CN216978388U - 一种可回收振动能量的磁浮车悬浮状态监测工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可回收振动能量的磁浮车悬浮状态监测工装，包括：用于与转向架相连接的工装支承，支承在所述工装支承上的控制单元、通信单元、电源和传感器单元，与所述工装支承相连接的第一电磁屏蔽壳和第二电磁屏蔽壳，发电装置；所述控制单元和所述通信单元位于所述工装支承的下侧，所述电源设置在所述工装支承的上侧；所述第一电磁屏蔽壳套设在所述控制单元和所述通信单元的外侧；所述第二电磁屏蔽壳套设在所述电源的外侧；所述发电装置与所述电源电连接。本实用新型的监测工装可有效协助磁浮列车悬浮***的调试，为调试过程提供数据支撑。

Description

一种可回收振动能量的磁浮车悬浮状态监测工装

技术领域

本实用新型涉及一种磁浮车悬浮状态监测工装，尤其涉及一种可回收振动能量的磁浮车悬浮状态监测工装。

背景技术

磁悬浮列车是一种新兴的现代化交通工具，不仅具有低噪音、爬坡能力强、安全环保、维护费用低和较小半径曲线通过能力等优点，还是一种无轮轨接触的电磁悬浮列车，因而不受粘着力的限制。由于磁悬浮列车是通过悬空的方式运行的，进而，在中低速调试过程中，存在如砸轨、悬浮异常掉点等问题。在此情况下，亟需一种能够实现车辆悬浮状态监测的装置，以能够实时检测磁浮列车的悬浮状态，以避免其出现上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可回收振动能量的磁浮车悬浮状态监测工装。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种可回收振动能量的磁浮车悬浮状态监测工装，包括：用于与转向架相连接的工装支承，支承在所述工装支承上的控制单元、通信单元、电源和传感器单元，与所述工装支承相连接的第一电磁屏蔽壳和第二电磁屏蔽壳，发电装置；

所述控制单元和所述通信单元位于所述工装支承的下侧，所述电源设置在所述工装支承的上侧；

所述第一电磁屏蔽壳套设在所述控制单元和所述通信单元的外侧；

所述第二电磁屏蔽壳套设在所述电源的外侧；

所述发电装置与所述电源电连接。

根据本实用新型的一个方面，所述发电装置包括：发电模块，与所述发电模块相连接的储能电池；

所述储能电池与所述电源相连接，用于对所述电源充电。

根据本实用新型的一个方面，所述发电模块为晃动式发电模块。

根据本实用新型的一个方面，所述发电模块为振动发电模块，包括：第一振动部分、第二振动部分、齿轮组和发电部分；

所述第一振动部分、第二振动部分分别与所述齿轮组相连接，所述齿轮组与所述发电部分相连接；

所述第一振动部分用于采集竖直方向的振动，并驱动所述发电部分运行；

所述第二振动部分用于采集水平方向的晃动，并驱动所述发电部分运行；

所述第一振动部分包括：第一导轨，与所述第一导轨滑动连接的第一质量块，以及与所述第一质量块相连接的第一弹性复位件；

所述第一质量块与所述齿轮组相连接；

所述第二振动部分包括：第二导轨，与所述第二导轨滑动连接的第二质量块，以及与所述第二质量块相连接的第二弹性复位件；

所述第二质量块与所述齿轮组相连接。

根据本实用新型的一个方面，所述发电模块还包括：第三振动部分；

所述第三振动部分包括：第三质量块，第三弹性复位件和第四弹性复位件；

所述第三弹性复位件相对的两端分别与所述第三质量块和所述第一质量块相连接的；

所述第四弹性复位件相对的两端分别与所述第三质量块和所述第二质量块相连接的；

所述第三弹性复位件和所述第四弹性复位件在所述第三质量块的两侧分别连接。

根据本实用新型的一个方面，所述第三振动部分还包括：摆杆；

所述摆杆一端为用于旋转固定的转动连接端，另一端为自由延伸的延伸端，且所述摆杆的自由端的延伸方向与所述第一导轨和所述第二导轨具有夹角的设置。

根据本实用新型的一个方面，所述传感器单元包括：第一激光间隙传感器、第二激光间隙传感器、第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第四加速度传感器、电流传感器、图像采集装置、补光灯；

