一种轨道交通列车接近传感器的安装结构的制作方法

本实用新型涉及一种轨道交通列车接近传感器的安装结构。

背景技术：

在轨道交通地铁应用领域中，关于列车进站停车，尤其是针对有站台屏蔽门的车站，为了很好地实现列车门和站台屏蔽门对齐，保证停站精度在一定的范围内，主流的系统解决方案有两种：

1.利用欧式信标的精确定位来实现列车精确停车；

2.利用美式信标和接近传感器组合来实现列车精确停车；

而在利用美式信标和接近传感器的组合方案中，接近传感器的恰当应用，对于列车最终的定位精度会有比较大的影响。

具体的方案：当列车驶入某个车站，列车信号控制器会先读到美式信标，然后根据这个美式信标，列车信号控制器会打开接近传感器的传输信号的探测窗口，来探测接近传感器的传输状态，如果接近传感器的传输状态按照设计要求进行了电平转换，列车信号控制器会发出控制信号，让列车停车；所以，在这里如何精确探测到接近传感器的传输状态的是否按照要求进行了电平转换，直接影响列车的进站停车精度。

而接近传感器的合理的安装工艺，以及接近传感器的安装环境能否很好地满足无金属区的要求，决定了接近传感器在现场的真实表现。

当前，接近传感器的安装方式为：

接近传感器牢固安装在车辆底部，使用四个M8螺栓、垫圈和螺母。如图1所示，接近传感器本身的尺寸为150mm×200mm×68mm(宽×长×厚)，设计了一款接近传感器安装底板，尺寸为150mm×280mm×1mm(宽×长×厚)，这个接近传感器安装底板是供应商在接近传感器出厂前已经装配完成的。如图2所示为接近传感器的现场安装示意图，在列车底部，自列车底部向地面的方向上，依次安装有安装支架40(连接列车底部和接近传感器的安装底板)、垫片组30、接近传感器安装底板20和接近传感器10；在轨道面床上，对应接近传感器10的位置安装有接近盘50，接近盘50的厚度为15mm；这里要求：

a.接近传感器的下表面至接近盘上表面的距离为90mm±3mm；

b.接近传感器的下表面至轨道上表面的距离为105mm±3mm；

c.垫片组的调整范围为0～35mm；

接近传感器的周围从边缘起200mm范围内不应有金属。

在多年的运行过程中，正常情况下，轮径的范围会在770mm到840mm间，结合这个状况在接近传感器和安装支架之间设置了由7个垫片构成的垫片组，每个垫片的厚度为5mm，轮径的补偿可以通过调整垫片组来实现。

应用目前的接近传感器安装方式，在实际的地铁运行过程中会发现：

1.接近传感器并没有在设计的位置改变(提前或滞后)传输给列车信号控制器的信号状态；

2.接近传感器的传输状态一直保持在一定的状态，比如高电平。

按照设计，接近传感器会给列车信号控制器传输状态；通过这个传输状态的高低电平变化，来通知列车信号控制器控制列车停站；列车行驶在区间时，接近传感器给列车信号控制器的传输状态为低电平；当接近传感器检测到接近盘的时候，这个传输状态就会变为高电平，此时列车信号控制器就会通知列车进行制动并停车。

但是在实际使用过程中，经常会发生接近传感器的传输状态并没有按照设计在指定的位置点进行高低电平切换，而是提前或者滞后变化。

针对现场接近传感器的这个实际使用状况，进行现场实际观测和统计发现：接近传感器的传输状态进行高低电平切换的位置点并没有一个确定的规律，即无法通过一定的补偿来解决这个提前变化。

所以，导致列车进站时，当检测到美式信号后，打开接近传感器探测窗口，能够提前或者滞后检测到接近传感器的高低电平转换，从而进一步影响列车停站的精度，这样就会导致以下状况：

1.由于列车门并没有很好对齐站台屏蔽门，导致列车门和站台屏蔽门的打开重叠空间无法或者很难满足乘客顺利通过门，影响乘客满意度；

2.如果列车门和站台屏蔽门的打开重叠空间无法使乘客通过门，从而会要求列车二次定位停车，影响整体列车的运行效率，同时影响乘客满意度。

另外一个现状是：在现场进行接近传感器以及相关辅件安装时，由于接近传感器对于安装精度要求比较高，也即前面提到的几个安装要求：接近传感器下表面离轨道上表面的距离和接近传感器下表面离接近盘上表面的距离的要求，安装误差在±3mm；但是在现场实施安装过程中，这些安装位置要求比较难以实现。

结合接近传感器的内部实现原理，目前有两种主流的接近传感器：即带电位计式的接近传感器和带自适应式的接近传感器；传统的接近传感器均是带电位计式的接近传感器，这类接近传感器的优点是：一旦安装到位，即满足安装要求以及200mm的无金属区要求时，带电位计式的接近传感器对于接近盘位置的探测精度比较高；而带自适应式的接近传感器，所谓的自适应，顾名思义，在这类接近传感器上会设计有按钮，当接近传感器安装到位(对于这类接近传感器安装精度要求不高)，然后按下这个自适应按钮，接近传感器会自动去探测周围的安装环境(无金属区范围)，然后会通过不同的灯位颜色来告知周围的安装环境是否满足安装要求；所以带自适应式的接近传感器可探测的范围相比带电位计式的接近传感器会宽些，而且能够更好地适应周围的环境。

