一种内燃机车教学用司机控制器的制作方法

本实用新型属于铁路机车模拟驾驶仿真技术领域，具体涉及一种内燃机教学用司机控制器。

背景技术：

目前在铁路机车模拟驾驶仿真领域，对和谐系列内燃机车存在着对和谐内燃机车司控器只能使用机车用的原厂部件的问题，导致成本较高、信号采集困难、无法缩小体积实现集成化、小型化和低成本化的目标，从而限制了和谐系列内燃机车模拟驾驶设备的小型化和规模化。

技术实现要素：

本实用新型要解决的是现有内燃机车司控器仿真教学成本高，信号采集困难，体积大等技术问题，从而提供一种内燃机教学用司机控制器。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种内燃机教学用司机控制器，包括左安装板、中间板、右安装板和微机，在左安装板和中间板之间安装有档位组件，在中间板和右安装板之间安装有换向组件；换向组件通过第一锁紧组件和第二锁紧组件与档位组件互锁，所述档位组件的电位器与换向组件的第一行程开关和第二行程开关分别与微机连接。

所述换向组件包括换向手柄、换向轮、换向固定件、顶紧机构、主轴和触发机构；换向手柄安装在换向轮的换向安装孔内，换向手柄的下部与顶紧机构的顶紧块相对应，顶紧机构安装在换向轮上；换向手柄7的下端与第一锁紧组件的锁紧限位块的斜面相配合；主轴的一端固定在中间板上，主轴的另一端穿过换向轮上的主轴孔固定在右安装板上；在中间板与换向轮之间的主轴上套设有换向固定件和触发组件的第一触发凸轮、第二触发凸轮；换向固定件位于锁紧限位块下方；所述触发组件包括第一行程开关、第二行程开关、第一触发凸轮和第二触发凸轮，第一触发凸轮的外圆周面与第一行程开关相对应且在第一触发凸轮外圆周面上设置有第一触发凹槽；第二触发凸轮的外圆周面与第二行程开关相对应且在第二触发凸轮的外圆周面上设置有第二触发凹槽，第二触发凹槽的宽度小于第一触发凹槽；第一行程开关和第二行程开关平行安装在右安装板的下端。

所述换向手柄包括握柄和操作柄，在操作柄下部的外圆周面上设置有卡块和定位孔，定位孔和卡块相对；卡块与换向轮上的卡槽相对应；定位孔与顶紧机构的顶紧块的顶端相对应；操作柄的下端设置有缩颈部，缩颈部的外圆周面与第一锁紧组件的锁紧限位块的斜面相配合。

所述顶紧机构包括顶紧块和顶紧安装板，顶紧安装板固定安装在换向轮侧端，顶紧块的一端安装在顶紧安装板上的安装孔内，且在顶紧块与顶紧安装板之间安装有顶紧弹簧；顶紧块的另一端穿过换向轮上的顶紧安装孔与换向手柄上的定位孔相对应。

所述换向轮包括本体，在本体上设置有锁紧限位孔、主轴孔和顶紧安装孔；锁紧限位孔、主轴孔和顶紧安装孔的轴线平行；在本体的上端设置有换向安装孔，换向安装孔的侧端设置有卡槽；卡槽与换向安装孔平行相通；换向安装孔与锁紧限位孔垂直相通；顶紧安装孔位于锁紧限位孔的上方且与换向安装孔垂直相通；在主轴孔下方的本体内侧设置有第二锁紧组件的锁紧块的安装槽。

所述档位组件包括档位手柄、档位轮、自动复位机构、档位固定件、电位器、摆动机构和转轴，档位手柄安装在档位轮的档位安装孔内并插入自动复位机构的复位转动块的手柄盲孔；自动复位机构安装在档位轮的复位安装槽内；转轴的一端固定在中间板上，转轴的另一端穿过档位固定件和档位轮上的转轴孔后与电位器连接，电位器安装在左安装板上；摆动机构安装在左安装板下端且摆动机构的滚轴与档位轮外圆周面上的沟槽相对应。

