專(zhuān)利名稱(chēng)：高精度智能化無(wú)基坑軌道稱(chēng)重裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用電阻隨作用力大小而變化的性質(zhì)來(lái)計(jì)量力或應(yīng)力的裝置，特別是軌道稱(chēng)量裝置。
背景技術(shù)：
不斷軌軌道稱(chēng)重裝置與斷軌型軌道稱(chēng)重裝置相比，具有造價(jià)低，施工周期短，使用穩(wěn)定性、可靠性和安全性高等特點(diǎn)。已有不斷軌軌道稱(chēng)重裝置主要有軌墊式傳感器、塞入式傳感器和夾緊接觸式傳感器，塞入式傳感器和夾緊接觸式傳感器可稱(chēng)為剪切應(yīng)變式傳感器。軌墊式傳感器是在一段軌道相間一距離的兩根普通軌枕之間以軌枕的形式取代普通軌枕，墊入鋼軌下面，其數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要而定，多至幾個(gè)、十幾個(gè)，少至一個(gè)、二個(gè)，當(dāng)車(chē)輪從 鋼軌上經(jīng)過(guò)時(shí)，其重量直接通過(guò)鋼軌作用到傳感器上，實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重計(jì)量。軌墊式傳感器由于在稱(chēng)重區(qū)兩端存在稱(chēng)量-非稱(chēng)量的過(guò)渡區(qū)而影響稱(chēng)量精度。剪切應(yīng)變式傳感器包括塞入式傳感器和夾緊接觸式傳感器，安裝于鋼軌腹板中心層附近(塞入式傳感器安裝于腹板預(yù)留的安裝孔，夾緊接觸式傳感器被頂緊設(shè)置于鋼軌腹板)，當(dāng)車(chē)輪從鋼軌上經(jīng)過(guò)時(shí)，鋼軌受重產(chǎn)生形變，形變所致剪切應(yīng)力傳遞到傳感器，實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重計(jì)量。這種裝置的主要缺點(diǎn)是稱(chēng)量區(qū)域短，從而影響稱(chēng)量精度。將軌墊式傳感器和剪切應(yīng)變式傳感器組合在一起，構(gòu)成復(fù)合式不斷軌軌道稱(chēng)重裝置，可以克服兩者單獨(dú)使用所產(chǎn)生稱(chēng)量精度低和稱(chēng)量區(qū)短的問(wèn)題。本發(fā)明人先前的CN2398620Y和CN202048970U公告的就是這種稱(chēng)重裝置。軌道稱(chēng)量裝置按稱(chēng)量對(duì)象的整體與局部分為輪計(jì)量、軸計(jì)量、轉(zhuǎn)向架計(jì)量和整車(chē)計(jì)量。同軸左右兩輪重之和為軸重，同轉(zhuǎn)向架前后兩軸重之和為轉(zhuǎn)向架重，同車(chē)前后兩轉(zhuǎn)向架重之和為整車(chē)重。但按上述原則由局部計(jì)量合為整體計(jì)量的處理結(jié)果通常誤差較大，反之，將整體計(jì)量拆分為局部計(jì)量結(jié)果誤差也大。實(shí)際上目前應(yīng)用的軌道稱(chēng)量裝置其計(jì)量方式(計(jì)量功能)都是單一性的，即整車(chē)計(jì)量時(shí)不能檢測(cè)輪重、軸重和轉(zhuǎn)向架重，反之亦然，即使可以進(jìn)行各項(xiàng)計(jì)量(輪、軸、轉(zhuǎn)向架、整車(chē)計(jì)量)，其計(jì)量精度也無(wú)法保證，并且由于無(wú)冗余配置可靠性相對(duì)較低(當(dāng)系統(tǒng)中有傳感器損壞時(shí)即影響系統(tǒng)計(jì)量精度)，如CN202048970U專(zhuān)利公告的多功能組合式無(wú)基坑不斷軌軌道稱(chēng)重裝置，雖然可以進(jìn)行各項(xiàng)稱(chēng)重，但也存在輪計(jì)量、軸計(jì)量、轉(zhuǎn)向架計(jì)量時(shí)精度相對(duì)較低及無(wú)冗余配置可靠性相對(duì)較低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決目前軌道稱(chēng)量裝置在輪計(jì)量、軸計(jì)量、轉(zhuǎn)向架計(jì)量或整車(chē)計(jì)量上方式單一，將局部計(jì)量整合為整體計(jì)量或整體計(jì)量拆分為局部計(jì)量處理時(shí)計(jì)量精度低，以及因部件故障等原因?qū)е卵b置運(yùn)行可靠性低的問(wèn)題，為此提供本發(fā)明的一種高精度智能化無(wú)基坑軌道稱(chēng)重裝置，這種軌道稱(chēng)量裝置計(jì)量精度高，運(yùn)行可靠性高，構(gòu)造簡(jiǎn)單。