一种包覆结构、轨道车辆以及转向架的监测方法与流程

1.本发明涉及轨道车辆技术领域，具体涉及一种包覆结构以及轨道车辆。


背景技术：

2.高速动车组包括设置在车体下方的转向架，转向架的结构较为复杂，包括构架，构架除了安装车轮、制动盘，还安装有悬挂、抗蛇行减振器、抗侧滚扭杆等多个部件。在运行时，气流经过转向架区域时，受到较大的气动阻力，影响车辆运行能耗。


技术实现要素：

3.本技术提供一种包覆结构，所述包覆结构至少包覆所述转向架的底部的一部分；所述包覆结构还包括至少一个拍摄装置，一个所述拍摄装置用于拍摄所述转向架至少一个部件的图像。
4.在一种具体实施方式中：
5.至少一个所述拍摄装置固定于所述包覆结构；
6.或，所述包覆结构设有轨道，至少一个所述拍摄装置可沿所述轨道移动；
7.或，所述包覆结构设有轨道，至少一个所述拍摄装置固定于所述包覆结构，且至少一个所述拍摄装置可沿所述轨道移动。
8.在一种具体实施方式中，所述包覆结构包括位于所述转向架底部的底板；
9.所述轨道设置于所述底板；或所述底板设置有支撑骨架，所述轨道设置于所述支撑骨架。
10.在一种具体实施方式中，所述包覆结构包括包覆所述转向架底部的底板，所述底板的端部设有开口部，所述开口部用于避让车轮。
11.在一种具体实施方式中，所述拍摄装置至少满足下述一者：
12.所述底板的端部的中部以及两侧均固定有所述拍摄装置，位于所述端部的中部的所述拍摄装置用于至少拍摄所述转向架的制动盘、制动夹钳、牵引拉杆；所述端部的两侧的所述拍摄装置用于至少拍摄所述转向架的轴箱体螺栓以及轴箱体；
13.所述底板两侧的中部固定有拍摄装置，用于至少拍摄蛇行减振器、横向减振器；
14.所述底板通过螺栓直接或间接地连接至所述转向架，所述拍摄装置拍摄所述螺栓。
15.在一种具体实施方式中，所述底板设置有支撑骨架，所述支撑骨架包括位于所述底板中部的中部框架，所述中部框架包括框架横梁和框架纵梁，所述支撑骨架还包括纵向梁和端部横梁，所述端部横梁位于所述底板的端部，所述框架横梁通过两个平行的所述纵向梁连接至所述端部横梁；
16.所述包覆结构包括沿所述中部框架、所述纵向梁以及所述端部横梁延伸的轨道，所述包覆结构的至少部分所述拍摄装置可沿所述轨道移动。
17.本技术提供一种轨道车辆，包括转向架和包覆在转向架底部的如上述任一项所述
的包覆结构。
18.本技术提供一种转向架的监测方法，所述转向架由上述任一项所述的包覆结构包覆；包括下述步骤：
19.行车过程中，将所述拍摄装置拍摄的图像与预存的标准图像进行比对，如果一致则车辆继续行驶，如果不一致，则提出警示。
20.在一种具体实施方式中，提出警示后，进一步核对所述拍摄装置拍摄的图像，如果一致则车辆继续行驶，如果不一致，则控制降速或者停车。
21.在一种具体实施方式中，部分所述拍摄装置固定于所述包覆结构，部分所述拍摄装置沿所述包覆结构设置的轨道移动；行车过程中，将固定的所述拍摄装置拍摄的图像与所述标准图像比对，停车检修过程中，将沿所述轨道移动的所述拍摄装置拍摄的图像与所述标准图像比对。
22.本技术中的包覆结构可以包覆转向架的底部至少部分，气流在流经转向架的底部时，可减少气流进入转向架内部复杂的部件中流动，而是直接经底板的底面流走，从而可以降低转向架区域所受的气动阻力，降低车辆运行能耗。此外，包覆结构设置拍摄装置，可以在不拆卸包覆结构的前提下进行转向架的部件监测。
附图说明
23.图1为本技术实施例中包覆结构包覆在转向架底部的示意图；
24.图2为图1另一视角的示意图；
25.图3为图1中的包覆结构的示意图；
26.图4为图1中的包覆结构设置轨道的示意图；
27.图5为图3另一视角的示意图；
28.图6为本技术实施例中通过包覆结构的拍摄装置进行监测的流程图；
