心盘载荷监测装置、心盘装置及轨道车辆的制作方法

1.本发明涉及轨道车辆监控领域，特别涉及一种心盘载荷监测装置、心盘装置及轨道车辆。


背景技术：

2.铁路平车在线路运用保养量巨大,车辆前后偏载、超载情况无法判定，导致车辆运行存在安全隐患，同时因车辆偏载和超载对车辆寿命和性能产生不利影响。因此有必要对轨道车辆的载荷进行实时监测，避免出现偏载和超载。
3.目前测量轨道车辆偏载和超载的方式有以下几种：轨道衡测量法、通过压力传感器直接测量车轮通过压力的方法、通过钢轨应变力超偏载监测装置进行检测、3d激光扫描铁路货车超偏载自动监测，然而这些超偏载检测方法都是立足于轨面固定方式，安装过程较复杂，大部分都需要断轨安装，并且都不能监测车辆在途运行过程中的超偏载现象，无法实现轨道车辆载荷的随车监测，且大多投资大，成本高。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种心盘载荷监测装置、心盘装置及轨道车辆，无需断轨安装、能够实现轨道车辆载荷的随车监测，并且成本低、安装简单。
5.根据本发明第一方面实施例的心盘载荷监测装置，包括：下心盘，所述下心盘的中间区域开设有圆形的安装位；心盘载荷传感器，所述心盘载荷传感器的形状与所述安装位相匹配，所述心盘载荷传感器的中间开设有销轴孔，所述心盘载荷传感器固定在所述安装位内。
6.根据本发明实施例的心盘载荷监测装置，至少具有如下有益效果：
7.通过在下心盘上开设安装位，将心盘载荷传感器固定在下心盘内，代替下心盘中间区域的原有部分，不改变轨道车辆上除下心盘之外的任何零部件结构，不改变下心盘与上心盘及中心销的装配结构，无需断轨安装、安装方便且成本低，通过心盘载荷传感器来获取心盘受到的压力，可以实时监控轨道车辆的载荷，实现车载随车监测，避免偏载和超载的情况发生，提高轨道车辆运行过程中的安全性。
8.根据本发明的一些实施例，所述安装位为凹槽。
9.根据本发明的一些实施例，所述安装位为通孔。
10.根据本发明的一些实施例，所述心盘载荷传感器的侧壁开设有多个沉孔以用于通过螺栓固定在所述通孔的内侧壁。
11.根据本发明的一些实施例，所述心盘载荷传感器包括支撑盘和多个应力片，多个应力片均匀分布在所述支撑盘的内部。
12.根据本发明的一些实施例，所述下心盘的外侧壁开设有豁口以用于安装防水连接头。
13.根据本发明第二方面实施例的心盘装置，包括：上心盘和上述的心盘载荷监测装置，所述上心盘的底部与所述心盘载荷传感器的上表面抵接。
14.根据本发明实施例的心盘装置，至少具有如下有益效果：
15.通过在下心盘上开设安装位，将心盘载荷传感器固定在下心盘内，代替下心盘中间区域的原有部分，不改变轨道车辆上除下心盘之外的任何零部件结构，不改变下心盘与上心盘及中心销的装配结构，无需断轨安装、安装方便且成本低，通过心盘载荷传感器来获取心盘受到的压力，可以实时监控轨道车辆的载荷，实现车载随车监测，避免偏载和超载的情况发生，提高轨道车辆运行过程中的安全性。
16.根据本发明的一些实施例，所述心盘载荷传感器和所述上心盘之间设置有心盘磨耗盘。
17.根据本发明第三方面实施例的轨道车辆，包括列车本体，所述列车本体内设置有监测终端和上述的心盘装置，所述监测终端与所述心盘载荷传感器通讯连接。
18.根据本发明实施例的轨道车辆，至少具有如下有益效果：
19.通过在下心盘上开设安装位，将心盘载荷传感器固定在下心盘内，代替下心盘中间区域的原有部分，不改变轨道车辆上除下心盘之外的任何零部件结构，不改变下心盘与上心盘及中心销的装配结构，无需断轨安装、安装方便且成本低，通过心盘载荷传感器来获取心盘受到的压力，可以实时监控轨道车辆的载荷，实现车载随车监测，避免偏载和超载的情况发生，提高轨道车辆运行过程中的安全性。
20.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
