本公开涉及铁路机车技术领域， 具体而言， 涉及一种机车牵引装置及其调整方法。 背景技术

Z字形低位斜拉杆牵引装置在机车上广泛应用� � 因其牵引点高度较低， 所以机车轴重 转移量小、 黏着利用率高。

但是，该牵引装置随着车轮磨耗而牵引点高度 发生变化， 需要定期调整牵引装置位置 保证合适的牵引点高度，组装后需保证机车在 直线线路时两个拐臂上的四个牵引销在同一 直线上。

目前，只能通过手动调整螺母调整牵引装置四 个牵引销位置， 由目测确定调整后四个 牵引销在一条直线上， 该操作随机性较大， 存在牵引装置四个牵引销位置不正的可能， 牵 引装置位置不正会造成轮缘偏磨。

需要说明的是， 在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对 本公开的背景的理解， 因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已 知的现有技术的信息。 发明内容

本公开的目的在于提供一种能够自动检测与自 动调整的机车牵引装置以及机车牵引 装置的调整方法。

根据本公开的一个方面， 提供了一种机车牵引装置， 该牵引装置包括：

牵引组件，包括第一牵引座与第二牵引座以及 依次铰接的第一斜牵引杆、第一水平牵 引杆、 第一拐臂、 横向牵引杆、 第二拐臂、 第二水平牵引杆与第二斜牵引杆； 所述第一牵 引座与所述第一斜牵引杆远离所述第一水平牵 引杆的端部连接，形成对所述第一斜牵引杆 的悬挂；所述第二牵引座与所述第二斜牵引杆 远离所述第二水平牵引杆的端部连接，形成 对所述第二斜牵引杆的悬挂；

机车运行路线检测组件， 用于检测机车的运行路线， 并输出一路线信号；

第一偏转量检测组件与第二偏转量检测组件， 用于分别检测所述第一拐臂与所述第二 拐臂的偏转量， 并输出一偏转量信号；

位置检测组件， 用于检测所述第一拐臂或所述第二拐臂的位置 ， 并输出一位置信号； 控制组件， 用于接收所述路线信号、所述偏转量信号与所 述位置信号， 并能根据所述 路线信号、 所述偏转量信号与所述位置信号输出一调整信 号；

第一调整组件与第二调整组件，所述第一调整 组件与所述第一斜牵引杆的端部连接且 位于所述第一牵引座远离所述第一斜牵引杆的 一侧，用于接收所述调整信号并根据所述调 整信号对所述第一斜牵引杆的位置进行调整;� �述第二调整组件与所述第二斜牵引杆的端 部连接且位于所述第二牵引座远离所述第二斜 牵引杆的一侧，用于接收所述调整信号并根 据所述调整信号对所述第二斜牵引杆的位置进 行调整。

在本公开的一种示例性实施例中，所述机车运 行路线检测组件包括陀螺仪，所述陀螺 仪用于检测机车是否处于直线运行状态。

在本公开的一种示例性实施例中， 所述第一偏转量检测组件包括第一旋转编码器 -计 数器和设于所述第一拐臂上的第一齿条， 所述第二偏转量检测组件包括第二旋转编码器 - 计数器和设于所述第二拐臂上的第二齿条；

所述第一旋转编码器-计数器与所述第一齿条� �于检所述第一拐臂的偏转量， 所述第 二旋转编码器-计数器与所述第二齿条用于检� �所述第二拐臂的偏转量。

在本公开的一种示例性实施例中，所述位置检 测组件包括设于所述第一拐臂或所述第 二拐臂上的激光发射器与用于设于机车转向架 构架上的激光接收器，通过所述激光发射器 与所述激光接收器识别位置记录点。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一调 整组件与所述第二调整组件均包括电机 安装板、 电机、 旋转外壳与螺母；

