專利名稱：鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)控領(lǐng)域，特別涉及鐵路中需要鎖定的裝置和設(shè)備的鎖定狀態(tài)檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
目前，鐵路日常運(yùn)營(yíng)中需要安裝及鎖定的裝置和設(shè)備有很多種，如各種車門、車窗、設(shè)備機(jī)蓋、制動(dòng)鐵鞋、脫軌器、信號(hào)牌(燈)等有很多種，為防止該設(shè)備被意外使用、開啟或移動(dòng)，通常該設(shè)備都具有鎖定裝置，而且為方便現(xiàn)場(chǎng)操作人員靈活使用通常采用鐵路通用鑰匙進(jìn)行操作。由于鐵路設(shè)備的使用過(guò)程中鎖定裝置的鎖定與開啟都由人工進(jìn)行操作和管理，極易發(fā)生鎖定或開啟不當(dāng)，鎖定或開啟不及時(shí)等問(wèn)題，不僅不能發(fā)揮原有裝置的作用，影響鐵路正常的生產(chǎn)運(yùn)輸秩序，甚至?xí)l(fā)生人身傷亡或列車脫軌事故，造成生命和財(cái)產(chǎn)的重大損失，因而必須對(duì)鐵路設(shè)備在運(yùn)用過(guò)程中的鎖定狀態(tài)及人員操作過(guò)程進(jìn)行有效監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有設(shè)備鎖定和開啟操作過(guò)程中人為影響因素大，操作規(guī)范性差，無(wú)法反映設(shè)備實(shí)際鎖定狀態(tài)等問(wèn)題，在不改變?cè)性O(shè)備外型、結(jié)構(gòu)和操作過(guò)程的基礎(chǔ)上，提供一種能對(duì)鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)及操作過(guò)程進(jìn)行有效檢測(cè)的方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明首先提供了一種鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測(cè)裝置，包括， 操作鑰匙，其特征在于，所述操作鑰匙包括操作手柄和鑰匙頭，所述鑰匙頭與操作手柄之間通過(guò)鑰匙頭軸頸連接，所述鑰匙頭軸頸上安裝扭力識(shí)別模塊，用于識(shí)別操作手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)力矩；
所述鑰匙頭內(nèi)設(shè)有與鐵路設(shè)備鎖定裝置的鎖芯匹配的鑰匙頭中心孔，鑰匙頭中心孔內(nèi)設(shè)有操作識(shí)別模塊，用于識(shí)別當(dāng)鑰匙頭插入鎖孔時(shí)，操作識(shí)別模塊是否與所述鎖芯相接觸；
系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊位于所述操作鑰匙內(nèi)，分別與操作識(shí)別模塊、扭力識(shí)別模塊連接，用于采樣、分析處理扭力識(shí)別模塊和操作識(shí)別模塊的信號(hào)，并將鎖定裝置狀態(tài)發(fā)送到中央信號(hào)控制系統(tǒng)。優(yōu)選的，所述扭力識(shí)別模塊，包括位于鑰匙頭軸頸部的應(yīng)變片，用于測(cè)量操作過(guò)程中鑰匙頭軸頸部的微量彈性形變。優(yōu)選的，所述操作識(shí)別模塊，包括位于鑰匙頭中心孔內(nèi)的接觸開關(guān)，用于測(cè)量操作鑰匙與鐵路設(shè)備鎖定裝置鎖芯的接觸關(guān)系，避免系統(tǒng)被誤觸發(fā)，也避免扭力識(shí)別模塊誤讀。優(yōu)選的，本發(fā)明的裝置還包括扭力識(shí)別模塊保護(hù)擋蓋，位于鑰匙頭軸頸部，與操作手柄端固定連接，與所述扭力識(shí)別模塊的應(yīng)變片及鑰匙頭留有間隙。優(yōu)選的，所述系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊安裝在所述操作手柄內(nèi)。本發(fā)明同時(shí)提出了一種所述鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征在于，包括
在鎖緊過(guò)程中，操作鑰匙的操作識(shí)別模塊與鎖定裝置的鎖芯接觸觸發(fā)系統(tǒng)工作，鑰匙頭軸頸部的扭力識(shí)別模塊檢測(cè)鎖緊力引起的鑰匙頭的微量形變；當(dāng)系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊檢測(cè)信號(hào)與通常情況下鎖緊過(guò)程產(chǎn)生的信號(hào)類似，則判斷本次操作旋轉(zhuǎn)方向；當(dāng)檢測(cè)到的形變信號(hào)達(dá)到鎖緊所需的最小幅值時(shí)，且操作識(shí)別模塊顯示此時(shí)操作鑰匙與鎖定裝置也同時(shí)接觸，則判斷該鐵路設(shè)備的狀態(tài)為已閉鎖；
