[發明專利]基于RFID及位移傳感器的高鐵螺栓松動檢測系統及方法

在審

• 申請號: 201910229125.4
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN110006381A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 吳玉石;彭波;翟大慶;秦福林
• 申請（專利權）人: 四川國軟科技發展有限責任公司
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02;G06K17/00
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 劉沁

本發明公開了一種基于RFID及位移傳感器的高鐵螺栓松動檢測系統及方法，涉及隱患監測技術領域，系統包括設置在螺栓上的RFID標簽、設置在高鐵車底的RFID讀寫器、位移傳感器、微處理器、通信模塊、服務器及位移傳動裝置，RFID讀寫器、位移傳感器及通信模塊分別與微處理器連接，微處理器通過通信模塊與服務器通信連接，位移傳動裝置設置在螺栓上，用于將螺栓的松動位移轉換為直線位移，位移傳感器設置在位移傳動裝置上，用于獲取直線位移數據；本發明通過位移傳動裝置將螺栓松動的旋轉位移轉化為直線位移，使得位移傳感器能更準確的獲取位移數據，有效減少了誤報率，同時，zigbee和4G的雙網絡結構有效保證了數據傳輸的穩定性，減少了數據丟失率。

技術領域

本發明涉及隱患監測技術領域，尤其是涉及基于RFID及位移傳感器的高鐵螺栓松動檢測系統及方法。

背景技術

隨著中國鐵路的快速發展，中國高鐵技術日益成熟，高速鐵路建設不僅在國內如火如荼的開展，也在積極向國外推廣。高速鐵路的迅速發展為人民的出行帶來便捷，同時也為動車的檢修帶來更大的挑戰。

動車運行時需要長時間保持高速，螺栓螺母作為重要的緊固件，長期不斷受到外力的作用會產生振動，這就不可避免地會使螺栓螺母緊固件產生松動，導致動車在運行過程中出現各種各樣的問題，存在極大的安全隱患。

目前，對于螺栓的松動檢測多通過在螺帽與被連接構件之間安裝壓電感應元件監測螺栓在使用過程中螺桿的張力大小變化來判斷螺栓是否松動，然而，這樣改變了原有螺栓結構的強度和結構，安裝墊片后反而會導致螺栓結構的強度發生改變，存在一定的安全隱患。而通過人工或計算機視覺與圖像識別來實現螺栓松動檢測則成本高，識別率低。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種基于RFID及位移傳感器的高鐵螺栓松動檢測系統及方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供了一種基于RFID及位移傳感器的高鐵螺栓松動檢測系統，包括設置在螺栓上的RFID標簽、設置在高鐵車底的RFID讀寫器、位移傳感器、微處理器、通信模塊、服務器及位移傳動裝置，所述RFID讀寫器、位移傳感器及通信模塊分別與所述微處理器連接，微處理器通過通信模塊與所述服務器通信連接，所述位移傳動裝置設置在螺栓上，用于將螺栓的松動位移轉換為直線位移，所述位移傳感器設置在位移傳動裝置上，用于獲取經位移傳動裝置轉換后的直線位移數據。

進一步的，所述通信模塊包括zigbee節點模塊及4G通信模塊，所述zigbee節點模塊及4G通信模塊分別與所述微處理器連接。

進一步的，所述系統還包括本地主機及zigbee協調器，所述微處理器通過所述zigbee節點模塊與所述zigbee協調器連接，所述zigbee協調器與所述本地主機連接，所述本地主機設置在駕駛室，本地主機與所述服務器通過以太網通信連接。

進一步的，所述位移傳動裝置包括螺母安裝板及螺栓安裝板，所述螺母安裝板及螺栓安裝板通過連接桿固定連接，所述螺母安裝板上設置有主動齒輪、從動齒輪及傳動機構，所述主動齒輪和所述從動齒輪相嚙合，從動齒輪與螺母安裝板轉動連接，所述傳動機構與從動齒輪相嚙合，主動齒輪上設置有與螺母對應的螺母孔；所述螺栓安裝板上設置有與螺栓對應的螺栓孔，所述螺栓孔與所述螺母孔的上下位置相對。

進一步的，所述螺母孔的大小與螺母一致，所述螺栓孔的大小不小于螺栓大小。

進一步的，所述傳動機構包括滑軌、齒條及第一限位塊，所述齒條一側與所述滑軌滑動連接，齒條另一側與所述從動齒輪相嚙合，所述第一限位塊分別設置在所述滑軌的兩端，滑軌與所述螺母安裝板固定連接，所述位移傳感器可拆卸的安裝在齒條上。