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是設(shè)有軌墊式傳感器和剪切應(yīng)變式傳感器，其特殊之處是具有至少三個(gè)稱(chēng)重單元，每個(gè)稱(chēng)重單元依軌道縱向間隔設(shè)置，所述三個(gè)稱(chēng)重單元分別為一號(hào)稱(chēng)重單元、二號(hào)稱(chēng)重單元、三號(hào)稱(chēng)重單元；所述一號(hào)稱(chēng)重單元具有二個(gè)所述剪切應(yīng)變式傳感器，該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相間一距離地設(shè)置于鋼軌腹板上，軌道下面于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器之間的區(qū)間設(shè)置有所述軌墊式傳感器，軌道下面對(duì)應(yīng)于所述二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相對(duì)所述軌墊式傳感器一側(cè)的另一側(cè)部位墊設(shè)有軌枕； 所述二號(hào)稱(chēng)重單元具有二個(gè)所述剪切應(yīng)變式傳感器，該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相間一距離地設(shè)置于鋼軌腹板上，軌道下面于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器之間的區(qū)間設(shè)置有所述軌墊式傳感器，軌道下面對(duì)應(yīng)于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相對(duì)所述軌墊式傳感器一側(cè)的另一側(cè)部位墊設(shè)有軌枕；所述三號(hào)稱(chēng)重單元具有二個(gè)所述剪切應(yīng)變式傳感器，該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相間一距離地設(shè)置于鋼軌腹板上，軌道下面于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器之間的區(qū)間設(shè)置有所述軌墊式傳感器，軌道下面對(duì)應(yīng)于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相對(duì)所述軌墊式傳感器一側(cè)的另一側(cè)部位墊設(shè)有軌枕。本發(fā)明中所述剪切應(yīng)變式傳感器可以是塞入式傳感器，也可以是夾緊接觸式傳感器。本發(fā)明所述軌道下面于二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器之間的區(qū)間所設(shè)置的軌墊式傳感器為二個(gè)或二個(gè)以上，以在空間上形成一稱(chēng)量區(qū)段。所述塞入式傳感器是已知的。所述夾緊接觸式傳感器為本申請(qǐng)人的ZL201020256600. I號(hào)發(fā)明專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)所披露的。本發(fā)明中所述軌墊式傳感器似同軌枕那樣墊置安裝于鋼軌下面，為減少振動(dòng)可以在傳感器與鋼軌之間鋪上減振膠墊。若干軌墊式傳感器形成一個(gè)稱(chēng)重信號(hào)感應(yīng)區(qū)，當(dāng)外力(車(chē)輪輪重)通過(guò)鋼軌作用到各傳感器上，形成多支點(diǎn)的受力稱(chēng)重軌，傳感器便產(chǎn)生一個(gè)與外力成正比的輸出信號(hào)。本發(fā)明中所述的一號(hào)稱(chēng)重單元、二號(hào)稱(chēng)重單元和三號(hào)稱(chēng)重單元具有相同的構(gòu)造。本發(fā)明具有至少所述三個(gè)稱(chēng)重單元，每個(gè)稱(chēng)重單元構(gòu)造相同，這些稱(chēng)重單元依軌道縱向間隔設(shè)置，這些稱(chēng)重單元組合構(gòu)成稱(chēng)重區(qū)。