[發(fā)明專利]軌邊跟隨式列車輪對(duì)軸承聲音采集裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610193147.6
• 申請(qǐng)日: 2016-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105890741B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉方;付洋洋;劉永斌;陸思良;趙吉文;李國(guó)麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽大學(xué)
• 主分類號(hào): G01H11/06
• 分類號(hào): G01H11/06;G01M13/04;G01M17/10
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司11251
• 代理人: 楊學(xué)明,顧煒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種軌邊跟隨式列車輪對(duì)軸承聲音采集裝置。

背景技術(shù)

作為列車的關(guān)鍵部件，輪對(duì)軸承長(zhǎng)時(shí)間處于高速、重載的工作狀態(tài)，各部件表面接觸應(yīng)力反復(fù)作用，極易引起疲勞、裂紋、壓痕以致斷裂、膠著、磨損等問(wèn)題，會(huì)帶來(lái)振動(dòng)增加、噪聲和轉(zhuǎn)動(dòng)阻力等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)卡滯，使得整個(gè)輪軸系統(tǒng)失效，甚至造成重大安全事故，因而需要對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。

軌邊聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)是列車輪對(duì)軸承健康監(jiān)測(cè)與故障診斷的有效手段之一，具有代表性的是美國(guó)的TADS系統(tǒng)和澳大利亞的RailBAM系統(tǒng)，通過(guò)安裝在列車軌道兩側(cè)的麥克風(fēng)采集列車高速通過(guò)時(shí)輪對(duì)軸承發(fā)出的聲音信號(hào)，然后對(duì)采集到的聲音信號(hào)進(jìn)行處理，提取反映軸承運(yùn)行狀況的有效特征，實(shí)現(xiàn)健康監(jiān)測(cè)與故障診斷。由于列車與麥克風(fēng)的高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，麥克風(fēng)采集的聲音信號(hào)具有多普勒畸變，使得信號(hào)產(chǎn)生時(shí)域和頻域上的調(diào)制，給后續(xù)信號(hào)處理與故障特征有效提取帶來(lái)了干擾，最終影響診斷結(jié)論的精確性與可靠性。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種軌邊跟隨式聲音信號(hào)采集裝置，在該裝置中麥克風(fēng)被安裝在移動(dòng)平臺(tái)上，移動(dòng)平臺(tái)可以在與列車軌道平行的軌道上快速移動(dòng)。當(dāng)列車高速通過(guò)采集裝置前時(shí)，該移動(dòng)平臺(tái)能以與列車即時(shí)行進(jìn)速度相同大小和方向的速度運(yùn)動(dòng)，因而能消除多普勒效應(yīng)對(duì)采集到的聲音信號(hào)的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種使用移動(dòng)式麥克風(fēng)的列車輪對(duì)軸承聲音采集裝置。該裝置在列車軌道一側(cè)安裝與列車軌道平行的平行軌道，在平行軌道上放置移動(dòng)平臺(tái)，在移動(dòng)平臺(tái)上安裝麥克風(fēng)。當(dāng)列車到達(dá)平行軌道一端時(shí)，平行軌道上的移動(dòng)平臺(tái)開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到與列車相同的行進(jìn)速度，同時(shí)移動(dòng)平臺(tái)上面的麥克風(fēng)開(kāi)始采集列車輪對(duì)軸承發(fā)出的聲音信號(hào)，由于麥克風(fēng)和列車是相對(duì)靜止的，故可以消除多普勒效應(yīng)對(duì)采集到的軸承聲音信號(hào)的影響。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種軌邊跟隨式列車輪對(duì)軸承聲音采集裝置，包括安裝在列車鐵軌下方的第一感應(yīng)器與第二感應(yīng)器，控制電箱、平行軌道、移動(dòng)平臺(tái)裝置、拖鏈和列車軌道；移動(dòng)平臺(tái)裝置包括：麥克風(fēng)采集裝置、拖鏈連接桿、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪、平臺(tái)驅(qū)動(dòng)滾輪、橫向限位滾輪、平臺(tái)從動(dòng)滾輪、移動(dòng)平臺(tái)和橫向距離調(diào)節(jié)螺母；麥克風(fēng)采集裝置安裝于移動(dòng)平臺(tái)上，拖鏈連接桿固定于移動(dòng)平臺(tái)一端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別安裝在移動(dòng)平臺(tái)兩邊外側(cè)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪分別安裝在移動(dòng)平臺(tái)兩邊內(nèi)側(cè)，并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪與平臺(tái)驅(qū)動(dòng)滾輪上的齒輪相嚙合，從而用于驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)平臺(tái)兩邊內(nèi)側(cè)分別安裝兩個(gè)橫向限位滾輪，每個(gè)限位滾輪兩端分別有一個(gè)橫向距離調(diào)節(jié)螺母，平臺(tái)驅(qū)動(dòng)滾輪和平臺(tái)從動(dòng)滾輪分別固定于平行軌道的上下兩端；當(dāng)列車從列車軌道一端行駛到第一感應(yīng)器的上方時(shí)，第一感應(yīng)器觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，移動(dòng)平臺(tái)開(kāi)始做與列車方向相同的加速運(yùn)動(dòng)，直至加速到與列車同速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)平臺(tái)加速到與列車速度相同時(shí)，麥克風(fēng)采集裝置開(kāi)始采集聲音信號(hào)，當(dāng)列車行駛到第二感應(yīng)器的上方時(shí)，麥克風(fēng)采集裝置停止采集聲音信號(hào)，同時(shí)移動(dòng)平臺(tái)減速運(yùn)動(dòng)至停止，由于麥克風(fēng)采集裝置在采集聲音信號(hào)時(shí)與列車相對(duì)靜止，所以能消除多普勒效應(yīng)對(duì)采集到的聲音信號(hào)的影響，為后續(xù)的信號(hào)處理與特征提取帶來(lái)方便，使診斷結(jié)果更精確可靠。