所述档位轮上设置有转轴孔、锁紧槽、锁紧滑槽和复位通孔，复位通孔位于锁紧槽上方；锁紧槽位于转轴孔的上方并与第一锁紧组件的锁紧轴相对应；锁紧滑槽位于转轴孔下方并与第二锁紧组件的第二锁紧轴相对应；所述锁紧滑槽为弧形滑槽，且在锁紧滑槽的一端设置有锁紧限位孔；在档位轮的上端设置有档位安装孔；在档位轮与锁紧滑槽相对的一侧设置有自动复位机构的复位安装槽，所述复位安装槽与档位安装孔平行相通，且复位安装槽与复位通孔垂直相通；在档位轮外圆周面上设置有若干沟槽，所述沟槽与摆动组件的滚轴相对应；摆动组件安装在档位轮的下方，所述摆动组件包括摆动杆、滚轴和摆动弹簧，摆动杆的一端铰接在左安装板上，摆动杆的另一端铰接有滚轴，滚轴与档位轮上的沟槽相对应；在滚轴的下方设置有摆动弹簧。

所述自动复位机构包括复位转动块、复位转轴、复位限定块和复位弹簧，复位转轴安装在复位转动块的下端，在复位转轴的两端分别安装有复位限定块，复位弹簧的一端安装在复位转动块上，复位弹簧的另一端安装在复位通孔的下端；所述复位转动块的上端面设置有手柄盲孔和弹簧固定孔。

所述第一锁紧组件包括锁紧轴、锁紧限位块、锁紧弹簧和锁紧轴套，锁紧轴的一端设置有锁紧板和锁紧压块，锁紧板与档位轮上的锁紧槽相对应；锁紧压块与锁紧轴套上的压块滑槽相对应；锁紧轴套套设在锁紧轴上并安装在中间板靠近档位组件的一端，在锁紧轴套上设置有压块滑槽，压块滑槽与锁紧压块相对应；锁紧弹簧套设在位于锁紧压块和中间板之间的锁紧轴套上；锁紧轴的另一端穿过中间板上的孔与锁紧限位块连接；锁紧限位块安装在换向轮的锁紧限位孔内；且锁紧限位块内侧的斜面与换向手柄的操作柄下部的缩颈部相配合；锁紧轴与锁紧限位块相配合的一端设置有凸起，凸起与锁紧限位块上的凹槽相对应。

所述锁紧限位块包括弧形锁紧块，弧形锁紧块的内侧设置有斜面；在弧形锁紧块的下端安装有锁紧安装块和卡紧块，锁紧安装块和卡紧块相互平行；在锁紧安装块上设置有供锁紧轴穿过的通孔，在通孔的侧端对称设置有凹槽；凹槽与通孔平行相通且与凸起相对应；卡紧块的下端面设置有弧形凹槽，弧形凹槽与锁紧轴的外圆周面相对应。

所述第二锁紧组件包括锁紧块、第二锁紧轴和第二锁紧弹簧，锁紧块安装在换向轮的安装槽内，且锁紧块与第二锁紧轴相对应的一端设置有弧形锁紧槽和弧形解锁槽，弧形解锁槽关于弧形锁紧槽对称；且弧形解锁槽的深度大于弧形锁紧槽的深度；第二锁紧轴的一端设置有挡块，且挡块端部的截面为弧形，第二锁紧轴的另一端穿过中间板与档位轮上的锁紧滑槽相对应；在中间板和挡块之间的第二锁紧轴上套设有第二锁紧弹簧。

本实用新型通过换向组件和档位组件完成仿真教学，且换向组件和档位组件通过第一锁紧组件和第二锁紧组件实现互锁功能，提高操作的准确度，防止误操作。换向手柄的缩颈部与第一锁紧组件的锁紧限位块的斜面相配合的结构使得换向手柄作为整个装置的解锁和锁定的钥匙，当换向手柄取出后，锁紧轴在锁紧弹簧的作用下卡入锁紧槽内，将档位组件锁死。插入换向手柄后，第一锁紧组件解锁，第二锁紧组件的第二锁紧轴根据换向手柄的位置实现档位轮的锁定和解锁。换向组件操作时，主轴上的第一触发凸轮和第二触发凸轮分别给各自的行程开关作用，行程开关将检测信号传出到微机内，在微机内处理后显示出来，信号检测灵敏。档位组件操作时，转轴转动带动电位器转达给，电位器产生电位差传递至微机内，在微机内处理后显示，供学习者直观观察。而且，设置的摆动组件能够增加实际操作感，使教学更有效率，并且本实用新型整体体积小。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型省略电位器和行程开关的结构示意图。

