一种铁路货车振动自发电装置及其安全监测系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种铁路货车振动自发电装置，包括磨耗部和发电部，所述磨耗部设置在铁路货车转向架的摇枕的下端面上、且随所述摇枕振动，所述发电部设置在与所述摇枕下端面相对的弹簧托板上，振动的所述磨耗部与所述发电部保持接触并且驱动所述发电部发电。本发明专利技术针对铁路货车的振动自发电，为每节车厢的检测装置提供了独立电源，同时，基于此发电装置的安全监测系统，能及时的将安全监测信息输送至移动用户终端的APP上，对货车运行安全的提前预判及事故应急救援具有良好的保障作用，极大地提高了货车的运行安全性。

Self generating device for vibration of railway freight car and its safety monitoring system

The invention discloses a self generating device for railway vehicle vibration, including power generation and wear, the wear part is arranged on the railway freight car bogie of rolling down the face on the pillow, and with the bolster vibration, the power generation part is arranged at the lower end of the bolster and the relative spring supporting plate on the wear vibration and the power of contact and to drive the power generation unit. The invention of the railway vehicle vibration for power generation, provides independent power supply for detecting device in each compartment at the same time, the safety monitoring system of the power plant based on time delivery safety monitoring information to the mobile user terminal in APP, with good protection provided pre judgment and emergency rescue of the truck safe operation, greatly improves the operation safety of the truck.

【技术实现步骤摘要】
一种铁路货车振动自发电装置及其安全监测系统
本专利技术涉及铁路货车的安全监测领域，尤其涉及一种铁路货车振动自发电装置及其安全监测系统。
技术介绍
我国由于幅员辽阔、人口众多，资源分布不均匀，铁路运输作为交通运输系统的重要组成部分，在远距离、大宗货物运输方面铁路运输有着不可比拟的优势。然而，数据表明，我国铁路一直运营在超负荷状态下，主要繁忙干线铁路利用率普遍在85％以上，甚至达到了100％，我国以仅占世界6％的总里程完成了世界20％的运输任务。随着国民经济的迅猛发展，我国铁路的运输能力已远远无法满足我国经济发展的需求，激化了运输能力与市场需求的矛盾，阻碍了我国经济的发展速度。国外的实践证明，发展快捷运输和重载运输是解决我国运能不足的最有效途径。未来铁路货运的高速化、重载化趋势都对货车安全行驶提出了更严格的要求。目前，我国铁路货车主要使用5T系统对货车行车安全进行预警监测，其只能在固定的地点对货车进行检测，存在成本高、防护能力弱、间隔检测、实时性较差、对安全隐患的响应较慢等严重不足。究其原因有三：一是由于铁路货车运行工况的特殊性，货车上没有安装可靠的供电系统，导致在客车上成熟应用的电子监测及保护设备无法应用于铁路货车；二是铁路货车在运输中车厢随机编组，一路上装卸货的分配完全是流散性的，难以跟踪管理；三是铁路货车基本为无人值守，也无通信手段，具备了实时监测其结果也无法送报至管理中心。