所述第一激光间隙传感器用于检测转向架与导轨之间的高低；

所述第二激光间隙传感器用于检测转向架与导轨之间的轨向间隙；

所述第一加速度传感器、所述第三加速度传感器用于检测转向架高低变化的加速度；

所述第二加速度传感器、所述第四加速度传感器用于检测转向架与轨向的加速度；

所述电流传感器用于检测磁浮车上电磁铁的电流大小；

所述图像采集装置用于采集转向架的图像数据；

所述补光灯用于对所述图像采集装置进行补光照明；

所述第一加速度传感器、第二加速度传感器为相同类型的加速度传感器；

所述第三加速度传感器、所述第四加速度传感器为相同类型的加速度传感器，且其类型与所述第一加速度传感器、第二加速度传感器的类型不同。

根据本实用新型的一个方面，所述通信单元包括：路由器模块；

所述路由器模块用于接收所述控制单元输出的数据并采用有线和/或无线的方式传输至上位机；

若所述路由器模块可通过无线的方式传输数据，则所述路由器模块还包括传输天线，且所述传输天线安装在所述工装支承上且位于所述第一电磁屏蔽壳的外侧。

根据本实用新型的一个方面，所述控制单元包括：底板和与所述底板可拆卸连接的核心板；

所述底板包括：用于连接所述传感器单元的信号连接器，用于与所述信号连接器相连接的信号处理电路，用于与所述信号处理电路相连接的AD 转换芯片，用于与所述AD转换芯片和所述核心板相连接的扩展接口，用于与所述电源相连接的电源连接器，与所述电源连接器相连接且对电流进行滤波、隔离、转换的电源处理电路，所述电源处理电路分别与所述信号处理电路和所述扩展接口相连接；

所述核心板为FPGA电路板且采用RJ45连接器与所述路由器模块相连接。

根据本实用新型的一个方面，所述工装支承包括：支承板，第一侧板和第二侧板；

所述第一侧板和第二侧板垂直固定在所述支承板的相交的两条侧边上，且所述第一侧板和所述第二侧板相互固定连接；

所述第一侧板和第二侧板远离所述支承板的一端处于所述支承板的下方；

所述工装支承通过所述第一侧板与磁浮车的转向架相连接。

根据本实用新型的一个方面，所述第一激光间隙传感器、所述第一加速度传感器、所述第三加速度传感器设置在所述支承板上，且与所述电源处于同一侧；

所述第二激光间隙传感器、第二加速度传感器、第四加速度传感器、设置在所述第二侧板上，且处于远离所述第一电磁屏蔽壳的一侧。

根据本实用新型的一种方案，本实用新型的监测工装可有效协助磁浮列车悬浮***的调试，为调试过程提供数据支撑。其中，可通过采集传感数据，获取车辆运行过程中相对于线路的运行情况，对车辆运行过程中出现异常情况如砸轨等进行监测。此外还可对采集的传感数据进行挖掘，即可对磁浮车辆的行驶状态、磁浮轨道的状态进行分析与预测。

根据本实用新型的一种方案，本实用新型的监测工装不仅可为磁浮列车悬浮***调试提供数据支撑，还可升级迭代成悬浮***的配套产品，进而带来更高的经济效益。

根据本实用新型的一种方案，利用激光间隙传感器、加速度传感器以及电流传感器进行数据采集，得到列车运行过程中高低和轨向间隙、高低和轨向加速度、电磁铁电流等参数，将这些数据进行统计与分析处理，实现对磁浮列车的悬浮状态、行驶状态的实时监测。

根据本实用新型的一种方案，通过通信单元可根据应用环境实现与上位机的实时数据传输，保证了监测过程的实时性。

根据本实用新型的一种方案，通过上位机对本实用新型的监测工装所传输的数据进行统计处理后可实现图形化显示，可有效实现对车辆状态诊断、实时预警等操作，进而后期对数据的进一步挖掘更为灵活。