图3为本实用新型换向手柄的结构示意图。

图4为本实用新型换向轮的结构示意图一。

图5为本实用新型换向轮的结构示意图二。

图6为本实用新型顶紧组件的结构示意图。

图7为本实用新型第一锁紧组件的结构示意图。

图8为图7中的锁紧轴的结构示意图。

图9为图7中的锁紧限位块的结构示意图。

图10为图7中的锁紧轴套的结构示意图。

图11为本实用新型第一触发凸轮的结构示意图。

图12为本实用新型第二触发凸轮的结构示意图。

图13为本实用新型第二锁紧组件的结构示意图。

图14为图13中的第二锁紧轴的结构示意图。

图15为图13中的锁紧块的结构示意图。

图16为本实用新型档位轮的结构示意图一。

图17为本实用新型档位轮的结构示意图二。

图18为本实用新型摆动组件的结构示意图。

图19为本实用新型自动复位组件的结构示意图。

具体实施方式

如图1-19所示，一种内燃机教学用司机控制器，包括左安装板27、中间板28、右安装板29和微机，在左安装板27和中间板28之间安装有档位组件，在中间板28和右安装板29之间安装有换向组件；换向组件通过第一锁紧组件和第二锁紧组件与档位组件互锁，所述档位组件的电位器24与换向组件的第一行程开关9和第二行程开关10分别与微机连接。

所述换向组件包括换向手柄7、换向轮8、换向固定件13、顶紧机构20、主轴21和触发机构；换向手柄7安装在换向轮8的换向安装孔8-1内，换向手柄7的下部与顶紧机构20的顶紧块20-1相对应，顶紧机构安装在换向轮8上；换向手柄7的下端与第一锁紧组件的锁紧限位块2-2的斜面2-2-1-1相配合；主轴21的一端固定在中间板28上，主轴21的另一端穿过换向轮8上的主轴孔8-4固定在右安装板29上；在中间板28与换向轮8之间的主轴21上套设有换向固定件13和触发组件的第一触发凸轮14、第二触发凸轮15；换向固定件13位于锁紧限位块2-2下方；所述触发组件包括第一行程开关9、第二行程开关10、第一触发凸轮14和第二触发凸轮15，第一触发凸轮14的外圆周面与第一行程开关9相对应且在第一触发凸轮14外圆周面上设置有第一触发凹槽14-1；第二触发凸轮15的外圆周面与第二行程开关10相对应且在第二触发凸轮15的外圆周面上设置有第二触发凹槽15-1，第二触发凹槽15-1的宽度小于第一触发凹槽14-1；第一行程开关9和第二行程开关10平行安装在右安装板29的下端。

具体地，所述换向手柄7 包括握柄7-1和操作柄7-2，在操作柄7-2下部的外圆周面上设置有卡块7-2-1和定位孔7-2-2，定位孔7-2-2和卡块7-2-1相对；卡块7-2-1与换向轮8上的卡槽8-2相对应；定位孔7-2-2与顶紧机构20的顶紧块20-1的顶端相对应；操作柄7-2的下端设置有缩颈部7-2-3，缩颈部7-2-3的外圆周面与第一锁紧组件的锁紧限位块2-2的斜面2-2-1-1相配合。

所述顶紧机构20包括顶紧块20-1和顶紧安装板20-2，顶紧安装板20-2固定安装在换向轮8侧端，顶紧块20-1的一端安装在顶紧安装板20-2上的安装孔内，且在顶紧块20-1与顶紧安装板20-2之间安装有顶紧弹簧；顶紧块20-1的另一端穿过换向轮8上的顶紧安装孔8-5与换向手柄7上的定位孔7-2-2相对应。

所述换向轮8包括本体，在本体上设置有锁紧限位孔8-3、主轴孔8-4和顶紧安装孔8-5；锁紧限位孔8-3、主轴孔8-4和顶紧安装孔8-5的轴线平行；在本体的上端设置有换向安装孔8-1，换向安装孔8-1的侧端设置有卡槽8-2；卡槽8-2与换向安装孔8-1平行相通；换向安装孔8-1与锁紧限位孔8-3垂直相通；顶紧安装孔8-5位于锁紧限位孔8-3的上方且与换向安装孔8-1垂直相通；在主轴孔8-4下方的本体内侧设置有第二锁紧组件的锁紧块11的安装槽8-6。