所述电机安装板设于斜牵引杆远离水平牵引杆 的一端上;所述螺母位于牵引座与所述 电机安装板之间斜牵引杆上，且与斜牵引杆螺 纹连接；所述电机的定子与所述电机安装板 连接，所述旋转外壳套设在所述电机与所述电 机安装板上，所述旋转外壳与所述电机的转 子连接， 所述旋转外壳上设置与所述螺母匹配的卡接部 ； 所述螺母位于所述卡接部中， 并 能够在所述旋转外壳的驱动下在所述斜牵引杆 上旋转，以使斜牵引杆相对所述牵引座移动。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一调 整组件与所述第二调整组件均还包括位 于所述旋转外壳内的第一配电盘与第二配电盘 ;所述第一配电盘还位于所述螺母靠近所述 电机的一侧，且与所述螺母靠近处卡接，所述 第二配电盘固定在所述电机安装板上与所述 电机相反的一侧。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一调 整组件与所述第二调整组件均还包括橡 胶垫， 设于牵引座与斜牵引杆之间。

根据本公开的另一个方面，提供了一种上述任 一实施例提供的机车牵引装置的调整方 法， 该调整方法包括：

判断机车的运行状态；

当机车的速度大于零时，向机车的位置检测组 件和机车运行线路检测组件发送检测命 令；

当所述位置检测组件检测到位置信息时，记录 所述第一偏转量检测组件的获取的第一 偏转信息， 以及第二偏转量检测组件的获取的第二偏转信 息；

当所述机车运行线路检测组件检测到机车处于 直线运行状态时，记录所述第一偏转量 检测组件的获取的第三偏转信息， 以及第二偏转量检测组件的获取的第四偏转信 息；

判断所述第一偏转信息与所述第三偏转信息之 间差值的绝对值与所述第二偏转信息 与所述第四偏转信息之间差值的绝对值之间的 差值的绝对值是否小于第一预设值； 若小于所述第一预设值，则记录第一偏转信息 与第二偏转信息的平均值以及第三偏转 信息与第四偏转信息的平均值；

判断两个平均值之间的差值的绝对值是否小于 第二预设值；

若不小于第二预设值， 通过控制组件计算并输出一调整信号；

判断机车的牵引组件是否处于可调整状态；

若是， 通过调整组件并根据所述调整信号对所述牵引 组件进行调整。

在本公开的一种示例性实施例中， 在所述通过控制组件计算并输出一调整信号之 后， 所述判断机车的牵引组件是否处于可调整状态 之前， 所述调整方法还包括：

判断所述调整信号是否在预设范围内；

若是， 则判断机车的牵引组件处于可调整状态。

在本公开的一种示例性实施例中， 所述调整方法还包括：

若两个平均值之间的差值的绝对值小于第二预 设值， 则所述牵引组件无需进行调整。 本公开提供的机车牵引装置， “控制组件”接收“机车运行线路检测组件” 、 “位置检 测组件”和“偏转量检测组件”输出的信号， 对信号进行识别与排查， 向“调整组件”输 出调整信号， 通过“调整装置”将牵引装置调整至良好位置 ， 解决现有技术中人工调整位 置的不足， 提供了一种能保证精度、 自动检测与自动调整的装置。 此外， 冗余布置的“偏 转量检测装置”保证了检测参数的正确性， 控制系统具备严格的数据识别与判断功能， 安 全、正确指导各装置动作， 进一步保证牵引装置位置状态良好， 避免因牵引装置位置不正 引起的机车轮缘偏磨问题， 保证了机车的运行安全， 降低了机车的维护成本。

应当理解的是， 以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性 和解释性的，并不能限 制本公开。 附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的 一部分， 示出了符合本公开的实施例， 并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而 易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的 一些实施例， 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 这些附图获得其他的附图。