附图说明

图1是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的磁浮车悬浮状态监测工装的结构图；

图2是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的控制单元的结构图；

图3是示意性表示根据本实用新型的另一种实施方式的发电装置的结构框图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本实用新型的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，本实用新型的一种可回收振动能量的磁浮车悬浮状态监测工装，包括：用于与转向架相连接的工装支承1，支承在工装支承1上的控制单元2、通信单元、电源3和传感器单元4，以及与工装支承1相连接的第一电磁屏蔽壳5、第二电磁屏蔽壳6，以及发电装置7。在本实施方式中，控制单元2和通信单元一起设置的，而电源3与控制单元2和通信单元是分开设置；其中，控制单元2和通信单元位于工装支承1的下侧，电源3设置在工装支承1的上侧。在本实施方式中，第一电磁屏蔽壳5套设在控制单元2和通信单元的外侧；第二电磁屏蔽壳6套设在电源3的外侧。在本实施方式中，第一电磁屏蔽壳5和第二电磁屏蔽壳6均为中空的金属壳，其分别通过与工装支承1的固定连接以形成封闭的容纳空间，进而实现对相应单元的覆盖。

在本实施方式中，发电装置7通过导线与电源3相连接。

在本实施方式中，发电装置7可与工装支承1相连接，或者分开设置。当发电装置7与工装支承1相连接时，方便本实用新型监测工装与磁浮列车的一体式安装；若发电装置7与工装支承1分开设置时，方便发电装置的灵活安装。上述发电装置的两种设置方式可根据需要进行相应的设置。

根据本实用新型，通过在工装上设置发电装置，可实现本实用新型与磁浮列车相连接的运行过程中，回收列车运行所产生的振动能量，进而将这些振动能量转换为电能对电源3进行充电，进而可有效降低本实用新型对外接电源的依赖，有效的提高了自身的续航能力。

根据本实用新型，通过在工装支承的相对两侧分别设置电源、控制单元和通信单元的方式，有效的将提供能源的单元与其他单元的物理隔离，进而有效避免了本实用新型在运行过程中电源对其他单元影响。保证了本实用新型的运行精度。此外，还有效防止了电源发生失效、漏液等情况下对其他单元的直接影响，尤其是在本实用新型处于车载运行过程时，通过这种物理隔离的方式，能够更加充分的避免前述电源故障所带来的设备失效问题，对维持本实用新型的正常运行有益，进而对保证磁浮列车的运行行驶安全有益。

根据本实用新型，通过设置多个电磁屏蔽壳分别与工装支承相连接的方式，能够在工装支承上形成不同的屏蔽空间，能够灵活的实现对不同部分的电磁屏蔽，以及相邻单元之间的电磁干扰，有效降低了电磁环境下对本实用新型的影响。另外，通过分别设置电磁屏蔽壳的方式还可通过封闭的物理结构有效的保证了各部分的安全性。

结合图1和图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，传感器单元4 包括：第一激光间隙传感器41、第二激光间隙传感器42、第一加速度传感器43、第二加速度传感器44、第三加速度传感器45、第四加速度传感器 46、电流传感器、图像采集装置、补光灯。在本实施方式中，第一激光间隙传感器41和第二激光间隙传感器42的测量方向是不同的，其中，第一激光间隙传感器41用于在竖直方向上检测转向架与导轨之间的高低间隙的变化；第二激光间隙传感器42用于在水平方向上检测转向架与导轨之间的轨向间隙变化。在本实施方式中，第一加速度传感器43、第二加速度传感器44的测量方向是不同的，第三加速度传感器45、第四加速度传感器 46的测量方向是不同的。其中，第一加速度传感器43、第三加速度传感器 45用于在竖直方向上检测转向架相对导轨高低变化的加速度。第二加速度传感器44、第四加速度传感器46用于在水平方向上检测转向架相对导轨轨向的加速度。在本实施方式中，电流传感器用于检测磁浮车上电磁铁的电流大小。在本实施方式中，图像采集装置用于采集转向架以及导轨的图像数据，从而用于直观观察以及图像处理后数据的分析；而补光灯则用于对图像采集装置在摄取图像时进行补光照明，以保证图像采集装置所摄取图像的清晰有效。