其中，所述的第一、第二感應(yīng)器安裝在列車鐵軌下方，當(dāng)列車到達(dá)時(shí)能夠發(fā)出通過(guò)信號(hào)。

其中，所述的平行軌道與列車鐵軌平行，軌道上安裝有與移動(dòng)平臺(tái)裝置相連接的拖鏈。

其中，所述的移動(dòng)平臺(tái)上安裝有麥克風(fēng)采集裝置和驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

其中，所述的拖鏈的一端連接于移動(dòng)平臺(tái)裝置，另一端連接于平行軌道，且內(nèi)部有連接移動(dòng)平臺(tái)裝置與固定平行軌道的導(dǎo)線，用于供電和信號(hào)傳輸。

本發(fā)明的有益效果為：使用移動(dòng)麥克風(fēng)裝置對(duì)列車輪對(duì)軸承聲音進(jìn)行采集，相比于美國(guó)的TADS系統(tǒng)和澳大利亞的RailBAM系統(tǒng)而言，能消除多普勒效應(yīng)對(duì)采集到的聲音信號(hào)的影響，因此能夠提高特征提取與診斷決策的可靠性與精確性。

附圖說(shuō)明

圖1為本系統(tǒng)的整體示意圖；

圖2為移動(dòng)平臺(tái)裝置示意圖。

圖中附圖標(biāo)記含義為：1為第一感應(yīng)器，2為第二感應(yīng)器，3為控制電箱，4為平行軌道，5為移動(dòng)平臺(tái)裝置，6為拖鏈，7為列車軌道，501為麥克風(fēng)采集裝置，502為拖鏈連接桿，503為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，504為電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪，505為平臺(tái)驅(qū)動(dòng)滾輪，506為橫向限位滾輪，507為平臺(tái)從動(dòng)滾輪，508為移動(dòng)平臺(tái)，509為橫向距離調(diào)節(jié)螺母。

具體實(shí)施步驟