申请/专利权人：南昌大学

申请日：2017-11-13

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN107700418B

主分类号：E01H8/08

分类号：E01H8/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2018.03.16#实质审查的生效;2018.02.16#公开

摘要：一种铁路道岔有害空间防冻装置，属于自动检测、快速融冰设备技术领域。所述的机械臂的横杆一头的四分之一处安装在支撑柱上，机械臂的另一头焊接有加热板，机械臂一头的顶端通过钢绳与支撑柱中部连接，所述的支撑柱上安装有第一竖杆，所述的第一竖杆顶部的前面安装有第一雷达，所述的第一竖杆顶部的后面安装有第二雷达，所述的支撑柱内部安装有电机，所述的电机的转轴上安装有齿轮，所述的支撑柱内部安装有继电器和控制电路板，能全天候实时检测并消除道岔有害空间、左右两翼轨与辙叉心之间的结冰，无需人工实时现场勘查，有效的提高了道岔行车的安全性。

主权项：1.一种铁路道岔有害空间防冻装置，其特征在于：它包含机械臂（1）、第一雷达（2）、第二雷达（3）、第一竖杆（4）、齿轮（5）、钢绳（6）、电机（7）、继电器（8）、控制电路板（9）、支撑柱（10）、第一结冰传感器（11）、第二结冰传感器（12）、第三结冰传感器（13）、加热板（14）、风扇（15）、温度传感器（16）、雨雪传感器（17）、塑料盒（18）、电热丝（19）、金属铝盒（20）、导热硅胶（21）、第二竖杆（22）、内齿圈（23）、横杆（24）、第一继电器（25）、第二继电器（26）和第三继电器（27），所述的机械臂（1）的横杆（24）一头的四分之一处安装在支撑柱（10）上，机械臂（1）的另一头焊接有加热板（14），机械臂（1）一头的顶端通过钢绳（6）与支撑柱（10）中部连接，所述的支撑柱（10）上安装有第一竖杆（4），所述的第一竖杆（4）顶部的前面安装有第一雷达（2），所述的第一竖杆（4）顶部的后面安装有第二雷达（3），所述的支撑柱（10）内部安装有电机（7），所述的电机（7）的转轴上安装有齿轮（5），所述的支撑柱（10）内部安装有继电器（8）和控制电路板（9）；所述的机械臂（1）由第二竖杆（22）、内齿圈（23）和横杆（24）组成，所述的横杆（24）横放于支撑柱（10）上，所述的横杆（24）一头的四分之一处内部设置有内齿圈（23），所述的第二竖杆（22）采用空心的方形钢管制成，所述的第二竖杆（22）内部安装有风扇（15），所述的第二竖杆（22）的一侧的上半部分设置为百叶窗，且窗口皆向下，所述的第二竖杆（22）的一头与横杆（24）焊接，另一头与加热板（14）的顶部焊接；所述的第一结冰传感器（11）安装在右翼轨（a）与辙叉心（c）之间的道床上，所述的第二结冰传感器（12）安装在左翼轨（b）与辙叉心（c）之间的道床上，所述的第三结冰传感器（13）安装在道岔有害空间（d）下的道床上，所述的第一结冰传感器（11）、第二结冰传感器（12）和第三结冰传感器（13）结构相同，均由塑料盒（18）、温度传感器（16）和雨雪传感器（17）组成，所述的雨雪传感器（17）和温度传感器（16）镶嵌在塑料盒（18）的上表面，所述的第一结冰传感器（11）、第二结冰传感器（12）和第三结冰传感器（13）与控制电路板（9）电连接；所述的加热板（14）是由电热丝（19）、金属铝盒（20）和导热硅胶（21）组成，所述的电热丝（19）均匀排布在金属铝盒（20）内，由导热硅胶（21）将电热丝（19）和金属铝盒（20）内部的各个面隔离开，所述的加热板（14）的底面开百叶窗口（14-1），且百叶窗窗口（14-1）向下，所述的加热板（14）的顶面开一个与第二竖杆（22）孔径同样大小的进风孔（14-2）；所述的继电器（8）是由第一继电器（25）、第二继电器（26）和第三继电器（27）组成，所述的第一继电器（25）、第二继电器（26）和第三继电器（27）均采用220V交流小型中间继电器，所述的控制电路板（9）分别与第一继电器（25）、第二继电器（26）和第三继电器（27）控制连接；第一结冰传感器（11）检测到右翼轨（a）与辙叉心（c）之间结冰时，控制电路板（9）控制电机（7）将机械臂（1）上的加热板（14）移动到右翼轨（a）与辙叉心（c）之间进行加热；第二结冰传感器（12）检测到左翼轨（b）与辙叉心（c）之间结冰时，控制电路板（9）控制电机（7）将机械臂（1）上的加热板（14）移动到左翼轨（b）与辙叉心（c）之间进行加热；第三结冰传感器（13）检测到道岔有害空间（d）结冰时，控制电路板（9）控制电机（7）将机械臂（1）上的加热板（14）移动到道岔有害空间（d）进行加热；第一结冰传感器（11）没检测到右翼轨（a）与辙叉心（c）之间结冰，且第二结冰传感器（12）没检测到左翼轨（b）与辙叉心（c）之间结冰，且第三结冰传感器（13）没检测到道岔有害空间（d）结冰时，或第一雷达（2）检测到A股轨道（e）前方300米处有来车信息，或第二雷达（3）探测到B股轨道（f）前方300米处的来车信息，或第二雷达（3）探测到C股轨道（g）前方300米处的来车信息时，控制电路板（9）控制电机（7）即刻将机械臂（1）上的加热板（14）移动到路基表层边上，防止列车与机械臂（1）相撞，其中，由控制电路板（9）优先处理第一雷达（2）、第二雷达（3）检测来车信息。

