一种轨道结构的脉冲激励加载机构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种轨道结构的脉冲激励加载机构。该装置包括：通过支撑骨架将动力驱动系统、数据采集装置和装配式加载车轮固定连接，对装配式加载车轮进行切面处理，旋转电机驱动整个装置沿着测试轨道前进，实现加载脉冲激励；数据采集装置通过传感器采集撞击力信号、振动加速度和声压信息，对信息进行分析，可以得到轨道病害识别结果。本实用新型专利技术可以在保证加载力幅值及脉冲特性的前提下，通过调节加载机构的重量和行进速度，调整加载力的大小，使得施加的激励力更加稳定，从而对测试轨道进行有效的病害识别。行有效的病害识别。行有效的病害识别。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道结构的脉冲激励加载机构


[0001]本技术涉及轨道检测
，尤其涉及一种轨道结构的脉冲激励加载机构。

技术介绍

[0002]轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统。最典型的轨道交通就是由传统火车和标准铁路所组成的铁路系统。随着火车和铁路技术的多元化发展，轨道交通呈现出越来越多的类型，不仅遍布于长距离的陆地运输，也广泛运用于中短距离的城市公共交通中。
[0003]随着轨道交通运营里程不断增加，在列车荷载的往复作用下，轨道结构陆续出现了多种不同的病害，对于轨道线路的养护维修和轨道检测的需求不断提高。
[0004]现有技术中的一种轨道检测方法为现场人工巡检。该方法的缺点为：对于现场工人巡检的方式而言，该方式对于工人的操作经验依赖较多，不同操作工人的检测水平不一，缺乏一种准确且不依赖于人工经验的检测方法。
[0005]现有技术中的另一种轨道检测方法为基于激光技术、图像处理技术的检测方式。该方法的缺点为：受光照环境及结构表面脏污情况影响较为严重，对于一些外观正常但实际力学状态已经失效的隐蔽病害的检测也存在一定难度。
[0006]对于轨道动刚度的检测，现有技术中的一种轨道检测方法为采用大型疲劳试验机对钢轨施加不同频率的激振力，然后分别通过力传感器、加速度传感器采集施加不同频率下的激振力与钢轨加速度响应，从而计算得到整个轨道在各个激振频率下对应的动刚度。这种方法受加载幅值及加载频率影响，只能得到轨道结构在低频下的动刚度，无法得到轨道结构在高频范围内的动刚度，同时大型试验台在测试时对轨道结构施加的边界条件与现场也有以一定区别。
[0007]现有技术中的另一种轨道检测方法为采用可以现场固定的小型激振设备，该设备在预设时间内向钢轨施加预设激振频率范围内的激振力，通过采集钢轨上的力信号和位移信号，计算得到轨道结构动刚度与激振频率的对应变化关系。这种方法施加力的幅值较小，与行车荷载有一定区别，加载频率范围较低，单组测试过程较慢，测试效率较低。

