同轨道机车防撞装置的制作方法

本发明涉及一种同轨道机车防撞装置，属于电气控制技术领域。

背景技术：

在同一轨道上运行的机车因人为操作失误存在相撞的危险，焦炉四大车，即加煤车、推焦车、拦焦车和电机车，是一种典型的同轨道机车系统，在焦炉生产中，通常在一组轨道上设置两辆相同的车辆互为备用，由于车辆体积庞大，运行动作较多而且质量较大，在人工操作过程中若观察不仔细，极易发生同轨道车辆相撞事故，给安全生产带来极大的安全隐患。本领域的技术人员一直想解决该问题，但是没有理想的解决方案。

技术实现要素：

为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种同轨道机车防撞装置，该技术方案设计巧妙，结构紧凑，可以自动监控同轨道另一辆车与本车的距离，进行报警和连锁动作，避免同轨道机车相撞事故的发生。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种同轨道机车防撞装置，其特征在于，所述同轨道机车防撞装置包括车载发信装置、车载受信装置、操作面板以及电位器式钢轨，所述车载发信装置用于向本车和同轨机车提供触发电源，通过第一集电器与电位器式钢轨进行连接，车载受信装置用于向本车和同轨机车提供电源零位，通过第二集电器与电位器式钢轨进行连接，电位器式钢轨为沿机车运行方向安装的电阻率均匀的滑触线式钢轨，钢轨通过绝缘子与大地绝缘，用于连接车载发信装置和车载受信装置，所述操作面板分为车载发信装置操作面板和车载受信装置操作面板，两类面板作用相同，用于调节两车距离报警阈值、报警延时时间、报警显示和电气连锁信号输出。

作为本发明的一种改进，所述车载发信装置包括由第一集电器，电位器rp1，三极管vt1、限流电阻r2和三极管vt2组成的放大器，放大器基极连接电阻r1，延时计时器kt、延时计时器线圈放电电路二极管d1和电阻r3、报警指示发光二极管led1并联，方向开关ka的常开点和报警继电器ka1串联。

作为本发明的一种改进，所述车载受信装置包括由第二集电器，电位器rp1a，三极管vt1a、限流电阻r2a和三极管vt2a组成的放大器，放大器基极连接电阻r1a，延时计时器kta、延时计时器线圈放电电路二极管d1a和电阻r3a、报警指示发光二极管led1a并联，方向开关kaa的常开点和报警继电器ka1a串联。

相对于现有技术，本发明的优点如下，1）该技术方案中1#车与2#的报警设定距离可以根据各车情况分别进行设置，即1#车设置的报警距离和2#车设定的报警距离可以不同，便于特殊工况的应用；2）该技术方案装置设计紧凑，安装方便，与外部接口较少；3）该技术方案中，只有大车间近距离相向走行时才会触发走行连锁保护，而大车间反向运行时不会引起走行连锁保护，整个技术方案可以自动监控同轨道另一辆车与本车的距离，进行报警和连锁动作，避免同轨道机车相撞事故的发生，同时该技术方案的成本较低，便于大规模的推广应用。

附图说明

图1车载发信装置原理图；

图2车载受信装置原理图；

图3电位器式钢轨结构示意图；

图4操作面板外观示意图；发信装置与受信装置相同

图5同轨机车防撞装置工作原理图；

图6大车间处于静止状态示意图；

图7大车间相向运行状态示意图；

图8大车间反向运行状态示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的认识和理解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。

实施例1：

参见图1-图8，一种同轨道机车防撞装置，主要包括车载发信装置、车载受信装置、操作面板及电位器式钢轨，车载发信装置用于向本车和同轨机车提供触发电源，通过第一集电器1与电位器式钢轨进行连接，原理图见图1所示；车载受信装置用于向本车和同轨机车提供电源零位，通过第二集电器2与电位器式钢轨进行连接，原理图见图2所示；电位器式钢轨为沿机车运行方向安装的电阻率均匀的滑触线式钢轨，钢轨通过绝缘子与大地绝缘，用于连接车载发信装置和车载受信装置，原理图见图3所示；操作面板分为车载发信装置操作面板和车载受信装置操作面板，两类面板作用相同，用于调节两车距离报警阈值、报警延时时间、报警显示和电气连锁信号输出。车载发信装置操作面板外观图见图4所示，m+和m-用于向车载发信装置提供电源，第一集电器1用于连接电位器式钢轨，ka1为电气输出开关信号，led1用于距离报警显示，rp1用于设置车载发信装置与车载受信装置报警触发距离，kt用于设置报警触发延时时间，车载受信装置操作面板外观与工作原理同上。

