一種北斗定位和慣性測量相結(jié)合的定位防溜鐵鞋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鐵路安全設(shè)備，特別是一種北斗定位和慣性測量(MU)相結(jié)合的定位防溜鐵鞋。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在鐵路車站，鐵鞋是停車防溜的必要設(shè)施，在停車后是否放置到位直接關(guān)系到車輛是否能夠安全防溜，而是否全部取出關(guān)系到列車發(fā)車的安全。一直以來，由于鐵鞋的領(lǐng)取、安放、取出、還回這4個主要操作過程都是通過人工操作來完成的，且經(jīng)常發(fā)生鐵鞋被盜或者人為移動事件，各級管理人員無法及時判明鐵鞋是否處于安全狀態(tài)。在實際的運用中，停車后忘記放置鐵鞋、安裝后被盜丟失或者發(fā)車后未撤除鐵鞋甚至開車走的現(xiàn)象屢禁不止，因鐵鞋裝、卸或移動的誤操作導(dǎo)致的車輛溜逸脫軌掉道等惡劣事故常有發(fā)生，給鐵路行車安全帶來了很大隱患。因此對鐵鞋進行改進和創(chuàng)新，以實現(xiàn)對鐵鞋的有效管理，是必需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實用新型之目的就是提供一種北斗定位和慣性測量相結(jié)合的定位防溜鐵鞋，可有效解決鐵鞋的有效管理，保證鐵路行車安全的問題。
[0004]本實用新型解決的技術(shù)方案是，包括鐵鞋體和鐵鞋體上裝的北斗定位控制器，北斗定位控制器固定在鐵鞋體上，北斗定位控制器是由盒體及盒體內(nèi)的控制電路構(gòu)成，控制電路是由單片機、北斗定位模塊、MU模塊、超聲波測距模塊、紅外收發(fā)器、通信模塊和電池構(gòu)成，單片機分別與北斗定位模塊、MU模塊、超聲波測距模塊、紅外收發(fā)器、通信模塊和電池相連，構(gòu)成鐵鞋定位控制結(jié)構(gòu)。
[0005]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，新穎獨特，有效解決了鐵路鐵軌上鐵鞋漏放、錯放、漏撤、移動、丟失、假性防溜等問題導(dǎo)致軌道車輛溜逸或脫軌掉道事故的發(fā)生，保證了鐵鞋始終處于規(guī)范的安全管理狀態(tài)，充分發(fā)揮鐵鞋的安全保障作用，經(jīng)濟和社會效益顯著。
【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型的立體結(jié)構(gòu)圖。
[0007]圖2為本實用新型的控制電路框示圖。
【具體實施方式】
[0008]以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作詳細說明。
[0009]由圖1、2所示，本實用新型包括鐵鞋體和鐵鞋體上裝的北斗定位控制器，北斗定位控制器固定在鐵鞋體I上，北斗定位控制器是由盒體2及盒體內(nèi)的控制電路構(gòu)成，控制電路是由單片機2-1、北斗定位模塊2-2、頂1]模塊2-3、超聲波測距模塊2-4、紅外收發(fā)器2-5、通信模塊2-6和電池2-7構(gòu)成，單片機分別與北斗定位模塊2-2、MU模塊2-3、超聲波測距模塊2-
4、紅外收發(fā)器2-5、通信模塊2-6和電池2-7相連，構(gòu)成鐵鞋定位控制結(jié)構(gòu)。
[0010]為了保證維修方便和使用效果，所述的北斗定位控制器由螺釘固定在鐵鞋體的鞋口內(nèi)，構(gòu)成拆裝式結(jié)構(gòu)。
[0011 ]所述的單片機為32位單片機。
[0012]所述的北斗定位模塊為北斗單點定位模塊。
[0013]所述的頂U模塊為6軸慣性測量芯片。
[0014]所述的超聲波測距模塊為超聲波測距傳感器。
