專利名稱：電磁式測速機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機車的測速設備，特別是指一種電磁式測速機。
技術背景 目前的軌道交通設備在運營過程中，列車運行自動控制系統是信號系統的核心部分，而速度控制是列車自動控制的關鍵技術之一。列車在運行中，列車的控制系統需要實時檢測列車行駛的實際速度，并且通過其和目標速度(即列車到達軌道區間的規定速度)的比對，來判定列車是否處在安全行駛的狀態，從而達到對列車進行速度自動控制的目的。對列車實際行駛速度的檢測是通過測速電機取樣來實現的。目前城市軌道交通中列車上使用的測速機，多數采用有源的光電傳感器產生電子脈沖，由列車自動控制系統的電路對電子脈沖進行處理，最后輸出電壓信號，通過控制和顯示電路，來確定、控制和表述列車的實際速度由于有源的光電傳感器測速機需要安裝于列車輪軸上并隨著輪軸轉動，列車在行駛過程中，由于車輪磨損、振動等多方面原因，傳感器的工作質量經常受到影響，導致傳感器產生的電子脈沖與列車自動控制系統的脈沖處理電路經常存在時序上的不匹配而導致測量的速度值與真實速度值之間有較大誤差，存在測量的速度不準確的問題。

實用新型內容有鑒于此，本實用新型在于提供一種電磁式測速機，以解決上述測速機測量的速度不準確的問題。為解決上述問題，本實用新型提供一種電磁式測速機，包括腔體；固定在所述腔體的兩端、位置相對且構成閉合磁路的磁導體，所述磁導體上纏繞感應線圈；安裝在所述兩端的磁導體之間的間隔，大于列車的傳動齒輪的厚度；具有運算芯片的電路，用于在所述閉合磁路之間的磁力線被所述傳動齒輪的齒切割后，通過感應電壓的頻率、所述傳動齒輪的形狀參數確定所述傳動齒輪的轉速。優選地，所述磁導體由磁鐵與鐵芯固定在一起構成；所述感應線圈纏繞在所述鐵芯上。優選地，所述鐵芯為硅鋼片。優選地，所述硅鋼片為E型。優選地，所述間隔大于所述傳動齒輪厚度4毫米以上。本實用新型的測速機，由于測量過程中的測速機與齒輪沒有接觸，測量測速機測量出的速度值不會受到車輪的磨損、震動的影響，測量的速度值與真實速度值之間沒有誤差，測量的速度準確。
圖IA是實施例的產品的主視圖；圖IB是實施例的產品的主視圖；圖IC是實施例的產品的主視圖；圖2是硅鋼片的外形圖；圖3是硅鋼片上纏繞感應線圈的示意圖；圖4是齒輪在測速機的兩個磁導體之間的橫向剖視圖；圖5是齒輪在測速機的兩個磁導體之間的縱向剖視圖；圖6是虛擬磁力線穿過齒輪的齒間的縫隙的示意圖； 圖7是感應電壓變化的曲線圖。
具體實施方式
為清楚說明本實用新型中的技術方案，下面給出優選的實施例并結合附圖詳細說明。參見圖1A、圖IB和圖1C，包括腔體I ;固定在所述腔體I的兩端、位置相對且構成閉合磁路的磁導體，所述磁導體上纏繞感應線圈；安裝在所述兩端的磁導體之間的間隔，大于列車的傳動齒輪的厚度；具有運算芯片的電路，用于在所述閉合磁路之間的磁力線被所述傳動齒輪的齒切割后，通過感應電壓的頻率、所述傳動齒輪的形狀參數確定所述傳動齒輪的轉速。其中，圖IB中的所述磁導體由磁鐵與鐵芯固定在一起構成。兩個位置相對的分別為第一磁導體和第二磁導體；第一磁導體由磁鐵21和鐵芯31構成,在鐵芯31上纏繞有感應線圈41，第二磁導體由磁鐵22和鐵芯32構成，在鐵芯32上纏繞有感應線圈42。具有運算芯片的電路11封裝在腔體I內部，電路11連接感應線圈，響應感應線圈產生的感應電壓。優選地，所述鐵芯31和鐵芯41為硅鋼片。優選地，所述硅鋼片采用圖2所示的E型形狀。參見圖3，在E型的硅鋼片的三個伸出端上，分別纏繞有感應線圈。該測速機在使用時，將其安裝在列車的傳動齒輪的上方，如圖4所示，傳動齒輪的齒在第一磁導體的感應線圈41和第二磁導體的感應線圈42之間。在第一磁導體和第二磁導體之間的間隔大于所述傳動齒輪厚度4毫米以上，也就是齒輪的每個側面與磁導體之間的間隔不小于2毫米。參見圖5所示的在測速機的感應線圈之間的齒輪的剖視圖，齒輪的齒在兩個硅鋼片之間。當齒輪轉動時，磁力線會從齒輪的齒之間的縫隙穿過，或被齒遮擋，兩個感應線圈上產生波動的感應電壓。當列車行駛時，安裝在傳動軸上的斜齒輪與列車車輪等速轉動，斜齒輪的齒牙(齒牙呈梯形)的轉動使△◎/△〖(磁通量的變化率)發生變化，進而在感應線圈上產生感應電壓。