本申请涉及列车在线检测技术领域，特别涉及一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测系统及方法。
背景技术：
单轨列车正常有8个转向架，每个转向架上有8个轮胎和2组集电靴，则单列车共64个轮胎和16组集电靴。因此，若通过人工检测轮胎和集电靴的状态将导致工作量巨大而且效率低下。
由于跨座式单轨车辆转向架上所用的轮胎都是橡胶充气轮胎。在车辆行驶过程中，导向轮起导向作用，稳定轮起稳定车体作用，都是轻轨车辆安全行驶的关键。而长期工作的橡胶轮胎会产生磨损、漏气以及胎内压力不足等现象。因此，定期对水平轮进行检测(主要是检测水平轮对pc轨道的正压力)和维护就变得十分重要。
集电靴连接接触轨，是为电动列车提供电源的电气设备。集电靴安装于车辆转向架构架两侧靠车辆外侧中部的位置。主要有带预拉弹簧、轴承、绝缘连接板、制动杆、滑板托架、滑板等零件组成，通过轴承将弹簧力传动给滑板，为滑板提供接触力。
由于目前的水平轮压力检测装置为固定式，并设置在检修库内。检测设备由控制台及检测装置轨道梁组成。检测装置轨道梁又由特制轨道梁、带压力传感器的6个负载元件、压力数据变送传输接口箱和对位机构等几部分组成。并在控制台上装有测量、显示等装置。其工作序列一般是先将被测的转向架吊置到脱轨梁上，然后推入到检测系统的特制轨道梁上，机械对位后，打开设备电源，控制台能同时显示转向架6个水平轮对轨道梁的正向压力值，并有超压报警系统。
因此，将导致设备利用率低、工作效率低、检测过程繁琐以及仅能采用固定检测且检测对象只能是转向架总成而不能是整车等问题的产生，影响轮胎的充气或更换作业以及集电靴的紧固和更换作业，进而影响到车辆的安全行驶，有待改进。
技术实现要素：
有鉴于此，本申请的第一个目的在于提供一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测系统，以实现有效提升列车行驶安全性的目的。
其具体方案如下：
一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测系统，包括对单个转向架上的两组集电靴同时检测的集电靴压力检测模块和对六个车轮同时检测的水平轮压力检测模块；
所述集电靴压力检测模块包括：
压力传感器，用于检测集电靴与接触轨之间的接触压力，并输出模拟电压信号；
放大器、采集卡以及工控机；
所述水平轮压力检测模块包括：
侧立板，用于供水平轮挤压并产生形变；
压力传感器，位于所述侧立板后侧并检测侧立板所受压力，并输出模拟电压信号；
放大器、采集卡以及工控机。
优选地，还包括：所述集电靴压力检测模块还包括绝缘子，所述绝缘子接收集电靴与接触轨之间的接触压力，并将接触压力传送至压力传感器。
优选地，还包括：所述水平轮压力检测模块包括多个压力传感器以及将多个压力传感器并联的接线盒。
优选地，还包括：所述放大器用于接收模拟电压信号并放大模拟电压信号。
优选地，还包括：所述采集卡用于采集接收放大器输出的模拟电压信号，并将模拟电压信号转换成数字信号。
优选地，还包括：所述工控机用于接触压力值的转换和显示。
本发明还提供了一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测方法，包括电压标定部分以及系统软件计算部分：
所述电压标定部分包括如下步骤：
步骤1：计算设备量程40xkg与数据采集电压40yv，分别计算压力对应的压力值；
步骤2：系统上电，并在空载情况下控制电位器输出电压为0v；
步骤3：系统下电后重新上电，通过万用表检测输出电压是否为0v，若是则继续步骤3，否则重复步骤1；
步骤4：增加额定压力值xkg并观察万用表输出电压是否为yv，若是，则完成相应标定并继续步骤7，否则继续步骤5；
步骤5：调整电位器并使电位器输出电压为yv，系统下电并撤去增加的额定压力值xkg；
步骤6：系统重新上电，通过万用表检测输出电压是否为0v，若是则继续步骤4，否则继续步骤1-4；
步骤7：继续增加额定压力值axkg，a为常量且大于1小于40；
步骤8：通过万用表检测输出电压是否为ayv，若是，则完成相应标定并继续步骤7，否则继续步骤6；
