[发明专利]一种用于检测线路质量状态的智慧轨枕

说明书

本发明提供一种用于检测线路质量状态的智慧轨枕，通过在轨枕本体下设置第一压力感应装置，在轨枕本体中设置位于钢轨下的第二压力感应装置，以及轨枕本体上设置信号记录装置，实现轨枕全生命周期实时监测功能。该智慧轨枕采用自储备电能的钢轨机械能储电装置和太阳能储电装置，将太阳能及钢轨微小位移产生的机械能转化为电能，解决了轨枕监测时的供电问题；利用无线传输将轨枕状态信息传输到远程设备上，远程设备将轨枕动态信息数据进行处理，以动态二维码的形式传至轨枕接收装置，实现轨枕信息实时更新，有利于及时了解线路状况，及时调整养护维修计划；还实现运营列车充当线路警察的功能，通过无线传感技术及时获得线路质量状态，有利于列车安全运营。

技术领域

本发明涉及铁道工程线路状态智能监测技术领域，尤其涉及一种用于检测线路质量状态的智慧轨枕。

背景技术

近年来，随着我国铁路的不断提速,铁路运量的不断增大。作为铁路轨道结构主要部件的混凝土轨枕裂纹、掉块、暗坑等多种形态的伤损不断加剧。轨枕空吊是有砟轨道最普遍的病害之一。由于基础不均匀沉降，道砟捣固不足，列车长期冲击作用，雨水对道砟的洗刷等均会导致道床下沉，从而出现道砟与轨枕接触面积减小，产生轨枕空吊现象。轨枕空吊将引起轨道支撑刚度不均匀，轮轨冲击作用会增大，加快轨枕破坏，道砟粉化，钢轨、扣件伤损，甚至会影响列车运行安全性。

铁路线路长期处于一个动态变化的过程，轨枕作为铁路线路的组成部分，承受着钢轨传来的反复荷载，受力状态复杂，轨枕的伤损是不可避免的，而且我国铁路线路里程长，混凝土枕用量较大，在繁忙的工作状态下，很难做到发现线路小病害、轨枕小伤损就立即整治，这样将会使轨枕的伤损累积，最后导致轨枕的失效。

发明内容

本发明的实施例提供了一种用于检测线路质量状态的智慧轨枕，能够实时监控轨枕服役状态，并记录轨枕在整个服役期内的动态变化过程，有利于及时处理轨枕损伤及轨枕空吊等现象，来保证整个线路的平顺性和列车运行的安全性。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种用于检测线路质量状态的智慧轨枕，包括轨枕本体、钢轨位移机械能转化储电装置、第一压力感应装置、第二压力感应装置、信号记录装置、太阳能储电装置和通信装置；

钢轨架设在轨枕本体上，第一压力感应装置位于轨枕本体底部，第二压力感应装置位于钢轨的底部；钢轨位移机械能转化储电装置设置在相邻轨枕本体之间并位于钢轨正下方，与第一压力感应装置、第二压力感应装置和通信装置电性连接；信号记录装置分别与第一压力感应装置、第二压力感应装置和通信装置电路连接，通信装置还与外部系统通信连接；钢轨位移机械能转化储电装置和太阳能储电装置为第一压力感应装置、第二压力感应装置、信号记录装置和通信装置供电；

钢轨位移机械能转化储电装置包括钢轨位移获取机构、第一传动机构、第二传动机构和电感装置；钢轨位移获取机构具有与钢轨相接触的探杆，并通过该探杆与第一传动机构驱动连接；第一传动机构还与第二传动机构驱动连接；电感装置具有相互电性连接的感应线圈和第五转轮，并通过第五转轮与第二传动机构驱动连接；当钢轨发生位移，探杆竖向运动并通过第一传动机构和第二传动机构驱动第五转轮做切割磁感线运动，产生感应电流，该感应电流传输至第一压力感应装置和第二压力感应装置。

优选地，钢轨位移获取机构包括：探杆竖向布置，为螺杆结构，探杆顶部具有螺帽，用于与钢轨相接触，该螺帽顶部具有绝缘层；与探杆相套接，并且与螺帽间隔布置的垫片；螺帽与垫片之间的间隔内套装有弹簧，用于使螺帽紧密接触钢轨，并保证螺帽可恢复初始位置；

第一传动机构包括：依次铰接的第一传动杆、第二传动杆、第三传动杆和第四传动杆；该第一传动杆、第二传动杆、第三传动杆和第四传动杆分别通过设置第一转铰、第二转铰、第三转铰和第四转铰固定安装，并可分别以该第一转铰、第二转铰、第三转铰和第四转铰为轴摆动；第一传动杆还通过另一侧与探杆底端相接触；第二传动杆分别与第一传动杆和第三传动杆相互垂直，第四传动杆与第三传动杆相互垂直；