參見圖6所示的虛擬磁力線穿過齒輪的齒間的縫隙的示意圖，磁鐵芯磁力線被斜齒輪的齒牙完全遮擋瞬間(0°、360° )，及處于2個齒牙中間(180° )時，磁通量的變化率為O，感應線圈的感應電壓為O，當磁鐵芯處于齒牙梯形斜邊中間瞬間，磁通量變化率最大，感應線圈的感應電壓最大。每個齒牙隨著齒輪的轉動，能在感應線圈上感應一個周期的正弦波。在實施例中，采用斜齒輪、直齒輪不影響實現該測速機。優選地，在實施例中，通過齒輪的形狀規格參數和感應電壓的頻率關系，只要采用一條磁通路，就可檢測出當前齒輪的轉速。感應電壓頻率和齒輪的外形規格參數存在以下關系V = fX3600X Π XD/ 齒數其中，F :感應電壓頻率(Hz)V :列車時速(Km/h) D :列車的車輪直徑(一般設為D = Im)3600為I小時的秒數。在實施例中，采用的齒輪的齒數為49個齒，當前的感應電壓頻率為433. 47，頻率減半后 f = 433. 47/2 = 216. 74。此時的速度V = 216. 74X3600X3. 14X1/49 = 50000m/h(50Km/h)優選地，選擇E型的硅鋼片作為磁導體，形成3路磁通路，當齒輪旋轉過程中，三組感應線圈分別產生了感應電壓。通過磁通量和齒輪外形參數之間的關系，發明人通過多次的試驗計算，確定出相應齒輪規格，使得中間B位置的感應線圈與A、C位置的感應線圈產生的感應電壓的相位的相位差分別相差90度。由于齒輪上的齒在轉動過程中，會對磁力線形成不同程度的遮擋，通過多次試驗，可確定出一定齒數的齒輪，在轉動過程中，當中間位置的磁力線通過兩個齒之間的空隙時，該空隙兩側的齒對兩側磁力線的遮擋，剛好使兩側的感應線圈產生的感應電壓與位于中間位置的感應線圈產生的感應電壓的相位相差90度。從而可檢測出齒輪的轉動方向。例如當齒輪逆時針轉動時，A點位置超前B 90° , B點位置超前C點位置90度，當齒輪順時針轉動時，B超前A 90°。三個位置的感應電壓的信號形成如圖7所示的電壓變化的曲線圖。通過上述相位差，可確定出車輪的旋轉方向，從而確定列車的行駛方向。上述的運算方法可采用編程的形式存儲在具有運算芯片的電路11內，按照上述的運算方法，通過感應電壓的頻率、所述傳動齒輪的形狀參數確定所述傳動齒輪的轉速。運算芯片可以采用DSP或FPGA的芯片形式；另外，電路11可封裝在腔體I內，還可以將電路11設置在列車的控制機柜內，從簡化測速機的結構，便于測速機的制造。本實用新型的測速機，由于測量過程中的測速機與齒輪沒有接觸，測量測速機測量出的速度值不會受到車輪的磨損、震動的影響，測量的速度值與真實速度值之間沒有誤差，測量的速度準確。對于本實用新型各個實施例中所闡述的測速機，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種電磁式測速機，其特征在于，包括 腔體； 固定在所述腔體的兩端、位置相對且構成閉合磁路的磁導體，所述磁導體上纏繞感應線圈；安裝在所述兩端的磁導體之間的間隔，大于列車的傳動齒輪的厚度； 具有運算芯片的電路，用于在所述閉合磁路之間的磁力線被所述傳動齒輪的齒切割后,通過感應電壓的頻率、所述傳動齒輪的形狀參數確定所述傳動齒輪的轉速。
2.根據權利要求I所述的測速機，其特征在于，所述磁導體由磁鐵與鐵芯固定在一起構成；所述感應線圈纏繞在所述鐵芯上。
3.根據權利要求2所述的測速機，其特征在于，所述鐵芯為硅鋼片。
4.根據權利要求3所述的測速機，其特征在于，所述硅鋼片為E型。
5.根據權利要求I所述的測速機，其特征在于，所述間隔大于所述傳動齒輪厚度4毫米以上。
專利摘要本實用新型公開了一種電磁式測速機，包括腔體；固定在所述腔體的兩端、位置相對且構成閉合磁路的磁導體，所述磁導體上纏繞感應線圈；安裝在所述兩端的磁導體之間的間隔，大于列車的傳動齒輪的厚度；具有運算芯片的電路，用于在所述閉合磁路之間的磁力線被所述傳動齒輪的齒切割后，通過感應電壓的頻率、所述傳動齒輪的形狀參數確定所述傳動齒輪的轉速。由于測量過程中的測速機與齒輪沒有接觸，測量測速機測量出的速度值不會受到車輪的磨損、震動的影響，測量的速度值與真實速度值之間沒有誤差，測量的速度準確。
文檔編號G01P3/56GK202583235SQ20122010848
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者杜雪生, 張春歧, 蘇博 申請人:北京大成通號軌道交通設備有限公司