步骤9：施加标定的额定压力值并通过采集卡采集放大器输出的模拟电压信号，计算得出相应的重量通过工控机显示；
步骤10：根据灵敏度＝显示质量/采集电压计算灵敏度，当所有灵敏度一致则完成标定，若相应的标定额定压力值下的灵敏度不一致则重新标定。
优选地，还包括：所述系统软件计算部分包括如下步骤：
步骤1：放大器接收相应的压力传感器的模拟电压信号并放大模拟电压信号；
步骤2：采集卡采集接收各个放大器输出的模拟电压信号，并将多个模拟电压信号转换成相应的数字信号；
步骤3：工控机接收采集卡输出的数字信号并显示。
通过以上方案可知，本申请提供了一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测系统，该检测系统具有以下有益效果：
1、效率高、稳定性强，可实现实时检测；
2、在线检测，且可面向系统结构方便的于网络、外设及其他应用连接；
3、具有计算机显示图形界面，清晰度高，计算机读取分析数据，提高科学性和准确度，且方便后期检测系统的更新；
4、可实现检测数据的记录、存储、上传、分析处理；
5、设备维护费用较低，有效节约成本；
6、同时对转向架上的全部车轮进行检测，检测效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请公开的在线检测系统的系统框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测系统，包括对单个转向架上的两组集电靴同时检测的集电靴压力检测模块和对六个车轮同时检测的水平轮压力检测模块；
集电靴压力检测模块包括：
压力传感器，用于检测集电靴与接触轨之间的接触压力，并输出模拟电压信号；
绝缘子，用于接收集电靴与接触轨之间的接触压力，并将接触压力传送至压力传感器；
放大器，用于接收模拟电压信号并放大模拟电压信号；
采集卡，用于采集接收放大器输出的模拟电压信号，并将模拟电压信号转换成数字信号；
工控机，用于接触压力值的转换和显示。
水平轮压力检测模块包括：
侧立板，用于供水平轮挤压并产生形变；
压力传感器，位于所述侧立板后侧并检测侧立板所受压力，并输出模拟电压信号；
接线盒，用于并联连接多个压力传感器；
放大器，用于接收模拟电压信号并放大模拟电压信号；
采集卡，用于采集接收放大器输出的模拟电压信号，并将模拟电压信号转换成数字信号；
工控机，用于接触压力值的转换和显示。
需要说明的是，集电靴压力检测模块与水平轮压力检测模块采用同一套工控机，达到信息数据集中显示处理的目的。同时，为了达到及时提醒的目的，增设与工控机连接的警报模块，当接触压力值超过最大设定值或低于最小设定值时，警报模块发出警报。
本发明还提供了一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测方法，包括电压标定部分以及系统软件计算部分：
电压标定部分包括如下步骤：
步骤1：计算设备量程40xkg与数据采集电压40yv，分别计算压力对应的压力值；
步骤2：系统上电，并在空载情况下控制电位器输出电压为0v；
步骤3：系统下电后重新上电，通过万用表检测输出电压是否为0v，若是则继续步骤3，否则重复步骤1；
步骤4：增加额定压力值xkg并观察万用表输出电压是否为yv，若是，则完成相应标定并继续步骤7，否则继续步骤5；
步骤5：调整电位器并使电位器输出电压为yv，系统下电并撤去增加的额定压力值xkg；
步骤6：系统重新上电，通过万用表检测输出电压是否为0v，若是则继续步骤4，否则继续步骤1-4；
步骤7：继续增加额定压力值axkg，a为常量且大于1小于40；
步骤8：通过万用表检测输出电压是否为ayv，若是，则完成相应标定并继续步骤7，否则继续步骤6；
步骤9：施加标定的额定压力值并通过采集卡采集放大器输出的模拟电压信号，计算得出相应的重量通过工控机显示；
步骤10：根据灵敏度＝显示质量/采集电压计算灵敏度，当所有灵敏度一致则完成标定，若相应的标定额定压力值下的灵敏度不一致则重新标定。
系统软件计算部分包括如下步骤：
步骤1：放大器接收相应的压力传感器的模拟电压信号并放大模拟电压信号；
步骤2：采集卡采集接收各个放大器输出的模拟电压信号，并将多个模拟电压信号转换成相应的数字信号；
