本實(shí)用新型涉及一種輪軌力的精確測量裝置。

背景技術(shù)：

鐵路運(yùn)輸是我國交通運(yùn)輸?shù)拇髣?dòng)脈，在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有舉足輕重的地位。隨著我國高速鐵路的大力發(fā)展，監(jiān)測列車車輛的運(yùn)行狀態(tài)，確保列車的行車安全顯得尤為重要。而輪軌力的精確測量將直接關(guān)系到對(duì)列車實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷。

剪力傳感器作為測量重力的重要傳感器，被用于輪軌力的連續(xù)測量，通過傳感器精確的測量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測輪軌力的變化，進(jìn)而對(duì)列車蛇行失穩(wěn)、踏面擦傷、超偏載等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，確保鐵路的運(yùn)輸安全。

現(xiàn)有的剪力傳感器，在安裝過程中，對(duì)安裝操作的準(zhǔn)確性和規(guī)范性要求很高，需要通過外部輔助器件對(duì)其施加壓力，安裝完成后還需敏感元件的位置進(jìn)行密封操作，且安裝過程中需要嚴(yán)格控制預(yù)緊力的方向，稍有偏差便會(huì)引起傳感器測力齒受力不均，從而影響測量精度以及測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。安裝實(shí)施難度大，過程繁瑣，耗時(shí)長，增大了后期維護(hù)保養(yǎng)的難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有的剪力傳感器測量輪軌力時(shí)，精度低、安裝復(fù)雜以及靈敏度差的問題，提出一種附著式剪力傳感器。

本實(shí)用新型所述的剪力傳感器，包括彈性應(yīng)變體、信號(hào)線、應(yīng)變片、兩個(gè)固定夾具和兩個(gè)防護(hù)罩；

所述彈性應(yīng)變體設(shè)置有多個(gè)應(yīng)變臂；彈性應(yīng)變體中心處為應(yīng)變膜；多個(gè)應(yīng)變臂上分別設(shè)有固定孔；

所述應(yīng)變片粘貼于應(yīng)變膜內(nèi)側(cè)；

所述兩個(gè)固定夾具利用螺栓通過應(yīng)變臂上的固定孔，將附著式剪力傳感器夾緊固定在鋼軌的軌腰處；

所述防護(hù)罩置于固定夾具外側(cè)，并通過螺栓與固定夾具進(jìn)行固定安裝。

本實(shí)用新型的工作原理為：通過兩個(gè)固定夾具將多個(gè)應(yīng)變臂夾緊固定在鋼軌的軌腰上，使多個(gè)應(yīng)變臂與鋼軌軌腰緊密貼合，并構(gòu)成彈性變形體；當(dāng)車輪壓過鋼軌時(shí)，本實(shí)用新型所述的剪力傳感器安裝位置兩側(cè)的枕木支撐，使得鋼軌形成簡支結(jié)構(gòu)，鋼軌產(chǎn)生變形，鋼軌變形帶動(dòng)應(yīng)變臂發(fā)生形變，通過應(yīng)變臂對(duì)力的傳遞，使得貼于應(yīng)變膜內(nèi)側(cè)的應(yīng)變片產(chǎn)生形變，引起應(yīng)變片電阻變化導(dǎo)致惠斯通電橋失衡，產(chǎn)生電壓信號(hào)，應(yīng)變片產(chǎn)生的電壓信號(hào)通過信號(hào)線進(jìn)行輸出。

本實(shí)用新型的有益效果是通過固定夾具對(duì)彈性應(yīng)變體進(jìn)行固定，固定方便、快捷，安裝過程簡單，同時(shí)提高了各個(gè)方向傳遞力的效率及靈敏度，提高了測量精度；并且，維護(hù)時(shí)，拆卸方便，成本低，適合大范圍推廣。

本實(shí)用新型適用于對(duì)剪切力的精確測量。

附圖說明

圖1為具體實(shí)施方式一所述的附著式剪力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1去除固定夾具后的附著式剪力傳感器的爆炸圖；

圖3為具體實(shí)施方式一所述的附著式剪力傳感器的安裝結(jié)構(gòu)的立體示意圖；

圖4為具體實(shí)施方式三所述的附著式剪力傳感器中彈性應(yīng)變體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為具體實(shí)施方式五所述的附著式剪力傳感器中固定夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1至圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的剪力傳感器，包括彈性應(yīng)變體1、信號(hào)線5、應(yīng)變片、兩個(gè)固定夾具6和兩個(gè)防護(hù)罩7；

所述彈性應(yīng)變體1設(shè)置有多個(gè)應(yīng)變臂1-1，應(yīng)變臂1-1用于感受鋼軌各個(gè)方向的受力情況，并將該受力的情況傳遞到應(yīng)變片，應(yīng)變片用于通過自身的形變量，引起自身電阻變化導(dǎo)致惠斯通電橋失衡，產(chǎn)生電壓信號(hào)輸出；彈性應(yīng)變體1中心處為應(yīng)變膜1-4；多個(gè)應(yīng)變臂1-1上分別設(shè)有固定孔1-2；

