本發(fā)明涉及機(jī)械檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種具有松動(dòng)檢測(cè)功能的高鐵接觸網(wǎng)智能螺栓及檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

螺栓是一種經(jīng)典且常用的聯(lián)接零件，廣泛應(yīng)用于機(jī)械領(lǐng)域中，當(dāng)前高鐵接觸網(wǎng)大多數(shù)聯(lián)接采用螺栓實(shí)現(xiàn)。由于螺栓聯(lián)接是一種可拆聯(lián)接，相對(duì)于不可拆聯(lián)接，其松動(dòng)的概率較大，而螺栓的松動(dòng)脫落會(huì)增加事故發(fā)生率，故高鐵的接觸網(wǎng)螺栓常常需要進(jìn)行松動(dòng)檢測(cè)。目前的檢測(cè)方式為兩種，其中一種為定期檢查，一般為一年一次，檢測(cè)員需要爬上接觸網(wǎng)，近距離確認(rèn)；另一種是隨機(jī)檢測(cè)，即在高鐵通過(guò)時(shí)，用紅外攝像儀拍攝螺栓，觀察是否存在異常溫差。

上述的兩種檢測(cè)方式都較為被動(dòng)，特別是在定期檢查時(shí)，檢測(cè)的方式較為主觀，容易發(fā)生漏檢，且爬上接觸網(wǎng)的方式，大大降低了檢測(cè)員的安全性。故需要設(shè)計(jì)一種螺栓，使檢測(cè)員在進(jìn)行螺栓松動(dòng)檢測(cè)時(shí)，能夠通過(guò)非接觸的方式，安全、方便、客觀的獲取螺栓的松動(dòng)狀態(tài)。而隨著微電子技術(shù)和傳感技術(shù)的日益成熟，螺栓的松動(dòng)檢測(cè)可借助各類(lèi)傳感器進(jìn)行，例如采用應(yīng)變傳感器，可測(cè)量螺栓與螺母之間的壓緊力，進(jìn)而判斷螺栓是否松動(dòng)；或者采用角位移傳感器，可判斷螺栓與螺母之間是否有相對(duì)旋轉(zhuǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種具有松動(dòng)檢測(cè)功能的高鐵接觸網(wǎng)智能螺栓及檢測(cè)系統(tǒng)，以提高高鐵接觸網(wǎng)聯(lián)接螺栓的檢測(cè)效率和安全性。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

具有松動(dòng)檢測(cè)功能的高鐵接觸網(wǎng)智能螺栓，包括螺栓主體和螺母，所述螺栓主體包括螺桿部和端帽部，所述端帽部?jī)?nèi)設(shè)有一個(gè)空腔，所述空腔內(nèi)設(shè)有微型電路板，所述微型電路板至少包括一IC芯片及連接該IC芯片的感應(yīng)線圈、發(fā)射天線和兩根引線；還包括墊片和彈簧，所述彈簧套設(shè)于所述螺桿部上，且位于所述端帽部和墊片之間，所述墊片上設(shè)有朝向所述端帽部的凸起觸點(diǎn)，所述兩根引線通過(guò)設(shè)于端帽部上的過(guò)孔伸出端帽部，并分別連接所述墊片和被聯(lián)接件。

進(jìn)一步的，所述空腔內(nèi)設(shè)有絕緣套，所述絕緣套用于隔離微型電路板和端帽部。

進(jìn)一步的，所述端帽部的頂部還設(shè)有一金屬帽，所述微型電路板上的發(fā)射天線連接所述金屬帽。

進(jìn)一步的，所述墊片和彈簧的表面涂覆有絕緣漆。

進(jìn)一步的，所述感應(yīng)線圈受到激勵(lì)時(shí)產(chǎn)生電壓給電路板供電，所述IC芯片獲取引線的通斷信息，高電平表示通路，低電平表示斷路，所述發(fā)射天線發(fā)射通斷信息。

本發(fā)明還提供了具有松動(dòng)檢測(cè)功能的檢測(cè)系統(tǒng)，包括多個(gè)所述的智能螺栓，所述多個(gè)智能螺栓用于聯(lián)接被聯(lián)接物體，還包括檢測(cè)器；所述檢測(cè)器包括微處理模塊及連接微處理模塊的狀態(tài)顯示模塊、信號(hào)分析模塊、信號(hào)接收模塊以及電磁激勵(lì)電路，所述電磁激勵(lì)電路用于對(duì)智能螺栓的感應(yīng)線圈進(jìn)行激勵(lì)，所述信號(hào)接收模塊用于接收智能螺栓的發(fā)射天線發(fā)射的信號(hào)，所述信號(hào)分析模塊用于分析處理信號(hào)接收模塊接收的信號(hào)，所述狀態(tài)顯示模塊用于顯示信號(hào)分析模塊的分析處理結(jié)果。