因此，研发出可安装于铁路货车的供电系统及基于此供电系统的实时安全监测装置，不仅能提高铁路货车的运行安全性，而且可以减少铁路地面设备的数量，带来巨大的经济效益。要实现铁路货车的实时安全监测，就必须研制出高可靠性的自发电装置，并在铁路货车上实现全天候自动采集监测数据并无线组网传输数据。为铁路货车提供电能或改善铁路货车车厢长期有脚无脑、不知病痛的现状，已有人作了一些探索，如：(1)中国中车集团公司眉山车辆厂申请的名称为“带发电装置的宽轨转向架”(ZL200620034961.5)的中国专利，该专利设计了一种以皮带传动带的发电机发电的方法，但货车工作环境恶劣，皮带又暴露在外面，易积雨水、灰尘影响发电机的工作并且需要经常维修。(2)株洲科盟车辆配件有限责任公司申请的名称为“一种铁路货车自供电装置及方法(201510653776.8)”的中国专利；张健申请的名为“一种用于货运列车安全监测系统的自发电装置(201610134607.8)”的中国专利。这两项专利均是通过货车运行的车轴转动的机械能转化为电能，该供电方式对车辆的检修要求较高，且利用货车运行时的机械能，未实现能量的回收利用，装置较为笨重，不对称安装时可能会对货车转向架的动力学性能造成影响。(3)专利号为201020651469.9的中国专利技术专利，公开了一种铁路货客车的轴温监测和风压监测的装置，在货车的车轴上安装有轴温监测装置，通过太阳能电池供电对轴温可以做到实时监控，但是并不是每天都会有太阳，且存在货车过隧道的情况，并不能实现货车的全天候实时监测。(4)专利号为201120409567.6的名为“铁路货车的安全监测系统”的中国专利，介绍了一种基于ZigBee的安全监测系统，但是此系统所采用的供电装置完全改变了现有的货车转向架的结构，不能用于已有的货车转向架上。(5)专利号为201610129023.1的名为“一种铁路货车行车安全监控系统和方法”的中国专利，较为系统的介绍了铁路货车的安全监测方法，但是该方法中的监测装置由轴端发电机中的蓄电池供电，蓄电池寿命较短，这对巨量的铁路货车带来了非常大的维修工作量。综上，目前已有的铁路货车自供电装置和安全监测装置虽对铁路货车的安全运行有一定的帮助，但可靠性不高，难以真正用于已有的货车。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种各车厢单独自己供电、多节车厢整体监控的检测系统，以解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术首先公开了一种铁路货车振动自发电装置，包括磨耗部和发电部，所述磨耗部设置在铁路货车转向架的摇枕的下端面上、且随所述摇枕振动，所述发电部设置在与所述摇枕下端面相对的弹簧托板上，振动的所述磨耗部与所述发电部保持接触并且驱动所述发电部发电，通过该种机械能与电能的转化方式，为铁路货车单节车厢自供电提供可能。进一步的，所述发电部包括箱体、齿轮齿条机构和发电机，所述齿轮齿条机构和发电机位于所述箱体的内部，所述齿轮齿条机构包括相互啮合的齿条和第一齿轮，所述齿条的一端连接有一顶杆，另一端连接有一阻尼部件，所述顶杆与所述磨耗部接触并随所述磨耗部一起上下运动；所述第一齿轮驱动所述发电机转轴上固接的第二齿轮转动。进一步的，所述阻尼部件为弹簧套筒，该弹簧套筒包括套筒部和弹簧部，所述套筒部设置在所述箱体的底部，所述弹簧部套接在所述套筒部内，且一端与所述齿条连接，所述弹簧部的弹簧处于预压缩状态。进一步的，所述齿轮齿条机构还包括第二增速齿轮，所述第二增速齿轮与所述第一齿轮同轴且与所述第二齿轮啮合，所述第二增速齿轮的分度圆半径大于所述第一齿轮的分度圆半径。进一步的，还包括多个带导向轮的杆，所述杆与所述箱体枢接，所述齿条通过所述导向轮导向限位。进一步的，所述磨耗部包括依次平行设置且相互连接的固定板、第一活动板、磨耗板和第二活动板，所述固定板与所述摇枕的下端面连接，所述磨耗板通过第一活动板和第二活动板压紧固定，所述第二活动板上设有通孔，所述顶杆穿过所述通孔与所述磨耗板接触。进一步的，所述磨耗板与所述顶杆接触的面为凹球面，所述顶杆与所述凹球面接触的面为凸球面。