根据本实用新型的一种实施方式，通信单元包括：路由器模块。在本实施方式中，路由器模块与控制单元采用插接、线连接中的任一种方式实现，也可以集成在控制单元的线路板上实现。在本实施方式中，路由器模块用于接收控制单元2输出的数据并采用有线和/或无线的方式传输至上位机。在本实施方式中，由于路由器模块处于第一电磁屏蔽壳5中，进而为避免电磁屏蔽壳的影响，根据不同的传输形式进行不同的设置。其中，若路由器模块通过有线的方式传输数据，则在工装支承上设置有通信接口，该通信接口位于电磁屏蔽壳的外侧，且通信接口一端与路由器模块电连接，另一端则具有快速连接结构，进而实现通信接口与连接线路的快拆连接，以实现本实用新型的监测工装与上位机的通信。若路由器模块可通过无线的方式传输数据，则路由器模块还包括传输天线，且传输天线安装在工装支承1上且位于第一电磁屏蔽壳5的外侧，进而可实现路由器模块与上位机的无线通信连接。

如图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，控制单元2包括：底板 21和与底板可拆卸连接的核心板22。在本实施方式中，底板21包括：用于连接传感器单元4的信号连接器211，用于与信号连接器211相连接的信号处理电路212，用于与信号处理电路212相连接的AD转换芯片213，用于与AD转换芯片213和核心板22相连接的扩展接口214，用于与电源3相连接的电源连接器215，与电源连接器215相连接且对电流进行滤波、隔离、转换的电源处理电路216，电源处理电路216分别与信号处理电路 212和扩展接口214相连接。

在本实施方式中，核心板22为FPGA电路板且采用RJ45连接器221与路由器模块相连接。

如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，工装支承1包括：支承板11，第一侧板12和第二侧板13。在本实施方式中，第一侧板12和第二侧板13垂直固定在支承板11的相交的两条侧边上，且第一侧板12和第二侧板13相互固定连接。在本实施方式中，第一侧板12和第二侧板13远离支承板11的一端处于支承板11的下方；工装支承1通过第一侧板12与磁浮车的转向架相连接。在本实施方式中，支承板11的侧边与第一侧板12 的一侧相抵靠的固定连接，且连接位置靠近第一侧板12的侧边位置。在本实施方式中，第二侧板13的两个相交的侧边分别与支承板11和第一侧板 12的侧面相抵靠的固定连接，且连接位置靠近支承板11和第一侧板12的侧边位置。

根据本实用新型的一种实施方式，支承板11，第一侧板12和第二侧板 13均为铝板。

通过上述设置，本实用新型的工装支承1的结构强度高且质量轻，非常有益于在磁浮车的转向架上安装，尤其是通过采用铝板支承的主体结构在满足的结构强度的情况下有效的降低了结构质量。此外，在本方案中，通过支承板11、第一侧板12和第二侧板13侧边相互固定连接的方式，实现了工装支承半包围结构的同时，相互之间构成互为加强的结构，有效的增强了工装支承的结构强度，保证了工装支承的支承稳定性。

通过上述设置，通过采用金属制成的工装支承，其还实现了与第一电磁屏蔽壳和第二电磁屏蔽壳的导通，进一步提高了本实用新型的电磁屏蔽性能，对于保证相应模块在强电磁环境下的稳定运行有益。此外，通过采用铝制材料制成的工装支承还具有散热块的有点，对保证电磁屏蔽壳中各部件的快速散热有益。

如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，第一激光间隙传感器41、第一加速度传感器43、第三加速度传感器45设置在支承板11上，且与电源3处于同一侧。第二激光间隙传感器42、第二加速度传感器44、第四加速度传感器46、设置在第二侧板13上，且处于远离第一电磁屏蔽壳5的一侧。在本实施方式中，在支承板11上设置有第一支架，该支架为L型板状体，其具有相互垂直的连接臂和支撑臂，支撑臂的长度大于连接臂的长度。在本实施方式中，第一支架的连接臂与支承板11相互固定连接，而第一激光间隙传感器41安装在在支撑臂上，且第一激光间隙传感器41的安装位置靠近支撑臂的上端设置。在本实施方式中，在第二侧板13上设置有第二支架，该支架为L型板状体，其具有相互垂直的连接臂和支撑臂，支撑臂的长度大于连接臂的长度。在本实施方式中，第二支架的连接臂与第二侧板13相互固定连接，而第二激光间隙传感器42安装在在支撑臂上，且第二激光间隙传感器42的安装位置靠近支撑臂的上端设置。

