测量移动体速度变化的方法和系统技术方案

本发明专利技术描述了用于测量移动体的加速度的装置和方法，所述装置包括：实心体，其包括内部空腔（12）；所述空腔（12），它的至少一个壁是轨道（121），轨道的一个表面允许活动部件（13）移动，所述活动部件能够在所述空腔（12）中的所述轨道（121）上的初始静止位置（131）和远离所述初始位置（131）的位置（133）之间自由地移动，所述位置（133）位于所述空腔（12）的另一端，当所述移动体的加速度不为0时，所述部件可到达所述位置（133）；所述部件（13），在所述移动体的加速度的作用下，所述部件（13）能够在所述空腔（12）中从所述初始位置（131）移动到所述远处位置（133）；以及至少一个检测器（14），其能够检测到所述远处位置（133）处的所述部件（13）的存在。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术描述了用于测量移动体的加速度的装置和方法，所述装置包括：实心体，其包括内部空腔（12）；所述空腔（12），它的至少一个壁是轨道（121），轨道的一个表面允许活动部件（13）移动，所述活动部件能够在所述空腔（12）中的所述轨道（121）上的初始静止位置（131）和远离所述初始位置（131）的位置（133）之间自由地移动，所述位置（133）位于所述空腔（12）的另一端，当所述移动体的加速度不为0时，所述部件可到达所述位置（133）；所述部件（13），在所述移动体的加速度的作用下，所述部件（13）能够在所述空腔（12）中从所述初始位置（131）移动到所述远处位置（133）；以及至少一个检测器（14），其能够检测到所述远处位置（133）处的所述部件（13）的存在。【专利说明】测量移动体速度变化的方法和系统本专利技术涉及根据权利要求1和14的前序部分所述的测量移动体速度随时间变化的方法和系统。特别是，本专利技术涉及需要可靠地测量车辆的加速度的车辆领域，尤其是导引车辆领域，例如铁路领域的导引车辆。“导引车辆”是指像公共汽车、无轨电车、有轨电车、地铁、火车或动车组等一样的公共交通工具，对于这些交通工具而言，安全方面是非常重要的。一般而言，本专利技术可应用于任何移动体(即任何移动或被移动的物体，例如汽车)，其必须遵守至少一个加速度安全标准。这个安全标准尤其能够在加速、例如紧急制动期间保护所述移动体。本专利技术的加速指的是移动体的正加速(速度随时间增加)和负加速或减速(速度随时间减小)。对于许多移动体，特别是用于运送乘客的移动体，例如在轨道或轮子上行驶的手动或自动地铁，必须确定移动体经受的正加速度或负加速度是否超过预定阈值。例如，为了确保像地铁这样的导引车辆的安全性，紧急制动期间的加速度必须强制地同时遵守若干安全标准，尤其包括:-最小的减速度值，其被用作计算安全制动距离的假设(通常是1.8m/s2);-最大的减速度值，超过该值，车上站着的乘客有跌倒的风险(通常:根据标准ASCE21是3.2m/s2或者根据标准ENl3452是3.5m/s2)。不遵守第一个安全标准(最小的减速度值)是I类严重事件，从标准EN-50126的意义上说被认为是“灾难”。不遵守第二个安全标准(最大的减速度值)是II类或III类严重事件，从标准EN-50126的意义上说分别被认为是“严重”或“临界”。另一个安全标准是所述移动体紧急制动期间的减速度的快速变化。事实上，紧急制动期间必须遵守加加速度(Jerk)在约3到6m/s3，以便确保所述移动体的安全。这个加加速度意味着测量移动体速度变化的方法和装置的特征在于短的时间响应。本
