[发明专利]一种模拟并采集脱轨信号的方法和试验台

说明书

本发明公开了一种模拟并采集脱轨信号的方法和试验台，通过设置列车脱轨后的冲击频率段集合，选择其中的一个数值作为模拟脱轨的冲击试验中的冲击的固定频率进行冲击试验，采集并分析相应的冲击信号判断列车是否出轨。本发明基于列车轮对脱轨时撞击轨枕的频率和速度等参数设置列车脱轨的冲击频率段集合，并选取集合中的一个数值作为冲击试验中固定的冲击频率，可以较为实际的全面体现出列车脱轨的冲击振动情况，通过采集和分析冲击试验中的冲击信号就能真实的判断车辆轮对是否发生脱轨。该方法简单易行，并能利用简单有效的机械运动结构就可以科学地模拟和采集列车轮对脱轨时带来的冲击振动信号。

技术领域

本发明涉及轨道交通检测领域，具体涉及一种模拟并采集脱轨信号的方法和试验台。

背景技术

在车辆正常运行的状态下，车辆的轮对不会与非钢轨设施发生碰撞，但当车辆轮对脱离钢轨时，轮对会最先与扣件或轨枕(无砸轨道的承轨槽/轨道板)发生正面碰撞，并产生强烈的、有规律的冲击及振动信息，现有的脱轨检测技术通过分析该强冲击信息的特征来判断车辆轮对是否发生脱轨。

而检测技术精准度问题除了理论的演算，仍需要实验的验证。目前实验验证这部分，由于车辆轮对撞击扣件或轨枕时的冲击力是巨大的，很难通过实验来模拟这么大的冲击力，所以大多数厂家是采用仿真信号来模拟，但仿真信号纯粹，很难全面模拟出实际振动情况，所以亟需一款能代表脱轨特征，同时又能体现实际振动情况的振动台。

发明内容

为解决现有技术不能较为科学地模拟和采集列车轮对脱轨时带来的冲击振动信号的技术问题，本发明提供了一种能实际反应列车脱轨特征的方法和试验台，基于列车轮对脱轨时撞击轨枕的频率和速度等参数，通过调整冲击频率的阈值，模拟列车脱轨时的冲击并采集相应冲击信号，能较为实际地体现出列车脱轨冲击振动情况。

在第一方面，本申请的实施例中提出了一种模拟并采集脱轨信号的方法，包括：

S1:设置列车脱轨的冲击频率段集合{[z₁₁,z₁₂]U[z₂₁,z₂₂]}f＝[z₂₁,z₁₂]f，

其中，设定列车脱轨后的第一次冲击和第二次冲击之间的冲击频率为第二次冲击与第三次冲击之间的冲击频率为车轮转频C为踏面周长，L为轨枕间距，Z为列车脱轨的冲击频率与列车车轮转频之比的数值区间。

S2:选择所述冲击频率段集合中的一个数值作为模拟脱轨的冲击试验中的冲击的固定频率进行冲击试验；

S3:采集并分析相应的冲击信号。

基于列车轮对脱轨时撞击轨枕的频率和速度等参数设置列车脱轨的冲击频率段集合，并选取集合中的一个数值作为冲击试验中固定的冲击频率，可以较为实际的全面体现出列车脱轨的冲击振动情况，通过采集和分析冲击试验中的冲击信号就能真实的判断车辆轮对是否发生脱轨。

在第二方面，本发明还提供了一种模拟并采集脱轨信号的试验台，所述试验台设有工作台，包括垂直运动组件、旋转组件、冲击组件和冲击动力输出组件，所述垂直运动组件固定设置在所述工作台上，所述旋转组件设置在所述垂直运动组件上并沿所述垂直运动组件上下移动；所述旋转组件设有转轮，所述冲击组件设有导杆，所述冲击动力输出组件控制所述导杆相对所述转轮做直线往复运动，以使所述导杆以如前所述的固定频率冲击所述转轮；所述试验台还设有冲击信号采集组件，以采集所述导杆与所述转轮的冲击信号。通过旋转的转轮模拟列车轮对转动，通过导杆以固定频率冲击转轮模拟轮对撞击轨枕，并通过冲击信号采集组件采集导杆和转轮撞击时的信号，从而较为精准的体现出列车脱轨的实际冲击振动情况。旋转组件沿垂直运动组件上下移动，则可以抵消冲击时带来的垂直方向上的位移。

作为本发明的一个优选方案，所述垂直运动组件，包括固定设置于所述工作台的立柱和沿所述立柱垂直移动的L型横板；