[0015]所述的紅外收發(fā)器型號為TFBS4650-TR1。
[0016]所述的通信模塊為WiFi/3G/4G通信模塊。
[0017]所述的電池為充電式鋰電池。
[0018]要指出的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施案例，并不用以限制本實用新型。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所做的等同修改或等同替換，均屬于本實用新型的保護范圍。
[0019]本實用新型使用時，由現(xiàn)有鐵鞋一樣裝在現(xiàn)場鐵軌上，其中超聲波測距模塊功能為:
[0020]1、檢測鐵鞋是否放置到位。當(dāng)鐵鞋踏面與車輪踏面位置大于指定距離時，說明鐵鞋踏面沒有貼緊車輪踏面，既鐵鞋放置不到位，鐵鞋沒有可靠插入輪下，同時也可防止由于人為或者非人為而導(dǎo)致鐵鞋不在原來位置的情況。
[0021]2、檢測鐵鞋放置方向是否正確。避免由于工作人員的操作失誤，導(dǎo)致鐵鞋位置反向而引起假性防溜事故的發(fā)生。
[0022]超聲波測距模塊實現(xiàn)在不用人員檢查的情況下自檢是否防溜得當(dāng)，對假性防溜的檢測可達到極高的精度，使事故防患于未然。
[0023]本實用新型使用時與鐵路上鐵鞋用北斗高精度作業(yè)設(shè)備相配合，通過紅外紅收發(fā)器進行信息交換。當(dāng)鐵鞋安裝到位且在軌時，作業(yè)設(shè)備在一定的近距離范圍內(nèi)(0.5米以內(nèi))將自身高精度位置信息注入到鐵鞋，標(biāo)定鐵鞋的初始位置。鐵鞋與作業(yè)設(shè)備之間相互確認(rèn)信息無誤后，鐵鞋通過通信模塊把該位置信息發(fā)送至監(jiān)控中心。
[0024]本實用新型在使用中，因鐵鞋上鎖后一直到解鎖前的這段時間，鐵鞋衛(wèi)星信號被車體嚴(yán)重遮擋，所以這個階段主要依靠MU模塊實現(xiàn)鐵鞋的自主定位及檢測。MU模塊主要有三方面的功能:
[0025]1、感測鐵鞋的平衡度?？蓹z測鐵鞋垂直于鐵軌方向的水平度，判斷鐵鞋是否放置水平，杜絕鐵鞋在軌傾斜現(xiàn)象。
[0026]2、感測鐵鞋在股道上的位移量。根據(jù)標(biāo)定鐵鞋的初始位置，并通過檢測鐵鞋順股道的位移量和位移方向，可計算出鐵鞋最終溜逸到了什么位置，便于工作人員及時復(fù)位鐵鞋于安全狀態(tài)。同時，當(dāng)頂U模塊檢測到鐵鞋已產(chǎn)生位移，但超聲波測距模塊卻檢測到鐵鞋踏面仍貼緊車輪踏面時，說明因漏撤鐵鞋而發(fā)生了壓鞋開車的情況，鐵鞋已被車廂推著移動。
[0027]3、感測鐵鞋的姿態(tài)變化。當(dāng)鐵鞋穩(wěn)定靜止后的姿態(tài)角與鎖定時的姿態(tài)角發(fā)生較大變化時，可判定鐵鞋從股道上脫落。
[0028]本實用新型中，鐵鞋解鎖后到下一次上鎖前可能要經(jīng)過相對長一段時間，這段時間鐵鞋的實時位置純粹依靠MU模塊難以實現(xiàn)定位，精度也無法保證。所以在這個階段，將利用北斗定位模塊，實現(xiàn)對鐵鞋單點約10米的定位精度，滿足對鐵鞋的管理要求。
[0029]頂U模塊和北斗定位模塊，既解決了鐵鞋在軌的高精度位移檢測，也解決了鐵鞋離開股道的定位跟蹤問題。
[0030]由上述可知，本實用新型有效解決了鐵軌現(xiàn)場鐵鞋的漏放、錯放、漏撤、移動、丟失、假性防溜等問題導(dǎo)致軌道車輛溜逸或脫軌掉道事故的發(fā)生，保證了鐵鞋始終處于規(guī)范的安全狀態(tài)，充分發(fā)揮鐵鞋的安全保障作用，有顯著的經(jīng)濟和社會效益。
【主權(quán)項】