當(dāng)車(chē)輪相繼沿著軌道在稱(chēng)重區(qū)移動(dòng)通過(guò)稱(chēng)量單元時(shí)，每個(gè)稱(chēng)重單元分別計(jì)量出輪重；同軸左右兩輪重相加得軸重，同轉(zhuǎn)向架前后兩軸重相加得轉(zhuǎn)向架重，同車(chē)前后兩轉(zhuǎn)向架重相加得整車(chē)重。然后將各稱(chēng)重單元測(cè)定的重量進(jìn)行對(duì)比；如果各稱(chēng)重單元計(jì)量所得重量誤差在規(guī)定范圍內(nèi)，則取平均值作為最終結(jié)果。由于進(jìn)行了多次計(jì)量后取平均值，從而大大提高了計(jì)量的準(zhǔn)確性，最大限度地減少了計(jì)量誤差。如某一稱(chēng)重單元計(jì)量得到的重量其誤差超過(guò)規(guī)定范圍，則將其舍去，取其余稱(chēng)重單元的平均值作為最終結(jié)果，并且本發(fā)明的裝置即報(bào)警提示那個(gè)稱(chēng)重單元異常。由于本發(fā)明采用多次計(jì)量后求平均值，故極大提高了稱(chēng)量精度，降低了誤差。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)用輪重計(jì)量、軸重計(jì)量、轉(zhuǎn)向架重計(jì)量和整車(chē)重計(jì)量，并且精度高，誤差小。本發(fā)明還由于采用冗余配置，即設(shè)有至少三個(gè)構(gòu)造相同的稱(chēng)重單元，當(dāng)某一稱(chēng)重單元或稱(chēng)重單元中的某個(gè)傳感器故障時(shí)仍能正常工作，且此時(shí)本發(fā)明報(bào)警提示異常，大大提高了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。本發(fā)明還具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，成本低，維護(hù)方便等特點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明中軌墊式傳感器側(cè)面示意圖；圖3是圖2俯視圖；圖4是軌墊式傳感器安裝狀態(tài)示意圖；圖5是本發(fā)明中夾緊接觸式傳感器安裝狀態(tài)示意圖；圖6是夾緊接觸式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是夾緊接觸式傳感器部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明一區(qū)段受力狀態(tài)示意圖；圖9是對(duì)應(yīng)圖8剪切應(yīng)變式傳感器輸出信號(hào)曲線(xiàn)圖；圖10是對(duì)應(yīng)圖8軌墊式傳感器輸出信號(hào)曲線(xiàn)圖；圖11是圖9和圖10輸出信號(hào)疊加示意圖。圖中標(biāo)記為la、lb、lc剪切應(yīng)變式傳感器，11環(huán)體，12柔性過(guò)渡區(qū)，13端蓋，14腹板，141孔，15應(yīng)變片，151絲柵，16基座，17支架，18壓緊螺桿，19鎖緊螺母；2a、2b、2c軌墊式傳感器，21應(yīng)變孔，22電阻應(yīng)變片，23鋼軌卡槽，24卡件止退槽，25扣件安裝孔，26螺柱孔；3鋼制平臺(tái)(或現(xiàn)澆砼基礎(chǔ))，4軌枕，5鋼軌，6安裝底墊，7鋼軌扣件，8減震膠墊，P重力，Wl剪切應(yīng)變式傳感器輸出量，W2軌墊式傳感器輸出量，W剪切應(yīng)變式傳感器和軌墊式傳感器輸出疊加量。
具體實(shí)施例方式高精度智能化無(wú)基坑軌道稱(chēng)重裝置，具有至少三個(gè)稱(chēng)重單元，每個(gè)稱(chēng)重單元依軌道縱向間隔設(shè)置，所述三個(gè)稱(chēng)重單元分別為一號(hào)稱(chēng)重單元、二號(hào)稱(chēng)重單元、三號(hào)稱(chēng)重單元；所述一號(hào)稱(chēng)重單元具有二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器la，該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相間一距離地設(shè)置于鋼軌5腹板上，軌道下面于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器之間的區(qū)間設(shè)置有所述軌墊式傳感器2a，軌道下面對(duì)應(yīng)于所述二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相對(duì)所述軌墊式傳感器一側(cè)的另一側(cè)部位墊設(shè)有軌枕4 ；所述二號(hào)稱(chēng)重單元具有二個(gè)所述剪切應(yīng)變式傳感器lb，該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相間一距離地設(shè)置于鋼軌5腹板上，軌道下面于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器之間的區(qū)間設(shè)置有軌墊式傳感器2b，軌道下面對(duì)應(yīng)于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相對(duì)所述軌墊式傳感器一側(cè)的另一側(cè)部位墊設(shè)有軌枕；所述三號(hào)稱(chēng)重單元具有二個(gè)所述剪切應(yīng)變式傳感器lc，該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相間一距離地設(shè)置于鋼軌5腹板上，軌道下面于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器之間的區(qū)間設(shè)置有軌墊式傳感器2c，軌道下面對(duì)應(yīng)于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相對(duì)所述軌墊式傳感器一側(cè)的另一側(cè)部位墊設(shè)有軌枕。 典型的方案是所述剪切應(yīng)變式傳感器為夾緊接觸式傳感器。軌墊式傳感器其本體如同普通軌枕墊置于鋼軌下面。本體中部上面設(shè)有鋼軌卡槽23，卡槽兩側(cè)外延處各設(shè)有扣件安裝孔25和卡件止退槽24，近兩端部各設(shè)有應(yīng)變孔21，應(yīng)變孔內(nèi)設(shè)置有電阻應(yīng)變片22，本體兩端開(kāi)設(shè)有安裝用螺柱孔26 ;傳感器本體與鋼制平臺(tái)或現(xiàn)澆砼基礎(chǔ)3間墊設(shè)有安裝底墊6，鋼軌卡槽和鋼軌間墊有減震膠墊8，鋼軌與傳感器本體間設(shè)鋼軌扣件7。
夾緊接觸式傳感器具有環(huán)體11,環(huán)體具有一柔性過(guò)渡區(qū)12，環(huán)體內(nèi)連有腹板14，腹板上設(shè)有電阻應(yīng)變片15，環(huán)體后端連有端蓋13，設(shè)有連于基座16的位于鋼軌一側(cè)的支架17，基座可以與鋼制平臺(tái)3 —體，支架的螺孔中設(shè)有壓緊螺桿18，當(dāng)所述傳感器環(huán)體頂靠于鋼軌腹板時(shí)，所述壓緊螺桿前端能頂置于所述傳感器端蓋的外端，壓緊螺桿上設(shè)有鎖緊螺母19。電阻應(yīng)變片的絲柵151 —部分與環(huán)體一直徑方向平行，電阻應(yīng)變片絲柵其余部分與所述直徑方向直角相交，當(dāng)所述絲柵當(dāng)一部分與水平方向夾角為45°時(shí)，絲柵其余部分與水平方向夾角為135°。腹板14上開(kāi)有周向均布的四個(gè)孔141，該四個(gè)孔一一對(duì)應(yīng)于正方形各頂角處，當(dāng)所述正方形一對(duì)角方向兩個(gè)孔位于水平方向時(shí)，所述絲柵一部分與水平方向夾角為45°，絲柵其余部分與水平方向夾角為135°。當(dāng)車(chē)輪通過(guò)一號(hào)稱(chēng)重單元時(shí)，兩剪切應(yīng)變式傳感器Ia測(cè)出輪重，其輸出信號(hào)曲線(xiàn)如圖9示；軌墊式傳感器2a測(cè)出輪重，其輸出信號(hào)曲線(xiàn)如圖10示。將圖9和圖10信號(hào)疊加得圖11信號(hào)疊架圖，由圖11得出輪重計(jì)量值。同軸左右兩輪重之和為軸重，同轉(zhuǎn)向架前后兩軸重之和為轉(zhuǎn)向架重，同車(chē)前后兩轉(zhuǎn)向架重之和為整車(chē)重。同理，車(chē)輪通過(guò)二號(hào)、三
號(hào)......稱(chēng)重單元時(shí),各稱(chēng)重單元均可以測(cè)出輪重、軸重、轉(zhuǎn)向架重、整車(chē)重。將各稱(chēng)重單元的
計(jì)量結(jié)果作比較，若誤差在規(guī)定范圍內(nèi)，則取平均值為最終計(jì)量值。若某稱(chēng)重單元的計(jì)量結(jié)果誤差超出規(guī)定范圍，則舍去該稱(chēng)重單元計(jì)量值，取其余稱(chēng)重單元的計(jì)量結(jié)果的平均值，裝置并且報(bào)警指示該稱(chēng)重單元，提示維修或更換。