全文数据：一种铁路道岔有害空间防冻装置技术领域[0001]本发明涉及-种铁路道岔有害空间防冻装置，属于自动检测、快速融冰设备技术领域。背景技术[0002]道岔是铁路轨道的重要组成部分，是铁道车辆由一股轨线转入另一股轨线所不可缺少的重要设名^在铁道运输业务中有着不可或缺的地位，随着铁路发展，列车的速度是越来越快，要确保高速运行的列车顺利通过道岔进行变道，就必须得保证道岔不出任何意外。然而，进入冬季时，我国大部分地区受水文气候的影响，致使铁路道岔的有害区间出现结冰，尤其是高原地区，铁路^岔的有害区间里的冰块厚度会超过铁轨，在铁路道岔的有害区间处存在异物时，将会导致高速运行的列车出现爬轨事故，造成不必要的损失。[0003]现有技术中，工作人员沿线检查道岔是否存在冰雪，检查到道岔结冰时，工作人员用喷灯处理的方式来消除冰雪，即：带着小煤气罐，用火烧，将冰雪蒸发干，但这种方法作业效率也较较低，所需人员多，负重大，需要时时有员工去沿线勘察，致使漏检、误检，不能完全排查已结冰的道岔。发明内容[0004]针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种铁路道岔有害空间防冻装置。[0005]本发明的铁路道岔有害空间防冻装置，它包含机械臂、第一雷达、第二雷达、第一竖杆、齿轮、钢绳、电机、继电器、控制电路板、支撑柱、第一结冰传感器、第二结冰传感器、第三结冰传感器、加热板、风扇、温度传感器、雨雪传感器、塑料盒、电热丝、金属铝盒、导热硅胶、第二竖杆、内齿圈、横杆、第一继电器、第二继电器和第三继电器，所述的机械臂的横杆一头的四分之一处安装在支撑柱上，机械臂的另一头焊接有加热板，机械臂一头的顶端通过钢绳与支撑柱中部连接，所述的支撑柱上安装有第一竖杆，所述的第一竖杆顶部的前面安装有第一雷达，所述的第一竖杆顶部的后面安装有第二雷达，所述的支撑柱内部安装有电机，所述的电机的转轴上安装有齿轮，所述的支撑柱内部安装有继电器和控制电路板。[0006]所述的机械臂由第二竖杆、内齿圈和横杆组成，所述的横杆横放于支撑柱上，所述的横杆一头的四分之一处内部设置有内齿圈，所述的第二竖杆采用空心的方形钢管制成，所述的第二竖杆内部安装有风扇，所述的第二竖杆的一侧的上半部分设置为百叶窗，且窗口皆向下，所述的第二竖杆的一头与横杆焊接，另一头与加热板的顶部焊接。[0007]所述的第一结冰传感器安装在右翼轨与辙叉心之间的道床上，所述的第二结冰传感器安装在左翼轨与辙叉心之间的道床上，所述的第三结冰传感器安装在道岔有害空间下的道床上，所述的第一结冰传感器、第二结冰传感器和第三结冰传感器结构相同，均由塑料盒、温度传感器和雨雪传感器组成，所述的雨雪传感器和温度传感器镶嵌在塑料盒的上表面，所述的第一结冰传感器、第二结冰传感器和第三结冰传感器与控制电路板电连接。[0008]所述的加热板是由电热丝、金属铝盒和导热硅胶组成，所述的电热丝均匀排布在金属铝盒内，由导热硅胶将电热丝和金属铝盒内部的各个面隔离开，所述的加热板的底面开百叶窗口，且百叶窗窗口向下，所述的加热板的顶面开一个与第二竖杆孔径同样大小的进风孔。[0009]所述的继电器是由第一继电器、第二继电器和第三继电器组成，所述的第一继电器、第二继电器和第三继电器均采用220V交流小型中间继电器，所述的控制电路板分别与第一继电器、第二继电器和第三继电器控制连接。