超聲波車輪測距模組、裝置及系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及超聲波測量技術領域，特別涉及一種超聲波車輪測距模組、裝置及系統。
【背景技術】
[0002]當火車或汽車停靠時，如果其停靠地點處于非水平狀態(如斜坡)，會使得火車或汽車因為外力如風吹等因素作用而自行滑動。如果不對車輛的這種自行滑動進行監測和警報，會很容易發生意外。
【實用新型內容】
[0003]基于此，為解決上述的問題，本實用新型提供一種超聲波車輪測距模組，對車輪距離進行實時監測，避免停靠車輛發生滑動而發生意外。
[0004]本實用新型還提供一種超聲波車輪測距裝置，可將超聲波車輪測距模組方便地安裝在軌道或路面上，方便對車輪距離進行實時監測。
[0005]本實用新型還提供一種超聲波車輪測距系統，可對超聲波車輪測距裝置檢測得到的車輪距離信息進行實時監測，以判斷車輪是否在異常滑動以及是否需要發出警報。
[0006]其技術方案如下:
[0007]—種超聲波車輪測距模組，包括殼體結構，安裝于所述殼體結構上的超聲波傳感器;所述殼體結構包括殼體底板，設置于所述殼體底板上的傳感器安裝部，以及設置于所述傳感器安裝部上的殼體頂部;所述超聲波傳感器包括并列安裝于所述傳感器安裝部上的第一傳感器和第二傳感器，以及安設于所述殼體頂部中的控制電路板，所述控制電路板與所述第一傳感器和第二傳感器均電連接。
[0008]通過殼體底板對整個模組結構進行固定，然后利用傾斜設置的傳感器安裝部上安裝的超聲波傳感器，正對停靠在超聲波車輪測距模組前方或后方的車輛的車輪進行實時監測。利用超聲波在聲阻抗率不同的媒介分界面上產生反射的特性，可測量超聲波傳感器到車輪的距離，通過距離的變化來得知車輪是否在走動，以此判斷火車或汽車是否在滑動及行走。即第一傳感器或第二傳感器發出一串超聲波信號后，控制電路板開始計時，超聲波信號在空氣中傳播，當超聲波遇到障礙物反射，當反射的超聲波信號被另一個傳感器(第二傳感器或第一傳感器)接收后，控制電路板停止計時，通過這段時間差再乘以超聲波在空氣中的傳播速度即可推算出第一傳感器或第二傳感器到車輪距離，當測量到傳感器與車輪距離在變化時，根據距離變化大小可判斷車輛是否在滑動。
[0009]下面對進一步技術方案進行說明:
[0010]進一步地，還包括設置于所述殼體結構中的密封膠，所述密封膠包圍設置于所述第一傳感器、第二傳感器及控制電路板周圍。密封膠一方面可對殼體結構中設置的超聲波傳感器各零部件進行密封固定；另一方面還可對其進行保護，避免超聲波傳感器在受到車輪或其他物體擠壓而損壞。[0011 ]進一步地，所述傳感器安裝部上開設有兩個傳感器安裝孔，所述第一傳感器和第二傳感器分別安裝于兩個所述傳感器安裝孔中，且所述傳感器安裝孔的中心線與所述殼體底板之間具有傾斜夾角。超聲波車輪測距模組體積比較小，而且一般安裝于地面上，為了便于對位于高度較高的車輛的車輪進行檢測，將傳感器安裝孔傾斜設置，使位于較低位置處的超聲波傳感器能夠正對車輪，測量準確可靠靈敏度好。
[0012]進一步地，所述傾斜夾角的大小為20-60°。角度太小超聲波傳感器只能探測到地面或者車軌，而角度太大超聲波傳感器只能探測到車底也無法探測到車輪。
[0013]進一步地，所述傳感器安裝孔中還設置有保護膠套，所述第一傳感器或第二傳感器嵌裝于所述保護膠套中。保護膠套位于殼體結構內壁與超聲波傳感器之間，用于避免超聲波傳感器與殼體之間的碰撞、以及環境中的灰塵和水等雜質進入殼體內部，從而影響模組的工作，并可減小第一傳感器和第二傳感器之間的干擾。
[0014]進一步地，所述傳感器安裝孔包括設置于所述傳感器安裝部內部的安裝內孔，以及連通所述安裝內孔與外界的擴張口 ；所述第一傳感器或第二傳感器安設于所述安裝內孔中，且所述第一傳感器或第二傳感器的外端面與所述擴張口的內端面重合。喇叭狀的擴張口用來約束超聲波傳感器的探測角度，防止超聲波傳感器探測到車軌或者上端的遮擋物造成的誤判，并提高超聲波傳感器的測量靈敏度。同時，第一傳感器或第二傳感器的端面與傳感器安裝部殼體的斜端面處于不同平面(即處于下陷的狀態)，是為了配合其殼體上的擴張口來限制超聲波傳感器信號的發射角度。
[0015]進一步地，所述擴張口的深度設置為2_5mm。擴張口的深度不宜過深或者過淺，過深會使超聲波傳感器的信號發射角度過小，過淺起不到限制超聲波傳感器信號發射角度的作用。
