[发明专利]轻轨轨道梁线形检测的信号机械调制装置

说明书

技术领域

本发明涉及线形检测技术，具体涉及到对轻轨轨道梁线形检测中的信号调制关键机械装置。

背景技术

 轻轨轨道梁既是车辆行驶的轨道，又是承重结构。轻轨轨道由众多高150cm、宽85cm、长约22米的梁通过支座与锚固螺杆固定在墩台连接而成。当锚杆发生松动、路基面沉降，轨道线形与梁连接处的错台高度等就会发生改变，从而影响列车运行的安全与舒适性。因此高效实现轻轨轨道梁线形的检测一直是困扰轻轨营运管理部门的一大难题。

与高效实现轻轨轨道梁线形检测相似的技术有铁路路轨高度不平顺检测，其中日本921-41轨检车就采用了悬测法原理的测量系统测量路轨高度不平顺，其原理是将一特定长度的基准梁安装在检测平台上（检测车），基准梁上再装上三个由走行轮、弹簧、摇杆与角度编码器组成的信号机械调制装置，当检测平台在轨道上以一定速度运行，即可将轨道上存在不平顺空间分布的随机变形调制成一点位~正矢值（---------------------幅值）随机信号，再通过带通滤波、信号复原（逆滤波）即可获得铁路路轨高度不平顺的长周期信号。但在应用 “逆滤波”复原法时,因逆滤波在系统冲击响应频谱有零点时滤波失效,所以复原波长不得小于λ/2,因而无法得到一些短波长成分，另一方面,这种复原方法尤其在提高复原范围上限时噪声的影响较大。一般的检测波长1m~30m左右。

轻轨轨道梁短且采用指形连接板连接，连接处有错台；使用一定年限后走行面水泥表面疲劳驳落还会形成凹坑，故此往往轻轨轨道梁线形检测机械装置的行走轮以较快速度通过错台、凹坑时会受到阶跃激励,装置走行轮产生振动,从而造成系统检测不到如错台等较小波长的缺陷。因此针对这些问题检测系统的信号调制机械装置必须要有较高的响应速度，较高的系统阻尼角频率（ω_d），合理的系统阻尼比（ξ）。然而现有的系统，如日本921-41轨检车系统，往往是一但设计加工调试完成，其动态特性就确定了，不适应检测轻轨轨道梁不平顺线形的检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用悬测法原理检测轻轨轨道线形的检测系统的信号机械调制装置，使其具有结构简单、响应速度合理、动态特性稳定且动态特性可调整的特点。

本发明采用以下技术方案实现以上发明目的：

本发明提出的轻轨轨道梁线形检测机械装置包括行走轮、摇杆、轴承座、角度编码器、板簧和一摩擦阻尼器。

所述行走轮由摇杆的一端支撑，且摇杆通过轴支撑在轴承座上，而摇杆另一端与板簧的一端高副联接，板簧的另一端通过调整块联接在轴承座上，支撑在轴承座上并与摇杆刚性联接的轴的一端安装摩擦阻尼器，另一端刚性连接角度编码器；所述装置通过轴承座安装到检测平台或检测车的基准梁上。

本装置可以将轨道上存在不平顺空间分布的随机变形调制成一点位~正矢值（幅值）随机信号。当检测平台运动，轨道的不平顺（包括错台、凹陷）迫使走行轮上下起伏从而带动摇杆摆动以及轴转动。通过调整摩擦阻尼器，使系统阻尼系数改变，进而可改变系统阻尼比（ξ）、阻尼角频率（ω_d）。

所述摩擦阻尼器由定摩擦盘、动摩擦盘、螺旋弹簧、旋紧螺母和压环组成；所述定摩擦盘穿过轴且固定在轴承座上，动摩擦盘活套在轴上，并由螺旋弹簧压紧在定摩擦盘上；所述轴的外端头套丝，装有旋紧螺母，旋紧螺母通过压环压迫弹簧，当旋紧螺母，螺母向定摩擦盘运动，通过压环压迫弹簧从而调节动盘与定盘间的摩擦力。当轴发生转动时，由于轴与动摩擦盘采用平键连接(即用键周向固定轴和盘)，因而动、定摩擦盘产生相对转动，因此当改变动盘的轴向压力，系统阻尼系数改变，进而改变系统阻尼比（ξ）、阻尼角频率（ω_d）。

本信号机械调制装置在对轨道不平顺空间分布不平顺检测时，装置的动态特性对检测的准确度有较大的影响。本发明为得到有较好动态特性的检测系统，采用了有较高刚度的板簧作为弹性元件来提高系统的动态响应速度同时保证走行轮与检测走行面接触；采用可调摩擦阻尼器调整系统阻尼实现系统动态特性可调。其原理说明如下，由如图1可知，本系统是一个二价阻尼系统，当检测系统相对不平顺轨道运动时，其动力学微分方程如下：

                                                        

  其中、  ——阻尼器摩擦盘的质量

——阻尼器摩擦盘的半径

H——走行轮受错台等冲击上升的高度    

Q——含板簧刚度（C）、走行轮质量的常数项