進(jìn)一步的，所述檢測(cè)器為手持式檢測(cè)器或者軌道小車(chē)式檢測(cè)器。

進(jìn)一步的，還包括遠(yuǎn)程終端，所述遠(yuǎn)程終端為服務(wù)器或手持終端；所述檢測(cè)器還包括無(wú)線通信模塊，所述遠(yuǎn)程終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接所述檢測(cè)器以接收檢測(cè)數(shù)據(jù)或者發(fā)送控制指令。

本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有的高鐵接觸網(wǎng)螺栓相比，1）本發(fā)明采用了感應(yīng)線圈、IC電路和小型天線制成微型電路板，配合金屬帽作為天線，實(shí)現(xiàn)松動(dòng)信息的獲取與無(wú)線傳輸；2）螺栓主體的中空設(shè)計(jì)保證了微型電路板的設(shè)置，過(guò)孔的設(shè)計(jì)使墊片接觸信息能夠傳遞至微型電路板，此外螺栓主體中空的部分為螺帽部分，基本不影響螺栓的聯(lián)接強(qiáng)度；3）本發(fā)明未采用傳感器進(jìn)行測(cè)量，微型電路板位于螺栓主體內(nèi)部，外部?jī)H有引線，避免了接觸網(wǎng)強(qiáng)電對(duì)電路的影響；4）在非檢測(cè)狀態(tài)，IC電路為無(wú)源電路，不費(fèi)電，較為節(jié)能；5）螺栓的松動(dòng)概率較低，相較于傳統(tǒng)的近距離觀察的檢測(cè)方式，可大大減少檢測(cè)員爬桿的次數(shù)，檢測(cè)員只需更換或修理存在松動(dòng)的螺栓；6）螺栓的檢測(cè)方式可為人工檢測(cè)或軌道車(chē)自動(dòng)檢測(cè)，實(shí)施方式較為靈活。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的智能螺栓較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的具有松動(dòng)檢測(cè)功能的檢測(cè)系統(tǒng)的模塊組成示意圖。

圖3為本發(fā)明的具有松動(dòng)檢測(cè)功能的檢測(cè)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的組成示意圖。

圖4為本發(fā)明的具有松動(dòng)檢測(cè)功能的檢測(cè)系統(tǒng)另一個(gè)實(shí)施例的組成示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1-螺栓主體；2-微型電路板；3-絕緣套；4-金屬帽；5-彈簧；6- 螺母；7-墊片；8-凸起觸點(diǎn)；9-過(guò)孔。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

本發(fā)明提供了一種具有松動(dòng)檢測(cè)功能的高鐵接觸網(wǎng)智能螺栓，如圖1所示，其包括螺栓主體1、螺母8、墊片7及彈簧5。其中，螺栓主體1包括端帽部和螺桿部，端帽部相較于常規(guī)的螺栓較厚，經(jīng)過(guò)特殊加工，內(nèi)部存在一個(gè)可容納微型電路板2的空腔。在端帽部下部，存在一個(gè)過(guò)孔9，用于供微型電路板2上的引線穿出連接墊片7和被聯(lián)接件。

螺栓內(nèi)部的微型電路板2，至少具有：一個(gè)感應(yīng)線圈、一個(gè)IC芯片，一個(gè)小型發(fā)射天線和引線。感應(yīng)線圈在受到線圈激勵(lì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電壓，給微型電路板供電；IC芯片用于獲取引線的通斷信息，高電平表示通路，低電平表示斷路；小型發(fā)射天線用于將信號(hào)發(fā)送到外部接收裝置；引線有兩根，一根連接墊片7，另一根連接螺栓體端的被聯(lián)接件，并分別接入微型電路板的電路中。

為了對(duì)微型電路板和螺栓主體進(jìn)行隔離，在微型電路板和端帽部之間設(shè)置了絕緣套3，以隔絕金屬帽的無(wú)線信號(hào)與金屬帽可能帶有的傳感信號(hào)。同時(shí)，為了將信號(hào)發(fā)射得更遠(yuǎn)，在螺栓主體1端帽部的頂部設(shè)置了金屬帽4，該金屬帽4連接微型電路板的小型發(fā)射天線，使發(fā)射范圍達(dá)到20米。

作為優(yōu)選實(shí)施方案，本實(shí)施例中，絕緣套3、螺栓主體端帽部的一部分及金屬帽4共同構(gòu)成了上蓋對(duì)端帽部的空腔進(jìn)行封口，且封口時(shí)，封口方式為非可逆的方式。

另一方面，彈簧5套設(shè)于螺栓主體1的螺桿部上，且位于端帽部和墊片7之間。墊片7上設(shè)有朝向端帽部的凸起觸點(diǎn)8。凸起觸點(diǎn)8為傳感探頭，當(dāng)它能與被聯(lián)接物體接觸時(shí)，兩根引線通路，表示螺栓未松動(dòng)；當(dāng)螺栓松動(dòng)時(shí)，螺母6往螺栓主體1的螺桿部末端位移，彈簧5將墊片7頂出，造成凸起觸點(diǎn)8與被聯(lián)接物體分離，兩根引線斷路，則表示螺栓松動(dòng)，需要再次預(yù)緊或更換。