1.一種北斗定位和慣性測量相結(jié)合的定位防溜鐵鞋，包括鐵鞋體和鐵鞋體上裝的北斗定位控制器，其特征在于，北斗定位控制器固定在鐵鞋體(I)上，北斗定位控制器是由盒體(2)及盒體內(nèi)的控制電路構(gòu)成，控制電路是由單片機(2-1)、北斗定位模塊(2-2)、IMU模塊(2-3)、超聲波測距模塊(2-4 )、紅外收發(fā)器(2-5 )、通信模塊(2-6 )和電池(2-7 )構(gòu)成，單片機分別與北斗定位模塊(2-2)、MU模塊(2-3)、超聲波測距模塊(2-4)、紅外收發(fā)器(2-5)、通信模塊(2-6)和電池(2-7)相連，構(gòu)成鐵鞋定位控制結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的北斗定位和慣性測量相結(jié)合的定位防溜鐵鞋，其特征在于，所述的北斗定位控制器由螺釘固定在鐵鞋體的鞋口內(nèi)，構(gòu)成拆裝式結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的北斗定位和慣性測量相結(jié)合的定位防溜鐵鞋，其特征在于，所述的單片機為32位單片機。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的北斗定位和慣性測量相結(jié)合的定位防溜鐵鞋，其特征在于，所述的北斗定位模塊為北斗單點定位模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的北斗定位和慣性測量相結(jié)合的定位防溜鐵鞋，其特征在于，所述的頂U模塊為6軸慣性測量芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的北斗定位和慣性測量相結(jié)合的定位防溜鐵鞋，其特征在于，所述的超聲波測距模塊為超聲波測距傳感器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的北斗定位和慣性測量相結(jié)合的定位防溜鐵鞋，其特征在于，所述的紅外收發(fā)器型號為TFBS4650-TR1。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的北斗定位和慣性測量相結(jié)合的定位防溜鐵鞋，其特征在于，所述的通信模塊為WiFi/3G/4G通信模塊。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的北斗定位和慣性測量相結(jié)合的定位防溜鐵鞋，其特征在于，所述的電池為充電式鋰電池。
【專利摘要】本實用新型涉及北斗定位和慣性測量相結(jié)合的定位防溜鐵鞋，可有效解決鐵鞋的有效管理，保證鐵路行車安全的問題，其結(jié)構(gòu)是，北斗定位控制器固定在鐵鞋體上，北斗定位控制器是由盒體及盒體內(nèi)的控制電路構(gòu)成，控制電路是由單片機、北斗定位模塊、IMU模塊、超聲波測距模塊、紅外收發(fā)器、通信模塊和電池構(gòu)成，單片機分別與北斗定位模塊、IMU模塊、超聲波測距模塊、紅外收發(fā)器、通信模塊和電池相連，構(gòu)成鐵鞋定位控制結(jié)構(gòu)。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，新穎獨特，有效解決了鐵路鐵軌上鐵鞋漏放、錯放、漏撤、移動、丟失、假性防溜等問題導(dǎo)致軌道車輛溜逸或脫軌掉道事故的發(fā)生，保證了鐵鞋始終處于規(guī)范的安全管理狀態(tài)，充分發(fā)揮鐵鞋的安全保障作用。
【IPC分類】B61L25/06, G01C21/16, G01S19/49
【公開號】CN205220708
【申請?zhí)枴緾N201521051255
【發(fā)明人】魏銀庫, 施泳, 潘繼民, 李民宗, 常雪景, 付明霞, 陳永
【申請人】鄭州北斗七星通訊科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月16日