權(quán)利要求
1.高精度智能化無(wú)基坑軌道稱(chēng)重裝置，具有軌墊式傳感器和剪切應(yīng)變式傳感器，其特征是具有至少三個(gè)稱(chēng)重單元，每個(gè)稱(chēng)重單元依軌道縱向間隔設(shè)置，所述三個(gè)稱(chēng)重單元分別為一號(hào)稱(chēng)重單元、二號(hào)稱(chēng)重單元、三號(hào)稱(chēng)重單元； 所述一號(hào)稱(chēng)重單元具有二個(gè)所述剪切應(yīng)變式傳感器(Ia),該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相間一距離地設(shè)置于鋼軌(5)腹板上，軌道下面于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器之間的區(qū)間設(shè)置有所述軌墊式傳感器(2a)，軌道下面對(duì)應(yīng)于所述二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相對(duì)所述軌墊式傳感器一側(cè)的另一側(cè)部位墊設(shè)有軌枕(4)； 所述二號(hào)稱(chēng)重單元具有二個(gè)所述剪切應(yīng)變式傳感器(lb)，該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相間一距離地設(shè)置于軌道(5)腹板上，軌道下面于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器之間的區(qū)間設(shè)置有所述軌墊式傳感器(2b)，軌道下面對(duì)應(yīng)于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相對(duì)所述軌墊式傳感器一側(cè)的另一側(cè)部位墊設(shè)有軌枕； 所述三號(hào)稱(chēng)重單元具有二個(gè)所述剪切應(yīng)變式傳感器(lc)，該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相間一距離地設(shè)置于軌道(5)腹板上，軌道下面于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器之間的區(qū)間設(shè)置有所述軌墊式傳感器(2c)，軌道下面對(duì)應(yīng)于該二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相對(duì)所述軌墊式傳感器一側(cè)的另一側(cè)部位墊設(shè)有軌枕。
2.如權(quán)利要求I所述的軌道稱(chēng)重裝置，其特征是所述剪切應(yīng)變式傳感器為塞入式傳感器或夾緊接觸式傳感器。
全文摘要
計(jì)量精確，可靠性高的高精度智能化無(wú)基坑軌道稱(chēng)重裝置，具有軌墊式傳感器和剪切應(yīng)變式傳感器，具有至少三個(gè)稱(chēng)重單元，每個(gè)稱(chēng)重單元依軌道縱向間隔設(shè)置，一號(hào)稱(chēng)重單元具有二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器，二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相間一距離地設(shè)置于鋼軌腹板上，軌道下面于二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器之間的區(qū)間設(shè)置有軌墊式傳感器，軌道下面對(duì)應(yīng)于二個(gè)剪切應(yīng)變式傳感器相對(duì)所述軌墊式傳感器一側(cè)的另一側(cè)部位墊設(shè)有軌枕；二號(hào)與三號(hào)稱(chēng)重單元與一號(hào)稱(chēng)重單元構(gòu)造相同。本發(fā)明適合軌道車(chē)輛稱(chēng)重。
文檔編號(hào)G01G19/04GK102706421SQ20121018570
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者沈瑜平, 鄭濱濱, 鐘建哲, 顧佳捷 申請(qǐng)人:杭州錢(qián)江稱(chēng)重技術(shù)有限公司