優(yōu)選的，墊片7和彈簧5表面涂油絕緣漆，防止表面接觸導(dǎo)電，僅凸起觸點(diǎn)8接觸時(shí)可導(dǎo)電。

上述實(shí)施例中的智能螺栓，采用了感應(yīng)線圈、IC電路和小型天線制成微型電路板，配合金屬帽作為天線，實(shí)現(xiàn)松動(dòng)信息的獲取與無(wú)線傳輸，且螺栓主體中空的部分為螺帽部分，基本不影響螺栓的聯(lián)接強(qiáng)度。同時(shí)，微型電路板位于螺栓主體內(nèi)部，外部?jī)H有引線，避免了接觸網(wǎng)強(qiáng)電對(duì)電路的影響；在非檢測(cè)狀態(tài)，IC電路為無(wú)源電路，不費(fèi)電，較為節(jié)能。

本發(fā)明還提供了具有松動(dòng)檢測(cè)功能的檢測(cè)系統(tǒng)，其包括多個(gè)用于聯(lián)接被聯(lián)接物體的智能螺栓及檢測(cè)器。如圖2所示，檢測(cè)器包括微處理模塊及連接微處理模塊的狀態(tài)顯示模塊、信號(hào)分析模塊、信號(hào)接收模塊以及電磁激勵(lì)電路。其中，電磁激勵(lì)電路用于對(duì)智能螺栓的感應(yīng)線圈進(jìn)行激勵(lì)，信號(hào)接收模塊用于接收智能螺栓的發(fā)射天線發(fā)射的信號(hào)，信號(hào)分析模塊用于分析處理信號(hào)接收模塊接收的信號(hào)，狀態(tài)顯示模塊用于顯示信號(hào)分析模塊的分析處理結(jié)果。

上述檢測(cè)系統(tǒng)的工作流程為：當(dāng)巡檢人員需要對(duì)螺栓的松動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，采用電磁激勵(lì)電路對(duì)螺栓內(nèi)部電路板上的感應(yīng)線圈進(jìn)行激勵(lì)，該激勵(lì)的原理為電磁感應(yīng)；感應(yīng)線圈在受到激勵(lì)時(shí)，產(chǎn)生電壓，給微型電路板供電；IC電路工作，IC電路通過(guò)引線和墊片，獲取螺栓的松動(dòng)信息，再將松動(dòng)信息以無(wú)線傳輸?shù)姆绞?，傳輸?shù)綑z測(cè)器的信號(hào)接收電路，經(jīng)過(guò)信號(hào)分析模塊的分析，最終將結(jié)果在狀態(tài)顯示模塊顯示，巡檢人員則可立即了解并記錄松動(dòng)情況，并針對(duì)松動(dòng)情況做出是否維護(hù)的行動(dòng)。

上述的檢測(cè)方式可以有多種，包括人工檢測(cè)方式和軌道小車(chē)檢測(cè)方式。

如圖3所示為人工手持式檢測(cè)方式。當(dāng)采用人工的方式進(jìn)行巡檢時(shí)，先采用電磁激勵(lì)器對(duì)待檢測(cè)螺栓進(jìn)行激勵(lì)，IC電路工作后，將螺栓的編號(hào)和螺栓的松動(dòng)情況發(fā)送至手持檢測(cè)儀，手持檢測(cè)儀在屏幕上顯示收到的反饋信號(hào)，螺栓的工作狀態(tài)于屏幕一目了然，檢測(cè)員可輕松的獲取螺栓的松動(dòng)信息。

圖4為軌道小車(chē)搭載式檢測(cè)方式。當(dāng)采用軌道檢測(cè)小車(chē)式進(jìn)行巡檢時(shí)，手持檢測(cè)儀與電磁激勵(lì)裝置可嵌入至小車(chē)所搭載的軌道檢測(cè)系統(tǒng)中。所搭載的電磁激勵(lì)裝置向附近的螺栓發(fā)射電磁激勵(lì)，IC電路在工作后，獲取螺栓的松動(dòng)情況，并通過(guò)天線發(fā)射至小車(chē)，小車(chē)上搭載有狀態(tài)顯示屏，螺栓的松動(dòng)情況可在顯示屏中的螺栓松動(dòng)狀態(tài)欄或表格中顯示，檢測(cè)員可輕松的獲取螺栓的松動(dòng)信息。

另外，還可以在檢測(cè)器上設(shè)置無(wú)線通信模塊，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程服務(wù)器或手持終端，以將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)到服務(wù)器或手持終端中進(jìn)行顯示或處理，以及接收遠(yuǎn)程操控指令。

以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。