技术实现思路

[0008]本技术的实施例提供了一种轨道结构的脉冲激励加载机构，以实现对测试轨道进行有效的病害识别。
[0009]为了实现上述目的，本技术采取了如下技术方案。
[0010]根据本技术的一个方面，提供了一种轨道结构的脉冲激励加载机构，包括：动力驱动系统、数据采集装置、装配式加载车轮和支撑骨架，通过支撑骨架将所述动力驱动系统、数据采集装置和装配式加载车轮固定连接，所述动力驱动系统中的电池对整个装置进行供电；
[0011]对装配式加载车轮进行切面处理，所述动力驱动系统中的旋转电机驱动整个装置沿着测试轨道前进，所述装配式加载车轮旋转前进过程中每旋转一周就对轨道产生一次冲击荷载，从而实现脉冲激励的加载；
[0012]所述数据采集装置通过传感器实时采集并存储所述装配式加载车轮撞击所述测试轨道产生的撞击力信号、振动加速度和声压信息。
[0013]优选地，所述动力驱动系统包括蓄电池、旋转电机、电气控制柜、控制开关盒、转轴、链轮、转轴和速度调节器；
[0014]所述数据采集装置包括二合一传感器、声压传感器、旋转滑环、控制器和显示屏；
[0015]所述装配式加载车轮包括分体式车轮、挡边法兰、压柱和导向柱。
[0016]优选地，所述支撑骨架包括型材架、扶手、显示屏固定支架、电机支架、采集仪器安装板、底板、连接板和立板；
[0017]配套辅助配件包括链条护罩、六角螺栓、垫片、圆螺母、带防尘盖的深沟球轴承、隔环和旋转支架。
[0018]优选地，把分体式车轮进行切边，通过导向柱将压柱与二合一传感器连接，压柱的浮动球头超出分体式车轮切面2mm，分体式车轮的切面前后楞处设置圆角，通过挡边法兰将两个分体式车轮连接，车轮每旋转一周，压柱撞击钢轨一次。
[0019]优选地，所述支撑骨架中的型材架与采集仪器安装板和底板连接，所述型材架用于安装控制器、蓄电池和旋转电机，所述扶手与所述型材架连接，所述显示屏固定支架与型材架连接，所述立板连接转轴与支撑骨架，所述连接板的两端分别与立板连接。
[0020]优选地，所述数据采集装置中的二合一力传感器安装在分体式车轮的内部，通过导向柱与压柱连接，所述声压传感器固定安装在型材架下方，所述旋转滑环与转轴和立板连接，控制器与二合一传感器、声压传感器电路连接。
[0021]优选地，所述动力驱动系统中的蓄电池固定在采集仪器安装板上，旋转电机固定在电机支架上，电气控制柜固定在型材架上，电气控制柜内设置有24V直流电源、继电器和断路器，控制开关盒固定在型材架上，用于控制加载机构启动和停止，一个链轮与旋转电机连接，另一个链轮与转轴连接，转轴连接两个链轮，转轴与链轮、立板、装配式加载车轮、旋转滑环连接，链条、链轮和转轴共同作用，使旋转电机得以驱动装配式加载车轮滚动前进，速度调节器固定在电气柜表面，用于调节电机旋转速度。
[0022]优选地，所述配套辅助配件中的链条护罩安装在链条外部，通过六角螺栓、垫片连接各部件，通过圆螺母、带防尘盖的深沟球轴承、隔环连接转轴与立板，通过旋转支架连接立板与旋转滑环，使旋转滑环一端固定，另一端随转轴转动。
[0023]根据本技术的另一个方面，提供了一种所述的轨道结构的脉冲激励加载机构的使用方法，包括：
[0024]根据测试轨道的实际扣件间距更换装配式加载车轮，将装配式加载车轮的初始位置设置在测试轨道的扣件正上方，所述装配式加载车轮的周长与测试轨道的扣件间距相近，用户沿前进方向扶好设备，按下启动开关，所述动力驱动系统中的旋转电机驱动整个装置沿着测试轨道按设定速度前进；
[0025]对装配式加载车轮进行切面处理，所述动力驱动系统中的旋转电机驱动整个装置沿着测试轨道前进，所述装配式加载车轮旋转前进过程中每旋转一周就对轨道产生一次冲
击荷载，从而实现脉冲激励的加载，二合一传感器实时采集并存储所述装配式加载车轮撞击所述测试轨道产生的撞击力信号、振动加速度，声压传感器实时采集噪声信号，装置上安装显示屏，二合一传感器和声压传感器将采集的信号传输给显示屏，所述显示屏显示二合一传感器和声压传感器采集的信号数据。
[0026]优选地，在装配式加载车轮的切面前后楞处设置圆角，每次加载装配式加载车轮都在扣件附近，所述装配式加载车轮每旋转一周，压柱撞击钢轨一次，实现脉冲激励的加载，控制所述装配式加载车轮的行进速度不变的条件下，保证每次的激振力大小一致；
[0027]通过调节加载机构的重量和行进速度，调整加载力的大小，且每次下落的最高点高度只与轮径大小和扁平面的设计高度有关。
[0028]由上述本技术的实施例提供的技术方案可以看出，本技术实施例的装置可以在保证加载力幅值及脉冲特性的前提下，通过调节加载机构的重量和行进速度，调整加载力的大小，使得施加的激励力更加稳定，故而可作为标准的脉冲激励源。并利用标准脉冲荷载的特性，同一个激励源作用下轨道结构响应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道结构的脉冲激励加载机构，其特征在于，包括：动力驱动系统、数据采集装置、装配式加载车轮和支撑骨架，通过支撑骨架将所述动力驱动系统、数据采集装置和装配式加载车轮固定连接，所述动力驱动系统中的电池对整个装置进行供电；对装配式加载车轮进行切面处理，所述动力驱动系统中的旋转电机驱动整个装置沿着测试轨道前进，所述装配式加载车轮旋转前进过程中每旋转一周就对轨道产生一次冲击荷载，从而实现脉冲激励的加载；所述数据采集装置通过传感器实时采集并存储所述装配式加载车轮撞击所述测试轨道产生的撞击力信号、振动加速度和声压信息。2.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述动力驱动系统包括蓄电池、旋转电机、电气控制柜、控制开关盒、转轴、链轮、转轴和速度调节器；所述数据采集装置包括二合一传感器、声压传感器、旋转滑环、控制器和显示屏；所述装配式加载车轮包括分体式车轮、挡边法兰、压柱和导向柱。3.根据权利要求2所述的机构，其特征在于，所述支撑骨架包括型材架、扶手、显示屏固定支架、电机支架、采集仪器安装板、底板、连接板和立板；配套辅助配件包括链条护罩、六角螺栓、垫片、圆螺母、带防尘盖的深沟球轴承、隔环和旋转支架。4.根据权利要求2所述的机构，其特征在于，把分体式车轮进行切边，通过导向柱将压柱与二合一传感器连接，压柱的浮动球头超出分体式车轮切面2mm，分体式车轮的切面前后楞处设置圆角，通过挡边法兰将两个分体式车轮连接，车轮每旋转一周，压柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯博文，秦家栋，王兵兵，王迪，赵闻强，李佳静，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：新型
国别省市：