專利名稱：鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測裝置及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)控領(lǐng)域，特別涉及鐵路中需要鎖定的裝置和設(shè)備的鎖定狀態(tài)檢測方法。
背景技術(shù)：
目前，鐵路日常運營中需要安裝及鎖定的裝置和設(shè)備有很多種，如各種車門、車窗、設(shè)備機蓋、制動鐵鞋、脫軌器、信號牌(燈)等有很多種，為防止該設(shè)備被意外使用、開啟或移動，通常該設(shè)備都具有鎖定裝置，而且為方便現(xiàn)場操作人員靈活使用通常采用鐵路通用鑰匙進行操作。由于鐵路設(shè)備的使用過程中鎖定裝置的鎖定與開啟都由人工進行操作和管理，極易發(fā)生鎖定或開啟不當(dāng)，鎖定或開啟不及時等問題，不僅不能發(fā)揮原有裝置的作用，影響鐵路正常的生產(chǎn)運輸秩序，甚至?xí)l(fā)生人身傷亡或列車脫軌事故，造成生命和財產(chǎn)的重大損失，因而必須對鐵路設(shè)備在運用過程中的鎖定狀態(tài)及人員操作過程進行有效監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有設(shè)備鎖定和開啟操作過程中人為影響因素大，操作規(guī)范性差，無法反映設(shè)備實際鎖定狀態(tài)等問題，在不改變原有設(shè)備外型、結(jié)構(gòu)和操作過程的基礎(chǔ)上，提供一種能對鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)及操作過程進行有效檢測的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明首先提供了一種鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測裝置，包括， 操作鑰匙，其特征在于，所述操作鑰匙包括操作手柄和鑰匙頭，所述鑰匙頭與操作手柄之間通過鑰匙頭軸頸連接，所述鑰匙頭軸頸上安裝扭力識別模塊，用于識別操作手柄的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動力矩；
所述鑰匙頭內(nèi)設(shè)有與鐵路設(shè)備鎖定裝置的鎖芯匹配的鑰匙頭中心孔，鑰匙頭中心孔內(nèi)設(shè)有操作識別模塊，用于識別當(dāng)鑰匙頭插入鎖孔時，操作識別模塊是否與所述鎖芯相接觸；
系統(tǒng)控制和信號處理模塊位于所述操作鑰匙內(nèi)，分別與操作識別模塊、扭力識別模塊連接，用于采樣、分析處理扭力識別模塊和操作識別模塊的信號，并將鎖定裝置狀態(tài)發(fā)送到中央信號控制系統(tǒng)。優(yōu)選的，所述扭力識別模塊，包括位于鑰匙頭軸頸部的應(yīng)變片，用于測量操作過程中鑰匙頭軸頸部的微量彈性形變。優(yōu)選的，所述操作識別模塊，包括位于鑰匙頭中心孔內(nèi)的接觸開關(guān)，用于測量操作鑰匙與鐵路設(shè)備鎖定裝置鎖芯的接觸關(guān)系，避免系統(tǒng)被誤觸發(fā)，也避免扭力識別模塊誤讀。優(yōu)選的，本發(fā)明的裝置還包括扭力識別模塊保護擋蓋，位于鑰匙頭軸頸部，與操作手柄端固定連接，與所述扭力識別模塊的應(yīng)變片及鑰匙頭留有間隙。優(yōu)選的，所述系統(tǒng)控制和信號處理模塊安裝在所述操作手柄內(nèi)。本發(fā)明同時提出了一種所述鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測裝置的檢測方法，其特征在于，包括
在鎖緊過程中，操作鑰匙的操作識別模塊與鎖定裝置的鎖芯接觸觸發(fā)系統(tǒng)工作，鑰匙頭軸頸部的扭力識別模塊檢測鎖緊力引起的鑰匙頭的微量形變；當(dāng)系統(tǒng)控制和信號處理模塊檢測信號與通常情況下鎖緊過程產(chǎn)生的信號類似，則判斷本次操作旋轉(zhuǎn)方向；當(dāng)檢測到的形變信號達到鎖緊所需的最小幅值時，且操作識別模塊顯示此時操作鑰匙與鎖定裝置也同時接觸，則判斷該鐵路設(shè)備的狀態(tài)為已閉鎖；