所述档位组件包括档位手柄1、档位轮4、自动复位机构、档位固定件23、电位器24、摆动机构和转轴26，档位手柄1安装在档位轮4的档位安装孔4-1内并插入自动复位机构的复位转动块22-1的手柄盲孔22-1-1；自动复位机构安装在档位轮4的复位安装槽4-7内；转轴26的一端固定在中间板28上，转轴26的另一端穿过档位固定件23和档位轮4上的转轴孔4-2后与电位器24连接，电位器24安装在左安装板27上；摆动机构安装在左安装板27下端且摆动机构的滚轴25-2与档位轮4外圆周面上的沟槽4-8相对应。

所述档位轮4上设置有转轴孔4-2、锁紧槽4-3、锁紧滑槽4-4和复位通孔4-5，复位通孔4-5位于锁紧槽4-3上方；锁紧槽4-3位于转轴孔4-2的上方并与第一锁紧组件的锁紧轴2-1相对应；锁紧滑槽4-4位于转轴孔4-2下方并与第二锁紧组件的第二锁紧轴12相对应；所述锁紧滑槽4-4为弧形滑槽，且在锁紧滑槽4-4的一端设置有锁紧限位孔4-4-1；在档位轮4的上端设置有档位安装孔4-6；在档位轮4与锁紧滑槽4-4相对的一侧设置有自动复位机构的复位安装槽4-7，所述复位安装槽4-7与档位安装孔4-6平行相通，且复位安装槽4-7与复位通孔4-5垂直相通；在档位轮4外圆周面上设置有若干沟槽4-8，所述沟槽4-8与摆动组件的滚轴25-2相对应；摆动组件安装在档位轮4的下方，所述摆动组件包括摆动杆25-1、滚轴25-2和摆动弹簧，摆动杆25-1的一端铰接在左安装板27上，摆动杆25-1的另一端铰接有滚轴25-2，滚轴25-2与档位轮4上的沟槽4-8相对应；在滚轴25-2的下方设置有摆动弹簧。

所述自动复位机构包括复位转动块22-1、复位转轴22-2、复位限定块22-3和复位弹簧，复位转轴22-2安装在复位转动块22-1的下端，在复位转轴22-2的两端分别安装有复位限定块22-3，复位弹簧的一端安装在复位转动块22-1上，复位弹簧的另一端安装在复位通孔4-5的下端；所述复位转动块22-1的上端面设置有手柄盲孔22-1-1和弹簧固定孔22-1-2。

所述第一锁紧组件包括锁紧轴2-1、锁紧限位块2-2、锁紧弹簧和锁紧轴套2-3，锁紧轴2-1的一端设置有锁紧板2-1-1和锁紧压块2-1-2，锁紧板2-1-1与档位轮4上的锁紧槽4-3相对应；锁紧压块2-1-2与锁紧轴套2-3上的压块滑槽2-3-1相对应；锁紧轴套2-3套设在锁紧轴2-1上并安装在中间板28靠近档位组件的一端，在锁紧轴套2-3上设置有压块滑槽2-3-1，压块滑槽2-3-1与锁紧压块2-1-2相对应；锁紧弹簧套设在位于锁紧压块2-1-2和中间板28之间的锁紧轴套2-3上；锁紧轴2-1的另一端穿过中间板28上的孔与锁紧限位块2-2连接；锁紧限位块2-2安装在换向轮8的锁紧限位孔8-3内；且锁紧限位块2-2内侧的斜面2-2-1-1与换向手柄7的操作柄7-2下部的缩颈部7-2-3相配合；锁紧轴2-1与锁紧限位块2-2相配合的一端设置有凸起2-1-3，凸起2-1-3与锁紧限位块2-2上的凹槽2-2-2-2相对应。

所述锁紧限位块2-2包括弧形锁紧块2-2-1，弧形锁紧块2-2-1的内侧设置有斜面2-2-1-1；在弧形锁紧块2-2-1的下端安装有锁紧安装块2-2-2和卡紧块2-2-3，锁紧安装块2-2-2和卡紧块2-2-3相互平行；在锁紧安装块2-2-2上设置有供锁紧轴2-1穿过的通孔2-2-2-1，在通孔2-2-2-1的侧端对称设置有凹槽2-2-2-2；凹槽2-2-2-2与通孔2-2-2-1平行相通且与凸起2-1-3相对应；卡紧块2-2-3的下端面设置有弧形凹槽2-2-3-1，弧形凹槽2-2-3-1与锁紧轴2-1的外圆周面相对应。