图 1为本公开的一种实施例提供的机车牵引装置� �示意图；

图 2为本公开的一种实施例提供的偏转量检测组� �的示意图；

图 3为本公开的一种实施例提供的调节组件的示� �图；

图 4为本公开的一种实施例提供的调节组件的示� �图；

图 5为本公开的一种实施例提供的旋转外壳的示� �图；

图 6为本公开的一种实施例提供的旋转外壳的示� �图；

图 7为本公开的一种实施例提供的电机的示意图� � 图 8为本公开的一种实施例提供的电机安装板的� �意图；

图 9为本公开的一种实施例提供的配电盘的示意� �；

图 10为本公开的一种实施例提供的配电盘的示意� ��；

图 11为本公开的一种实施例提供的机车牵引装置� ��调整方法的流程图；

图 12为本公开的一种实施例提供的机车牵引装置� ��调整方法的控制系统示意图。 具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。 然而，示例实施方式能够以多种形式实 施， 且不应被理解为限于在此阐述的实施方式； 相反， 提供这些实施方式使得本公开将全 面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传 达给本领域的技术人员。图中相同的附图标 记表示相同或类似的结构， 因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语， 例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于 另 一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明 书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示 例的方向。 能理解的是， 如果将图标的装置翻转使其上下颠倒， 则所叙述在“上”的组件 将会成为在“下”的组件。 当某结构在其它结构“上”时， 有可能是指某结构一体形成于 其它结构上， 或指某结构“直接”设置在其它结构上， 或指某结构通过另一结构“间接” 设置在其它结构上。

用语“一个”、 “ “该”、 “所述”和“至少一个”用以表示存在一个或 多个要素 / 组成部分 /等； 用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包 括在内的意思并且是指除了 列出的要素 /组成部分 /等之外还可存在另外的要素 /组成部分 /等； 用语“第 “第二” 等仅作为标记使用， 不是对其对象的数量限制。

本申请实施方式提供了一种机车牵引装置， 如图 1-图 10所示， 该机车牵引装置包括 牵引组件、 机车运行路线检测组件、 第一偏转量检测组件 41、 第二偏转量检测组件 42、 位置检测组件、 控制组件及调整组件。

具体地，牵引组件包括第一牵引座 21与第二牵引座 29以及依次铰接的第一斜牵引杆

22、 第一水平牵引杆 23、 第一拐臂 24、 横向牵引杆 25、 第二拐臂 26、 第二水平牵引杆 27与第二斜牵引杆 28,第一牵引座 21与第一斜牵引杆 22远离第一水平牵引杆 23的端部 连接， 形成对第一斜牵引杆 22的悬挂； 第二牵引座 29与第二斜牵引杆 28远离第二水平 牵引杆 27的端部连接，形成对第二斜牵引杆 28的悬挂；机车运行路线检测组件用于检测 机车的运行路线， 并输出一路线信号； 第一偏转量检测组件 41和第二偏转量检测组件 42 用于分别检测第一拐臂 24与第二拐臂 26的偏转量，并输出一偏转量信号；位置检测� ��件 用于检测第一拐臂 24或第二拐臂 26的位置，并输出一位置信号；控制组件用于� ��收路线 信号、偏转量信号与位置信号， 并能根据路线信号、偏转量信号与位置信号输 出一调整信 号； 第一调整组件 31与第一斜牵引杆 22的端部连接且位于第一牵引座 21远离第一斜牵 引杆 22的一侧， 用于接收调整信号并根据调整信号对第一斜牵 引杆 22的位置进行调整； 第二调整组件 32与第二斜牵引杆 28的端部连接且位于第二牵引座 29远离第二斜牵引杆 28的一侧， 用于接收调整信号并根据调整信号对第二斜牵 引杆 28的位置进行调整。

本公开提供的机车牵引装置， “控制组件”接收“机车运行线路检测组件” 、 “位置检 测组件”和“偏转量检测组件”输出的信号， 对信号进行识别与排查， 向“调整组件”输 出调整信号， 通过“调整装置”将牵引装置调整至良好位置 ， 解决现有技术中人工调整位 置的不足， 提供了一种能保证精度、 自动检测与自动调整的装置。 此外， 冗余布置的“偏 转量检测装置”保证了检测参数的正确性， 控制系统具备严格的数据识别与判断功能， 安 全、正确指导各装置动作， 进一步保证牵引装置位置状态良好， 避免因牵引装置位置不正 引起的机车轮缘偏磨问题， 保证了机车的运行安全， 降低了机车的维护成本。