在本实施方式中，第三加速度传感器45与第一支架的连接臂相互固定连接，且第三加速度传感器45和第一激光间隙传感器41处于第一支架的支撑臂的同一侧；第四加速度传感器46与第二支架的连接臂相互固定连接，且第四加速度传感器46和第二激光间隙传感器42处于第二支架的支撑臂的同一侧。

在本实施方式中，第一加速度传感器43、第三加速度传感器45相互间隔的设置，且第一加速度传感器43、第三加速度传感器45位于第一支架的支撑臂的相对两侧。

在本实施方式中，第二加速度传感器44、第四加速度传感器46相互间隔的设置，且第二加速度传感器44、第四加速度传感器46位于第二支架的支撑臂的相对两侧。

通过上述设置，在工装支承的不同方向上设置前述传感器的方式，实现了高度方向和水平方向测试的分离，能够更加方便的对不同方向进行准确探测，有效保证了测试结果的准确。此外，通过采用支架对激光间隙传感器安装位置进行延伸，以使得其更加方便的进行探测，保证了间隙检测的准确性。

如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，第一加速度传感器43、第二加速度传感器44为相同类型的加速度传感器。在本实施方式中，第一加速度传感器43、第二加速度传感器44为LCF-201加速度传感器。

在本实施方式中，第三加速度传感器45、第四加速度传感器46为相同类型的加速度传感器，且其类型与第一加速度传感器43、第二加速度传感器44的类型不同。其中，第三加速度传感器45、第四加速度传感器46 为4610加速度传感器。

通过上述设置，采用不同类型的加速度传感器，实现了加速度传感器的双重探测，能够更加准确的反映出不同方向上加速度的变化，以保证本实用新型的使用准确性。此外，通过采用不同类型的加速度传感器还可实现加速度传感器的备份作用，有效的提高了本实用新型的使用可靠性。此外，还可通过多种类型的加速度传感器的测试数据还进行横向对比，进而可以有效的避免单一传感器出现运行误差或故障所带来的安全隐患。

根据本实用新型的一种实施方式，AD转换芯片为八通道信号采集芯片。在本实施方式中，AD转换芯片可处理±10V或±5V范围内的输入信号，对经过处理的多个通道的传感器的信号进行采集，并进行模数转换。在本实施方式中，根据实际所采用的传感器的类型选用±10V范围内的输入信号进行处理。

如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，第一激光间隙传感器41、第二激光间隙传感器42均采用CMOS型微型激光位移传感器。其中，第一激光间隙传感器41、第二激光间隙传感器42的测量误差均小于或等于10 μm。

在本实施方式中，第一加速度传感器43、第二加速度传感器44、第三加速度传感器45、第四加速度传感器46的测量误差均小于或等于±0.005g；电流传感器的测量误差小于或等于1A。

通过上述设置，有效的保证了本实用新型的检测精度。

根据本实用新型的一种实施方式，电源3采用可充电电池(例如，锂电池)，其功率需要与其他用电模块的功率相匹配，且用于提供10h的续航，以保证本实用新型的长时间稳定运行。

根据本实用新型的一种实施方式，发电装置7包括：发电模块，与发电模块相连接的储能电池。在本实施方式中，储能电池与电源3相连接，用于对电源3充电。

通过上述设置，在发电装置中设置储能电池可实时回收振动发电装置回收振动能量时所产生的波动性电能，进一步通过储能电池的存储实现电能向电源 3的稳定输送，有效的保证了回收能量的稳定输出，以及保证了电源3的使用性能。进而，通过设置的储能电池，使得波动性电能与电源之间具有了一定的缓冲，对保证电源3的使用寿命和其他用电单元的用电稳定有益。

