本實(shí)用新型涉及高速列車平穩(wěn)性檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備。

背景技術(shù)：

近年中國鐵路事業(yè)發(fā)展迅速，高速列車運(yùn)行速度不斷提高，軌道激擾頻率增加，車輪磨損加劇，車輛穩(wěn)定問題凸顯。鐵道車輛轉(zhuǎn)向架的橫向、垂向和縱向穩(wěn)定性是指車輛以較高的速度在平直路上運(yùn)行，某一振型的振幅隨著時(shí)間的延續(xù)而不斷擴(kuò)大，這時(shí)就出現(xiàn)橫向、垂向和縱向失穩(wěn)。列車在平直軌道上運(yùn)行時(shí)，應(yīng)具有良好的橫向穩(wěn)定性，如發(fā)生劇烈失穩(wěn)，會(huì)產(chǎn)生很大的輪軌作用力，對(duì)線路造成破壞，造成車軸軸承過熱或損壞，甚至可能造成脫軌事故，嚴(yán)重影響列車運(yùn)行安全及乘客舒適度。

為了確保列車的行車安全，除了定期進(jìn)行保養(yǎng)維修，及時(shí)更換部件外，對(duì)列車關(guān)鍵部位進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測也極為重要。為了判定車輛系統(tǒng)是否具備運(yùn)行穩(wěn)定性與舒適性，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測構(gòu)架的橫向、垂向和縱向加速度來評(píng)定車輛的橫向、垂向和縱向穩(wěn)定性。

常用的加速度傳感器類型有壓電式加速度傳感器和MEMS加速度傳感器。壓電式加速度傳感器非線性較大，低頻測量誤差很大，不能實(shí)現(xiàn)零頻響，并且壓電式加速度傳感器不能實(shí)現(xiàn)自檢，無法判別其工作狀態(tài)。MEMS加速度傳感器可實(shí)現(xiàn)零頻響，溫度特性好，而且體積小、集成度高，還有自檢功能，適合作為平穩(wěn)性檢測設(shè)備的敏感元件。

測量高速列車構(gòu)架橫向加速度的傳感器安裝于列車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，其工作環(huán)境非常惡劣，列車高速運(yùn)行車會(huì)卷起碎石等對(duì)傳感器及其線纜造成撞擊損壞，并且列車雨天運(yùn)行對(duì)傳感器密封要求也較高。

因高速列車平穩(wěn)性檢測設(shè)備對(duì)性能、可靠性和防護(hù)等級(jí)要求非常高，國外公司設(shè)計(jì)的傳感器大都結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本極高；便攜式車輛振動(dòng)監(jiān)測裝置及傳感器可以用來對(duì)車輛運(yùn)行的線路進(jìn)行測試，但不能對(duì)車輛本身的固有特性進(jìn)行判斷。

綜上，現(xiàn)有的車輛平穩(wěn)性檢測設(shè)備的缺陷在于：

1.很多傳感器都是針對(duì)性臨時(shí)測量車輛振動(dòng)情況，無法對(duì)車輛進(jìn)行連續(xù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。

2.很多傳感器沒有自檢功能，無法在使用的過程中獲得傳感器的工作狀態(tài)。

3.一些國外的用于高速列車實(shí)時(shí)平穩(wěn)性檢測的傳感器，為了達(dá)到高速列車嚴(yán)格的使用要求和防護(hù)等級(jí)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，成本很高。

4.現(xiàn)在應(yīng)用的平穩(wěn)性檢測設(shè)備信號(hào)輸出型式大都是電壓型的，電壓型信號(hào)傳輸過程中容易受到干擾，影響檢測精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備，以精確測量高速列車的加速度，并提高抗沖擊強(qiáng)度和防護(hù)等級(jí)，以確保在惡劣環(huán)境下可靠的工作。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備，所述的高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備包括：傳感器外殼、檢測電路板、電纜、寶塔接頭、橡膠塞、鎖緊螺母、三軸加速度計(jì)、調(diào)理電路、電壓/電流輸出轉(zhuǎn)換電路、電連接器及外殼蓋板；

所述傳感器外殼上設(shè)有一具有螺紋的連接孔，并且所述傳感器外殼的內(nèi)部設(shè)有用于支撐所述外殼蓋板的支撐部，所述外殼蓋板與所述支撐部固定連接；所述三軸加速度計(jì)、調(diào)理電路及電壓/電流輸出轉(zhuǎn)換電路設(shè)置在所述檢測電路板上；所述電纜的一端依次穿過所述寶塔接頭、橡膠塞的通孔、鎖緊螺母及連接孔后，焊接在所述檢測電路板上，另一端連接所述電連接器，所述電連接器連接至信號(hào)采集設(shè)備；

