扣件松动检测装置及系统、方法与流程

1.本发明涉及铁路轨道或铁路轨道附件技术领域，尤其涉及一种扣件松动检测装置及系统、方法。


背景技术：

2.由于铁路扣件系统的物理特性及其随着铁路建设地理区位的分布式结构，现有铁路的传统铁路扣件系统监测方式主要是人工定期巡检形式，巡检人员通过敲击扣件听声音、手摸扣件感受其稳定性、塞尺检查弹条与轨距挡板的距离等形式来监测扣件的健康状态。而人工作业形式存在一定的局限性，作业手段对人员的状态依赖性高，巡检时间长、效率低、巡检质量难以控制，其次，受气候条件影响大，不能及时发现危险因素，只有扣件已经严重松动到人工可以感知的程度，才可以通过人工的手段发现危险，无法做到预警的效果。
3.因此，目前主要自动化监测手段来监测扣件的松动，一种是利用光学视觉识别技术对扣件进行标定、图像识别，识别其旋转松动。监测者在扣件螺帽及其被坚固件绘制彩色标志线，并利用图像识别技术记录其初始状态。生产过程中，使用图像识别设备定期巡检扫描扣件，识别是图像状态变化，从而识别扣件的松动；另一种是在扣件中植入光纤传感器，利用光纤的光学特点，光纤传感器连接到外部光学检测设备，检测光纤在螺帽扣件旋转松动对光纤内光波的变化来实现螺帽的松动预警。
4.而利用视觉识别技术中，由于铁路的物理环境、光照条件、雨雪天气、表面污染等，造成图像采集装置在采集扣件表面图像时，存在极大的漏检风险。利用光纤传感器的方式中，由于每个被监测扣件必须要植入光纤，且每根光纤需要连接到光学检测设备，其连接特性复杂及其成本高特点，导致其应用场景有限，不适合铁路等领域大规模应用。


技术实现要素：

5.本发明提供一种扣件松动检测装置及系统、方法，用以解决现有技术中自动化监测技术手段来检测扣件的松动受环境影响存在漏检风险或结构复杂且成本高的缺陷。
6.本发明提供一种扣件松动检测装置，包括：
7.固定座，与被紧固体固定连接；
8.随动件，与扣件的螺帽固定连接，且所述随动件能够与所述螺帽同步旋转；
9.电子芯片，设置在所述固定座内；
10.移动件，滑动设置在所述固定座内，且所述随动件转动能够带动所述移动件由第一位置移动至第二位置；
11.其中，所述移动件位于所述第一位置时，所述移动件与所述电子芯片电连接，所述电子芯片能够向采集装置输出第一信息；
12.所述移动件位于所述第二位置时，所述移动件与所述电子芯片分离，所述电子芯片能够向所述采集装置输出第二信息。
13.根据本发明提供的一种扣件松动检测装置，还包括：
14.连接块，设置在所述固定座内，所述连接块与所述电子芯片电连接，所述移动件位于所述第一位置时，所述移动件与所述连接块电连接；所述移动件位于所述第二位置时，所述移动件与所述连接块分离。
15.根据本发明提供的一种扣件松动检测装置，所述随动件上设置有用于推动所述移动件滑动的凸部。
16.根据本发明提供的一种扣件松动检测装置，所述固定座上设置有：
17.环形槽，与所述扣件的螺帽同轴设置，所述环形槽环绕所述随动件设置，所述凸部伸入所述环形槽内；
18.滑槽，所述移动件滑动设置在所述滑槽内，所述滑槽靠近所述电子芯片的部分与所述环形槽重合，以使所述凸部能够移动至所述滑槽内推动所述移动件。
19.根据本发明提供的一种扣件松动检测装置，所述连接块上设置有两个插槽，两个所述插槽内设置有导电件，两个所述导电件分别与所述电子芯片的正极端和负极端电连接，所述移动件靠近所述连接块的一端设置有两条连接导线，两条所述连接导线分别插入两个所述插槽内，且两条所述连接导线分别与两个所述导电件电连接。
20.根据本发明提供的一种扣件松动检测装置，还包括：
21.连接件，位于所述扣件的垫片和所述扣件的弹条之间，所述连接件分别与所述垫片和所述弹条抵紧；
22.连接架，用于连接所述连接件和所述固定座。
23.根据本发明提供的一种扣件松动检测装置，所述连接架包括：
24.卡圈，设置在所述固定座的上端，且所述卡圈环绕所述随动件设置；
25.多个插件，与所述卡圈固定连接，多个所述插件穿过所述固定座与所述连接件连接或插接。