根据本发明的一种实施方式，发电模块为晃动式发电模块。在本实施方式中，晃动式发电模块能够感受外界的振动并将振动能量转化为电能。

如图3所示，根据本实用新型的另一种实施方式，发电模块为振动发电模块，包括：第一振动部分71、第二振动部分72、齿轮组73和发电部分 74。在本实施方式中，第一振动部分71、第二振动部分72分别与齿轮组 73相连接，齿轮组73与发电部分74相连接；其中，第一振动部分用于采集竖直方向的振动，并驱动发电部分运行；第二振动部分用于采集水平方向的晃动，并驱动发电部分运行。

通过上述设置，发电模块采用两个方向的振动部分可实现不同方向上振动的采集，进而能够更加全面的获取不同方向上的振动能量，以使得其发电效率更高，能够使得本实用新型的工装具有更高的续航能力。

在本实施方式中，第一振动部分71包括：第一导轨711，与第一导轨 711滑动连接的第一质量块712，以及与第一质量块712相连接的第一弹性复位件713。在本实施方式中，第一弹性复位件713的一端是固定的，另一端与第一质量块712相连接，以实现第一质量块712对第一弹性复位件 713产生拉伸或压缩变形。在本实施方式中，第一质量块712与齿轮组73 相连接。第一质量块712用于感受车辆在行驶过程中所产生的竖直方向的振动，进而能够在惯性作用和第一弹性复位件713的共同作用下下，使得第一质量块712在第一导轨711上往复移动，进而能够使得第一质量块712 驱动齿轮组73使发电部分74的工作，实现对电源3电能的补充。

在本实施方式中，第一质量块712可通过齿轮齿条的设置方式与齿轮组73相连接，即在第一质量块712上设置齿条，以实现其在往复移动的过程中带动齿轮组73的动作，实现对发电部分的驱动。

在本实施方式中，第二振动部分72包括：第二导轨721，与第二导轨 721滑动连接的第二质量块722，以及与第二质量块722相连接的第二弹性复位件723。在本实施方式中，第二弹性复位件723的一端是固定的，另一端与第二质量块722相连接，以实现第二质量块722对第二弹性复位件 723产生拉伸或压缩变形。在本实施方式中，第二质量块722与齿轮组73 相连接。第二质量块722用于感受车辆在行驶过程中所产生的水平方向的振动或者速度变化，进而能够在惯性作用和第二弹性复位件723的共同作用下，使得第二质量块722在第二导轨721上往复移动，进而能够使得第二质量块722驱动齿轮组73使发电部分74的工作，实现对电源3电能的补充。

在本实施方式中，第二质量块722可通过齿轮齿条的设置方式与齿轮组73相连接，即在第二质量块722上设置齿条，以实现其在往复移动的过程中带动齿轮组73的动作，实现对发电部分的驱动。

在本实施方式中，齿轮组73可同时与第一振动部分71、第二振动部分72相连接，也可以与第一振动部分71、第二振动部分72一一对应的设置。在本实施方式中，在齿轮组73上可设置发条结构，用于储存第一振动部分71、第二振动部分72所收集的振动能量，并通过发条结构能够连续的带动齿轮组件以稳定的驱动发电部分实现发电模块的连续发电能力，保证本实用新型的高续航能力。

如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，发电模块还包括：第三振动部分75。在本实施方式中，第三振动部分75包括：第三质量块751，第三弹性复位件752和第四弹性复位件753。在本实施方式中，第三弹性复位件752分别与第三质量块751和第一质量块712相连接的，第四弹性复位件753分别与第三质量块751和第二质量块722相连接的。在本实施方式中，第三弹性复位件752和第四弹性复位件753在第三质量块751的两侧连接，即第三弹性复位件752和第四弹性复位件753的伸缩方向是具有夹角的。在本实施方式中，第三弹性复位件752和第四弹性复位件753 的伸缩方向的夹角为：0°<α≤180°，例如，第三弹性复位件752和第四弹性复位件753的伸缩方向的夹角可设置为60°、90°、120°、180°(参见图3)等。

