申请/专利权人：中国铁建高新装备股份有限公司

申请日：2018-06-29

公开（公告）日：2024-02-02

公开（公告）号：CN108955506B

主分类号：G01B7/00

分类号：G01B7/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.02#授权;2019.01.01#实质审查的生效;2018.12.07#公开

摘要：本发明涉及一种道钉位置感应装置及方法，所述道钉位置感应装置包括悬臂元件，所述悬臂元件一端用于与工作车车架底部相连接，所述悬臂元件另一端装有感应组件，所述感应组件可采用接触式感应组件或非接触式感应组件。本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明的道钉位置感应装置及方法能够实时识别道钉位置，实时触发进行作业操作，无需进行数据记录、计算及分析处理，结构简单，识别响应路径短，可集成于多种大型铁路养路机械实现智能化作业，提高智能化作业可靠性，减少人工工作量，节约人力成本，提高工作效率。同时本发明可广泛适用于包括识别铁路道钉位置在内的任何需要识别定位的技术领域及工作场合。

主权项：1.一种道钉位置感应方法，实施该方法的是道钉位置感应装置，其特征在于，所述道钉位置感应装置包括悬臂元件，所述悬臂元件一端用于与工作车车架底部相连接，所述悬臂元件另一端装有感应组件；所述感应组件采用接触式感应组件；所述接触式感应组件采用电磁铁，所述电磁铁底部的高度位置高于道钉顶端的高度位置，所述电磁铁上装有位移传感器，所述位移传感器用于触发作业机构工作，所述悬臂元件采用弹簧，所述弹簧一端装在所述电磁铁上端，其另一端用于与工作车车架底部固定连接；所述方法包括以下步骤：所述带有位移传感器的电磁铁在沿钢轨运动过程中，所述电磁铁处于通电状态，当电磁铁未接近道钉时，在所述弹簧作用下，此时所述电磁铁底部的高度位置高于道钉顶端的高度位置，当所述电磁铁接近道钉时，在磁力作用下所述电磁铁开始下移并与道钉相接触，在所述电磁铁下移时触发所述位移传感器发出工作信号，所述工作信号进而触发相应作业机构工作，随后对所述电磁铁进行断电，所述电磁铁因处于断电状态而失去磁力，此时所述电磁铁在所述弹簧作用下复位。