所述第二锁紧组件包括锁紧块11、第二锁紧轴12和第二锁紧弹簧，锁紧块11安装在换向轮8的安装槽8-6内，且锁紧块11与第二锁紧轴12相对应的一端设置有弧形锁紧槽11-1和弧形解锁槽11-2，弧形解锁槽11-2关于弧形锁紧槽11-1对称；且弧形解锁槽11-2的深度大于弧形锁紧槽11-1的深度；第二锁紧轴12的一端设置有挡块12-1，且挡块12-1端部的截面为弧形，第二锁紧轴12的另一端穿过中间板28与档位轮4上的锁紧滑槽4-4相对应；在中间板28和挡块12-1之间的第二锁紧轴12上套设有第二锁紧弹簧。

本实用新型中换向手柄7决定机车运行的方向。它有3个位置：后退、居中和前进。重联位时机车的换向手柄7必须取出。

换向手柄7通过选择前进（远离司机方向推动手柄）和后退（朝向司机方向拉动手柄）决定机车方向。当换向手柄7向前或向后拉时，换向轮8旋转，换向轮8上的锁紧块11随换向轮转动，第二锁紧轴12的挡块端部从弧形锁紧槽11-1滑向弧形解锁槽11-2内，将档位轮4解锁，此时档位手柄可前后移动，同时换向手柄处于锁紧状态。换向轮8旋转时，主轴随换向轮8一起旋转，安装在主轴上的第一触发凸轮14和第二触发凸轮15随之旋转，第一触发凸轮14触发第一行程开关9，第二触发凸轮15触发第二行程开关10，第一行程开关9或第二行程开关向微机发出信号，形成向前或向后的信号。

档位手柄1控制柴油机转速（档位及惰转）和电阻制动（电阻制动和设置）。朝向司机的一侧由惰转位置和8个档位组成。将手柄1拉向司机，提高档位，可增加牵引力。远离司机的一侧由电阻制动设置和电阻制动两个位置组成。电阻制动范围可无级调节，将手柄推离司机可增加电阻制动力。

档位手柄1决定牵引（朝向司机）或电阻制动（远离司机）。当档位手柄1处在向前或向后状态时，档位轮4限制第二锁紧轴12运动，从而锁紧换向手柄7；当档位手柄1转动的时候，档位轮4随之转动，转轴26安装在档位轮4上，所以转轴26随档位轮4一起转动，电位器24随转轴26一起转动，电位器24转动时向微机发出电信号，以识别档位大小，同时档位轮4上的沟槽通过摆动杆25-1和滚轴25-2以及摆动弹簧组成的结构，形成档位与操作手感。

换向手柄和档位手柄具有机械互锁功能，以避免误操作。

换向手柄7是解锁和锁定换向器的钥匙。取出该手柄后，司控器锁定，档位手柄1无法从惰转位移开。以下描述了换向手柄7和档位手柄1的锁及操作。

a.换向手柄7必须在档位手柄1移出惰转位前插入。

b.换向手柄7只能在档位手柄1处于惰转位时移动到前进或后退位置。

c.档位手柄1不在惰转位时，换向手柄7无法移动到前进或后退位置。

d.档位手柄1可以在换向手柄7处于任何设置时移入各档位。

e.档位手柄1只能在换向手柄7处于前进或后退位置时移入电阻区。换向手柄7处于居中位时，档位手柄1不能移入电阻制动。

本实用新型的操作步骤如下：

（1）、机车牵引运行时：

a.档位手柄1必须处于惰性位置。

b.插入换向手柄7，并将换向手柄7设置为所需的方向（前进或后退）。

c.将档位手柄1从惰转位置拉向司机实现牵引。

d.随着档位手柄1逐渐拉向司机，牵引力将增加。

（2）、使用电阻制动时操作如下：

a.换向手柄7必须处于前进或后退位置。

b.将档位手柄1回到惰转位。

c.将档位手柄1移到电阻制动设置位置（远离司机）。

d.将档位手柄1推离司机，实施电阻制动。

e.电阻制动的制动力随着档位手柄1逐渐向前移动而增加。