29.图7为图1中安装臂的示意图；
30.图8为图3中支撑骨架的示意图。
31.图1-8中附图标记说明如下：
32.100-包覆结构；
33.1-底板；11-凹部；12-侧翻边；13-端部翻边；14-护板；151-固定式拍摄装置；152-移动式拍摄装置；16-轨道；1a-开口部；
34.2-安装臂；21-第一连接座；22-第二连接座；221-连接盘；222-螺栓；
35.3-撒砂装置；
36.4-支撑骨架；41-框架横梁；42-框架纵梁；43-纵向梁；44-端部横梁；
37.45-支撑座；
38.5-排障装置；
39.200-转向架；
40.21-侧梁；22-制动盘；23-车轮；24-抗蛇行减振器。
具体实施方式
41.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。
42.请参考图1-4，图1为本技术实施例中包覆结构100包覆在转向架200底部的示意图；图2为图1另一视角的示意图；图3为图1中的包覆结构100的示意图；图4为图1中的包覆结构100设置轨道16的示意图；图5为图3另一视角的示意图。
43.该实施例中的包覆结构100，用于包覆转向架200的底部，包覆结构100包括底板1，底板1为整体式板结构或者是由多块板结构拼接形成，图2中显示的底板1包括多块板结构，由螺栓连接后拼接形成一整块板结构，或者是多个板结构拼焊也可以。此外，底板1开设有开口部1a。本实施例定义底板1两个端部沿前后方向分布，底板1的两侧为左侧和右侧，前、后、左、右可以以转向架200为基准理解，转向架200安装至轨道车辆后，其前后方向即轨道车辆的长度方向，左右方向即宽度方向。
44.此实施例中，底板1的两个端部均设有开口部1a，其中，每个端部的左、右两侧分别设置一个开口部1a，开口部1a是用于避让轨道车辆的车轮23，则四个开口部1a用于避让转向架200上的四个车轮23，此时车轮23的内侧、外侧均由底板1包覆，靠近左右侧车轮23之间为内，反之为外。如此设置，转向架200的整个底部由底板1包覆，这里的包覆是指由上向下投影，转向架200的底部的投影位于底板1的投影面内，从图1来看，转向架200的大部分结构的投影均位于底板1的投影面，其两侧的抗蛇形减振器24相较于底板1略宽。
45.如此设置后，气流在流经转向架200的底部时，不会进入转向架200内部复杂的部件中流动，而是直接经底板1的底面流走，从而可以降低转向架200区域所受的气动阻力。
46.此外，在底板1设置避让车轮23的开口部1a，由于包覆结构100和转向架200的构架固定，与车轮23相对运动较小，因此开口部1a作为避让车轮23的位置，占据空间较小，可减少气流从开口部1a进入转向架200内而产生的阻力影响，不影响包覆结构100降低运行阻力的效果。当然，开口部1a设置时，其前后方向以及左右方向的尺寸均应当尽量小，只需要和车轮23之间保持必要的间隙，即满足避让车轮23、不干涉车轮23的运行即可，以尽量地减少气流从开口部1a和车轮23之间的间隙流入转向架200的内部。
47.当转向架200的底部由包覆结构100包覆后，如果不拆除包覆结构100，就无法从转向架200的底部对转向架200的各部件进行检查，或者检查范围受到限制。为此，在设置包覆结构100进行包覆减阻的同时，本实施例的包覆结构还同步设置拍摄装置，且至少设置一个拍摄装置，根据拍摄装置的设置位置以及拍摄范围，一个拍摄装置可以拍摄转向架200的至少一个部件。