在開啟過(guò)程中，操作鑰匙的操作識(shí)別模塊與鎖定裝置的鎖芯接觸觸發(fā)系統(tǒng)工作，鑰匙頭軸頸部的扭力識(shí)別模塊檢測(cè)鎖緊力引起的鑰匙頭的微量形變；當(dāng)系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊檢測(cè)信號(hào)與通常情況下開啟過(guò)程產(chǎn)生的信號(hào)類似，則判斷本次操作旋轉(zhuǎn)方向；當(dāng)檢測(cè)到的形變信號(hào)達(dá)到打開所需的最小幅值或檢測(cè)到的打開狀態(tài)持續(xù)一定時(shí)間時(shí)，且操作識(shí)別模塊顯示此時(shí)操作鑰匙與鎖定裝置也同時(shí)接觸，則判斷該鐵路設(shè)備的狀態(tài)為已打開。根據(jù)本發(fā)明提供的鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測(cè)裝置及方法，將電子設(shè)備與操作人員原有鑰匙集成到一起，不改變?cè)性O(shè)備及其鎖具的結(jié)構(gòu)和外形，更避免了電子設(shè)備無(wú)人看護(hù)和直接暴露在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而引起的損壞，直接采集操作動(dòng)作引起的物理變化保證了所反映狀態(tài)的準(zhǔn)確性，該方法經(jīng)濟(jì)可靠，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)的實(shí)時(shí)有效監(jiān)控，提高了鐵路營(yíng)運(yùn)的安全性，保證作業(yè)人員和旅客的人身安全。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的操作鑰匙與鐵路設(shè)備鎖定裝置的位置關(guān)系圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的操作鑰匙的外觀結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的位于鑰匙頭中心孔內(nèi)的操作識(shí)別模塊位置示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的位于鑰匙頭軸頸部的扭力識(shí)別模塊位置示意圖(已去掉操作扭力識(shí)別模塊保護(hù)蓋)。圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的操作鑰匙內(nèi)部的結(jié)構(gòu)框圖(系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊位于操作手柄內(nèi))。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明目的、功能及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。結(jié)合圖I、圖2、圖3和圖4所示，操作鑰匙SlO包括鑰匙頭S4、操作手柄S2，鑰匙頭S4與操作手柄S2之間通過(guò)鑰匙頭軸頸連接，鑰匙頭軸頸上安裝扭力識(shí)別模塊S6，用于識(shí)別操作手柄S2的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，扭力識(shí)別模塊S6上安裝扭力模塊保護(hù)擋蓋SI,扭力模塊保護(hù)擋蓋SI與操作手柄S2 —端固定連接，與扭力識(shí)別模塊S6及鑰匙頭S4留有間隙， 確保扭力識(shí)別模塊S6不會(huì)被外界損壞，也確保扭力不經(jīng)過(guò)扭力模塊保護(hù)擋蓋SI傳遞。鑰匙頭S4內(nèi)設(shè)有與鎖芯S8匹配的鑰匙頭中心孔S3，鑰匙頭中心孔S3內(nèi)設(shè)有操作識(shí)別模塊 S5，鑰匙頭S4插入鐵路設(shè)備鎖定裝置S7的鎖孔S9時(shí)，操作識(shí)別模塊S5與鎖定裝置S7內(nèi)的鎖芯S8相接觸。操作手柄S2內(nèi)安裝系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊。如圖5所示，系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊包括中心處理器、信號(hào)采集電路、通訊電路和電源電路，信號(hào)采集電路采集扭力識(shí)別模塊和操作識(shí)別模塊的信號(hào)，中心處理器分析處理扭力識(shí)別模塊和操作識(shí)別模塊的信號(hào)后，準(zhǔn)確監(jiān)控當(dāng)前操作過(guò)程，識(shí)別最終鎖定裝置狀態(tài)，并通過(guò)通訊電路將鎖定裝置狀態(tài)發(fā)送到中央信號(hào)控制系統(tǒng)。在鎖緊過(guò)程中，操作人員將操作鑰匙SlO插入鐵路設(shè)備鎖定裝置S7的鎖孔S9，鑰匙頭中心孔S3的操作識(shí)別模塊S5與鎖定裝置內(nèi)的鎖芯S8相接觸，觸發(fā)系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊開始工作，扭力識(shí)別模塊S6通過(guò)安裝在鑰匙頭S4頸部的應(yīng)變片檢測(cè)鎖緊力引起的鑰匙頭S4軸頸的微量形變，并將實(shí)時(shí)的形變信號(hào)傳輸至操作手柄S2內(nèi)的系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊。系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊通過(guò)所檢測(cè)微量形變信號(hào)的幅值判斷本次操作旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)已鎖緊時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)操作會(huì)卡住停止，鎖緊力及鑰匙頭頸部形變會(huì)突然增大，當(dāng)扭力識(shí)別模S6所檢測(cè)信號(hào)達(dá)到擰緊所需的最小幅值時(shí)，且檢測(cè)到的操作識(shí)別模塊與鎖定裝置內(nèi)的鎖芯S8相接觸，則判斷本次操作為鎖緊。若所檢測(cè)信號(hào)未達(dá)到擰緊所需的最小幅值時(shí)，則認(rèn)為動(dòng)作正在進(jìn)行，仍未鎖緊。在旋松過(guò)程中，操作人員將操作鑰匙SlO插入鐵路設(shè)備鎖定裝置S7的鎖孔S9，鑰匙頭中心孔S3的操作識(shí)別模塊S5與鎖定裝置內(nèi)的鎖芯S8相接觸，觸發(fā)系統(tǒng)開始工作，扭力識(shí)別模塊S6通過(guò)安裝在鑰匙頭S4軸頸部的應(yīng)變片檢測(cè)鎖緊力引起的鑰匙頭S4軸頸的微量形變，并將實(shí)時(shí)的形變信號(hào)傳輸至手柄S2內(nèi)系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊。系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊通過(guò)所檢測(cè)微量形變信號(hào)的幅值判斷本次操作旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)所檢測(cè)信號(hào)變化趨勢(shì)與旋松時(shí)變化趨勢(shì)相一致并保持該方向操作一定時(shí)間后，且檢測(cè)到的操作識(shí)別模塊與鎖定裝置內(nèi)的鎖芯S8相接觸，則判斷本次操作為旋松。為避免操作鑰匙SlO未插入鎖孔S9鑰匙頭S4部因意外受外力扭動(dòng)而引起信號(hào)的誤讀造成的操作狀態(tài)檢測(cè)錯(cuò)誤，系統(tǒng)只有在操作識(shí)別模塊S5與鎖定裝置內(nèi)的鎖芯S8相接觸后，系統(tǒng)才會(huì)受觸發(fā)工作，系統(tǒng)只有在操作識(shí)別模塊S5與鎖定裝置內(nèi)的鎖芯S8相接觸時(shí)，扭力識(shí)別模塊S6所檢測(cè)的形變信號(hào)方為有效，才可對(duì)此操作的狀態(tài)進(jìn)行判斷并記錄。最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上具體實(shí)施方式
僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測(cè)裝置，包括，操作鑰匙，其特征在于，所述操作鑰匙包括操作手柄和鑰匙頭，所述鑰匙頭與操作手柄之間通過(guò)鑰匙頭軸頸連接，所述鑰匙頭軸頸上安裝扭力識(shí)別模塊，用于識(shí)別操作手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)力矩；所述鑰匙頭內(nèi)設(shè)有與鐵路設(shè)備鎖定裝置的鎖芯匹配的鑰匙頭中心孔，鑰匙頭中心孔內(nèi)設(shè)有操作識(shí)別模塊，用于識(shí)別當(dāng)鑰匙頭插入鎖孔時(shí)，操作識(shí)別模塊是否與所述鎖芯相接觸；系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊位于所述操作鑰匙內(nèi)，分別與操作識(shí)別模塊、扭力識(shí)別模塊連接，用于采樣、分析處理扭力識(shí)別模塊和操作識(shí)別模塊的信號(hào)，并將鎖定裝置狀態(tài)發(fā)送到中央信號(hào)控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于扭力識(shí)別模塊，包括位于鑰匙頭軸頸部的應(yīng)變片，用于測(cè)量操作過(guò)程中鑰匙頭軸頸部的微量彈性形變。