车载发信装置、车载受信装置和电位器式钢轨通过组合就可实现同轨机车的防撞保护，组合工作原理图见图5所示，车载发信装置所在车辆设为1#车，车载受信装置所在车辆设为2#车，1#车和2#车的集电器分别在电位器式钢轨r上滑动，两车相向运行时（图6所示），各车方向开关ka和kaa闭合，两车之间电位器式钢轨r的电阻变小；两车反向运行时（图7所示），各车方向开关ka和kaa断开，两车之间电位器式钢轨r的电阻变大；两车相对静止时（图8所示），各车方向开关ka和kaa断开，两车之间电位器式钢轨r的电阻不变。

车载发信装置m+、电位器rp1、电位器式钢轨r、车载受信装置电位器rp1a和接地端组成一个完整的电位器系统，流经的电流随着该电位器系统总电阻阻值的变化而变化，由于其中的车载发信装置电位器rp1和车载受信装置电位器rp1a电阻阻值是不变的，因此电位器式钢轨r的电阻阻值直接影响总电位器的电阻阻值。

车载发信装置包含第一集电器1，电位器rp1，三极管vt1、限流电阻r2和三极管vt2组成的放大器，放大器基极电阻r1，延时计时器kt，延时计时器线圈放电电路二极管d1和电阻r3，报警指示发光二极管led1，方向开关ka的常开点和报警继电器ka1，见图1。当1#车距离2#车足够近时，调节rp1电位器的值，使得vt1和vt2组成的放大器处于触发导通状态，这时发光二极管led1得电发光，显示1#车与2#的距离已经小于1#车车载发信装置的设定值，延时计时器线圈kt得电吸合，其延时闭合触点kt闭合，若1#车仍向接近2#车方向运行，这时1#车的方向开关ka闭合，使得停车输出继电器线圈ka1吸合，原来串入1#车连锁走行允许条件的常闭点ka1（ka1为继电器，电气标示中其线圈和常闭点均可用ka1分别表示）断开，将导致1#车连锁走行条件不满足，1#车不能向接近2#车方向运行，而一旦1#车向远离2#车方向运行时，这时1#车的方向开关ka断开，即使延时闭合触点kt（kt为时间继电器，电气标示中其线圈和常闭点均可用kt分别表示）仍保持闭合状态，但停车输出继电器线圈ka1不能得电吸合，ka1常闭触点依然闭合，此时1#车连锁走行条件满足，只允许1#车向远离2#车方向运行。当1#车与2#车的距离超过设定值后，由于车载发信装置电位器rp1、电位器式钢轨r和车载受信装置电位器rp1a的总电阻变大，最终导致流经vt1基极的电流减小，直至vt1截止，这时vt1和vt2组成的放大器处于截止状态，发光二极管led1失电熄灭，显示1#车与2#车的距离已经超过1#车车载发信装置的设定值，延时计时器线圈kt失电释放，其延时闭合触点kt断开，ka1常闭触点依然闭合，连锁走行条件满足，允许1#车向任意方向运行。