22.图1为本发明一种实施例的心盘载荷传感器的结构示意图；
23.图2为本发明一种实施例的心盘装置的爆炸图；
24.图3为本发明一种实施例的心盘装置的剖视图。
25.附图标号：
26.下心盘100、安装位110、豁口120、螺孔130；
27.心盘载荷传感器200、销轴孔210、沉孔220；
28.上心盘300；
29.心盘磨耗盘400。
具体实施方式
30.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不
能理解为对本发明的限制。
32.在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
33.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
34.本发明一种实施例的心盘载荷监测装置，包括：下心盘100和心盘载荷传感器200，原本轨道车辆中的下心盘为实心结构，上心盘、心盘磨耗盘和下心盘组合成心盘装置套在中心销上承托车体重量，本实施例中将下心盘100的中间区域去除一部分，形成圆形的安装位110，参考图1，心盘载荷传感器200与安装位110的形状相同，中间也开设有与常规下心盘相同的销轴孔210，即心盘载荷传感器200结构与下心盘100去除部分的结构相同，因此下心盘100可以嵌入安装位110，并且嵌入安装位110后不改变下心盘100的形状，不改变其与磨耗盘和上心盘及中心销的装配条件，安装方便。心盘载荷传感器200可以实时检测心盘装置受到的压力，从而获取轨道车辆的装载重量，实现车载随车监测，避免偏载和超载的情况发生，提高轨道车辆运行过程中的安全性。
35.其中，安装位110可以为凹槽也可以为通孔，通孔方便加工，凹槽可以直接嵌入心盘载荷传感器200实现固定，无需额外固定手段。本实施例中以通孔为例，参考图1-图3，心盘载荷传感器200的侧壁开设有多个沉孔220，本实施例中沉孔220为四个，分别安装在心盘载荷传感器200的前、后、左、右四个方向的侧壁上，下心盘100的对应处也设置有螺孔130，通过螺栓将心盘载荷传感器200固定在下心盘100的内侧壁。
36.其中，心盘载荷传感器200包括支撑盘和四个应力片，支撑盘的形状与常规下心盘的中间区域的形状相同，四个应力片预埋在支撑盘的内部且均匀分布，进一步提高测量精度。可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需要增减应变片的数量。其中，下心盘100的外侧壁开设有豁口120以用于安装防水连接头，防水连接头将心盘载荷传感器200的数据线连接至车载的监测终端从而实时反馈载荷数据。
37.参考图2和图3所示，本发明一种实施例的心盘装置，包括上心盘300和上述实施例的心盘载荷监测装置，上心盘300、心盘磨耗盘400和带心盘载荷传感器200的下心盘依次层叠。按照铁路货车结构，一辆货车搭配安装两个本实施例中的心盘装置，用于监测铁路货车的前后偏载情况，单个心盘装置的量程45吨，两个心盘装置的总量程达到90吨，测量量程超过绝大部分铁路货车额定载荷，并冗余一定超负荷装载测量空间，因此适用绝大多数铁路货车车型。本实施例的心盘装置能直接随车安装，突破了以往测量偏载和超载需要在轨道或轨旁安装传感器进行定点监测的局限性。
38.本发明一种实施例的轨道车辆，包括列车本体，列车本体内设置有监测终端和上述实施例的心盘装置，监测终端与心盘载荷传感器200通讯连接。由于轨道车辆采用了上述实施例的心盘装置和心盘载荷监测装置的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。
39.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作
出各种变化。