通过上述设置，在发电模块中通过设置在倾斜方向上的第三振动部分 75能够同时感受水平和竖直方向的振动，进而能够带动第一振动部分和第二振动部分同时运行，以进一步增大本实用新型收集振动能量的能力，能够有效消除由于单一方向振动而另一方向振动部分难以运行的弊端，有效增强了本实用新型的能量收集能力和发电效率。

如图3所示，根据本实用新型的另一种实施方式，第三振动部分75还包括：摆杆754。在本实施方式中，摆杆754一端为用于旋转固定的转动连接端，另一端为自由延伸的延伸端，且摆杆754的自由端的延伸方向与第一导轨711和第二导轨721具有夹角的设置。在本实施方式中，第三质量块751设置在摆杆754上，且与摆杆754滑动连接。

通过上述设置，通过设置摆杆754有效的保证了第三质量块751的运行稳定，有利于抑制第三质量块的无效摆动，对提高本实用新型的能量回收效率有益。此外，当第三质量块在一个方向感受到的振动较为强烈时，通过摆杆754的摆动更有利于将第三质量块导向在感受较为强烈的方向，使得其能量收集的效率更高。

如图1所示，根据本实用新型的另一种实施方式，摆杆754的转动连接端设置有第五弹性复位件。在本实施方式中，第五弹性复位件为扭簧。通过第五弹性复位件对摆杆的转动角度进行限制，以及对摆杆进行复位，保持本实用新型的监测工装在运行过程中，摆杆能够及时的恢复到初始位置，以适应第三质量块的运动方向，保证本实用新型的能量回收效果。

在本实施方式中，可将第三弹性复位件752和第四弹性复位件753的初始长度设置为相同的，这样就可将摆杆754的初始位置设置在第三弹性复位件752和第四弹性复位件753之间夹角的角平分线上，以实现第三弹性复位件752和第四弹性复位件753的连接平衡。

上述内容仅为本实用新型的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

以上所述仅为本实用新型的一个方案而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可回收振动能量的磁浮车悬浮状态监测工装，其特征在于，包括：用于与转向架相连接的工装支承(1)，支承在所述工装支承(1)上的控制单元(2)、通信单元、电源(3)和传感器单元(4)，与所述工装支承(1)相连接的第一电磁屏蔽壳(5)和第二电磁屏蔽壳(6)，发电装置；

所述控制单元(2)和所述通信单元位于所述工装支承(1)的下侧，所述电源(3)设置在所述工装支承(1)的上侧；

所述第一电磁屏蔽壳(5)套设在所述控制单元(2)和所述通信单元的外侧；

所述第二电磁屏蔽壳(6)套设在所述电源(3)的外侧；

所述发电装置与所述电源(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的磁浮车悬浮状态监测工装，其特征在于，所述发电装置包括：发电模块，与所述发电模块相连接的储能电池；