全文数据：一种道钉位置感应装置及方法技术领域[0001]本发明涉及一种铁路养护机械装备，尤其涉及一种道钉位置感应装置及方法。背景技术[0002]在智能化铁路养护作业技术领域中，有多种养护作业需要对作业位置进行定位，例如捣固作业、扣件养护或更换作业、轨枕更换作业等，其中一些养护作业对作业位置的定位要求较高，如在对扣件进行养护、更换时需准确定位扣件所在位置。目前的大型养路机械智能化程度较低，例如捣固作业装置虽然具备自动捣固功能，但由于其可靠性不高，较少使用，对扣件的养护、更换等工作更多地依赖于人工操作，存在着人工工作量大、人力成本高、工作效率低的技术缺陷。[0003]专利号为ZL201521007907.7的中国实用新型专利公开了一种检测轨枕道钉的装置。所述的装置包括道钉传感器、高低调节杆、套筒、高低调节螺母和安装板，套筒安装在安装板上，传感器固定在高低调节杆的一端，高低调节杆的另一端开有螺纹，并穿过套筒与高低调节螺母连接。该实用新型所提出的用于检测轨枕道钉的装置，结构简单，可解决连续动态测量设备在测量轨道参数时对轨枕的精确定位问题；同时工作时满足了对道钉传感器的保护和对整个连续动态测量设备的保护。但该实用新型的道钉传感器仅能对道钉进行脉冲式计数，不能实时识别道钉位置并同时触发相应作业机构工作，仍需改进。[0004]专利号为ZL201020649638.5的中国实用新型专利公开了一种轨枕检测识别装置，其特征在于它包括铰接在车架底部的摆臂及复位弹簧，设于摆臂上部的连接块，较接在连接块上的其下端与轨枕道钉相配接的接触臂及回位弹簧，在摆臂和接触臂上设有电极，且两电极极点相接触。即通过接触臂直接与道钉的机械接触来判断轨枕的具体位置，避免了因信号感应不灵或者不真实所带来的漏识别或者误识别等问题。不仅大大提高了轨枕位置识别的可靠性和准确性，而且结构简单，成本低廉，操作方便，对降低机械作业成本、提高作业效率、保障铁路安全运输具有显著的作用。但该实用新型的结构复杂，经济性较差，仍需进一步改进。发明内容[0005]为了解决上述现有检测轨枕道钉的装置和轨枕检测识别装置存在的技术缺陷，本发明的道钉位置感应装置采用的技术方案具体如下：一种道钉位置感应装置，包括悬臂元件，所述悬臂兀件一端用于与工作车车架底部相连接，所述悬臂元件另一端装有感应组件。[0006]优选的是，所述感应组件采用接触式感应组件。[0007]在上述任一方案中优选的是，所述接触式感应组件采用旋转挡块，所述旋转挡块底部的高度位置低于道钉顶端的高度位置，所述旋转挡块上装有角度位移传感器，所述角度位移传感器用于触发作业机构工作，所述悬臂元件一端用于与工作车车架底部固定连接，其另一端与所述旋转挡块之间铰链连接。[0008]在上述任一方案中优选的是，所述接触式感应组件采用感应头，所述感应头底部的高度位置低于道钉顶端的高度位置，所述感应头上装有压力传感器，所述压力传感器用于触发作业机构工作，所述悬臂元件一端用于与工作车车架底部铰链连接，其另一端与所述感应头固定连接，所述悬臂元件上装有提升机构。[0009]在上述任一方案中优选的是，所述接触式感应组件采用电磁铁，所述电磁铁底部的高度位置高于道钉顶端的高度位置，所述电磁铁上装有位移传感器，所述位移传感器用于触发作业机构工作，所述悬臂元件采用弹簧，所述弹簧一端装在所述电磁铁上端，其另一端用于与工作车车架底部固定连接。[0010]在上述任一方案中优选的是，所述感应组件采用非接触式感应组件，所述非接触式感应组件包括两套小量程接近开关，所述两套小量程接近开关装在倒U形结构件两端处，并沿垂直钢轨方向布置于道钉理论位置两侧，所述两套小量程接近开关之间的距离至少大于道钉宽度方向尺寸，所述两套小量程接近开关用于触发作业机构工作，所述悬臂元件一端与所述倒U形结构件固定连接，其另一端用于与工作车车架底部固定连接。[0011]为了解决上述现有检测轨枕道钉的方法和轨枕检测识别方法存在的技术缺陷，本发明的道钉位置感应方法优选采用的技术方案具体如下：一种道钉位置感应方法，实施该方法的是上述接触式感应组件中采用旋转挡块的道钉位置感应装置，包括以下步骤：所述带有角度位移传感器的旋转挡块在沿钢轨运动过程中，当所述旋转挡块碰触道钉时即发生旋转，此时所述旋转挡块触发所述角度位移传感器并发出工作信号，所述工作信号进而触发相应作业机构工作，当所述旋转挡块通过道钉后，所述旋转挡块在重力作用下复位。[0012]另一种道钉位置感应方法，实施该方法的是上述接触式感应组件中采用感应头的道钉位置感应装置，包括以下步骤：所述带有压力传感器的感应头在沿钢轨运动过程中，当所述感应头碰触道钉时，所述压力传感器发出提升信号，所述提升信号触发所述悬臂元件上的提升机构以提升感应头，同时触发相应作业机构工作，当所述感应头通过道钉后，所述感应头在所述提升机构作用下自动复位。