专利名称：铁路机车防溜逸自动控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种铁路机车运行安全防护装置。适于我国铁路编组站、调车场、机车停留、待发线运营的各类型内燃、电力以及蒸汽机车配套装用。
多年的铁路运输实践证明，铁路机车在停留待务状态，由于人为操作失误或机械故障等原因，时常导致机车意外溜逸，轻者导致机车撞土挡、挤岔、脱线，重者造成机车冲进有车占用线与停留车辆或进、出站列车以及编解作业中的车列撞车，进而导致车毁人亡的重大事故。迫切需要一种具有防止机车溜逸自动报警与自动控制功能，能够解决目前机车运用中存在的机车在停留过程中时常意外溜逸的自动防护装置。
背景技术：
既有的类似装置，采用人工操作机械防溜方式，存在着体积笨重、人工操作劳动强度大、危险性强、安全可靠性差，自动化程度低、管理困难等弊端。不适应目前我国铁路运输安全、高效、高速发展的实际需要。
发明内容
本实用新型的目的是研制一种具有防止机车溜逸自动报警与自动控制功能，能够较好的解决目前机车运用中存在的机车在停留过程中意外溜逸，进而导致机车与其它停留车辆或运行中的列车冲撞等重大行车事故时常发生的安全隐患问题。
本实用新型的任务是由以下方法完成的铁路机车防溜逸自动控制系统由地面控制器与机车控制器两部分构成。地面控制器由电源控制电路、过荷防护电路、交、直流电源电路、直流稳压电路、继电器执行电路、无线发射电路、轨道传感电路、系统状态指示电路组成；机车控制器是由电源电路、复原控制电路、输出状态指示电路、无线信号接收电路、继电器执行电路、制动输出条件电路组成。作为本实用新型的关键性电路，即轨道传感电路是由至少两组电磁式车轮感应装置与以89C2051型微处理器为核心的轨道传感信号发送电路及轨道传感信号接受电路相结合而成的。
地面控制器的无线发射电路有一个以5100B2芯片为核心的无线信号处理单元，与自动发射开关组合电路和一个发射试验电路相结合构成一个完整的发射控制系统，其中自动报警条件电路完成在机车溜逸到第一接近点时声光报警信号的控制发送任务；自动制动条件电路完成在机车溜逸到第二接近点时机车制动信号的控制发送任务；复原条件电路完成待机状态下自动复原信号的控制发送任务；报警试验电路完成模拟报警功能试验；制动试验电路完成模拟制动功能试验。
地面控制器的继电器执行电路由两只密封式直流继电器为核心器件组成。报警继电器的第一组常开接点用于自动报警发射条件，其第二组常开接点用于控制报警指示灯的亮灭；制动继电器的第一组常开接点用于自动制动发射条件，其第二组常开接点用于控制制动指示灯的亮灭；报警继电器的第三组常闭接点与制动继电器的第三组常闭接点串联构成发射复原信号的条件；报警继电器的第四组常闭接点与制动继电器的第四组常闭接点串联构成复原指示灯亮灯条件。
地面控制器的系统状态指示电路由9个发光二极管为核心器件组成，其中两只红色发光二极管闪亮说明轨道传感信号接受电路中对应的CPU单元工作正常；绿色发光二极管亮灯说明相关的轨道传感回路工作正常；红色发光二极管亮灯说明机车已经到达对应的预定地点。
机车控制器的无线接收电路是一个以SA9969型接收单元为核心的微型无线信号接收器。根据接收信号频率的不同，分别驱动继电器执行电路中的报警执行继电器和制动执行继电器。报警执行继电器得电励磁，其常开接点将报警讯响器、报警指示灯电路接通，实施机车接近声光报警，提醒机车司乘人员立即刹车；制动执行继电器得电励磁，其常开接点将立即由常开状态转换为闭合状态，通过输出端子勾通机车电磁制动电路，达到自动强行刹车目的。其另一组常开接点同时勾通红色制动指示灯亮灯回路。
机车控制器的输出状态指示电路是由5只发光二极管和电动讯响器组成的，左侧的绿色发光二极管亮灯说明无线信号接收电路工作正常，右侧的绿色发光二极管亮灯说明无线信号接收电路已经自动复原，上面两只红色发光二极管亮灯指示机车现在到达的位置，下面的一只红色发光二极管亮灯说明电瓶电压超过了上限允许值。
机车控制器的复原控制电路由一个自复式按钮构成，其常闭接点控制着电源的通断，按下时接收系统电源断，复位后电源自动接通。无线信号接收电路在其控制下将立即恢复定位状态。手动复原后，自动复原灯不亮灯。
机车控制器的电源电路有一个过压保护电路，若发生过度充电现象，使12V电瓶载荷电压超过13.65V时，过压继电器将励磁，其接点由常闭状态转换为断开状态，从而达到断开系统供电回路以保护其它电路之目的。过压继电器励磁后，其另一组常开接点由常开转为闭合状态使过压指示灯亮灯。