所述储能电池与所述电源(3)相连接，用于对所述电源(3)充电。

3.根据权利要求2所述的磁浮车悬浮状态监测工装，其特征在于，所述发电模块为晃动式发电模块。

4.根据权利要求2所述的磁浮车悬浮状态监测工装，其特征在于，所述发电模块为振动发电模块，包括：第一振动部分、第二振动部分、齿轮组和发电部分；

所述第一振动部分、第二振动部分分别与所述齿轮组相连接，所述齿轮组与所述发电部分相连接；

所述第一振动部分用于采集竖直方向的振动，并驱动所述发电部分运行；

所述第二振动部分用于采集水平方向的晃动，并驱动所述发电部分运行；

所述第一振动部分包括：第一导轨，与所述第一导轨滑动连接的第一质量块，以及与所述第一质量块相连接的第一弹性复位件；

所述第一质量块与所述齿轮组相连接；

所述第二振动部分包括：第二导轨，与所述第二导轨滑动连接的第二质量块，以及与所述第二质量块相连接的第二弹性复位件；

所述第二质量块与所述齿轮组相连接。

5.根据权利要求4所述的磁浮车悬浮状态监测工装，其特征在于，所述发电模块还包括：第三振动部分；

所述第三振动部分包括：第三质量块，第三弹性复位件和第四弹性复位件；

所述第三弹性复位件相对的两端分别与所述第三质量块和所述第一质量块相连接的；

所述第四弹性复位件相对的两端分别与所述第三质量块和所述第二质量块相连接的；

所述第三弹性复位件和所述第四弹性复位件在所述第三质量块的两侧分别连接。

6.根据权利要求5所述的磁浮车悬浮状态监测工装，其特征在于，所述第三振动部分还包括：摆杆；

所述摆杆一端为用于旋转固定的转动连接端，另一端为自由延伸的延伸端，且所述摆杆的自由端的延伸方向与所述第一导轨和所述第二导轨具有夹角的设置。

7.根据权利要求1至6任一项所述的磁浮车悬浮状态监测工装，其特征在于，所述传感器单元(4)包括：第一激光间隙传感器(41)、第二激光间隙传感器(42)、第一加速度传感器(43)、第二加速度传感器(44)、第三加速度传感器(45)、第四加速度传感器(46)、电流传感器、图像采集装置、补光灯；

所述第一激光间隙传感器(41)用于检测转向架与导轨之间的高低；

所述第二激光间隙传感器(42)用于检测转向架与导轨之间的轨向间隙；

所述第一加速度传感器(43)、所述第三加速度传感器(45)用于检测转向架高低变化的加速度；

所述第二加速度传感器(44)、所述第四加速度传感器(46)用于检测转向架与轨向的加速度；

所述电流传感器用于检测磁浮车上电磁铁的电流大小；

所述图像采集装置用于采集转向架的图像数据；

所述补光灯用于对所述图像采集装置进行补光照明；

所述第一加速度传感器(43)、第二加速度传感器(44)为相同类型的加速度传感器；

所述第三加速度传感器(45)、所述第四加速度传感器(46)为相同类型的加速度传感器，且其类型与所述第一加速度传感器(43)、第二加速度传感器(44)的类型不同。

8.根据权利要求7所述的磁浮车悬浮状态监测工装，其特征在于，所述通信单元包括：路由器模块；

所述路由器模块用于接收所述控制单元(2)输出的数据并采用有线和/或无线的方式传输至上位机；

若所述路由器模块可通过无线的方式传输数据，则所述路由器模块还包括传输天线，且所述传输天线安装在所述工装支承(1)上且位于所述第一电磁屏蔽壳(5)的外侧。

9.根据权利要求8所述的磁浮车悬浮状态监测工装，其特征在于，所述控制单元(2)包括：底板和与所述底板可拆卸连接的核心板；

所述底板包括：用于连接所述传感器单元(4)的信号连接器，用于与所述信号连接器相连接的信号处理电路，用于与所述信号处理电路相连接的AD转换芯片，用于与所述AD转换芯片和所述核心板相连接的扩展接口，用于与所述电源(3)相连接的电源连接器，与所述电源连接器相连接且对电流进行滤波、隔离、转换的电源处理电路，所述电源处理电路分别与所述信号处理电路和所述扩展接口相连接；

所述核心板为FPGA电路板且采用RJ45连接器与所述路由器模块相连接。

10.根据权利要求9所述的磁浮车悬浮状态监测工装，其特征在于，所述工装支承(1)包括：支承板(11)，第一侧板(12)和第二侧板(13)；

所述第一侧板(12)和第二侧板(13)垂直固定在所述支承板(11)的相交的两条侧边上，且所述第一侧板(12)和所述第二侧板(13)相互固定连接；

所述第一侧板(12)和第二侧板(13)远离所述支承板(11)的一端处于所述支承板(11)的下方；

所述工装支承(1)通过所述第一侧板(12)与磁浮车的转向架相连接；

所述第一激光间隙传感器(41)、所述第一加速度传感器(43)、所述第三加速度传感器(45)设置在所述支承板(11)上，且与所述电源(3)处于同一侧；

所述第二激光间隙传感器(42)、第二加速度传感器(44)、第四加速度传感器(46)、设置在所述第二侧板(13)上，且处于远离所述第一电磁屏蔽壳(5)的一侧。

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