同理，车载受信装置包含第二集电器2，电位器rp1a，三极管vt1a、限流电阻r2a和三极管vt2a组成的放大器，放大器基极电阻r1a，延时计时器kta，延时计时器线圈放电电路二极管d1a和电阻r3a，报警指示发光二极管led1a，方向开关kaa的常开点和报警继电器ka1a，见图2。当2#车距离1#车足够近时，调节rp1a电位器的值，使得vt1a和vt2a组成的放大器处于触发导通状态，这时发光二极管led1a得电导通，显示2#车与1#车的距离已经到达2#车车载受信装置的设定值，延时计时器线圈kta得电吸合，其延时闭合触点kta闭合，若2#车仍向接近1#车方向运行，这时2#车的方向开关kaa闭合，使得停车输出继电器线圈ka1a吸合，原来串入2#车连锁走行允许条件的常闭点ka1a断开，将导致2#车连锁走行条件不满足，2#车不能向接近1#车方向运行，而一旦2#车向原理1#车方向运行时，这时2#车的方向开关kaa断开，即使延时闭合触点kt仍保持闭合状态，但停车输出继电器线圈ka1a不能得电吸合，ka1a常闭触点依然闭合，此时2#车连锁走行条件满足，只允许2#车向原理1#车方向运行。当2#车与1#车的距离超过设定值后，由于车载发信装置电位器rp1、电位器式钢轨r和车载受信装置电位器rp1a的总电阻变大，最终导致流经vt1a基极的电流减小，直至vt1a截止，这时vt1a和vt2a组成的放大器处于截止状态，发光二极管led1a失电熄灭，显示2#车与1#车的距离已经超过2#车车载受信装置的设定值，延时计时器线圈kta失电释放，其延时闭合触点kta断开，ka1a常闭触点依然闭合，连锁走行条件满足，允许2#车向任意方向运行。

车载发信装置和车载受信装置的电气控制部分可以集成在操作面板内侧，其中控制电路中的电位器rp1，延时计时器kt和报警指示发光二极管led1（车载发信装置）在操作面板外部分别用于设置车载发信装置与车载受信装置报警触发距离、报警触发延时时间和显示报警。车载发信装置操作面板外观与工作原理同上。

工作过程：参照图1、2、3和4的原理分别设计和制造车载发信装置、车载受信装置、电位器式钢轨及操作面板。1#车上安装车载发信装置和相应的操作面板，2#车上安装车载受信装置和相应的操作面板；电位器式钢轨电阻率均匀，总电阻为r，总长度为l，沿机车运行方向安装，钢轨通过绝缘子与大地绝缘，用于连接各车车载发信装置和车载受信装置的集电器；操作面板上的led灯用于大车距离过近时的报警显示，电位计rp用于调节发信装置或受信装置的触发端电位，延时继电器kt用于调节连锁保护动作时间，避免信号误动作。

本例中车载发信装置和车载受信装置的供电电源m+和m-来自各自所在车辆的直流电源，其中m-接地，设电压为v。在要求1#车与2#车相距lx时在1#车上进行防撞保护和报警时，如图6所示，其钢上电阻应为，电位器总电阻为rp1++rp1a，流经其上的电流为v/(rp1++rp1a),设发信装置电位计电阻为r1x，该电阻可以通过控制面板上的电位器rp1进行调整，则发信装置vt1基极的电压为v*r1x/(rp1++rp1a)，则流经vt1基极的电流为v*r1x/r1*(rp1++rp1a)。在1#车与2#车距离为lx时，适当调节发信装置电位计rp1电阻r1x，使放大器处于触发导通状态，这时报警指示发光二极管led1得电发光，显示1#车与2#的距离已经小于1#车车载发信装置的设定值，延时计时器线圈kt得电吸合，其延时闭合触点kt闭合，若此时1#车仍向2#车靠近，如图7所示，这时1#车的方向开关ka闭合，使得停车输出继电器线圈ka1吸合，原来串入1#车连锁走行允许条件的常闭点ka1断开，将导致1#车连锁走行条件不满足，1#车不能向2#车接近，而一旦1#车向远离2#车方向运行时，这时1#车的方向开关ka断开，即使延时闭合触点kt仍保持闭合状态，但停车输出继电器线圈ka1不能得电吸合，ka1常闭触点依然闭合，此时1#车连锁走行条件满足，只允许1#车向原理2#车方向运行，如图8所示。当1#车与2#车的距离超过设定值后，由于车载发信装置电位器rp1、电位器式钢轨r和车载受信装置电位器rp1a的总电阻变大，最终导致流经vt1基极的电流减小，直至vt1截止，这时vt1和vt2组成的放大器处于截止状态，发光二极管led1失电熄灭，显示1#车与2#车的距离已经超过1#车车载发信装置的设定值，延时计时器线圈kt失电释放，其延时闭合触点kt断开，ka1常闭触点依然闭合，连锁走行条件满足，允许1#车向任意方向运行。

2#车进行防撞保护和报警的设置原理同上。

需要说明的是，上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上作出的等同替换或者替代，均属于本发明的保护范围。