48.如图3所示，该包覆结构100设置有多个固定式拍摄装置151，固定式拍摄装置151固定在底板1上，具体固定在底板1的两个端部以及底板1的两侧，图3中示意出十二个固定式拍摄装置151，在底板1的端部的中部设置三个固定式拍摄装置151，在底板1的端部的两侧设置两个固定式拍摄装置151，具体设置在底板1的角部位置，底板1的中部设置一个固定式拍摄装置151，这样基本环绕底板1一圈设置多个固定式拍摄装置151，可以拍摄多个部位的图像。
49.位于底板1端部的中部的固定式拍摄装置151可用于至少拍摄转向架200的制动盘22、制动夹钳、牵引拉杆以及包覆结构200的螺栓，包覆结构200可以通过螺栓直接或间接地和转向架200连接，后述提到底板1通过支撑骨架4、安装臂2连接到转向架200，底板1和支撑骨架4、安装臂2，以及支撑骨架3、安装臂2和转向架200之间都设置螺栓，监测螺栓可以观察
到底板1是否松动。而位于底板1端部两侧的固定式拍摄装置可用于至少拍摄转向架200的轴箱体螺栓以及轴箱体。位于底板100两侧的中部的固定式拍摄装置151，用于至少拍摄蛇行减振器24、横向减振器及包覆结构100的螺栓。由此可见，图3中分布的固定式拍摄装置151已经可以将转向架200的主要部件进行拍摄，从而便于在车辆运行或者停车过程中进行拍摄监测转向架200的状态。
50.请参考图6，图6为本技术实施例中通过包覆结构的拍摄装置进行监测的流程图。
51.在行车过程中，固定拍摄装置151可以拍摄转向架200内部件状态的图像；
52.将拍摄的图像和预存的部件在正常状态下的标准图像进行比对；
53.如果一致，则表明拍摄的部件正常运转，可以将继续行车；如果不一致，则表明拍摄的部件可能出现故障，可以发出警示。
54.进一步地，发出警示后，工作人员可以通过观察固定拍摄装置151拍摄的图像，进一步核对分析是否的确出现故障，如果再次确定存在异常，则可以根据应急故障处理手册，酌情降速或者是停车处理。
55.上述所述的部件的标准图像，是在正常工作时部件的位置状态，当部件发生松懈、偏移、掉落等情况时，则拍摄的图像和标准图像比对后可出现偏差，即不一致，一致即拍摄的图像和标准图像重合或者基本重合，一致或不一致的具体边界可以根据具体的部件进行设定，当然图像比对不仅限于位置判断，对于部件的其他状态也可以同样进行比对，比如磨损起你概况等。
56.还可以设置控制器和报警装置，拍摄装置与控制器信号连接，以便将拍摄的图像输出至控制器，部件的标准图像预存在控制器内，可以同步设置显示设备，比如设置在轨道车辆的驾驶室中，以供操作人员直接监控查阅和控制。本实施例中拍摄装置的拍摄可以在行车过程中实时拍摄或者间断式拍摄。
57.再请看图7，图7为图3中支撑骨架4的示意图。
58.本实施例中的包覆结构100还包括支撑骨架4，支撑骨架4固定于底板1的上表面，支撑骨架4还可以设置支撑座45以和转向架200的构架连接，支撑骨架4一方面可以提高底板1的强度，另一方面可以提高与转向架200连接的可靠性。具体如图7所示，支撑骨架4包括中部框架，中部框架包括两根框架横梁41和两根框架纵梁42，中部框架的两侧框架纵梁42分别连接弯梁46，弯梁46先横向延伸再向上延伸以与转向架200的构架建立连接，中部框架两端的框架横梁41分别通过两根大致平行的纵向梁43连接一根端部横梁44，端部横梁44和底板1端部形状相匹配，大致为弧形，中部框架的两根框架横梁41均设有向上延伸的支撑座45，用于和转向架200的构架连接。如此设置，支撑骨架4可以较好地支撑连接底板1和转向架200，提高结构稳定性。
59.此外，本实施例中包覆结构100设置的拍摄装置除了上述的固定式拍摄装置151，还包括移动式拍摄装置152，如图4所示，设置的支撑骨架4的布置利于设置轨道16，从而在轨道16上布置移动式拍摄装置152。具体在图4中，轨道16沿框架横梁41、框架纵梁42、纵向梁43以及端部横梁44延伸，形成图4中所示的闭环式轨道16，则移动式拍摄装置152沿该轨道16移动过程中，可以经过转向架200底部的大部分位置，从而拍摄所学的图像。