[0010]本发明的有益效果:该铁路道岔有害空间防冻装置通过在道岔有害空间、左右两翼轨与辙叉心之间安装相同的结冰传感器检测道岔有害空间、左右两翼轨与辙叉心之间的结冰状态，当检测到道岔有害空间或者左右两翼轨与辙叉心之间有结冰时，电机将机械臂上的加热板移动到道岔有害空间或者左右两翼轨与辙叉心之间结冰的地方进行加热，当结冰传感器没检测到道岔有害空间或左右两翼轨与辙叉心之间有结冰时，电机将机械臂上的加热板移动到路基表层边上，与此同时，当雷达探测到前方300米处有列车开来时，电机即刻将机械臂上的加热板移动到路基表层边上，防止列车与机械臂相撞，能全天候实时检测并消除道岔有害空间、左右两翼轨与辙叉心之间的结冰，无需人工实时现场勘查，有效的提高了道岔行车的安全性。附图说明[0011]图1为本发明的安装示意图。[0012]图2为本发明的机械臂结构图。[0013]图3为本发明的加热板结构图。[0014]图4为本发明的加热板底面示意图。[0015]图5为本发明的加热板顶面示意图。[0016]图6为本发明的第一结冰传感器结构图。[0017]图7为本发明的继电器结构图。[0018]图8为本发明的工作原理图。[0019]附图标记:机械臂1、第一雷达2、第二雷达3、第一竖杆4、齿轮5、钢绳6、电机7、继电器8、控制电路板9、支撑柱10、第一结冰传感器11、第二结冰传感器12、第三结冰传感器I3、加热板14、风扇15、温度传感器16、雨雪传感器17、塑料盒18、电热丝19、金属铝盒20、导热硅胶21、第二竖杆22、内齿圈23、横杆24、第一继电器25、第二继电器26、第三继电器27、右翼轨a、左翼轨b、辙叉心c、道岔有害空间d、A股轨道e、B股轨道f、C股轨道g。具体实施方式[0020]本发明将结合附图通过以下具体实施例作详细描述。[0021]如图1-图8所示，本具体实施方式采用以下技术方案:它包含机械臂1、第一雷达2、第二雷达3、第一竖杆4、齿轮5、钢绳6、电机7、继电器8、控制电路板9、支撑柱10、第一结冰传感器11、第二结冰传感器12、第三结冰传感器13、加热板14、风扇15、温度传感器16、雨雪传感器I7、塑料盒18、电热丝19、金属铝盒20、导热硅胶21、第二竖杆22、内齿圈23、横杆24、第一继电器25、第二继电器26和第三继电器27,所述的机械臂1的横杆24—头的四分之一处安装在支撑柱1〇上，机械臂1的另一头焊接有加热板14,机械臂1一头的顶端通过钢绳6与支撑柱10中部连接，用于平衡支撑柱10上的机械臂1，所述的支撑柱10上安装有第一竖杆4,所述的第一竖杆4顶部的前面安装有第一雷达2,所述的第一竖杆4顶部的后面安装有第二雷达3,所述的支撑柱1〇内部安装有电机7,所述的电机7的转轴上安装有齿轮5,所述的支撑柱10内部安装有继电器8和控制电路板9,所述的第一雷达2用于探测A股轨道e的来车信息，第二雷达3用于探测B股轨道f、C股轨道g上的来车信息，第一雷达2和第二雷达3采集到的来车信息均传送给控制电路板9。[0022]所述的机械臂1由第二竖杆22、内齿圈23和横杆24组成，所述的横杆24横放于支撑柱10上，用于带动加热板14旋转，所述的横杆24—头的四分之一处内部设置有内齿圈23，用于与电机7转轴上的齿轮5相齿后带动横杆24转动，从而带动加热板14转动，所述的第二竖杆22采用空心的方形钢管制成，所述的第二竖杆22内部安装有风扇15,将加热板14内的热量吹送到道岔有害空间或者左右两翼轨与辙叉心d之间结冰的地方进行加热，所述的第二竖杆22的一侧的上半部分设置为百叶窗，且窗口皆向下，便于为风扇15提供空气，所述的第二竖杆22的一头与横杆24焊接，另一头与加热板14的顶部焊接。