在開啟過程中，操作鑰匙的操作識別模塊與鎖定裝置的鎖芯接觸觸發(fā)系統(tǒng)工作，鑰匙頭軸頸部的扭力識別模塊檢測鎖緊力引起的鑰匙頭的微量形變；當(dāng)系統(tǒng)控制和信號處理模塊檢測信號與通常情況下開啟過程產(chǎn)生的信號類似，則判斷本次操作旋轉(zhuǎn)方向；當(dāng)檢測到的形變信號達到打開所需的最小幅值或檢測到的打開狀態(tài)持續(xù)一定時間時，且操作識別模塊顯示此時操作鑰匙與鎖定裝置也同時接觸，則判斷該鐵路設(shè)備的狀態(tài)為已打開。根據(jù)本發(fā)明提供的鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測裝置及方法，將電子設(shè)備與操作人員原有鑰匙集成到一起，不改變原有設(shè)備及其鎖具的結(jié)構(gòu)和外形，更避免了電子設(shè)備無人看護和直接暴露在作業(yè)現(xiàn)場而引起的損壞，直接采集操作動作引起的物理變化保證了所反映狀態(tài)的準(zhǔn)確性，該方法經(jīng)濟可靠，可實現(xiàn)對鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)的實時有效監(jiān)控，提高了鐵路營運的安全性，保證作業(yè)人員和旅客的人身安全。


圖I是本發(fā)明實施例提供的操作鑰匙與鐵路設(shè)備鎖定裝置的位置關(guān)系圖。圖2是本發(fā)明實施例提供的操作鑰匙的外觀結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明實施例提供的位于鑰匙頭中心孔內(nèi)的操作識別模塊位置示意圖。圖4是本發(fā)明實施例提供的位于鑰匙頭軸頸部的扭力識別模塊位置示意圖(已去掉操作扭力識別模塊保護蓋)。圖5是本發(fā)明實施例提供的操作鑰匙內(nèi)部的結(jié)構(gòu)框圖(系統(tǒng)控制和信號處理模塊位于操作手柄內(nèi))。
具體實施例方式本發(fā)明目的、功能及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。結(jié)合圖I、圖2、圖3和圖4所示，操作鑰匙SlO包括鑰匙頭S4、操作手柄S2，鑰匙頭S4與操作手柄S2之間通過鑰匙頭軸頸連接，鑰匙頭軸頸上安裝扭力識別模塊S6，用于識別操作手柄S2的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動力矩，扭力識別模塊S6上安裝扭力模塊保護擋蓋SI,扭力模塊保護擋蓋SI與操作手柄S2 —端固定連接，與扭力識別模塊S6及鑰匙頭S4留有間隙， 確保扭力識別模塊S6不會被外界損壞，也確保扭力不經(jīng)過扭力模塊保護擋蓋SI傳遞。鑰匙頭S4內(nèi)設(shè)有與鎖芯S8匹配的鑰匙頭中心孔S3，鑰匙頭中心孔S3內(nèi)設(shè)有操作識別模塊 S5，鑰匙頭S4插入鐵路設(shè)備鎖定裝置S7的鎖孔S9時，操作識別模塊S5與鎖定裝置S7內(nèi)的鎖芯S8相接觸。操作手柄S2內(nèi)安裝系統(tǒng)控制和信號處理模塊。如圖5所示，系統(tǒng)控制和信號處理模塊包括中心處理器、信號采集電路、通訊電路和電源電路，信號采集電路采集扭力識別模塊和操作識別模塊的信號，中心處理器分析處理扭力識別模塊和操作識別模塊的信號后，準(zhǔn)確監(jiān)控當(dāng)前操作過程，識別最終鎖定裝置狀態(tài)，并通過通訊電路將鎖定裝置狀態(tài)發(fā)送到中央信號控制系統(tǒng)。在鎖緊過程中，操作人員將操作鑰匙SlO插入鐵路設(shè)備鎖定裝置S7的鎖孔S9，鑰匙頭中心孔S3的操作識別模塊S5與鎖定裝置內(nèi)的鎖芯S8相接觸，觸發(fā)系統(tǒng)控制和信號處理模塊開始工作，扭力識別模塊S6通過安裝在鑰匙頭S4頸部的應(yīng)變片檢測鎖緊力引起的鑰匙頭S4軸頸的微量形變，并將實時的形變信號傳輸至操作手柄S2內(nèi)的系統(tǒng)控制和信號處理模塊。系統(tǒng)控制和信號處理模塊通過所檢測微量形變信號的幅值判斷本次操作旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)已鎖緊時，轉(zhuǎn)動操作會卡住停止，鎖緊力及鑰匙頭頸部形變會突然增大，當(dāng)扭力識別模S6所檢測信號達到擰緊所需的最小幅值時，且檢測到的操作識別模塊與鎖定裝置內(nèi)的鎖芯S8相接觸，則判斷本次操作為鎖緊。若所檢測信號未達到擰緊所需的最小幅值時，則認(rèn)為動作正在進行，仍未鎖緊。在旋松過程中，操作人員將操作鑰匙SlO插入鐵路設(shè)備鎖定裝置S7的鎖孔S9，鑰匙頭中心孔S3的操作識別模塊S5與鎖定裝置內(nèi)的鎖芯S8相接觸，觸發(fā)系統(tǒng)開始工作，扭力識別模塊S6通過安裝在鑰匙頭S4軸頸部的應(yīng)變片檢測鎖緊力引起的鑰匙頭S4軸頸的微量形變，并將實時的形變信號傳輸至手柄S2內(nèi)系統(tǒng)控制和信號處理模塊。系統(tǒng)控制和信號處理模塊通過所檢測微量形變信號的幅值判斷本次操作旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)所檢測信號變化趨勢與旋松時變化趨勢相一致并保持該方向操作一定時間后，且檢測到的操作識別模塊與鎖定裝置內(nèi)的鎖芯S8相接觸，則判斷本次操作為旋松。