺寸与探测横杆1的端部中空截面相适配，即凸台23能正好插入探测横杆1的端部为宜，不留有间隙，也可以说探测横杆1端部型材的内部截面尺寸与凸台23截面尺寸一致，并且有固定探测横杆1的两组第三安装孔24，第一安装孔21与第三安装孔24平行；即横向上第一安装孔21和第三安装孔24的中心在同一直线上。
28.如图5和图6所示，左安装板3，材质为钢板，上部有齿形结构31,可与转向架固定板齿形结构啮合，上部有四组垂直方向的腰型孔32，可实现设备安装高度的调整，左下侧有两组导向轴8的第四安装孔33和定位槽34，左安装板3右侧有电气盒安装座35分别焊接在左右安装板上，左安装板3中间为有探测横杆1水平方向运动的限位块36。
29.如图7所示，所述的探测横杆1底部具有脱轨检测导电板6，脱轨检测导电板6与横梁1 之间采用绝缘板7进行绝缘，防止误触发。
30.如图8所示，所述的导向轴9一端有六角螺母91、中间段为光轴92、另一端有螺纹93；所述的导向轴9一端固定于左安装板3的定位槽34内，用垫片螺母固定；所述的光轴92穿入滑动轴承8，在左安装板3与连接块2之间安装有螺旋弹簧10；所述的圆柱形螺旋弹簧10 刚度为40～50n/mm；导向轴9与右安装板4的连接形式与左安装板3的连接形式相同。

技术特征：
1.一种接触式障碍物与脱轨检测集成装置，其特征在于：包括探测横杆(1)，2组连接块(2)和左安装板(3)和右安装板(4)，所述的探测横杆(1)可水平移动，所述的探测横杆(1)中间部位为v型凸起结构，所述的探测横杆(1)的两端为中空结构，所述的连接块(2)一端有两个安装滑动轴承(8)的第一安装孔(21)，另一端为凸台(23)，所述的凸台(23)插入探测横杆(1)的端部，并通过第三安装孔(24)与探测横杆(1)固定，所述的左安装板(3)和右安装板(4)成轴对称安装在探测横杆(1)的两端，所述的左安装板(3)的上部有与转向架固定板齿形结构啮合的齿形结构(31)，所述的左安装板(3)的上部还设有四组竖直方向的腰型孔(32)，所述的左安装板(3)的左下侧有固定两组导向轴(9)的第四安装孔(33)和定位槽(34)，左安装板(3)右侧设置有电气盒安装座(35)。2.根据权利要求1所述的一种接触式障碍物与脱轨检测集成装置，其特征在于：所述的探测横杆(1)为铝型材折弯或焊接成型，所述的探测横杆(1)侧边有2个水平方向的限位块(36)，所述的探测横杆(1)顶部有2个用于安装防松脱绳(11)的固定座(12)。3.根据权利要求1所述的一种接触式障碍物与脱轨检测集成装置，其特征在于：所述的探测横杆(1)底部设置有脱轨检测导电板(6)，所述的脱轨检测导电板(6)与探测横杆(1)之间采用绝缘板(7)绝缘。4.根据权利要求1所述的一种接触式障碍物与脱轨检测集成装置，其特征在于：所述的第一安装孔(21)四周有安装滑动轴承法兰的第二安装孔(22)，所述的第一安装孔(21)中心与第三安装孔(24)中心在一条直线上。5.根据权利要求1所述的一种接触式障碍物与脱轨检测集成装置，其特征在于：所述的导向轴(9)一端为六角螺母(91)、中间段为光轴(92)、另一端为螺纹(93)，所述的导向轴(9)一端固定于左安装板(3)的定位槽(34)内，采用垫片螺母固定；所述的光轴(92)穿入滑动轴承(8)，在所述的左安装板(3)与连接块(2)之间安装有螺旋弹簧(10)。6.根据权利要求1所述的一种接触式障碍物与脱轨检测集成装置，其特征在于：所述的连接块(2)为铝合金材料。7.根据权利要求1所述的一种接触式障碍物与脱轨检测集成装置，其特征在于：所述的左安装板(3)和右安装板(4)呈l型，且材质均为钢板。

技术总结
本实用新型公开了一种接触式障碍物与脱轨检测集成装置，包括探测横杆，2组连接块和左安装板和右安装板，所述的探测横杆可水平移动，所述的探测横杆中间部位为V型凸起结构，所述的探测横杆的两端为中空结构，所述的连接块一端有两个安装滑动轴承的第一安装孔，另一端为凸台，所述的凸台插入探测横杆的端部，所述的左安装板和右安装板成轴对称安装在探测横杆的两端，所述的左安装板的上部有与转向架固定板齿形结构啮合的齿形结构，所述的左安装板的上部还设有四组竖直方向的腰型孔，所述的左安装板的左下侧有固定两组导向轴的第四安装孔和定位槽，该集成装置具有结构简单紧凑，环境适应能力强，可靠程度高，体积小成本低的装置。置。置。


技术研发人员：张晨
受保护的技术使用者：辽宁业升轨道驱动装备技术有限公司
技术研发日：2021.09.27
技术公布日：2022/5/25