根据目前轨道交通信号领域对于列车到站停车的技术要求，需要接近传感器能够在一定的位置，比较精确地探测到接近盘，从而改变接近传感器的输出给列车信号控制器的信号状态，列车信号控制器结合这个信号状态的变化来发出相关命令给列车进行精确停车。

如上述所说，需要选用这类带电位计式的接近传感器来实现列车到站停车的技术要求，同时，也就带来针对带电位计式的接近传感器的现场安装实现困难的状况；只有现场安装严格按照带电位计式的接近传感器的几点安装要求并保证精度，才能真正意义上实现系统对于列车到站精确停车的技术要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种轨道交通列车接近传感器的安装结构，它能较好地解决接近传感器探测灵敏度的问题，能够使得接近传感器给列车信号控制器传输状态按照设计指定的位置检测到接近盘而变化，从而使得列车信号控制器及时发出相关命令给列车，达到精确停车的效果，进而保证列车日常的运行调度效率以及提高乘客乘坐列车的舒适度和满意度。

本实用新型的目的是这样实现的：一种轨道交通列车接近传感器的安装结构，包括连接在列车底部和接近传感器之间的安装支架；接近传感器依次通过安装底板和垫片组并通过四个螺栓、垫圈和螺母安装在所述安装支架的下表面；所述接近传感器的宽×长×厚为150mm×200mm×68mm；所述安装底板的宽×长×厚为150mm×280mm×1mm；列车运行的轨道上表面安装一厚度为15mm的接近盘；接近传感器的下表面至接近盘上表面的距离为90mm±3mm；接近传感器的下表面至轨道上表面的距离为105mm±3mm；其中，

所述安装底板与垫片组之间还设有一块隔离板，该隔离板的表面镀锌，该隔离板的厚度为2mm，宽×长为550mm×600mm，或宽×长为450mm×500mm，或宽×长为350mm×400mm，该隔离板上开设四个与安装底板上的安装孔对应的通孔。

上述的轨道交通列车接近传感器的安装结构，其中，所述垫片组由七个垫片叠加而成，每个垫片的厚度为5mm；

当列车的轮径值介于840mm和830mm时，七个垫片均设在所述隔离板与安装支架的下表面之间；

当列车的轮径值介于830mm和820mm时，所述隔离板与安装支架的下表面之间设置六个垫片；

当列车的轮径值介于820mm和810mm时，所述隔离板与安装支架的下表面之间设置五个垫片；

当列车的轮径值介于810mm和800mm时，所述隔离板与安装支架的下表面之间设置四个垫片；

当列车的轮径值介于800mm和790mm时，所述隔离板与安装支架的下表面之间设置三个垫片；

当列车的轮径值介于790mm和780mm时，所述隔离板与安装支架的下表面之间设置二个垫片；

当列车的轮径值介于780mm和770mm时，所述隔离板与安装支架的下表面之间设置一个垫片；

当列车的轮径值达到770mm时，所述隔离板与安装支架之间不设垫片。

本实用新型的轨道交通列车接近传感器的安装结构与现有技术相比具有以下特点：

1.通过在接近传感器与垫片组之间设置镀锌隔离底板，很好地隔离来自列车底部的金属件对接近传感器的干扰，使这个干扰值稳定在一定的水平；同时，也有效地避免了由于列车车轮磨损所带来的其他金属件侵入接近传感器周围200mm无金属区的风险；

2.通过垫片组来调整列车车轮磨损所引起接近传感器与接近盘之间的距离变化，使轮径变化得到补偿，有效保证了接近传感器检测距离；

3.使用安装木尺工装1和2，能比较容易地使用现场对接近传感器的严苛的安装工艺要求。

本实用新型的轨道交通列车接近传感器的安装结构，能较好地解决接近传感器探测灵敏度的问题，能够使得接近传感器给列车信号控制器传输状态按照设计指定的位置检测到接近盘而变化，从而使得列车信号控制器及时发出相关命令给列车，达到精确停车的效果，进而保证列车日常的运行调度效率以及提高乘客乘坐列车的舒适度和满意度。

附图说明

图1是接近传感器的安装尺寸示意图；

图2是现有技术的轨道交通列车接近传感器的安装结构的示意图；

图3是本实用新型的轨道交通列车接近传感器的安装结构的示意图；

图4是图3的一种实施例的A向视图；

图5是图3的另一种实施例的A向视图；

图6是针对本实用新型的轨道交通列车接近传感器的安装结构进行模拟实验时的一种状态图；

图7是针对本实用新型的轨道交通列车接近传感器的安装结构进行模拟实验时的另一种状态图；

图8是本实用新型的轨道交通列车接近传感器安装时采用的一种安装工装的结构示意图；

图9是本实用新型的轨道交通列车接近传感器安装时采用的另一种安装工装的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