26.根据本发明提供的一种扣件松动检测装置，所述固定座的上端面设置有环形角度刻度，所述环形角度刻度环绕所述随动件设置；且所述随动件上设置有指向所述环形角度刻度的标识，所述标识位于所述凸部的上方。
27.本发明还提供一种扣件松动检测系统，包括：
28.如上述任意一项所述的扣件松动检测装置；
29.采集装置，用于采集所述扣件松动检测装置的电子芯片的输出信息。
30.本发明还提供一种扣件松动检测方法，基于上述所述的扣件松动检测系统，包括：
31.将采集装置移动至扣件松动检测装置处；
32.所述采集装置采集所述扣件松动检测装置的电子芯片的输出信息，其中，
33.当所述采集装置采集到所述电子芯片输出的第一信息时，所述采集装置输出扣件的螺帽未松动的信息；
34.当所述采集装置采集到所述电子芯片输出的第二信息时，所述采集装置输出所述扣件的螺帽松动或具有松动趋势的信息。
35.本发明提供的扣件松动检测装置及系统、方法，扣件松动检测装置包括固定座、随动件、电子芯片和移动件。固定座与被紧固体固定连接，以使扣件松动检测装置安装在被紧固体上。随动件与扣件的螺帽固定连接，并且随动件能够与螺帽同步旋转，电子芯片设置在固定座内，移动件可以滑动设置在固定座内，并且随动件转动能够带动移动件由第一位置
移动至第二位置。
36.其中，移动件位于第一位置时，移动件与电子芯片电连接，并且电子芯片能够向采集装置输出第一信息，此时说明随动件并未转动，即螺帽未发生旋转，这样可以通过采集装置检测出扣件的螺帽并未松动或没有松动趋势。
37.移动件位于第二位置时，即随动件带动移动件移动至第二位置时，移动件与电子芯片分离，即移动件与电子芯片断开连接，电子芯片能够向采集装置输出第二信息，此时说明随动件发生转动，即螺帽发生旋转，这样可以通过采集装置检测出扣件的螺帽发生松动或有松动趋势。
38.如此设置，通过采集扣件松动检测装置的电子芯片输出的信息来判断扣件的螺帽是否转动，以判断扣件是否松动或具有松动的趋势，从而可以在铁路扣件的螺帽松动旋转发生时给出预警，可以有效避免扣件实际脱落的风险；并且无需改变现有铁路扣件系统结构和安装工艺，不会改变现有铁路扣件系统的安全设计，不影响其现有的安全结构。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1是本发明提供的扣件松动检测装置的使用示意图；
41.图2是本发明提供的扣件松动检测装置的使用示意图(隐藏弹条和轨距挡板)；
42.图3是本发明提供的扣件松动检测装置的爆炸图；
43.图4是本发明提供的扣件松动检测装置的内部结构示意图(隐藏固定座和连接架)；
44.图5是本发明提供的扣件松动检测装置的立体图；
45.图6是本发明提供的固定座的立体图之一；
46.图7是本发明提供的固定座的立体图之二；
47.图8是本发明提供的固定座的立体图之三；
48.图9是本发明提供的扣件松动检测装置的俯视图(隐藏连接架)；
49.图10是本发明提供的固定座的剖视图；
50.图11是本发明提供的连接件的立体图；
51.图12是本发明提供的连接架的立体图；
52.图13是本发明提供的随动件的立体图；
53.图14是本发明提供的电子芯片的立体图；
54.图15是本发明提供的移动件的立体图；
55.图16是本发明提供的连接块的立体图；
56.图17是本发明提供的卡件的立体图。
57.附图标记：
58.1、轨距挡板；2、螺杆；3、螺帽；4、垫片；
59.5、弹条；6、固定座；61、第一固定腔；62、盖板；
60.63、第二固定腔；64、环形槽；65、滑槽；66、第一穿孔；
61.67、卡槽；7、连接件；71、第二穿孔；8、连接架；
62.81、卡圈；82、插件；9、随动件；91、凸部；
63.92、标识；10、电子芯片；101、正极导线；102、负极导线；
64.11、移动件；111、连接导线；12、连接块；121、凹槽；
65.13、卡件；131、固定环；132、凸块。
具体实施方式
66.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
67.下面结合图1至图17描述本发明的扣件松动检测装置及系统、方法。