[0013]第三种道钉位置感应方法，实施该方法的是上述接触式感应组件中采用电磁铁的道钉位置感应装置，包括以下步骤：所述带有位移传感器的电磁铁在沿钢轨运动过程中，所述电磁铁处于通电状态，当电磁铁未接近道钉时，在所述弹簧作用下，此时所述电磁铁底部的高度位置高于道钉顶端的高度位置，当所述电磁铁接近道钉时，在磁力作用下所述电磁铁开始下移并与道钉相接触，在所述电磁铁下移时触发所述位移传感器发出工作信号，所述工作信号进而触发相应作业机构工作，随后对所述电磁铁进行断电，所述电磁铁因处于断电状态而失去磁力，此时所述电磁铁在所述弹簧作用下复位。[0014]第四种道钉位置感应方法，实施该方法的是采用上述非接触式感应组件的道钉位置感应装置，包括以下步骤：所述两套小量程接近开关在沿钢轨运动过程中，当所述两套小量程接近开关逐渐接近道钉时被同时触发并发出工作信号，所述工作信号进而触发相应作业机构工作。[0015]本发明与现有技术相比的有益效果是:本发明的道钉位置感应装置及方法能够实时识别道钉位置，实时触发进行作业操作，无需进行数据记录、计算及分析处理，结构简单识别响应路径短，可集成于多种大型铁路养路机械实现智能化作业，提高智能化作业可靠性，减少人工工作量，节约人力成本，提高工作效率。同时本发明可广泛适用于包括识别^路道钉位置在内的任何需要识别定位的技术领域及工作场合。~附图说明[0016]图1为本发明的道钉位置感应装置一优选实施例的结构及工作示意图；图2为本发明的道钉位置感应装置另一优选实施例的结构及工作示意图图3为本发明的道钉位置感应装置第三优选实施例的结构及工作示意图；图4为本发明的道钉位置感应装置第四优选实施例的结构及工作示意。具体实施方式[0017]下面结合图1-4详细描述所述道钉位置感应装置及方法的技术方案：一种道钉位置感应装置，包括悬臂元件，所述悬臂元件一端用于与工作车车架底部相连接，所述悬臂元件另一端装有感应组件。[0018]所述感应组件采用接触式感应组件。[0019]所述接触式感应组件采用旋转挡块，所述旋转挡块底部的高度位置低于道钉顶端的高度位置，所述旋转挡块上装有角度位移传感器，所述角度位移传感器用于触发作业机构工作，所述悬臂元件一端用于与工作车车架底部固定连接，其另一端与所述旋转挡块之间铰链连接。[0020]所述接触式感应组件采用感应头，所述感应头底部的高度位置低于道钉顶端的高度位置，所述感应头上装有压力传感器，所述压力传感器用于触发作业机构工作，所述悬臂元件一端用于与工作车车架底部铰链连接，其另一端与所述感应头固定连接，所述悬臂元件上装有提升机构。[0021]所述接触式感应组件采用电磁铁，所述电磁铁底部的高度位置高于道钉顶端的高度位置，所述电磁铁上装有位移传感器，所述位移传感器用于触发作业机构工作，所述悬臂元件采用弹簧，所述弹簧一端装在所述电磁铁上端，其另一端用于与工作车车架底部固定连接。[0022]所述感应组件采用非接触式感应组件，所述非接触式感应组件包括两套小量程接近开关，所述两套小量程接近开关装在倒u形结构件两端处，并沿垂直钢轨方向布置于道钉理论位置两侧，所述两套小量程接近开关之间的距离至少大于道钉宽度方向尺寸，所述两套小量程接近开关用于触发作业机构工作，所述悬臂元件一端与所述倒U形结构件固定连接，其另一端用于与工作车车架底部固定连接。[0023]本发明优选的一种道钉位置感应方法，实施该方法的是上述接触式感应组件中采用旋转挡块的道钉位置感应装置，包括以下步骤：所述带有角度位移传感器的旋转挡块在沿钢轨运动过程中，当所述旋转挡块碰触道韦丁时即发生旋转，此时所述旋转挡块触发所述角度位移传感器并发出工作信号，所述工作信号进而触发相应作业机构工作，当所述旋转挡块通过道钉后，所述旋转挡块在重力作用下复位。[0024]本发明优选的另一种道钉位置感应方法，实施该方法的是上述接触式感应组件中采用感应头的道钉位置感应装置，包括以下步骤：所述带有压力传感器的感应头在沿钢轨运动过程中，当所述感应头碰触道钉时，所述压力传感器发出提升信号，所述提升信号触发所述悬臂元件上的提升机构以提升感应头，同时触发相应作业机构工作，当所述感应头通过道钉后，所述感应头在所述提升机构作用下自动复位。[0025]本发明优选的第三种道钉位置感应方法，实施该方法的是上述接触式感应组件中采用电磁铁的道钉位置感应装置，包括以下步骤：所述带有位移传感器的电磁铁在沿钢轨运动过程中，所述电磁铁处于通电状态，当电磁铁未接近道钉时，在所述弹簧作用下，此时所述电磁铁底部的高度位置高于道钉顶端的高度位置，当所述电磁铁接近道钉时，在磁力作用下所述电磁铁开始下移并与道钉相接触，在所述电磁铁下移时触发所述位移传感器发出工作信号，所述工作信号进而触发相应作业机构工作，随后对所述电磁铁进行断电，所述电磁铁因处于断电状态而失去磁力，此时所述电磁铁在所述弹簧作用下复位。[0026]本发明优选的第四种道钉位置感应方法，实施该方法的是采用上述非接触式感应组件的道钉位置感应装置，包括以下步骤：所述两套小量程接近开关在沿钢轨运动过程中，当所述两套小量程接近开关逐渐接近道钉时被同时触发并发出工作信号，所述工作信号进而触发相应作业机构工作。[0027]所述实施例仅为优选的技术方案，其中所涉及的各个组成部件以及连接关系并不限于所描述的以上这一种实施方案，所述优选方案中的各个组成部件的设置以及连接关系可以进行任意的排列组合并形成完整的技术方案。