所述應(yīng)變片粘貼于應(yīng)變膜1-4內(nèi)側(cè)；

所述兩個(gè)固定夾具6利用螺栓通過應(yīng)變臂1-1上的固定孔1-2，將附著式剪力傳感器夾緊固定在鋼軌8的軌腰處；

所述防護(hù)罩7置于固定夾具6外側(cè)，并通過螺栓與固定夾具6進(jìn)行固定安裝。

在本實(shí)施方式中，通過兩個(gè)固定夾具6將多個(gè)應(yīng)變臂1-1固定在鋼軌8的軌腰上，使多個(gè)應(yīng)變臂1-1與鋼軌8軌腰緊密貼合，并構(gòu)成彈性變形體；當(dāng)車輪壓過鋼軌8時(shí)，本實(shí)施方式所述的附著式剪力傳感器安裝位置兩側(cè)的枕木9支撐，使得鋼軌8形成簡支結(jié)構(gòu)，鋼軌8產(chǎn)生變形，鋼軌8變形帶動(dòng)應(yīng)變臂1-1發(fā)生形變，通過應(yīng)變臂1-1對(duì)力的傳遞，使得粘貼在應(yīng)變膜1-4上的應(yīng)變片產(chǎn)生形變，引起應(yīng)變片電阻變化導(dǎo)致惠斯通電橋失衡，產(chǎn)生電壓信號(hào)，應(yīng)變片產(chǎn)生的電壓信號(hào)通過信號(hào)線5進(jìn)行輸出。

本實(shí)施方式所述的附著式剪力傳感器采用不銹鋼制成，具有優(yōu)異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬范圍內(nèi)的強(qiáng)韌性的特點(diǎn)，并延長了剪力傳感器的使用壽命。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的附著式剪力傳感器進(jìn)一步限定，在本實(shí)施方式中，還包括固定套2和過渡螺母3；

所述過渡螺母3固定在固定套2內(nèi)部，并且，過渡螺母3的外壁與固定套2的內(nèi)壁緊密接觸。

在本實(shí)施方式中，固定套2和過渡螺母3用于增加附著式剪力傳感器的氣密性，簡化了傳感器密封的過程，提高了測量精度。

具體實(shí)施方式三：結(jié)合圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的附著式剪力傳感器進(jìn)一步限定，在本實(shí)施方式中，與鋼軌8軌腰接觸的每個(gè)應(yīng)變臂1-1的接觸面上均設(shè)置有防滑齒1-3，并且，防滑齒1-3按照多層同心圓的結(jié)構(gòu)分布，多層同心圓的圓心為固定孔1-2。

在本實(shí)施方式中，通過增設(shè)防滑齒1-3，大大的增加了力的傳遞效率，防滑齒1-3按照多層同心圓的結(jié)構(gòu)分布，提高了本實(shí)施方式所述的附著式剪力傳感器各個(gè)方向傳遞力的靈敏度；同時(shí)，防滑齒1-3增加了本實(shí)施方式所述的附著式剪力傳感器與鋼軌8的摩擦力，使本實(shí)施方式所述的附著式剪力傳感器與鋼軌8緊密結(jié)合，提高了測量精度。

具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的附著式剪力傳感器進(jìn)一步限定，在本實(shí)施方式中，還包括防水固線器4；

防水固線器4通過固定套2和過渡螺母3與彈性應(yīng)變體1緊密連接。

在本實(shí)施方式中，防水固線器4用于信號(hào)線5與彈性應(yīng)變體1的緊密連接，不僅有防水的作用還能保證信號(hào)線5與彈性應(yīng)變體1的接觸性良好；增加了附著式剪力傳感器的氣密性，簡化了傳感器密封的過程，提高了測量精度，同時(shí)使信號(hào)線5固定效果更好，固定更方便。

具體實(shí)施方式五：結(jié)合圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式三所述的附著式剪力傳感器進(jìn)一步限定，在本實(shí)施方式中，所述固定夾具6上設(shè)有固定槽；固定夾具6的固定槽上部開有多個(gè)安裝通孔6-1，并且，多個(gè)安裝通孔6-1分別與多個(gè)固定孔1-2相對(duì)應(yīng)；固定夾具6固定槽下部開有多個(gè)夾具固定孔6-2；

采用安裝螺栓穿過安裝通孔6-1與固定孔1-2，將附著式剪力傳感器夾緊固定在鋼軌8軌腰上；

采用固定螺栓通過夾具固定孔6-2的方式對(duì)兩個(gè)固定夾具6進(jìn)行固定。

在本實(shí)施方式中，固定夾具6上設(shè)有的固定槽卡在鋼軌8的軌底處，通過旋緊固定螺栓，將兩個(gè)固定夾具6固定在鋼軌8的軌底處；通過旋緊安裝螺栓將附著式剪力傳感器的應(yīng)變臂1-1固定在鋼軌8軌腰處，保證每個(gè)應(yīng)變臂1-1與鋼軌8軌腰緊密接觸。

具體實(shí)施方式六：結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式三所述的附著式剪力傳感器進(jìn)一步限定，在本實(shí)施方式中，防護(hù)罩7與固定夾具6采用螺栓進(jìn)行安裝固定。

在本實(shí)施方式中，防護(hù)罩7用于對(duì)附著式剪力傳感器的保護(hù)，防止其受到人為或非人為的破壞。增加了附著式剪力傳感器的使用壽命。