所述寶塔接頭的尾部具有內(nèi)螺紋孔及外螺紋，所述橡膠塞置于所述內(nèi)螺紋孔中，所述鎖緊螺母的螺紋與所述內(nèi)螺紋孔連接以夾緊所述橡膠塞；所述的外螺紋與所述的連接孔的螺紋連接；

所述三軸加速度計(jì)采集的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過所述電壓/電流輸出轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為模擬 電流信號(hào)，所述模擬電流信號(hào)通過所述電連接器及信號(hào)采集設(shè)備傳輸至上位機(jī)。

一實(shí)施例中，所述傳感器外殼的內(nèi)部設(shè)有用于固定所述檢測電路板的臺(tái)階部。

一實(shí)施例中，所述蓋板與所述支撐部的接觸處涂有硅橡膠，并通過沉頭螺釘將所述蓋板固定于所述支撐部上。

一實(shí)施例中，所述檢測電路板通過螺釘固定在所述臺(tái)階部上。

一實(shí)施例中，所述電纜外套設(shè)橡膠護(hù)線管，一端套在所述寶塔接頭的頭部。

一實(shí)施例中，所述寶塔接頭的頭部有倒刺，所述橡膠護(hù)線管一端的內(nèi)壁與所述倒刺接觸。

一實(shí)施例中，所述橡膠護(hù)線管的兩端通過喉箍鎖緊。

一實(shí)施例中，所述傳感器外殼具有兩個(gè)側(cè)耳，所述側(cè)耳上設(shè)有安裝孔。

一實(shí)施例中，所述三軸加速度計(jì)為MEMS三軸加速度計(jì)。

本申請(qǐng)的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

電氣方面：

采用MEMS三軸加速度計(jì)，檢測精度較高，可實(shí)現(xiàn)低頻加速度的精確測量，還具有硬件自檢功能；同時(shí)電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備用電壓基準(zhǔn)供電，減少溫飄，提高了輸出精度；電流型信號(hào)輸出形式，大大提高了采集信號(hào)的抗干擾能力。

機(jī)械方面：

電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備通過簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了較高的防護(hù)性能，包括外殼強(qiáng)度、抗沖擊能力、線纜鎖緊、防水防火等性能。傳感器部件較少，整體組裝方便，降低了生產(chǎn)成本。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請(qǐng)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞 動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備的整體示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備的寶塔接頭示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備的工作原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1及圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備，該高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備包括：傳感器外殼101、檢測電路板102、電纜103、寶塔接頭104、橡膠塞105、鎖緊螺母106、電連接器201及設(shè)置在檢測電路板102上的三軸加速度計(jì)、調(diào)理電路及電壓/電流輸出轉(zhuǎn)換電路。該電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，具有較高的抗沖擊強(qiáng)度和防護(hù)等級(jí)，并確保在惡劣環(huán)境下可靠的工作。

三軸加速度計(jì)采集的振動(dòng)信號(hào)(橫向、垂向和縱向加速度信號(hào)，為電壓信號(hào))經(jīng)過電壓/電流輸出轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為模擬電流信號(hào)，通過模擬電流信號(hào)電連接器201及信號(hào)采集設(shè)備傳輸至上位機(jī)。

如圖1所示，傳感器外殼101的內(nèi)部設(shè)有臺(tái)階部107，檢測電路板102與臺(tái)階部107固定連接，檢測電路板102安裝于傳感器外殼內(nèi)部，其他外部組件都是為了實(shí)現(xiàn)檢測電路板102的保護(hù)和信號(hào)輸出。

另外，傳感器外殼101上還設(shè)有一具有螺紋的連接孔108，電纜103穿過寶塔接 頭104、橡膠塞105的通孔、鎖緊螺母106及連接孔108。電纜103的一端焊接在檢測電路板102上，另一端連接電連接器201，電連接器201連接至信號(hào)采集設(shè)備。

該傳感器外殼101可以為不銹鋼外殼，本實(shí)用新型不以此為限。

寶塔接頭104的尾部具有內(nèi)螺紋孔及外螺紋109，橡膠塞105置于內(nèi)螺紋孔中，鎖緊螺母106的螺紋113與內(nèi)螺紋孔連接，通過擰緊螺紋，可以鎖緊橡膠塞105。寶塔接頭104的外螺紋109與連接孔108的螺紋連接，以將電纜103與傳感器外殼101固定。

一實(shí)施例中，傳感器外殼101上設(shè)有密封槽115，密封槽115放置密封圈116，傳感器外殼101與寶塔接頭連接時(shí)，密封圈116可起到密封作用。