[0016]進一步地，所述殼體底板和傳感器安裝部之間還設置有空心部，所述傳感器安裝部上還開設有連通所述擴張口與空心部的下水口。下水口設置在第一傳感器和第二傳感器的下面，作為積水下流通道，將擴張口處的積水引流到空心部處，防止兩個傳感器前的擴張口處產生積水影響超聲波信號的發射和接受。
[0017]進一步地，所述空心部中還設置有多個支撐肋板，所述支撐肋板連接于所述殼體底板和傳感器安裝部之間。在空心部處設置支撐肋板可對上面的傳感器安裝部進行支撐強化，避免安裝于傳感器安裝部中的超聲波傳感器受外界壓力而變形損壞。
[0018]此外，本實用新型還提供一種超聲波車輪測距裝置，包括安裝架，設置于所述安裝架上的如上所述的超聲波車輪測距模組;所述安裝架包括滑道式底座，設置于所述底座上的保護殼體，所述保護殼體一側設置有模組安裝孔，所述超聲波車輪測距模組安設于所述模組安裝孔中。通過安裝架上設置的滑道式底座可方便地將裝置安裝到車軌或地面上，而且將超聲波車輛測距模組順著滑道式底座安裝到保護殼體側的模組安裝孔中。
[0019]此外，本實用新型還提供一種超聲波車輪測距系統，包括如上所述的超聲波車輪測距裝置，以及與所述超聲波車輪測距裝置無線連接的監測終端或監測基站。超聲波車輪測距裝置將實時測得的車輪距離傳輸到監測終端或檢測基站處，若發現車輪距離發生異常改變，就可以發出警報，對停靠的車輛進行緊急處理，從而避免發生意外。
[0020]本實用新型具有如下有益效果:利用超聲波車輪測距模組，可對車輪距離進行實時監測，可以判斷車輪是否在異常滑動以及是否需要發出警報，避免停靠車輛發生滑動而發生意外。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本實用新型所述超聲波車輪測距裝置的立體結構示意圖；
[0022]圖2是本實用新型所述超聲波車輪測距模組的立體結構示意圖；
[0023]圖3是本實用新型所述超聲波車輪測距模組的剖視結構示意圖；
[0024]圖4是本實用新型所述超聲波車輪測距模組的主視結構示意圖；
[0025]圖5是本實用新型所述超聲波車輪測距模組的左視結構示意圖；
[0026]圖6是本實用新型所述超聲波車輪測距模組的俯視結構示意圖。
[0027]附圖標記說明:
[0028]10-超聲波車輪測距模組，20-安裝架，21-底座，22-保護殼體，23-把手，100-殼體結構，110-殼體底板，112-固定孔，114-支撐肋板，116-空心部，120-傳感器安裝部，122-傳感器安裝孔，124-擴張口，126-下水口，130-殼體頂部，200-超聲波傳感器，210-第一傳感器(或第二傳感器)，212-保護膠套，220-控制電路板，230-信號線，300-密封膠。
【具體實施方式】
[0029]下面對本實用新型的實施例進行詳細說明:
[0030]超聲波測距技術具有非接觸、高精度、價格低、使用方便等優點，現已廣泛應用于汽車、工業生產、醫學檢查、日常生活等領域。與電磁波、激光、紅外等測量方法相比，超聲波測量結構具有線路簡單、價格便宜，測量角度大，不受日光影響，且對灰塵，煙霧，雨滴影響小等優點，可較好的用于車輪距離的探測。
[0031]如圖2所示，本實用新型提供一種超聲波車輪測距模組，包括殼體結構100，安裝于殼體結構100上的超聲波傳感器200。如圖5至圖6所示，殼體結構100包括殼體底板110，殼體底板110開設有固定模組用的固定孔112;還包括設置于殼體底板110上面的傳感器安裝部120，以及設置于傳感器安裝部120上的殼體頂部130。如圖2至圖3所示，超聲波傳感器200包括并列安裝于傳感器安裝部120上的第一傳感器210和第二傳感器，以及安設于殼體頂部120中的控制電路板220，控制電路板220與第一傳感器210和第二傳感器均通過信號線230電連接。兩個傳感器即第一傳感器210和第二傳感器，用于測量傳感器表面到車輪距離。可采用第一傳感器210發第二傳感器收或者第二傳感器發第一傳感器210收的探測模式，避免單個傳感器收發一體存在的測量盲區過大而無法探測較近距離物體的弊端，使得測量模組能夠測量更近物體的距離。
[0032]此外，如圖3所示，超聲波車輪測距模組還包括設置于殼體結構100中的密封膠300，密封膠300包圍設置于第一傳感器210、第二傳