60.可以理解，轨道16也可以按照其他路径设置，也不限于设置在支撑骨架4，比如直接设置在底板1上，这里设置支撑骨架4，轨道16既可以是支撑骨架4的一部分，也可以是固
定在支撑骨架4上的独立轨道部件。
61.设置移动式拍摄装置152，可以移动拍摄不同位置部件的状态图像，以便和预存的标准图像进行比对，则可以减少拍摄装置的数量，比如设置一个或两个移动式拍摄装置152即可。
62.需要说明的是，移动式拍摄装置152的稳固性次于上述的固定式拍摄装置151，在行车过程中，为避免行车晃动等因素导致移动式拍摄装置152抖动而影响图像拍摄的清晰度，则可以使移动式拍摄装置152自带定位功能，比如到达需要拍摄的位置时，可以控制定位销插入移动式拍摄装置152的定位孔以固定移动式拍摄装置152，拍摄完毕后定位销再退出。或者，如本实施例中，可以同时设置固定式拍摄装置151和移动式拍摄装置152，这样可以在行车过程中由固定式拍摄装置151拍摄主要的几个位置的部件图像，在停车检修过程中，可以由移动式拍摄装置152移动而拍摄更多位置的部件图像。
63.上述实施例中包覆结构100的底板1包覆转向架100的整个底部，这样降阻效果最好，但可知，底板也不限于包覆转向架100的整个底部，部分包覆也可以达到一定的减少气流阻力的目的。
64.如图3所示，上述的开口部1a为设置在底板1端部的缺口，即开口部1a不仅上下贯通底板1，而且前侧端部的开口部1a向前贯通底板1的前侧端部，后侧端部的开口部1a向后贯通底板1的后侧端部，图2中可看出，开口部1a大致为u形缺口。这样便于车轮23的安装，也便于在底板1上加工出开口部1a。可知，开口部1a也不限于是缺口，例如是仅仅贯通底板1上下的通槽结构也可以。此时，上述的支撑骨架4的端部横梁43位于两个开口部1a之间，轨道16也延伸到两个开口部1a之间。
65.进一步地，如图3所示，底板1的开口部1a的边缘设有向上延伸的护板14，护板14环绕开口部1a设置，这样可以包覆车轮23的一部分，这样运行时轨道上的杂物、雨雪、泥土等经开口部1a向上进入转向架200时，护板14可以进行一定的阻挡。护板14的延伸尺寸不受限制，图2、3中开口部1a为缺口，开口部1a的侧边缘和端部边缘向上延伸，其中端部边缘朝向车轮23的轮面，端部边缘的护板14部分高度更长，因为此处朝向轮面，基于运行惯性，面对的杂物等的几率更大，故可以增高设置。
66.另外，转向架200除了车轮23之外，制动盘22的底部处于较低的位置。此时，如图2所示，包覆结构100的底板1设有凹部11，凹部11用于避让转向架200的制动盘22，凹部11是基于从上至下的视角，凹部11下凹，凹部11下凹形成的凹腔可以用于避让制动盘22，而基于自下向上的视角，凹部11的壁相对底板1的底面是向下凸出，这样凸出的部分相对整个平整的底板1底面，会增加气阻，因此，本实施例中凹部11的外表面设置为流线形。此处所述的凹部11的外表面即凹部11的底面，内表面即凹部11的凹腔的腔壁，为凹部11的上表面。凹部11的外表面进行流线形设计，则可以减少因凹部11相对底板1底面突出而引起气流阻力增加，而且凹部11的设置相当于底板1的加强筋，起到提高底板1结构强度的作用。
67.如此设置，在几乎不增加底板1底面流阻的情况下，包覆结构100的底板1可以尽量靠近转向架200的底部，即底板1的高度可以设置为较高、离地尽量远，不需要整体低于制动盘22，也不易过低而受到下限界的限制，这样，底板1的两个端部与转向架200也可以尽量地靠近，从而减少气流从端部进入，进一步降低流阻。
