一种机车撒砂装置及方法与流程

一种机车撒砂装置及方法与流程

在雨雪等恶劣天气条件下，列车的车轮与钢轨之间的粘着力会显著降低，导致车轮打滑或空转，这不仅增加了列车的制动距离，还可能对轮对和钢轨造成不必要的磨损，影响列车的平稳运行和乘客的舒适度。为了解决这一问题，研究人员开发了机车撒砂装置及方法，通过向车轮与钢轨接触面撒布适量的干燥石英砂等防滑材料，有效增加轮轨间的粘着力，从而缩短制动距离，提高列车的防滑性能，确保列车在恶劣天气下也能安全、平稳地运行。这种撒砂装置及方法的应用，对于提升铁路交通的整体安全性和运营效率具有重要意义。

本发明涉及轨道交通，尤其涉及一种机车撒砂装置及方法。

背景技术：

1、在雨雪等恶劣天气条件下，列车的车轮与钢轨之间的粘着力会显著降低，导致车轮打滑或空转，这不仅增加了列车的制动距离，还可能对轮对和钢轨造成不必要的磨损，影响列车的平稳运行和乘客的舒适度。为了解决这一问题，研究人员开发了机车撒砂装置及方法，通过向车轮与钢轨接触面撒布适量的干燥石英砂等防滑材料，有效增加轮轨间的粘着力，从而缩短制动距离，提高列车的防滑性能，确保列车在恶劣天气下也能安全、平稳地运行。这种撒砂装置及方法的应用，对于提升铁路交通的整体安全性和运营效率具有重要意义。

2、目前，列车上的撒砂装置多采用重力式和差压式，存在出砂量不稳定、对使用环境要求高的缺陷，为了克服此缺陷，本发明提供一种能够精确恒定输送砂砾，且不依赖使用环境的撒砂装置及方法。

3、中国专利公开号：cn108001470b公开了一种撒砂控制方法及装置，该撒砂控制方法包括：获取列车的运行速度；获取撒砂控制系统的当前压力；当前压力为撒砂控制系统末端的压力；根据列车的运行速度和撒砂控制系统的当前压力控制电源风机的转速；根据电源风机的转速控制撒砂设备的撒砂速率，以将撒砂设备中的砂子喷洒至列车轮胎与轨道之间；其中，电源风机的转速与撒砂设备的撒砂速率成正比。该发明提供的撒砂控制方法及装置，提高了列车轮胎与轨道之间的粘着性。

4、由此可见，所述撒砂控制方法及装置存在以下问题：该发明根据电源风机的转速控制撒砂速率，将砂子喷洒至列车轮胎和轨道之间以增加列车轮胎和轨道之间的粘着性，但是该发明缺乏对撒砂效果的监测和修正，造成砂子喷射量、出砂速度、撒砂效率等难以保持精准和恒定，存在撒砂效果不佳、砂子浪费等现象。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种机车撒砂装置及方法，用以克服现有技术中对砂料投放过程缺乏监测导致机车运行过程中撒砂效率低的问题。

2、为实现上述目的，一方面，本发明提供一种机车撒砂装置，包括：

3、箱体，其与砂箱连接，所述箱体的上面板设置有下料口，箱体内部设置有加热组件；

4、蛟龙输送机构，其设置在所述箱体内部，用以输送所述砂箱内的砂料，包括用以输送砂料的螺杆送料组件和用以向螺杆送料组件提供动力的马达；

5、双螺纹直通，其设置在所述箱体一侧，且与所述马达的进气口连接，用以向所述马达输送高压气体，双螺纹直通内部设置有电动节流阀；

6、撒砂组件，其设置在靠近所述螺杆送料组件的出料端的所述箱体下部，用以喷撒所述砂料，包括设置在所述箱体下部端面上的弯管，设置在所述箱体下部端面靠近所述弯管且与所述箱体联通的出气管，其中，出气管远离所述箱体的一端与所述弯管联通；

7、采集组件，包括设置在机车车体外部的分别用以检测机车运行环境的温度和湿度的温度检测模块和湿度检测模块，以及，设置在车头顶部用以采集轨道图像的图像采集模块；

8、数据处理组件，其与所述采集组件相连，用以对所述轨道图像进行处理以获取图像灰度值；

9、控制组件，其分别与所述双螺纹直通、所述撒砂组件、所述采集组件和所述数据处理组件相连，基于列车的滑动速度计算滑移率以基于滑移率初步确定砂料投放量，获取所述轨道图像中所述灰度值大于预设灰度值的面积占比，基于面积占比对所述砂料投放量进行修正，以及，基于环境温度确定加热功率，并基于环境湿度确定加热功率是否符合标准并针对不符合标准的加热功率进行修正。