68.如图1所示，本发明提供的一种扣件松动检测装置，包括固定座6、随动件9、电子芯片10和移动件11。
69.固定座6可以与被紧固体固定连接，以使扣件松动检测装置安装在被紧固体上。这里，被紧固体可以为铁轨，或者，被紧固体可以为扣件的垫片4和螺杆2。
70.随动件9可以与扣件的螺帽3固定连接，并且随动件9能够与螺帽3同步旋转，这样，螺帽3旋转可以带动随动件9旋转，通过对随动件9旋转的检测可以实现对螺帽3进行检测。
71.此外，电子芯片10可以设置在固定座6内，移动件11可以滑动设置在固定座6内，并且随动件9转动能够带动移动件11由第一位置移动至第二位置。
72.其中，移动件11位于第一位置时，移动件11与电子芯片10电连接，可以形成回路，并且电子芯片10能够向采集装置输出第一信息，此时说明随动件9并未转动，即螺帽3未发生旋转，这样可以通过采集装置检测出扣件的螺帽3并未松动或没有松动趋势。
73.移动件11位于第二位置时，即随动件9带动移动件11移动至第二位置时，移动件11与电子芯片10分离，即移动件11与电子芯片10断开连接，形成开路，此时，电子芯片10能够向采集装置输出第二信息，此时说明随动件9发生转动，即螺帽3发生旋转，这样可以通过采集装置检测出扣件的螺帽3发生松动或有松动趋势。
74.这里，第一信息可以为aa10011，第二信息可以为aa10010。移动件11的材质可以为导电材质。
75.如此设置，通过采集扣件松动检测装置的电子芯片10输出的信息来判断扣件的螺帽3是否转动，以判断扣件是否松动或具有松动的趋势，从而可以在铁路扣件的螺帽3松动旋转发生时即可给出预警，可以有效避免扣件实际脱落的风险；并且无需改变现有铁路扣件系统结构和安装工艺，不会改变现有铁路扣件系统的安全设计，不影响其现有的安全结构。此外，相对于现有检测装置，扣件检测装置在移动件11与电子芯片10断开连接后，即形成开路状态后，电子芯片10依然可以输出信息，以供采集装置采集，这样，可以提高扣件松动检测装置的精确性，从而提高对扣件的螺帽3松动检测的准确性。
76.在本发明的可选实施例中，扣件松动检测装置还可以包括连接块12，连接块12可以设置在固定座6内，并且连接块12与电子芯片10电连接，移动件11位于第一位置时，移动
件11与连接块12电连接，使移动件11与电子芯片10电连接；移动件11位于第二位置时，移动件11与连接块12分离，使移动件11与电子芯片10断开连接。
77.在可选的实施例中，连接块12内设置有两个导电件，两个导电件分别与电子芯片10的正极端和负极端通过正极导线101和负极导线102电连接。
78.这里，正极导线101和负极导线102分别可以与两个导电件焊接。这样，可以提高电子芯片10与导电件连接的稳固性，从而避免正极导线101和/或负极导线102与导电件分离而致使电子芯片10无法正常输出信息。
79.并且，导电件与连接块12为一体式结构。
80.在本实施例中，两个导电件上分别设置有凹槽121，以分别供正极导线101和负极导线102嵌入，这样，可以增大正极导线101和负极导线102分别与两个导电件的接触面积，从而可以保证正极导线101和负极导线102与导电件接触良好。
81.在可选的实施例中，连接块12上可以设置有两个插槽，两个导电件远离电子芯片10的一端分别位于两个插槽内；并且，移动件11靠近连接块12的一端可以设置有两条连接导线111，两条连接导线111分别插入两个插槽内、并分别与两个导电件电连接。这样，移动件11可以通过两条连接导线111分别与两个导电件电连接，从而与电子芯片10的正极端和负极端电连接。
82.在可选的实施例中，固定座6上可以设置有第一固定腔61，电子芯片10设置在第一固定腔61内；固定座6上可以设置有第二固定腔63，连接块12设置在第二固定腔63内。
83.并且，固定座6内可以设置有两个连通孔，两个连通孔均用于连通第一固定腔61和第二固定腔63，并且正极导线101和负极导线102分别穿过连通孔伸入至第二固定腔63内与连接块12连接。