机车控制器的电源电路有一个12V直流浮充电极性控制器和两个专用充电端子，还有一个过流防护熔断器，一个电流表，一个电压表，两个节电控制开关。装设节电开关的目的在于尽量减轻负荷延长电瓶供电时间。浮充电极性控制器是一只允许通过电流大于5安培、反向耐压大于100伏的整流二极管。供电电瓶为免维护密封式，其规定容量不小于12V7AH。正常情况下，一次充足电后的电瓶在节电状态下可以连续为机车控制器供电760小时。
本实用新型具有防止机车溜逸自动报警与自动控制功能，能够解决目前机车运用中存在的机车在停留过程中意外溜逸，导致机车与其它停留车辆或运行中的列车冲撞等重大行车事故时常发生的安全隐患问题。本实用新型具有性能稳定、安全可靠、经济实用、免现场维护等特点，适应我国铁路运输安全、高效、高速发展的需要。
结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附图是本实用新型的一个实施例子。
图1是铁路机车防溜逸自动控制系统的方框图。
图2是铁路机车防溜逸自动控制系统地面控制器的电原理图。
图3是铁路机车防溜逸自动控制系统机车控制器的电原理图。
具体实施方式
本实用新型是由地面控制器(1、2、3、4、5、6、7、8)与机车控制器(9、10、11、12、13、14)两部分构成的。地面控制器部分是由电源控制电路(1)、过荷防护电路(2)、交、直流电源电路(3)、直流稳压电路(4)、继电器执行电路(5)、无线发射电路(6)、轨道传感电路(7)、系统状态指示电路(8)组成的；机车控制器部分是由电源电路(9)、复原控制电路(10)、输出状态指示电路(11)、无线信号接收电路(12)、继电器执行电路(13)、制动输出条件电路(14)组成的。
地面控制器轨道传感电路(7)是由至少两组电磁式车轮感应装置(40、43)与以89C2051型微处理器为核心的轨道传感信号发送电路(41、42)及轨道传感信号接受电路(44)相结合而成。
地面控制器无线发射电路(6)有一个以5100B2芯片为核心的无线信号处理单元(52)与自动发射开关组合电路(54、55、57、58)和一个发射试验电路(53、56)，其中开关组合电路(54)完成在机车意外溜逸到第一接近点时声光报警信号的控制发送任务，条件电路(55)完成在机车意外溜逸到第二接近点时机车制动信号的控制发送任务，条件电路(57、58)完成待机状态下自动复原信号的控制发送任务，试验电路(53)完成模拟报警功能试验，试验电路(56)完成模拟制动功能试验。
地面控制器继电器执行电路(5)是由两只密封式直流继电器(46、49)为核心器件组成的，报警继电器(46)的第一组常开接点(54)用于自动报警发射条件，其第二组常开接点(59)用于控制报警指示灯(37)的亮灭，制动继电器(49)的第一组常开接点(55)用于自动制动发射条件，其第二组常开接点(60)用于控制制动指示灯(38)的亮灭，报警继电器(46)的第三组常闭接点(57)与制动继电器(49)的第三组常闭接点(58)串联构成发射复原信号的条件，报警继电器(46)的第四组常闭接点(61)与制动继电器(49)的第四组常闭接点(62)串联构成复原指示灯(39)亮灯条件。
地面控制器系统状态指示电路(8)是由9个发光二极管为核心器件组成的，其中红色发光二极管(31、32)闪亮说明轨道传感信号接受电路(44)中对应的CPU单元工作正常，绿色发光二极管(33、34)亮灯说明相关的轨道传感回路工作正常，红色发光二极管(35、36)亮灯说明机车已经到达对应的预定地点。
机车控制器无线接收电路(12)是一个以SA9969型接收单元为核心的微型无线信号接收器，根据接收信号频率的不同，分别驱动继电器执行电路(13)中的报警执行继电器(96)和制动执行继电器(99)，报警执行继电器(96)得电励磁，其常开接点(86)将报警讯响器(85)、报警指示灯(84)电路接通，实施机车接近声光报警，提醒机车司乘人员立即刹车；制动执行继电器(99)得电励磁，其接点(101)将立即由常开状态转换为闭合状态，通过输出端子(102、103)勾通机车电磁制动电路(104)，达到自动强行刹车目的，其另一组常开接点(88)同时勾通红色制动指示灯(87)亮灯回路。
机车控制器输出状态指示电路(11)是由发光二极管(77、81、84、87、89)和电动讯响器(85)组成的，绿色发光二极管(77)亮灯说明无线信号接收电路(12)工作正常，绿色发光二极管(81)亮灯说明无线信号接收电路(12)已经自动复原，红色发光二极管(89)亮灯说明电瓶(66)电压超高。
机车控制器复原控制电路(10)是一个自复式按钮，其常闭接点(75)控制着电源的通断，按下时接收系统电源断，复位后电源自动接通，无线信号接收电路(12)重新上电则立即恢复定位状态。