檢測電路板102的固定方式有很多種，一實(shí)施例中，可以在檢測電路板102的各個(gè)角(一般為4個(gè))上打孔，通過螺釘(如圓頭螺釘)將檢測電路板102固定在臺(tái)階部107上。

一實(shí)施例中，為了保護(hù)電路板，可以為傳感器外殼101設(shè)置蓋板110，具體實(shí)施時(shí)，可以在傳感器外殼的內(nèi)部設(shè)置支撐部111，蓋板110與支撐部111固定連接，以將所述檢測電路板封住。

蓋板111具體安裝時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)蓋板密封，可以在檢測電路板102固定在臺(tái)階部107之后，先在傳感器外殼101與蓋板11接觸的支撐部111的臺(tái)階面上涂上適量硅橡膠，蓋上蓋板11，然后通過沉頭螺釘將蓋板固定到傳感器外殼上101的支撐部111上。

為了保護(hù)電纜103不受損壞，可以在電纜103之外套設(shè)橡膠護(hù)線管202，橡膠護(hù)線管202的一端一般套在寶塔接頭104的頭部112上。

一實(shí)施例中，為了防止橡膠護(hù)線管202從寶塔接頭104的頭部112脫落，可以在寶塔接頭104的頭部112設(shè)置倒刺301，如圖3所示。橡膠護(hù)線管202一端的內(nèi)壁與倒刺301接觸，倒刺310也可以起到一定的密封作用。另外，為了更好的防止橡膠護(hù)線管202從寶塔接頭104的頭部112脫落，使密封效果更好，可以橡膠護(hù)線管202的兩端通過喉箍203鎖緊。

一實(shí)施例中，傳感器外殼101上設(shè)置有兩個(gè)側(cè)耳114，在側(cè)耳114上設(shè)有安裝孔117，通過螺釘或螺栓可將傳感器外殼101固定在列車底部車架上。

一實(shí)施例中，三軸加速度計(jì)為MEMS三軸加速度計(jì)，與壓電式三軸加速度計(jì)相 比，MEMS三軸加速度計(jì)調(diào)理電路簡單，抗干擾能力強(qiáng)，該傳感器可實(shí)現(xiàn)橫向加速度信號(hào)輸出，對(duì)高速列車橫向加速度精確測量，同時(shí)可以測量靜態(tài)重力加速度，以及運(yùn)動(dòng)、沖擊或振動(dòng)引起的動(dòng)態(tài)加速度，可實(shí)現(xiàn)傳感器狀態(tài)自檢，還可精確檢測低頻振動(dòng)。

另外，MEMS三軸加速度計(jì)的供電通過基準(zhǔn)電壓源實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榛鶞?zhǔn)電壓源與普通電源模塊相比具有低噪聲、高精度和低溫度漂移的特性，保證其檢測的準(zhǔn)確性和可靠性。

檢測電路板102是電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備的核心部件，通過檢測電路板102上的MEMS三軸加速度計(jì)、調(diào)理電路和電壓/電流輸出轉(zhuǎn)換電路，可以實(shí)現(xiàn)加速度信號(hào)的采集、調(diào)理和電流信號(hào)輸出，請(qǐng)參見平穩(wěn)性檢測設(shè)備的原理圖4。本實(shí)用新型的電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備采集到的模擬信號(hào)經(jīng)過調(diào)理校正后，經(jīng)電連接器連接輸出至信號(hào)采集設(shè)備，由信號(hào)采集設(shè)備上傳至上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，判定高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性狀態(tài)。電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備具有自檢功能，可以在使用過程中檢測并報(bào)告?zhèn)鞲衅鳡顟B(tài)，同時(shí)由于其為電流輸出型傳感器，信號(hào)傳輸時(shí)抗干擾能力強(qiáng)。

綜上所述，利用本實(shí)用新型的電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)如下功能：

電氣方面：

采用MEMS三軸加速度計(jì)，檢測精度較高，可實(shí)現(xiàn)低頻加速度的精確測量，還具有硬件自檢功能；同時(shí)電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備用電壓基準(zhǔn)供電，減少溫飄，提高了輸出精度；電流型信號(hào)輸出形式，大大提高了采集信號(hào)的抗干擾能力。

機(jī)械方面：

電流輸出型高速列車轉(zhuǎn)向架平穩(wěn)性檢測設(shè)備通過簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了較高的防護(hù)性能，包括外殼強(qiáng)度、抗沖擊能力、線纜鎖緊、防水防火等性能。傳感器部件較少，整體組裝方便，降低了生產(chǎn)成本。

本實(shí)用新型中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改 變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。