10、进一步地，所述蛟龙输送机构包括安装板，所述安装板正面设置有呈左右对称分布的第一齿轮和第二齿轮，所述安装板背面右侧设置有马达，所述马达和第一齿轮套接，马达尾端设置有开有第一圆孔和固定有第一圆管的固定板，所述马达与所述第一圆孔套接，内部设置有螺纹输送杆的第一圆管与所述安装板固定连接，螺纹输送杆与第二齿轮套接，第一圆管靠近固定板端下部固定有与所述弯管联通的第二圆管。

11、进一步地，所述控制组件根据所述滑移率大于预设滑移率的比较结果确定所述滑移率不符合标准，并计算所述滑移率与所述预设滑移率的滑移率差值，基于所述滑移率差值初步确定所述砂料投放量，包括根据所述滑移率差值大于或等于第一预设滑移率差值的比对结果确定以第一砂料投放量进行砂料投放；

12、或，根据所述滑移率差值小于所述第一预设滑移率差值且大于或等于第二预设滑移率差值的比对结果确定以第二砂料投放量进行砂料投放；

13、或，根据所述滑移率差值小于所述第二预设滑移率差值的比对结果确定以第三砂料投放量进行砂料投放；

14、其中，所述砂料投放量由所述电动节流阀控制。

15、进一步地，所述控制组件基于所述面积占比大于预设面积占比的比较结果确定采用砂料投放量修正系数对所述砂料投放量进行修正。

16、进一步地，所述控制组件基于所述环境温度小于预设温度的比较结果确定撒砂装置的运行环境不符合标准并启动所述加热组件。

17、进一步地，所述控制组件在撒砂装置的运行环境不符合标准的条件下将所述环境温度与所述预设温度作差以获取温差，基于温差与预设温差的比较结果确定加热功率。

18、进一步地，所述控制组件基于所述环境湿度大于预设湿度的比较结果确定所述加热功率不符合标准。

19、进一步地，所述控制组件将所述环境湿度与所述预设湿度作差以获取湿度差值，基于湿度差值大于预设湿度差值的比较结果确定采用第一修正方式修正所述加热功率。

20、进一步地，所述控制组件基于湿度差值小于或等于所述预设湿度差值的比较结果确定采用第二修正方式修正所述加热功率。

21、另一方面，本发明还提供一种机车撒砂方法，包括：

22、基于车轮的滑动速度计算滑移率以基于滑移率初步确定砂料投放量；

23、获取轨道图像中所述灰度值大于预设灰度值的面积占比，基于面积占比对所述砂料投放量进行修正；

24、基于环境温度确定启动加热组件以及确定加热功率，基于环境湿度确定加热功率是否符合标准并针对不符合标准的加热功率进行修正。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过设置蛟龙输送机构实现砂料的连续不断地输送，避免了传统输送方式中存在的间断性的问题，在砂料的输送过程中同时能够对砂料进行混合搅拌，避免了砂料严重结团；根据滑移率确定砂料投放量，滑移率越大表示机车与轨道的粘着力越小，机车容易发生空转，需要的砂料投放量越大，根据图像灰度值的面积占比确定针对砂料投放量是否进行修正，面积占比较小的情况表示轨道上存在水迹，但是水迹较少，对滑移率的影响较小，不对砂料投放量进行修正，面积较大的情况表示轨道上存在较多水迹，需要适当增大砂料投放量以确定机车与轨道的粘着力符合标准，从而在保证撒砂效果的同时提高撒砂效率；对环境温度进行监测确定是否开启加热组件，环境温度过低会导致撒砂装置内部的润滑油脂凝固，导致撒砂装置运作不畅，从而影响撒砂的均匀性和准确性，基于环境温度与预设环境温度的比较结果确定加热功率，在保证加热效果的同时提高加热效率，避免能源浪费；环境湿度过大会导致砂子受潮，进而发生板结现象，会降低砂子的流动性导致砂子无法均匀地散布在车轮和轨道之间，降低撒砂效果，基于环境湿度对加热功率进行修正，精准地对撒砂过程进行加热，从而提高了撒砂效率。

26、进一步地，本发明通过设置气动马达为蛟龙输送机构提供动力，使用清洁能源减少了污染物的排放；设置螺杆送料组件实现了砂料的连续不断地输送，并且在砂料投放过程中对砂料进行搅拌，避免结团，有利于出砂量的稳定性，从而提高了撒砂效率。

27、进一步地，本发明根据滑移率确定机车和轨道的粘着力是否符合标准，滑移率越小表示粘着力越小，以预设滑移率为标准，滑移率差值越大，需要的砂料投放量越大，针对不同的需求精准确定砂料投放量，避免了砂料浪费，从而提高了撒砂效率。

28、进一步地，本发明通过温度传感器和湿度传感器监测环境温度，基于环境温度确定加热功率，基于环境湿度确定加热功率的修正方式，在保证加热效果的同时提高加热效率，从而进一步提高了撒砂效率。