[0023]所述的第一结冰传感器11安装在右翼轨a与辙叉心c之间的道床上，所述的第二结冰传感器12安装在左翼轨b与辙叉心c之间的道床上，所述的第三结冰传感器13安装在道岔有害空间d下的道床上，所述的第一结冰传感器11、第二结冰传感器12和第三结冰传感器I3结构相同，均由塑料盒18、温度传感器16和雨雪传感器17组成，所述的雨雪传感器17和温度传感器16镶嵌在塑料盒18的上表面，第一结冰传感器11用于检测右翼轨a与辙叉心c之间的结冰状态，第二结冰传感器12用于检测左翼轨b与辙叉心c之间的结冰状态，第三结冰传感器13用于检测道岔有害空间d的结冰状态，所述的第一结冰传感器11、第二结冰传感器12和第三结冰传感器13与控制电路板9电连接，第一结冰传感器11、第二结冰传感器I2、第三结冰传感器13将采集到的结冰信息均传送给控制电路板9。[0024]所述的加热板14是由电热丝19、金属铝盒20和导热硅胶21组成，所述的电热丝19均匀排布在金属铝盒20内，由导热硅胶2丨将电热丝丨9和金属铝盒2〇内部的各个面隔离开，防止电热丝19将电传递到金属铝盒20上，所述的加热板14的底面开百叶窗口14-1，且百叶窗窗口14-1向下，便于风扇15将电热丝I9的热量输送出来，所述的加热板14的顶面开一个与第二竖杆22孔径同样大小的进风孔14-2,便于第二竖杆22内的风扇I5将风吹到电热丝19上。[0025]所述的继电器8是由第一继电器25、第二继电器26和第三继电器27组成，所述的第一继电器25、第二继电器26和第三继电器27均采用220V交流小型中间继电器，所述的控制电路板9分别与第一继电器25、第二继电器26和第三继电器27控制连接，控制电路板9分别控制第一继电器25将220V市电供给电机7、控制第二继电器26将22〇V市电供给加热板14、控制第三继电器27将220V市电供给风扇15。卜[0026]所述的控制电路板9采用STM32H03作为内核，用于处理第一结冰传感器U、第二结冰传感器12、第三结冰传感器13传送来的结冰信息和第一雷达2、第二雷达3检测到的来车信息，并控制电机7的转向。[0027]工作原理为：第一结冰传感器11检测到右翼轨a与辙叉心c之间结冰时，控制电路板9控制电机7将机械臂1上的加热板14移动到右翼轨a与辙叉心c之间进行加热；第二结冰传感器12检测到左翼轨b与辙叉心c之间结冰时，控制电路板9控制电机7将机械臂1上f加热板14移动到左翼轨b与辙叉心c之间进行加热；第三结冰传感器13检测到道岔有害空间d结冰时，控制电路板9控制电机7将机械臂1上的加热板14移动到道岔有害空间d进行加热。[0028]第一结冰传感器11没检测到右翼轨a与辙叉心c之间结冰，且第二结冰传感器12没检测到左翼轨b与辙叉心c之间结冰，且第三结冰传感器13没检测到道岔有害空间d结冰时，或第一雷达2检测到A股轨道e前方300米处有来车信息，或第二雷达3探测到B股轨道f前方300米处的来车信息，或第二雷达3探测到C股轨道g前方300米处的来车信息时，控制电路板9控制电机7g卩刻将机械臂1上的加热板14移动到路基表层边上，防止列车与机械臂1相撞，其中，由控制电路板9优先处理第一雷达2、第二雷达3检测来车信息。[0029]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及I等效物界定。^