84.在可选的实施例中，固定座6还可以包括盖板62，盖板62设置在第一固定腔61的上方，盖板62用于封闭第一固定腔61，以将电子芯片10封闭在第一固定腔61内。这里，盖板62与固定座6可拆卸地连接，以便于拆装电子芯片10。
85.在本发明的可选实施例中，随动件9上可以设置有凸部91，凸部91用于推动移动件11滑动。这样，随动件9在随螺帽3发生旋转时，便于带动移动件11由第一位置水平移动至第二位置。
86.在可选的实施例中，随动件9可以为随动轴，随动轴套设在扣件的螺帽3外，并且随动轴与扣件的螺帽3紧密贴合并形成固定连接，凸部91设置在随动轴的外壁上。
87.这里，固定座6设置有通孔，随动轴位于通孔内，并且随动轴与通孔的孔壁间隙配合。通孔与扣件的螺帽3同轴设置。
88.在本发明的可选实施例中，固定座6上可以设置有环形槽64和滑槽65，其中，环形槽64与扣件的螺帽3同轴设置，并且环形槽64环绕随动件9设置，随动件9上的凸部91伸入环形槽64内；移动件11滑动设置在滑槽65内，并且滑槽65靠近电子芯片10的部分可以与环形槽64重合，以使随动件9上的凸部91能够移动至滑槽65内，从而推动移动件11。
89.这里，环形槽64与通孔连通。
90.在可选的实施例中，滑槽65与第二固定腔63连通，以便于移动件11上的连接导线111插入至连接块12的插槽内。
91.在本发明的可选实施例中，扣件松动检测装置还可以包括连接件7和连接架8，连
接件7可以位于扣件的垫片4和扣件的弹条5之间，并且连接件7分别与垫片4和弹条5抵紧，使连接件7、扣件的垫片4和弹条5三者之间相对固定；连接架8用于连接固定座6和连接件7。这样，通过连接件7和连接架8可以将固定座6与扣件的垫片4和弹条5固定连接。
92.这里，弹条5位于轨距挡板1与扣件的垫片4之间，以抵紧轨距挡板1和扣件的垫片4。连接件7可以为垫板。
93.在可选的实施例中，连接架8可以包括卡圈81和多个插件82，卡圈81可以设置在固定座6的上端，并且卡圈81可以环绕随动轴设置；多个插件82均与卡圈81固定连接，并且多个插件82穿过固定座6与连接件7连接或插接。
94.这里，卡圈81与多个插件82可以为一体式结构。
95.并且，多个插件82可以均匀分布在卡圈81的底端。
96.在可选的实施例中，固定座6上可以设置有多个第一穿孔66，连接件7上设置有多个第二穿孔71，多个第二穿孔71与多个第一穿孔66一一对应，以使多个插件82能够分别穿过第一穿孔66伸入或穿过多个第二穿孔71，从而使固定座6与连接件7连接。
97.在本发明的可选实施例中，固定座6的上端面设置有环形角度刻度，环形角度刻度环绕随动件9设置，并且随动件9上可以设置有标识92，标识92可以位于凸部91的上方，并且标识92指向环形角度刻度。这样，便于安装人员根据实际需要设定作为检测螺帽3松动或具有松动趋势的螺帽3的转动角度。
98.在本实施例中，环形角度刻度环绕通孔设置，以便于标识92与环形角度刻度相对应。这里，环形角度刻度为360
°
角度刻度。
99.在本发明的可选实施例中，扣件松动检测装置还可以包括卡件13，卡件13位于固定座6的底部，卡件13与固定座6卡接，并且卡件13与扣件的垫片4相抵紧以形成相对固定。这样，可以进一步地提高固定座6与扣件的垫片4连接的稳固性。
100.这里，卡件13可以套设在随动件9外，并且卡件13与随动件9可以间隙配合，这样，既利于减小扣件松动检测装置的体积，又不会妨碍随动件9随扣件的螺帽3同步旋转。
101.在可选的实施例中，卡件13包括固定环131和设置在固定环131外壁上的多个凸块132，多个凸块132与固定环131为一体式结构；并且，固定座6上可以设置有多个卡槽67，凸块132与卡槽67相适配，多个凸块132分别嵌入多个卡槽67内，以实现卡件13与固定座6的卡接。
102.在本实施例中，至少一个卡槽67与环形槽64相连通，以便于安装。
103.并且，为了避免随动件9上的凸部91嵌入卡槽67内并被卡住，凸块132与卡槽67的尺寸相适配，这样可以防止随动件9上的凸部91嵌入卡槽67内。
104.下面对本发明提供的扣件松动检测系统进行描述，下文描述的扣件松动检测系统与上文描述的扣件松动检测装置可相互对应参照。