步骤3：工控机接收采集卡输出的数字信号并显示。
综上所述，整个电压标定部分均以硬件调整输出电压为主，软件通过灵敏度值验证硬件标定结果的准确性，进而在理论上同一个压力模块在不同取样值下的灵敏度近似相等，有效提升该系统软件计算部分的测量准确性；与此同时，通过多个压力传感器对转向架的多个集电靴和车轮同时进行有效的检测，具有检测效率高的效果。
本申请涉及的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
1.一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测系统，其特征在于：包括对单个转向架上的两组集电靴同时检测的集电靴压力检测模块和对六个车轮同时检测的水平轮压力检测模块；
所述集电靴压力检测模块包括：
压力传感器，用于检测集电靴与接触轨之间的接触压力，并输出模拟电压信号；
放大器、采集卡以及工控机；
所述水平轮压力检测模块包括：
侧立板，用于供水平轮挤压并产生形变；
压力传感器，位于所述侧立板后侧并检测侧立板所受压力，并输出模拟电压信号；
放大器、采集卡以及工控机。
2.根据权利要求1所述的一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测系统，其特征在于：所述集电靴压力检测模块还包括绝缘子，所述绝缘子接收集电靴与接触轨之间的接触压力，并将接触压力传送至压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测系统，其特征在于：所述水平轮压力检测模块包括多个压力传感器以及将多个压力传感器并联的接线盒。
4.根据权利要求1所述的一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测系统，其特征在于：所述放大器用于接收模拟电压信号并放大模拟电压信号。
5.根据权利要求4所述的一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测系统，其特征在于：所述采集卡用于采集接收放大器输出的模拟电压信号，并将模拟电压信号转换成数字信号。
6.根据权利要求5所述的一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测系统，其特征在于：所述工控机用于接触压力值的转换和显示。
7.一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测方法，其特征在于：包括电压标定部分以及系统软件计算部分：
所述电压标定部分包括如下步骤：
步骤1：计算设备量程40xkg与数据采集电压40yv，分别计算压力对应的压力值；
步骤2：系统上电，并在空载情况下控制电位器输出电压为0v；
步骤3：系统下电后重新上电，通过万用表检测输出电压是否为0v，若是则继续步骤3，否则重复步骤1；
步骤4：增加额定压力值xkg并观察万用表输出电压是否为yv，若是，则完成相应标定并继续步骤7，否则继续步骤5；
步骤5：调整电位器并使电位器输出电压为yv，系统下电并撤去增加的额定压力值xkg；
步骤6：系统重新上电，通过万用表检测输出电压是否为0v，若是则继续步骤4，否则继续步骤1-4；
步骤7：继续增加额定压力值axkg，a为常量且大于1小于40；
步骤8：通过万用表检测输出电压是否为ayv，若是，则完成相应标定并继续步骤7，否则继续步骤6；
步骤9：施加标定的额定压力值并通过采集卡采集放大器输出的模拟电压信号，计算得出相应的重量通过工控机显示；
步骤10：根据灵敏度＝显示质量/采集电压计算灵敏度，当所有灵敏度一致则完成标定，若相应的标定额定压力值下的灵敏度不一致则重新标定。
8.根据权利要求7所述的一种跨座式单轨列车走行部状态的在线检测方法，其特征在于，所述系统软件计算部分包括如下步骤：
步骤1：放大器接收相应的压力传感器的模拟电压信号并放大模拟电压信号；
步骤2：采集卡采集接收各个放大器输出的模拟电压信号，并将多个模拟电压信号转换成相应的数字信号；
步骤3：工控机接收采集卡输出的数字信号并显示。
技术总结