权利要求：1.一种铁路道岔有害空间防冻装置，其特征在于：它包含机械臂（1、第一雷达2、第二雷达3、第一竖杆4、齿轮5、钢绳6、电机7、继电器8、控制电路板9、支撑柱10、第一结冰传感器（11、第二结冰传感器（12、第三结冰传感器（13、加热板（14、风扇15、温度传感器（16、雨雪传感器（17、塑料盒（18、电热丝（19、金属铝盒20、导热硅胶21、第二竖杆22、内齿圈G3、横杆24、第一继电器25、第二继电器26和第三继电器27，所述的机械臂（1的横杆（24—头的四分之一处安装在支撑柱（1〇上，机械臂1的另一头焊接有加热板（14，机械臂（1一头的顶端通过钢绳6与支撑柱（10中部连接，所述的支撑柱（10上安装有第一竖杆4，所述的第一竖杆4顶部的前面安装有第一雷达2，所述的第一竖杆4顶部的后面安装有第二雷达3，所述的支撑柱（10内部安装有电机7，所述的电机7的转轴上安装有齿轮5，所述的支撑柱10内部安装有继电器8和控制电路板9。2.根据权利要求1所述的一种铁路道岔有害空间防冻装置，其特征在于:所述的机械臂1由第二竖杆22、内齿圈（23和横杆24组成，所述的横杆24横放于支撑柱（10上，所述的横杆24—头的四分之一处内部设置有内齿圈（23，所述的第二竖杆22采用空心的方形钢管制成，所述的第二竖杆22内部安装有风扇（15，所述的第二竖杆22的一侧的上半部分设置为百叶窗，且窗口皆向下，所述的第二竖杆22的一头与横杆24焊接，另一头与加热板14的顶部焊接。3.根据权利要求1所述的一种铁路道岔有害空间防冻装置，其特征在于:所述的第一结冰传感器11安装在右翼轨a与辙叉心c之间的道床上，所述的第二结冰传感器（12安装在左翼轨b与辙叉心c之间的道床上，所述的第三结冰传感器（13安装在道岔有害空间（d下的道床上，所述的第一结冰传感器（11、第二结冰传感器（12和第三结冰传感器13结构相同，均由塑料盒（18、温度传感器（16和雨雪传感器（17组成，所述的雨雪传感器（17和温度传感器（16镶嵌在塑料盒（18的上表面，所述的第一结冰传感器（11、第二结冰传感器12和第三结冰传感器13与控制电路板9电连接。4.根据权利要求1所述的一种铁路道岔有害空间防冻装置，其特征在于:所述的加热板14是由电热丝（19、金属铝盒20和导热硅胶（21组成，所述的电热丝（19均匀排布在金属铝盒20内，由导热硅胶21将电热丝（19和金属铝盒20内部的各个面隔离开，所述的加热板（14的底面开百叶窗口（14-1，且百叶窗窗口（14-1向下，所述的加热板（14的顶面开一个与第二竖杆22孔径同样大小的进风孔14-2。5.根据权利要求1所述的一种铁路道岔有害空间防冻装置，其特征在于:所述的继电器8是由第一继电器（25、第二继电器（26和第三继电器（27组成，所述的第一继电器25、第二继电器26和第三继电器27均采用220V交流小型中间继电器，所述的控制电路板⑼分别与第一继电器25、第二继电器26和第三继电器27控制连接。

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