权利要求：1.一种道钉位置感应装置，包括悬臂元件，所述悬臂元件一端用于与工作车车架底部相连接，其特征在于，所述悬臂元件另一端装有感应组件。2.如权利要求1所述的道钉位置感应装置，其特征在于，所述感应组件采用接触式感应组件。3.如权利要求2所述的道钉位置感应装置，其特征在于，所述接触式感应组件采用旋转挡块，所述旋转挡块底部的高度位置低于道钉顶端的高度位置，所述旋转挡块上装有角度位移传感器，所述角度位移传感器用于触发作业机构工作，所述悬臂元件一端用于与工作车车架底部固定连接，其另一端与所述旋转挡块之间铰链连接。4.如权利要求2所述的道钉位置感应装置，其特征在于，所述接触式感应组件采用感应头，所述感应头底部的高度位置低于道钉顶端的高度位置，所述感应头上装有压力传感器，所述压力传感器用于触发作业机构工作，所述悬臂元件一端用于与工作车车架底部铰链连接，其另一端与所述感应头固定连接，所述悬臂元件上装有提升机构。5.如权利要求2所述的道钉位置感应装置，其特征在于，所述接触式感应组件采用电磁铁，所述电磁铁底部的高度位置高于道钉顶端的高度位置，所述电磁铁上装有位移传感器，所述位移传感器用于触发作业机构工作，所述悬臂元件采用弹簧，所述弹簧一端装在所述电磁铁上端，其另一端用于与工作车车架底部固定连接。6.如权利要求1所述的道钉位置感应装置，其特征在于，所述感应组件采用非接触式感应组件，所述非接触式感应组件包括两套小量程接近开关，所述两套小量程接近开关装在倒U形结构件两端处，并沿垂直钢轨方向布置于道钉理论位置两侧，所述两套小量程接近开关之间的距离至少大于道钉宽度方向尺寸，所述两套小量程接近开关用于触发作业机构工作，所述悬臂元件一端与所述倒U形结构件固定连接，其另一端用于与工作车车架底部固定连接。7.—种道钉位置感应方法，实施该方法的是权利要求1至3中任一项的道钉位置感应装置，其特征在于，包括以下步骤：所述带有角度位移传感器的旋转挡块在沿钢轨运动过程中，当所述旋转挡块碰触道钉时即发生旋转，此时所述旋转挡块触发所述角度位移传感器并发出工作信号，所述工作信号进而触发相应作业机构工作，当所述旋转挡块通过道钉后，所述旋转挡块在重力作用下复位。8.—种道钉位置感应方法，实施该方法的是权利要求1、2、4中任一项的道钉位置感应装置，其特征在于，包括以下步骤：所述带有压力传感器的感应头在沿钢轨运动过程中，当所述感应头碰触道钉时，所述压力传感器发出提升信号，所述提升信号触发所述悬臂元件上的提升机构以提升感应头，同时触发相应作业机构工作，当所述感应头通过道钉后，所述感应头在所述提升机构作用下自动复位。9.一种道钉位置感应方法，实施该方法的是权利要求1、2、5中任一项的道钉位置感应装置，其特征在于，包括以下步骤：所述带有位移传感器的电磁铁在沿钢轨运动过程中，所述电磁铁处于通电状态，当电磁铁未接近道钉时，在所述弹簧作用下，此时所述电磁铁底部的高度位置高于道钉顶端的高度位置，当所述电磁铁接近道钉时，在磁力作用下所述电磁铁开始下移并与道钉相接触，在所述电磁铁下移时触发所述位移传感器发出工作信号，所述工作信号进而触发相应作业机构工作，随后对所述电磁铁进行断电，所述电磁铁因处于断电状态而失去磁力，此时所述电磁铁在所述弹簧作用下复位。10.—种道钉位置感应方法，实施该方法的是权利要求丨、6中任一项的道钉位置感应装置，其特征在于，包括以下步骤：所述两套小量程接近开关在沿钢轨运动过程中，当所述两套小量程接近开关逐渐接近道钉时被同时触发并发出工作信号，所述工作信号进而触发相应作业机构工作。

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