105.本发明提供的一种扣件松动检测系统，包括扣件松动检测装置和采集装置，其中，扣件松动检测装置可以为如上述任意一项实施例所述的扣件松动检测装置，并且采集装置用于采集扣件松动检测装置的电子芯片10的输出信息。
106.采集装置可以定期采集扣件松动检测装置的电子芯片10的输出信息，当采集装置采集到的电子芯片10的输出信息为第一信息时，说明随动件9未发生旋转，即扣件的螺帽3未发生旋转，扣件的螺帽3未松动或没有松动趋势；当采集装置采集到的电子芯片10的输出
信息为第二信息时，说明随动件9发生旋转，即扣件的螺帽3发生旋转，扣件的螺帽3松动或具有松动趋势。
107.在本发明的可选实施例中，扣件松动检测系统还可以包括云端数据平台和报警装置，采集装置可以与云端数据平台通信连接，云端数据平台与报警装置通信连接。采集装置可以将扣件松动检测装置的位置信息和编码信息以及扣件松动检测装置的状态信息传递给云端数据平台，云端数据平台根据接收到的信息计算出对应的扣件的健康状态，对于松动的或具有松动趋势的扣件给出预警，并将预警生成工单，以供操作人员查看，从而便于所属工务段的操作人员到现场进行处理工作。这样，可以提升对铁路工务扣件松动巡检工作效率。并且，对于已经发生位移的扣件松动检测装置的移动件，当扣件的螺帽被修复松动故障后，可以复位扣件松动检测装置的随动件，并将移动件复位，使移动件与电子芯片电连接，从而使扣件松动检测装置重新进入工作状态。
108.这里，采集装置采集到的电子芯片10的输出信息为第一信息时，可以不向云端数据平台传输信息；采集装置采集到的电子芯片10的输出信息为第二信息时，采集装置向云端数据平台传输信息，以使云端数据平台给出预警并将预警生成工单，从而通知操作人员。
109.在其中一种可选的实施例中，扣件松动检测系统可以包括一个采集装置，操作人员可以手持采集装置或将采集装置设置在铁路巡检设备上，沿铁路快速巡检，使采集装置自动采集扣件松动检测装置的状态信息，即采集装置自动地采集扣件松动检测装置的电子芯片10的信息。
110.这里，每个扣件处均设置有信息标签，信息标签中存储有位置信息和扣件编号，采集装置能够采集信息标签的信息，以将信息标签的信息传输给云端数据平台。
111.在本实施例中，信息标签可以设置在固定座6上，以便于采集装置采集信息标签的信息。
112.在另一种可选的实施例中，扣件松动检测系统可以包括多个采集装置，多个采集装置分别设置在多个扣件处，以一一检测扣件的松动情况。
113.并且，采集装置可以向云端数据平台传输位置信息和扣件编号。这样，便于操作人员直观地知道松动或具有松动趋势的扣件的位置和编号信息。
114.在本发明的可选实施例中，扣件松动检测装置的电子芯片10可以为rfid芯片，采集装置可以为能够采集rfid信息的装置。
115.下面对本发明提供的扣件松动检测方法进行描述，下文描述的扣件松动检测方法与上文描述的扣件松动检测装置或扣件松动检测系统可相互对应参照。
116.本发明提供的一种扣件松动检测方法，基于上述任意一项实施例所述的扣件松动检测系统，包括：
117.将采集装置移动至扣件松动检测装置处；
118.采集装置采集扣件松动检测装置的电子芯片10的输出信息，其中，
119.当采集装置采集到电子芯片10输出的第一信息时，采集装置输出扣件的螺帽3未松动的信息；
120.当采集装置采集到电子芯片10输出的第二信息时，采集装置输出扣件的螺帽3松动或具有松动趋势的信息。
121.通过采集装置采集扣件松动检测装置的电子芯片10输出的信息来判断扣件的螺
帽3是否转动，以判断扣件是否松动或具有松动的趋势，从而可以在铁路扣件在螺帽3松动旋转发生时即可给出预警，可以有效避免扣件实际脱落的风险，并且便于所属工务段的操作人员到现场进行处理工作，可以提升对铁路工务扣件松动巡检工作效率。
122.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
123.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。