的技术人员已知许多测量移动体的加速度的方法和装置。例如，一些减速计使用例如装有水银的管来测量移动体的减速度。因此，GB2211942A描述了根据流体移动的电测量或光测量来测量减速度的装置，所述流体尤其是水银，其装在密封的“U”型或“O”型管的内部。不幸的是，所述管容易碎，容易损坏，因此可能释放所述流体，尤其在流体是水银的情况下会发现是有害的。而且，这样的减速计一般只能针对所述移动体的单一移动方向来指示移动体速度随时间的变化。因此，移动体移动的每一个方向必须与各自的加速度测量装置相关联。特别是在导引车辆在两个方向移动的情况下(分别是向前移动和向后移动)，必须要两个减速计，以便涵盖所述两个移动方向上加速度的测量。在US4，849，655中描述了另一种测量加速度的装置。这种装置由两个元件组成，第一固定元件和相对于所述第一元件作相对运动的第二元件。这两个元件例如分别是磁场发射器和霍尔效应传感器。在加速期间，两个元件之间的相对运动产生磁场的变化，该变化被传感器检测到。传感器于是产生与移动体的速度变化相关联的信号。这个信号尤其用于监控所述移动体的制动。其他装置尤其基于来自传感器的对加速度的检测和测量，所述传感器根据它的旋转方向来改变电压(US5，659，137)，基于使用水银作为惯性质量的角度加速器(US3, 147，391)，基于浸入液体中的摆的一部分的移动的测量(US5，134，883)。不幸的是，它们的工作原理一般很复杂，例如需要信号分析，也意味着制造成本高。此外，这些装置在长期工作时不可靠，易受磨损，特别是它们的构成部件和参与加速度测量的部件的机械磨损。本专利技术的目的是提出测量移动体速度随时间变化的方法和装置，所述方法和装置是简单的、经济上有利的、安全的、可靠的以及能够快速建立对所述变化的所述测量(即具有短的响应时间，尤其约为100到200ms)。本专利技术的另一个目的尤其是与关联于所述加速度的测量或确定的信号的处理无关地，提供预定的极限加速度阈值何时被移动体超过的可靠确定。基于这些目的，权利要求1和14的内容提出了一种方法和装置。一组从属权利要求也提出了本专利技术的优点。本专利技术提出了测量移动体的加速度的装置，所述装置包括:-实心体，其包括内部空腔，空腔尤其由属于所述实心体的一个或多个壁限定，所述空腔尤其是可封闭的或可密封的，并且能够允许活动部件自由移动；-所述内部空腔，它的至少一个所述壁能够形成相对于水平方向倾斜的轨道，轨道的一个表面允许所述活动部件在所述内部空腔中的所述轨道上的初始静止位置和远离所述初始位置的位置之间自由移动，例如直线的或曲线的移动，所述远离初始位置的位置位于内部空腔的末端，并且尤其在加速度变化期间，例如，所述装置被结合到所述移动体之后，在所述移动体的加速度不为O且超过阈值时，所述部件可到达该位置。特别是，当所述移动体平地静止在水平平面上，根据本专利技术的所述装置被结合到所述移动体，以便在所述移动体移动期间测量加速度，当移动体的加速度的绝对值小于最小值时，所述初始位置能够被所述活动部件占据，而只有当所述移动体的加速度不为0，并且尤其是当加速度的符号与轨道的平均斜率的符号相反(即描述斜率平均值的正的或负的代数符号)，并且加速度的绝对值超过加速度的最大阈值加速度值时，所述部件可到达位于所述空腔末端的远处位置。特别是，所述活动部件是圆形体，尤其是圆柱形或球形，例如，通过在所述轨道上滚动来移动的空心的或实心的圆柱体或球；-所述活动部件，在所述移动体的加速度的作用下，其能够在所述实心体内部的空腔中尤其沿直线或曲线轨迹从所述初始位置移动到所述远处位置，当所述测量装置被结合到静止在水平平面上的移动体时，所述远处位置处的部件的势能尤其大于所述静止位置处的部件的势能；-至少一个检测器，其能够检测所述远处位置处的所述部件的存在。本专利技术还提出了测量移动体的加速度的方法，其特征在于，包括:-在所述移动体具有加速度期间，封闭空腔中的活动部件从初始静止位置移动到远处位置，所述活动部件尤其是圆柱形或球形的圆形体，例如空心的或实心的小球或圆柱体，所述活动部件能够尤其通过滚动从初始静止位置自由地移动到位于所述空腔末端的远离所述初始位置的位置，所述初始位置和远处位置通过连续轨道连接起来，特别是，轨道相对于水平方向倾斜，并且由所述空腔的壁形成，能够允许所述部件在所述轨道上的所述两个位置之间进行所述移动。特别是，所述部件能够在相对于水平方向成Θ角倾斜的形成所述轨道(轨道以倾斜平面的形式)的平面上进行直线移动，或者在凸形轨道上进行曲线移动，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊夫·克拉里苏，
申请(专利权)人：西门子有限公司，
类型：
国别省市：