请参阅图3至图9，本实用新型的轨道交通列车接近传感器的安装结构，包括安装支架40、垫片组30、安装底板20和接近传感器10；其中，

安装支架40的侧面连接在列车底部；

接近传感器10依次通过安装底板20和垫片组30安装在安装支架40的下表面；接近传感器10的宽×长×厚为150mm×200mm×68mm；

安装底板20的宽×长×厚为150mm×280mm×1mm；

列车运行的轨道上表面60安装一厚度为15mm的接近盘50；

接近传感器10的下表面至接近盘50上表面的距离为90mm±3mm；

接近传感器10的下表面至轨道上表面60的距离为105mm±3mm。

安装底板20与垫片组30之间还设有一块隔离板70，该隔离板70的表面镀锌，该隔离板70的厚度为2mm，宽×长为550mm×600mm，或该隔离板70’的宽×长为450mm×500mm，或宽×长为350mm×400mm，该隔离板70上开设四个与安装底板20上的安装孔对应的通孔，使接近传感器10依次通过安装底板20、隔离板70和垫片组30并通过四个螺栓41、垫圈和螺母42安装在安装支架40的下表面；

三种隔离板70的使用是根据车底安装空间的情况选定。通过这个隔离板，隔离来自隔离底板四周(主要是接近传感器上方，即列车车底位置)金属件的干扰，使来自列车车底的金属件对接近传感器的干扰稳定在一定的水平，也即对于接近传感器的探测灵敏度的干扰是一个稳定的值，那么比较容易通过初期的安装校准来使接近传感器的探测灵敏度保持在一个稳定的水平。

对于宽×长为550mm×600mm这款隔离板是考虑严格安装200mm的无金属区，即在接近传感器的宽度方向((550mm-150mm)/2＝200mm)和长度方向((600mm-200mm)/2＝200mm)均预留200mm的无金属区空间，最大限度保证来自列车车底的金属件对接近传感器的干扰稳定在一定的水平；

而对于宽×长为350mm×400mm这款隔离板是考虑安装一定的干扰角度，在接近传感器的宽度方向((350mm-150mm)/2＝100mm)和长度方向：((400mm-200mm)/2＝100mm)均预留100mm的无金属空间，在结合车底实际安装环境下保证来自车底的金属件对接近传感器的干扰稳定在一定的水平。

垫片组30由七个垫片叠加而成，每个垫片的厚度为5mm；

当列车的轮径d的值介于840mm和830mm时，七个垫片均设在隔离板70的上表面与安装支架40的下表面之间；

当列车的轮径值介于830mm和820mm时，隔离板70与安装支架40的下表面之间设置六个垫片；

当列车的轮径值介于820mm和810mm时，隔离板70与安装支架40的下表面之间设置五个垫片；

当列车的轮径值介于810mm和800mm时，隔离板70与安装支架40的下表面之间设置四个垫片；

当列车的轮径值介于800mm和790mm时，隔离板70与安装支架40的下表面之间设置三个垫片；

当列车的轮径值介于790mm和780mm时，隔离板70与安装支架40的下表面之间设置二个垫片；

当列车的轮径值介于780mm和770mm时，隔离板70与安装支架40的下表面之间设置一个垫片；

当列车的轮径值达到770mm时，隔离板40与安装支架40之间不设垫片；

使接近传感器10的下表面至轨道上表面60的距离为105mm＞h＞100mm。

通过实验最终发现，宽×长为550mm×600mm这款隔离底板效果最好，对于宽×长为350mm×400mm这款隔离板可以满足现场使用需求。实验是模拟现场真实使用环境，比对三款隔离底板对接近传感器的影响。

实验材料：接近传感器10；三款隔离板70各一块；第一测试靶81和第二测试靶82(宽×长×高为150mm×280mm×1mm)；垫块83(120mm厚书本或类似非金属材料)。

实验步骤：

1.测试平台准备，将实验材料按图6所示搭建完毕；先不放置第二测试靶82；

2.逆时针调节多圈电位计直至接近传感器10检测不到第一测试靶81；

3.顺时针慢速调节多圈电位计直至接近传感器10检测到第一测试靶81；

4.将第二测试靶82从接近传感器10的下表面靠近接近传感器10，观察接近传感器10的输出是否有状态变化；

5.将第二测试靶82按图7中A、B、C、D四个方向示靠近接近传感器10，直到接近传感器10的输出有状态变化，记下距离；

6.更换另外二款尺寸不同的隔离板，重复步骤4、5。

另外，针对“接近传感器的安装工艺要求比较高”的要求设计了第一安装工装91，第一安装工装91的长度为105mm(误差±1mm)(见图8)；那么在实际现场安装过程中，安装技工只需要利用这个第一安装工装91去校核接近传感器10下表面和轨道上表面60的距离，就能够比较好地实现接近传感器10的下表面距离轨道上表面60的距离为105mm±3mm；

同样道理，设计长度为90mm(误差±1mm)的第二安装工装92(见图9)；在实际现场安装过程中，安装技工只需要利用这个第二安装工装92去校核接近传感器10下表面和接近盘50上表面的距离，就能够比较好地实现接近传感器10的下表面距离接近盘50上表面的距离为90mm±3mm。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。