68.流线形结构是结构表面处气流没有明显分离的结构形状，流线形结构在相对气流
运动时，所受气流阻力较小，具体在本实施例中，底板1的凹部11的外表面可以设置为如图1、3所示的纺锥形，纺锤形是两头小中间大的形状，两头为尖端，然后向中部逐渐增加尺寸，并且是曲面平缓延伸至中部，这样，气流在经过凹部11时，可以由尖端处向后沿曲面流动，流动阻力很小。当然，流线形的结构多样，也不限于是纺锤形，比如也可以是类似水滴形，只是水滴形只有一头的是尖端，只能在单向运动时达到减阻的目的。
69.此外，本实施例中底板1的左右两侧边缘均向上延伸形成侧翻边12，和/或，底板1端部边缘均向上延伸形成端部翻边13。底板1的侧翻边12可以对转向架200的侧部也进行局部包覆，或者至少是遮盖转向架200侧面和底板1侧边之间的空隙，以避免气流或者是其他杂物等进入到转向架200内部。端部设置端部翻边13，可以避免气流从端部的空隙进入到转向架200内部，也正如之前所述，由于设置凹部11避让制动盘22，底板1可以尽量靠近转向架200，故端部设置的端部翻边13的高度可以设计地较小，从而减少气流流向端部时的阻力。
70.继续参考图2-4，该底板1的端部可以是弧形，这样有利于降低端部的流阻，并且包覆结构100在随转向架200发生摆动偏转时，不易和其他部件干涉。另外，如图2所示，本实施例中的底板包括端部板块和多个中部板块，端部板块设置出弧形端部和开设出开口部1a，为异形结构，中部板块可以是一个矩形板块，也可以是如图2所示沿宽度方向分布的三个矩形板块，当转向架200的长度发生变化时，两端的端部板块的结构无需改动动，仅需调整中部板块的数量即可，从而实现模块化拼装。
71.请继续参考图8理解，图8为图1中安装臂2的示意图。
72.本实施例中的包覆结构100还包括安装臂2，安装臂2包括第一连接座21和第二连接座22。安装臂2的第一连接座21连接底板1的端部。如图3所示，底板1的两个端部均设有两个安装臂2，两个安装臂2分设在底板1每个端部的两侧。第一连接座22在本实施例中具体为开口朝下的u形板结构，安装到包覆结构100时，可以卡设在底板1开口部1a侧边缘延伸的护板114上，此处的护板114位置可以加厚处理，第一连接座22在此位置可以进一步通过螺栓等紧固件紧固，或者也可以焊接。
73.转向架200的构架包括位于左右两侧的侧梁21，侧梁21的中部设置空簧，侧梁21的端部一般在底部设置安装孔，用于安装一系悬挂。本实施例中，第二连接座22和和转向架200侧梁21的端部211对接，图8中，第二连接座22的上端设置有正对侧梁21端部211的连接盘221，并设有连接孔，可通过连接螺栓222和侧梁21端部211连接盘对接固定。如此设置，充分利用侧梁21端部211的位置完成转向架200和包覆结构100的连接，易于安装，且利于保证连接强度。
74.此外，本实施例中安装臂2安装有撒砂装置3和/或排障装置5。安装臂2设置在开口部11a的位置，此时在安装臂2的位置安装撒砂装置3便于对轨面进行撒砂，排障装置5可以是图5所示的排障板，即安装臂2同时可为排障装置5或撒砂装置3提供安装位，使得结构安装更为方便，避免包覆结构100对撒砂装置3、排障装置5安装的干涉。
75.另外，上述实施例中提供的包覆结构100的底板1可以是复合材料制成，例如是碳纤维复合材料、玻璃钢复合材料、芳纶纤维复合材料，或者是包括上述一种或多种的组合式材料，这样具有强度高、重量轻等优势。当底板1为复合材料制成时，上述和安装臂2、支撑骨架4以及底板1的多块板结构在拼接时，都可以通过螺栓等紧固件连接固定。
76.本实施例还提供一种轨道车辆，包括转向架200和包覆在转向架200底部的如上任