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于操作識(shí)別模塊，包括位于鑰匙頭中心孔內(nèi)的接觸開關(guān)，用于測(cè)量操作鑰匙與鐵路設(shè)備鎖定裝置鎖芯的接觸關(guān)系，避免系統(tǒng)被誤觸發(fā)，也避免扭力識(shí)別模塊誤讀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于還包括扭力識(shí)別模塊保護(hù)擋蓋，位于鑰匙頭軸頸部，與操作手柄端固定連接，與所述扭力識(shí)別模塊的應(yīng)變片及鑰匙頭留有間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于所述系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊安裝在所述操作手柄內(nèi)。
6.一種權(quán)利要求I至5之一所述的鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征在于，包括在鎖緊過(guò)程中，操作鑰匙的操作識(shí)別模塊與鎖定裝置的鎖芯接觸觸發(fā)系統(tǒng)工作，鑰匙頭軸頸部的扭力識(shí)別模塊檢測(cè)鎖緊力引起的鑰匙頭的微量形變；當(dāng)系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊檢測(cè)信號(hào)與通常情況下鎖緊過(guò)程產(chǎn)生的信號(hào)類似，則判斷本次操作旋轉(zhuǎn)方向；當(dāng)檢測(cè)到的形變信號(hào)達(dá)到鎖緊所需的最小幅值時(shí)，且操作識(shí)別模塊顯示此時(shí)操作鑰匙與鎖定裝置也同時(shí)接觸，則判斷該鐵路設(shè)備的狀態(tài)為已閉鎖；在開啟過(guò)程中，操作鑰匙的操作識(shí)別模塊與鎖定裝置的鎖芯接觸觸發(fā)系統(tǒng)工作，鑰匙頭軸頸部的扭力識(shí)別模塊檢測(cè)鎖緊力引起的鑰匙頭的微量形變；當(dāng)系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊檢測(cè)信號(hào)與通常情況下開啟過(guò)程產(chǎn)生的信號(hào)類似，則判斷本次操作旋轉(zhuǎn)方向；當(dāng)檢測(cè)到的形變信號(hào)達(dá)到打開所需的最小幅值或檢測(cè)到的打開狀態(tài)持續(xù)一定時(shí)間時(shí)，且操作識(shí)別模塊顯示此時(shí)操作鑰匙與鎖定裝置也同時(shí)接觸，則判斷該鐵路設(shè)備的狀態(tài)為已打開。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測(cè)裝置，包括操作鑰匙，所述操作鑰匙不僅能完成對(duì)鐵路設(shè)備進(jìn)行鎖定和打開，所述操作鑰匙包括鑰匙頭、扭力識(shí)別模塊、操作識(shí)別模塊、系統(tǒng)控制和信號(hào)處理模塊。本發(fā)明還公開一種鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測(cè)方法。根據(jù)本發(fā)明提供的鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測(cè)裝置及方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)的實(shí)時(shí)有效監(jiān)控，提高了鐵路營(yíng)運(yùn)的安全性，保證作業(yè)人員和旅客的人身安全。
文檔編號(hào)G01D21/00GK102607640SQ20121004990
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者劉振東, 劉飛, 朱克非, 李善坡, 楊廣全, 殷濤, 祝繼常, 諸葛恒英, 馬樹峰, 馬玉坤 申請(qǐng)人:中國(guó)鐵道科學(xué)研究院運(yùn)輸及經(jīng)濟(jì)研究所