如图 1所示， 牵引组件包括依次铰接的第一斜牵引杆 22、 第一水平牵引杆 23、 第一 拐臂 24、 横向牵引杆 25、 第二拐臂 26、 第二水平牵引杆 27与第二斜牵引杆 28, 牵引组 件整体呈 Z字形， 其中各杆的直径、 长度以及杆的形状可根据实际需要进行设计， 本公 开对此不做限制。

具体地，机车运行路线检测组件包括陀螺仪， 陀螺仪用于检测机车是否处于直线运行 状态。 陀螺仪布置在车体内部， 能够通过其信号变化， 检测机车是否处于直线通过状态， 并且向控制系统实时传送运行状态数据。判定 牵引组件位置正确有两个条件：机车处于直 线线路和四个牵引销在一条直线上。

具体地， 如图 2所示， 第一偏转量检测组件 41包括第一旋转编码器-计数器 411和设 于第一拐臂 24上的第一齿条 412, 第二偏转量检测组件 42包括第二旋转编码器-计数器 和设于第二拐臂 26上的第二齿条；第一旋转编码器-计数器 411与第一齿条 412用于检第 一拐臂 24的偏转量，第二旋转编码器-计数器与第二齿 条用于检测第二拐臂 26的偏转量。 第一偏转量检测组件 41与第二偏转量检测组件 42对称布置，互为冗余备份，能够进行数 据校验。

旋转编码器是用来测量转速并配合 PWM （脉宽调制， Pulse Width Modulation） 技术 可以实现快速调速的装置， 光电式旋转编码器通过光电转换， 可将输出轴的角位移、角速 度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出 ；采用旋转编码器配合计数器等测量拐臂的 偏转量， 相对于接近开关， 光电开关等方法， 主要优点在于它精确， 因为编码器可以再转 动一圈中产生几十、 几百、 几千， 甚至几万个脉冲信号， 比接近开关等检测物要多的多， 其能实现的精度也就高的多。

旋转编码器-计数器 411上的齿轮与齿条 412相啮合， 旋转编码器的轴上有与齿条相 啮合的齿轮。 随着机车的运行， 拐臂会与拐臂座发生相对转动， 齿轮、 齿条机构可以带动 旋转编码器旋转， 记录拐臂的相对旋转角度， 并将数值回传至控制组件， 以供进行调整量 的数值计算。

具体地， 位置检测组件包括设于第一拐臂 24或第二拐臂 26上的激光发射器 51与用 于设于机车构架上的激光接收器 52, 通过激光发射器 51与激光接收器 52识别位置记录 点。在控制组件发出检测指令后， 随着机车的运行四个牵引销会出现多次在同一 条直线的 时刻， 此时接收装置可以接收到信号， 并将该时刻回传至控制组件进行记录。激光的 发射 与接收精度较高， 能够准确判断出四个牵引销是否处于同一条直 线上。

如图 1所示，位置检测装置由激光发射装置和激光� �收装置组成，激光发射装置固定 在第一拐臂 24上，激光接收装置固定在机车构架 10的横梁上，通过激光的发射与接收识 别位置记录点， 将信号回传至控制组件进行逻辑判断。

具体地，调整组件包括用于对第一斜牵引杆 22进行调整的第一调整组件 31和用于对 第二斜牵引杆 28进行调整的第二调整组件 32,第一调整组件 31与第二调整组件 32均包 括电机安装板 316、 电机 313、 旋转外壳 311与螺母。

如图 1-图 4所示， 电机安装板 316设于斜牵引杆远离水平牵引杆的一端上； 螺母位 于牵引座与电机安装板 316之间斜牵引杆上，且与斜牵引杆螺纹连接； 电机 313的定子与 电机安装板 316连接， 旋转外壳 311套设在电机 313与电机安装板 316上， 旋转外壳 311 与电机 313的转子连接， 旋转外壳 311上设置与螺母匹配的卡接部 3111 ; 螺母位于卡接 部 3111中， 并能够在旋转外壳 311的驱动下在斜牵引杆上旋转， 以使斜牵引杆相对牵引 座移动。