為避免操作鑰匙SlO未插入鎖孔S9鑰匙頭S4部因意外受外力扭動而引起信號的誤讀造成的操作狀態(tài)檢測錯誤，系統(tǒng)只有在操作識別模塊S5與鎖定裝置內(nèi)的鎖芯S8相接觸后，系統(tǒng)才會受觸發(fā)工作，系統(tǒng)只有在操作識別模塊S5與鎖定裝置內(nèi)的鎖芯S8相接觸時，扭力識別模塊S6所檢測的形變信號方為有效，才可對此操作的狀態(tài)進行判斷并記錄。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測裝置，包括，操作鑰匙，其特征在于，所述操作鑰匙包括操作手柄和鑰匙頭，所述鑰匙頭與操作手柄之間通過鑰匙頭軸頸連接，所述鑰匙頭軸頸上安裝扭力識別模塊，用于識別操作手柄的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動力矩；所述鑰匙頭內(nèi)設(shè)有與鐵路設(shè)備鎖定裝置的鎖芯匹配的鑰匙頭中心孔，鑰匙頭中心孔內(nèi)設(shè)有操作識別模塊，用于識別當(dāng)鑰匙頭插入鎖孔時，操作識別模塊是否與所述鎖芯相接觸；系統(tǒng)控制和信號處理模塊位于所述操作鑰匙內(nèi)，分別與操作識別模塊、扭力識別模塊連接，用于采樣、分析處理扭力識別模塊和操作識別模塊的信號，并將鎖定裝置狀態(tài)發(fā)送到中央信號控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測裝置，其特征在于扭力識別模塊，包括位于鑰匙頭軸頸部的應(yīng)變片，用于測量操作過程中鑰匙頭軸頸部的微量彈性形變。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測裝置，其特征在于操作識別模塊，包括位于鑰匙頭中心孔內(nèi)的接觸開關(guān)，用于測量操作鑰匙與鐵路設(shè)備鎖定裝置鎖芯的接觸關(guān)系，避免系統(tǒng)被誤觸發(fā)，也避免扭力識別模塊誤讀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測裝置，其特征在于還包括扭力識別模塊保護擋蓋，位于鑰匙頭軸頸部，與操作手柄端固定連接，與所述扭力識別模塊的應(yīng)變片及鑰匙頭留有間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測裝置，其特征在于所述系統(tǒng)控制和信號處理模塊安裝在所述操作手柄內(nèi)。
6.一種權(quán)利要求I至5之一所述的鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測裝置的檢測方法，其特征在于，包括在鎖緊過程中，操作鑰匙的操作識別模塊與鎖定裝置的鎖芯接觸觸發(fā)系統(tǒng)工作，鑰匙頭軸頸部的扭力識別模塊檢測鎖緊力引起的鑰匙頭的微量形變；當(dāng)系統(tǒng)控制和信號處理模塊檢測信號與通常情況下鎖緊過程產(chǎn)生的信號類似，則判斷本次操作旋轉(zhuǎn)方向；當(dāng)檢測到的形變信號達到鎖緊所需的最小幅值時，且操作識別模塊顯示此時操作鑰匙與鎖定裝置也同時接觸，則判斷該鐵路設(shè)備的狀態(tài)為已閉鎖；在開啟過程中，操作鑰匙的操作識別模塊與鎖定裝置的鎖芯接觸觸發(fā)系統(tǒng)工作，鑰匙頭軸頸部的扭力識別模塊檢測鎖緊力引起的鑰匙頭的微量形變；當(dāng)系統(tǒng)控制和信號處理模塊檢測信號與通常情況下開啟過程產(chǎn)生的信號類似，則判斷本次操作旋轉(zhuǎn)方向；當(dāng)檢測到的形變信號達到打開所需的最小幅值或檢測到的打開狀態(tài)持續(xù)一定時間時，且操作識別模塊顯示此時操作鑰匙與鎖定裝置也同時接觸，則判斷該鐵路設(shè)備的狀態(tài)為已打開。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測裝置，包括操作鑰匙，所述操作鑰匙不僅能完成對鐵路設(shè)備進行鎖定和打開，所述操作鑰匙包括鑰匙頭、扭力識別模塊、操作識別模塊、系統(tǒng)控制和信號處理模塊。本發(fā)明還公開一種鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測方法。根據(jù)本發(fā)明提供的鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)檢測裝置及方法，可實現(xiàn)對鐵路設(shè)備鎖定狀態(tài)的實時有效監(jiān)控，提高了鐵路營運的安全性，保證作業(yè)人員和旅客的人身安全。
文檔編號G01D21/00GK102607640SQ20121004990
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者劉振東, 劉飛, 朱克非, 李善坡, 楊廣全, 殷濤, 祝繼常, 諸葛恒英, 馬樹峰, 馬玉坤 申請人:中國鐵道科學(xué)研究院運輸及經(jīng)濟研究所