[发明专利]光电式二系悬挂高度监控调整装置及含有该装置的空簧结构

说明书

技术领域

本发明适用于轨道车辆转向架空气弹簧结构二系悬挂系统的高度监控和调整。

背景技术

现有轨道车辆转向架空气弹簧结构二系悬挂系统的高度调整及控制均采用机械式高度调整装置。机械式高度调整装置主要由高度调整阀、高度阀调整杆和水平杠杆组成，高度阀调整杆竖直安装在适当的位置，下端通过球铰与构架连接，上端通过球铰与水平杠杆一端连接，水平杠杆另一端与高度阀连接，可驱动阀芯转动。当二系悬挂装置高度在名义尺寸时，水平杠杆处于水平位置。当二系悬挂装置高度大于名义尺寸，水平杠杆转动驱动高度阀阀芯转动，进行排气。反之，当二系悬挂装置高度小于名义尺寸，水平杠杆转动驱动高度阀阀芯反向转动，进行充气。当车辆通过曲线时，车体与构架产生相对转动，高度阀调整杆两端的球铰可适应这种变形。目前的轨道车辆均采用这种高度调整装置。

虽然机械式高度调整装置技术成熟可靠，且运用广泛，但也存在一些缺点：

1.机械式高度调整装置占用空间较大，特别是当车体与构架相对运动时，需要占用更大的自由空间。

2.高度阀调整杆两端的球铰可转动的角度有限，为了满足车体与构架的相对运动需求，需将高度阀调整杆和水平杠杆设计的足够长，这一方面增大了占用空间，另一方面也增加了设备重量。

3.由于高度调整装置为机械式，高度尺寸无法任意读取到车辆控制系统，导致车辆高度无法被监控。

发明内容

本发明的目的是提供一种减小占用空间，降低设备重量，便于车辆高度监控的光电式高度调整装置。

为实现上述目的，本发明提供一种光电式二系悬挂高度监控调整装置，其特征在于：包括电磁阀、红外测距仪、测距仪反光板、处理器，电磁阀集成安装在空簧上，控制空簧的充、排气，红外测距仪安装在空簧应急弹簧座上，测距仪反光板安装在空簧上盖上，红外测距仪的测点能照射在反光板上，测点测出的数据传递给处理器，经处理器处理得到二系悬挂高度，进而根据高度数据判断应给空簧充气还是排气，并将充、排气指令传递给电磁阀，控制给空簧充气或排气。

所述的红外测距仪均布设置，且每个测点所在圆的直径大于空簧最大横向位移。

测距仪反光板的形状与空气弹簧上盖与应急弹簧的相对位移相适应，以使红外测距仪的测点均能照射在反光板上，保证测试数据的准确。

所述的电磁阀直接集成在空气弹簧的进气口位置，或者单独设置在空簧供风管路上。

一种空簧结构，集成二系悬挂高度监控调整装置，所述的二系悬挂高度监控调整装置为上面所述的光电式二系悬挂高度监控调整装置。

本发明采用红外测距技术进行尺寸测量，采用电磁阀控制空簧的充（排）气，可采用单独的处理器控制整个过程，也可委托车辆控制系统控制整个过程。经过特殊设计的红外测距仪安装在空气弹簧内部，测量空簧气隙用于计算二系悬挂高度。为了确保测量的准确性，每个空气弹簧内部设置四个测点。四个测点测出的数据通过有线或无线的方式传递给处理器，经过处理后得到二系悬挂高度。处理器会根据高度数据判断应给空簧充气还是排气，并将充（排）气指令以有线或无线的方式传递给电磁阀，控制给空簧充气或排气。电磁阀可直接集成在空气弹簧的进气口位置，也可单独设置在空簧供风管路上。这样，光电式二系悬挂高度监控调整装置可完全集成在空气弹簧内和管路上，完全取消了其他设备，大大减小了占用空间。如果需要，处理器还可把高度数据传递给车辆控制系统，以方便对车辆高度的监控。

附图说明

附图1是本光电式二系悬挂高度监控调整装置的方案示意图。

附图2是本光电式二系悬挂高度监控调整装置的工作原理框图。

具体实施方式

参照附图1与附图2，件号1为电磁阀，件号2为测距仪反光板，件号3为红外测距仪，件号4为处理器。附图方案所示的电磁阀集成安装在空气弹簧上，如果需要也可以安装在供风管路上。红外测距仪安装在空簧应急弹簧座上，测距仪反光板安装在空气弹簧上盖上，可以直接测量空簧上盖与应急弹簧之间的气隙尺寸。为了确保测量的准确性，每个空气弹簧均布设置四个测点，且四个测点所在圆的直径需大于空簧最大横向位移。反光板的形状需与空气弹簧上盖与应急弹簧的相对位移相适应，以使红外测距仪的四个测点均能照射在反光板上，保证测试数据的准确。如果由于形状限制不能保证四个测点均能照射在反光板上，需在处理器处理数据时采取合理的计算方法对超出反光板范围的测点进行辨识和处理。四个测点可实时监测空簧气隙，将测到的数据传递给处理器，处理器会根据这些数据计算二系悬挂的高度，并判断应给空簧充气还是排气，然后将充（排）气指令以有线或无线的方式传递给电磁阀，控制给空簧充气或排气。如果需要，处理器还可把高度数据传递给车辆控制系统，以方便对车辆高度的监控。处理器可以集成安装在空簧内部，也可以集成在车辆控制系统中，或者单独安装在车辆上其它位置。