然后，本专利技术公开了一种铁路货车安全监测系统，包括上述任一所述的振动自发电装置，还包括信息采集装置、协调器、主控电脑、云端服务器和显示终端，所述信息采集装置和协调器通过振动自发电装置供电，所述协调器与所述信息采集装置连接，所述协调器与所述主控电脑连接，所述主控电脑与所述云端服务器连接，所述云端服务器与所述显示终端连接交互，所述显示终端包括移动APP显示终端。进一步的，所述信息采集装置设置在任一铁路货车的车厢上，包括温度传感器、终端和路由器，任一所述信息采集装置的所述温度传感器的数量为9个，其中8个所述温度传感器分别安装在货车转向架的承载鞍上，且与所述货车转向架的8个轴承的外圈接触，另外一个所述温度传感器为设置在转向架上测量环境温度的温度传感器。进一步的，所述温度传感器采用DS18B20温度传感器，所述信息采集装置采用ZigBee模块建立网络。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术针对铁路货车的振动自发电，可有效地回收原本耗散的机械能，转化的电能整流滤波储存于超级电容后，可稳定地为轴温监测装置等电子设备供电，并基于此振动自发电的铁路货车安全监测装置，开发了一款铁路员工及领导可实时查看得货车安全监测系统APP，从而可实现铁路货车的安全信息实时在线监测，对货车运行安全的提前预判及事故应急救援具有良好的保障作用，极大地提高了货车的运行安全性，同时可减少铁路地面监测设备的数量，带来巨大的经济效益和社会效益。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例公开的铁路货车振动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路货车振动自发电装置，其特征在于，包括磨耗部(10)和发电部(20)，所述磨耗部(10)设置在铁路货车转向架的摇枕(3)的下端面上、且随所述摇枕(3)振动，所述发电部(20)设置在与所述摇枕(3)下端面相对的弹簧托板(4)上，振动的所述磨耗部(10)与所述发电部(20)保持接触并且驱动所述发电部(20)发电。

【技术特征摘要】
1.一种铁路货车振动自发电装置，其特征在于，包括磨耗部(10)和发电部(20)，所述磨耗部(10)设置在铁路货车转向架的摇枕(3)的下端面上、且随所述摇枕(3)振动，所述发电部(20)设置在与所述摇枕(3)下端面相对的弹簧托板(4)上，振动的所述磨耗部(10)与所述发电部(20)保持接触并且驱动所述发电部(20)发电。2.根据权利要求1所述的铁路货车振动自发电装置，其特征在于，所述发电部(20)包括箱体(21)、齿轮齿条机构和发电机(22)，所述齿轮齿条机构和发电机(22)位于所述箱体(21)的内部，所述齿轮齿条机构包括相互啮合的齿条(23)和第一齿轮(24)，所述齿条(23)的一端连接有一顶杆(25)，另一端连接有一阻尼部件，所述顶杆(25)与所述磨耗部(10)接触并随所述磨耗部(10)一起运动；所述第一齿轮(24)驱动所述发电机(22)转轴上固接的第二齿轮(28)转动。3.根据权利要求2所述的铁路货车振动自发电装置，其特征在于，所述阻尼部件为弹簧套筒(26)，该弹簧套筒(26)包括套筒部和弹簧部，所述套筒部设置在所述箱体(21)的底部，所述弹簧部套接在所述套筒部内，且一端与所述齿条(23)连接，所述弹簧部的弹簧处于预压缩状态。4.根据权利要求3所述的铁路货车振动自发电装置，其特征在于，所述齿轮齿条机构还包括第二增速齿轮(27)，所述第二增速齿轮(27)与所述第一齿轮(24)同轴且与所述第二齿轮(28)啮合，所述第二增速齿轮(27)的分度圆半径大于所述第一齿轮(24)的分度圆半径。5.根据权利要求4所述的铁路货车振动自发电装置，其特征在于，还包括多个带导向轮(29)的杆(30)，所述杆(30)与所述箱体(21)枢接，所述齿条(23)通过所述导向轮(29)导向限位。6.根据权利要求2-5任一所述的铁路货车振动自发电装置，其特征在于，所述磨耗部(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：许平，邓功勋，鲁寨军，姚曙光，赵紫亮，邓达华，杨玥，张今，彭勇，杨岳，许志欣，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43