如图 4 -图 10所示， 调整组件由步进电机 313、 旋转外壳 311、 第一配电盘 3121、 第 二配电盘 3122、第一线缆 3123、第二线缆 3124、电机安装板 316、键 319、第一螺栓 317、 第二螺栓 318、第一螺母 314和第二螺母 315组成， 步进电机 313接收到控制组件给定的 调整信号后，按控制组件计算的旋转角度值对 牵引装置螺母进行调整，实现自动调整机车 Z字形低位斜拉杆牵引组件与构架 10相对位置的功能。

其中，布置在斜牵引杆末端的自动调整组件中 的步进电机 313可旋转控制系统指定的 角度， 对螺母进行调整； 调整组件内部有配电盘 312, 该组件在紧凑的空间下完成了步进 电机 313所需的供电和信号输入、输出， 解决了线缆与机械结构的干涉问题； 调整装置内 部第一配电盘 3121 通过机械卡扣结构实现与牵引组件螺母同步转 动， 第二配电盘 3122 通过与电机安装板 316螺栓连接实现同步转动；旋转外壳 311与牵引组件的连接方式，使 得调整组件工作时旋转外壳 311与第一配电盘 3121不发生接触， 以防止在较大扭矩传递 下强度较低部件的损坏； 旋转外壳 311将内部机构包裹起来， 起到防尘、 防水溅、 防飞石 等作用；步进电机 313—端通过电机安装板 316与斜牵引杆螺栓连接，输出轴与旋转外壳 311键 319连接。

此外， 旋转外壳 311与牵引组件调节螺母三面接触， 另三面为圆弧， 圆弧内部空间为 配电盘 312—的三爪卡扣，独特的连接方式使得调整组 件工作时旋转外壳 311与第一配电 盘 3121不发生接触， 防止在较大扭矩传递下强度较低部件的损坏。

此外，第一调整组件 31与第二调整组件 32均还包括橡胶垫，设于牵引座与斜牵引杆 之间， 用于形成牵引座与斜牵引杆之间的缓冲。

本公开还提供了一种上述机车牵引装置的调整 方法，如图 11所示，该调整方法包括： 步骤 SI 00、 判断机车的运行状态；

步骤 S200、 当机车的速度大于零时， 向机车的位置检测组件和机车运行线路检测组 件发送检测命令；

步骤 S300、 当位置检测组件检测到位置信息时， 记录第一偏转量检测组件的获取的 第一偏转信息， 以及第二偏转量检测组件的获取的第二偏转信 息；

步骤 S400、 当机车运行线路检测组件检测到机车处于直线 运行状态时， 记录第一偏 转量检测组件的获取的第三偏转信息， 以及第二偏转量检测组件的获取的第四偏转信 息； 步骤 S500、 判断第一偏转信息与第三偏转信息之间差值的 绝对值与第二偏转信息与 第四偏转信息之间差值的绝对值之间的差值的 绝对值是否小于第一预设值；

步骤 S600、 若小于第一预设值， 则记录第一偏转信息与第二偏转信息的平均值 以及 第三偏转信息与第四偏转信息的平均值；

步骤 S700、 判断两个平均值之间的差值的绝对值是否小于 第二预设值；

步骤 S800、 若不小于第二预设值， 通过控制组件计算并输出一调整信号；

步骤 S900、 判断机车的牵引组件是否处于可调整状态；

步骤 S1000、 若是， 通过调整组件并根据调整信号对牵引组件进行 调整。

本公开提供的调整方法， 控制组件通过接收机车运行线路检测组件、 位置检测组件、 偏转量检测组件检测的信号， 通过逻辑与数值计算， 将调整装置所需的旋转角度值输出。 当识别出冗余检测组件信号不统一时， 控制整套装置停止工作， 并输出报警信号， 保护牵 引组件不被错误调整； 当识别出需调整组件调整量超过允许调整量时 ，输出人为复检等具 体信号， 既保护调整组件也保护牵引组件不被错误调整 ；冗余布置的偏转量检测组件保证 了检测参数的正确性， 控制组件具备严格的数据识别与判断功能， 安全、正确指导各装置 动作， 保证牵引组件位置状态良好。