机车控制器工作电源电路(9)有一个过压保护电路(74)，当电瓶(66)载荷电压超过13.65V时，过压继电器(73)励磁，其接点(74)由常闭状态转换为断开状态，从而达到保护其它电路之目的，过压继电器(73)励磁后，其另一组常开接点(90)由常开转为闭合状态便过压指示灯(89)亮灯。
机车控制器电源电路(9)有一个直流浮充电极性控制器(65)和两个专用充电端子(63、64)，一个过流防护熔断器(67)，一个电流表(68)，一个电压表(70)，两个节电控制开关(69、71)。浮充电极性控制器(65)是一只工作电流大于5安培、反向耐压大于100伏的整流二极管。电瓶(66)为免维护密封式，其规格容量不小于12V7AH。
初步试装结果证明，本实用新型具有性能稳定、安全可靠、装设简便、经济实用、免现场维护等特点，基本满足我国铁路机车防溜逸自动控制的需要。其安全效益与社会效益明显，市场前景比较广阔。
权利要求1.铁路机车防溜逸自动控制系统由地面控制器(1、2、3、4、5、6、7、8)与机车控制器(9、10、11、12、13、14)两部分构成，地面控制器由电源控制电路(1)、过荷防护电路(2)、交、直流电源电路(3)、直流稳压电路(4)、继电器执行电路(5)、无线发射电路(6)、轨道传感电路(7)、系统状态指示电路(8)组成；机车控制器是由电源电路(9)、复原控制电路(10)、输出状态指示电路(11)、无线信号接收电路(12)、继电器执行电路(13)、制动输出条件电路(14)组成，本实用新型的特征在于轨道传感电路(7)是由至少两组电磁式车轮感应装置(40、43)与以89C2051型微处理器为核心的轨道传感信号发送电路(41、42)及轨道传感信号接受电路(44)相结合而成。
2.根据权利要求1所述的铁路机车防溜逸自动控制系统，其特征是无线发射电路(6)有一个以5100B2芯片为核心的无线信号处理单元(52)与一个自动发射开关组合电路(54、55、57、58)和一个发射试验电路(53、56)。
3.根据权利要求1所述的铁路机车防溜逸自动控制系统，其特征是继电器执行电路(5)是由两只密封式直流继电器(46、49)为核心器件组成的。
4.根据权利要求1所述的铁路机车防溜逸自动控制系统，其特征是系统状态指示电路(8)是由9个发光二极管为核心器件组成的。
5.根据权利要求1所述的铁路机车防溜逸自动控制系统，其特征是无线接收电路(12)是一个以SA9969型接收单元为核心的微型无线信号接收器，根据接收信号频率的不同，分别驱动继电器执行电路(13)中的报警执行继电器(96)和制动执行继电器(99)。
6.根据权利要求1所述的铁路机车防溜逸自动控制系统，其特征是输出状态指示电路(11)是由发光二极管(77、81、84、87、89)和电动讯响器(85)组成的。
7.根据权利要求1所述的铁路机车防溜逸自动控制系统机车控制器，其特征是复原控制电路(10)是一个自复式按钮，其常闭接点(75)控制着电源的通断，按下时接收系统电源断，复位后电源自动接通。
8.根据权利要求1所述的铁路机车防溜逸自动控制系统，其特征是电源电路(9)有一个过压保护电路(74)，当电瓶(66)载荷电压超过13.65V时，过压继电器(73)励磁，其常闭接点(74)由常闭状态转换为断开状态，从而达到保护其它电路之目的。
9.根据权利要求1所述的铁路机车防溜逸自动控制系统，其特征是电源电路(9)有一个12V直流浮充电极性控制器(65)和两个专用充电端子(63、64)，还有一个过流防护熔断器(67)，一个电流表(68)，一个电压表(70)，两个节电控制开关(69、71)，浮充电极性控制器(65)是一只工作电流大于5安培、反向耐压大于100伏的整流二极管，电瓶(66)为免维护密封式，其规格容量不小于12V7AH。
专利摘要一种涉及铁路运输安全行车设施的铁路机车防溜逸自动控制系统。该系统具有在发生机车溜逸情况时自动报警与自动控制功能，能够较理想地解决目前机车运用中存在的机车在停留过程中意外溜逸，进而导致机车与其它停留车辆或运行中的列车冲撞等重大行车事故时常发生的安全隐患问题。该技术方案主要采用检测机车走行的轨道电磁传感技术、传感信号及振荡信号单片机处理技术、地面设施与机车控制部分联系信息无线传输技术构成铁路机车防溜逸自动控制系统。试装证明，整个系统功能电路具有性能稳定、安全可靠、装设简便、经济实用、免现场维护等特点，基本满足目前我国铁路机车防溜逸自动控制的需要。
文档编号B61L3/00GK2581270SQ02255128
公开日2003年10月22日 申请日期2002年9月23日 优先权日2002年9月23日
发明者曹升侠 申请人:曹升侠