一实施例所述的包覆结构100，具有与上述实施例相同的技术效果，不再赘述。
77.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种包覆结构，其特征在于，所述包覆结构至少包覆所述转向架的底部的一部分；所述包覆结构还包括至少一个拍摄装置，一个所述拍摄装置用于拍摄所述转向架至少一个部件的图像。2.根据权利要求1所述的包覆结构，其特征在于：至少一个所述拍摄装置固定于所述包覆结构；或，所述包覆结构设有轨道，至少一个所述拍摄装置可沿所述轨道移动；或，所述包覆结构设有轨道，至少一个所述拍摄装置固定于所述包覆结构，且至少一个所述拍摄装置可沿所述轨道移动。3.根据权利要求2所述的包覆结构，其特征在于，所述包覆结构包括位于所述转向架底部的底板；所述轨道设置于所述底板；或所述底板设置有支撑骨架，所述轨道设置于所述支撑骨架。4.根据权利要求1-3任一项所述的包覆结构，其特征在于，所述包覆结构包括包覆所述转向架底部的底板，所述底板的端部设有开口部，所述开口部用于避让车轮。5.根据权利要求4所述的包覆结构，其特征在于，所述拍摄装置至少满足下述一者：所述底板的端部的中部以及两侧均固定有所述拍摄装置，位于所述端部的中部的所述拍摄装置用于至少拍摄所述转向架的制动盘、制动夹钳、牵引拉杆；所述端部的两侧的所述拍摄装置用于至少拍摄所述转向架的轴箱体螺栓以及轴箱体；所述底板两侧的中部固定有拍摄装置，用于至少拍摄蛇行减振器、横向减振器；所述底板通过螺栓直接或间接地连接至所述转向架，所述拍摄装置拍摄所述螺栓。6.根据权利要求4所述的包覆结构，其特征在于，所述底板设置有支撑骨架，所述支撑骨架包括位于所述底板中部的中部框架，所述中部框架包括框架横梁和框架纵梁，所述支撑骨架还包括纵向梁和端部横梁，所述端部横梁位于所述底板的端部，所述框架横梁通过两个平行的所述纵向梁连接至所述端部横梁；所述包覆结构包括沿所述中部框架、所述纵向梁以及所述端部横梁延伸的轨道，所述包覆结构的至少部分所述拍摄装置可沿所述轨道移动。7.一种轨道车辆，其特征在于，包括转向架和包覆在转向架底部的如权利要求1-6任一项所述的包覆结构。8.一种转向架的监测方法，其特征在于，所述转向架，由权利要求1-7任一项所述的包覆结构包覆；包括下述步骤：行车过程中，将所述拍摄装置拍摄的图像与预存的标准图像进行比对，如果一致则车辆继续行驶，如果不一致，则提出警示。9.根据权利要求8所述的转向架的监测方法，其特征在于，提出警示后，进一步核对所述拍摄装置拍摄的图像，如果一致则车辆继续行驶，如果不一致，则控制降速或者停车。10.根据权利要求8或9所述的转向架的监测方法，其特征在于，部分所述拍摄装置固定于所述包覆结构，部分所述拍摄装置沿所述包覆结构设置的轨道移动；行车过程中，将固定的所述拍摄装置拍摄的图像与所述标准图像比对，停车检修过程中，将沿所述轨道移动的所述拍摄装置拍摄的图像与所述标准图像比对。

技术总结
本申请公开一种包覆结构、轨道车辆以及转向架的监测方法，所述包覆结构至少包覆所述转向架的底部的一部分；所述包覆结构还包括至少一个拍摄装置，一个所述拍摄装置用于拍摄所述转向架至少一个部件的图像。本申请中的包覆结构可以包覆转向架的至少部分底部，气流在流经转向架的底部时，进入转向架内部的气流减少，无需在复杂的部件中流动，而是直接经底板的底面流走，从而可以降低转向架区域所受的气动阻力。此外设置拍摄装置，可以在不拆卸包覆结构的前提下进行转向架的部件监测。的前提下进行转向架的部件监测。的前提下进行转向架的部件监测。


技术研发人员：邹晓龙 冯永华 张振先 周平宇 许鑫
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/5