下面，将对本示例实施方式中的机车牵引装置 的调整方法的各步骤进行进一步的说明。 在步骤 S 100中， 判断机车的运行状态。

具体地， 通过车载陀螺仪检测机车是否处于运行状态。

在步骤 S200中， 当机车的速度大于零时， 向机车的位置检测组件和机车运行线路检 测组件发送检测命令。

具体地， 当判断机车速度大于零时， 即机车处于运行状态时， 向机车的位置检测组件 和机车运行线路检测组件发送检测命令。

在步骤 S300中， 当位置检测组件检测到位置信息时， 记录第一偏转量检测组件的获 取的第一偏转信息， 以及第二偏转量检测组件的获取的第二偏转信 息。

具体地， 随着机车的运行， 拐臂会与拐臂座发生相对转动， 齿轮、 齿条机构可以带动 旋转编码器旋转， 记录拐臂的相对旋转角度， 并将数值回传至控制组件， 以供进行调整量 的数值计算。偏转量检测装置沿着机车纵向中 心线对称布置两套， 互为冗余备份， 同时可 以进行数据校验。 在步骤 S500中， 判断第一偏转信息与第三偏转信息之间差值的 绝对值与第二偏转信 息与第四偏转信息之间差值的绝对值之间的差 值的绝对值是否小于第一预设值。

具体地， 识别出机车处于运行状态（即速度大于 0）时向位置检测组件和机车运行线 路检测组件发送检测命令，激光发射器 51开始动作， 当激光接收器 52收到信号后将信号 传递至控制组件， 控制组件记录此时两套编码器 -计数器读数 和 _{2 ;} 机车运行线路检测 组件检测出机车处于直线运行状态时将信号传 递至控制系统，控制系统记录此时两套编码 器 -计数器读数 ^和^; 当采集出 _ai 、 a ₂ 、 ^和^后控制系统对数据进行分析与运算， 即 ||ai-biHa ₂ -b ₂ ||<A, A为第一预设值。

此外。 若大于预设值 A， 则输出一报警信号， 保护牵引组件不被错误调整。

在步骤 S600中， 若小于第一预设值， 则记录第一偏转信息与第二偏转信息的平均值 以及第三偏转信息与第四偏转信息的平均值。

具体地， 若小于第一预设值， 则记录第一偏转信息与第二偏转信息的平均值 5， 以及 第三偏转信息与第四偏转信息的平均值 5。

在步骤 S700中、 判断两个平均值之间的差值的绝对值是否小于 第二预设值。

具体地， 判断两个平均值之间的差值的绝对值是否小于 第二预设值 E。

在步骤 S800中， 若不小于第二预设值， 通过控制组件计算并输出一调整信号。

具体地，若两个平均值之间的差值的绝对值小 于第二预设值，通过控制组件计算并输 出一调整信号；若两个平均值之间的差值的绝 对值不小于第二预设值，则输出无需调节的 信号。

在步骤 S900中， 判断机车的牵引组件是否处于可调整状态。

具体地，在通过控制组件计算并输出一调整信 号之后，判断机车的牵引组件是否处于 可调整状态之前， 调整方法还包括：

判断调整信号是否在预设范围内；

若是， 则判断机车的牵引组件处于可调整状态。

若不是， 则识别出需调整装置调整量超过允许调整量时 ， 输出人为复检等具体信号， 既保护调整装置也保护牵引组件不被错误调整 。

在步骤 S1000 中， 若机车的牵引组件处于可调整状态， 通过调整组件并根据调整信 号对牵引组件进行调整。

具体地，控制组件输出需要调整组件对牵引组 件螺母调整的旋转量， 当控制系统识别 出机车处于可调整状态时由调整组件按计算量 调节牵引组件螺母，将牵引组件位置调整正 确。

若判断机车的牵引组件没有处于可调整状态， 则继续重复对牵引组件是否处于可调整 状态进行判断。

如图 12所示， 识别出机车处于运行状态 （即速度大于 0） 时向位置检测组件和机车 运行线路检测组件发送检测命令，激光发射器 51开始动作， 当激光接收器 52收到信号后