专利名称：转辙机多功能智能测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种转辙机多功能智能测试仪。
背景技术：
目前，铁路部门在铁轨道岔上所使用的各种转辙机需要有一种能测试其综合性能及技术指标的仪器。专利号2093129公开了一种“便携式电动转辙机性能测试仪”它由8031主机电路分别与主机存储电路，描绘器接口及键盘显示接口电路，A/D转换电路相连接组成系统板。该测试仪虽然能完成转辙机的部分技术指标的测试，但由于存在下列一些问题，表现在单片机的存储空间小仅64K，不适宜多组数据采集；输出显示是数码管只能单项显示，分辨率低，人机界面不友好；输出装置是一个描绘器，只能打印曲线和表格；缺少和PC机通讯的接口不能进行数据分析；因此上述便携式电动转辙机性能测试仪尚不能完整综合显示分析数据，特别是列车提速使用的电液转辙机上道后，油压无法测试，造成转辙机的压力过大或过小的故障时有发生；另外尖轨的转换阻力在整个动作的过程中是呈非线性变化的，也无法测试。信号工只能凭经验、凭估计调整维修设备，造成了因调整不良的故障发生，从而影响行车安全。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能测试工作电压、工作电流、油压、转换阻力及转换时间等参数的转辙机多功能智能测试仪，能够记录测试过程中的64组道岔的所有实时数据；具有显示、打印、通讯及人机对话功能；可以实现交流直流电源两用、便携，确保转辙机工作的可靠性和方便性。
为了达到上述目的本实用新型的解决方案是一种转辙机多功能智能测试仪，包括金属机箱、机箱面板、测试传感器和由8031微处理器电路分别与存储器电路、A/D转换电路、接口电路相连接后组成的主机系统板，所述的A/D转换电路是一个8通道12Bit的高速串行数模转换器MAX186，其内部具有4.096V的基准电压，微处理器AT89C55的四个I/O口与之连接。A/D转换电路的前端接数据采集部分，所述的数据采集部分有直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、液压压力和转换力等六个模拟量输入接口；所述的电源部分是采用外接220V交流电和自带蓄电池两种装置供电，外接220V交流电接AC-DC适配器转换成0～12V直流电压，再接DC-DC转换模块输出0～5V、0～12V，在机箱侧面板的右下方有一个12V直流电源插座，该直流电源插座连接位于机箱内部的空腔位置的蓄电池，机箱内部也有DC-DC转换模块。其主机系统板上有键盘输入口P1.0～P1.3对应机箱主面板的右侧有2×2位触摸式按键，在机箱主面板的左侧有点阵图形液晶显示器，所述的点阵图形液晶显示器为200×320，液晶显示器控制器为SED1330。本实用新型的机箱内部采用模块结构，将模拟电路与数字电路隔离分开，机箱侧面板上有两个转换选择开关、和一个电源开关对应于主机系统板的A/D转换电路上的多个模拟量输入口的转换控制及电源部分；在主机系统板上还设有通用的并行接口，同样在机箱侧面板上也留有对应的位置。所述的接口是通用的EPP并行接口，嵌入式微型打印机接口也是一个标准的并行接口CENTRONICS。所述的8031微处理器电路是AT89C55单片机，数据总线为8位，设有32个可编程I/O口，该单片机外接振荡频率为33MHz的晶体振荡器，地址由74ALS573和GAL16V8提供。所述的主机系统板的存储器电路是一种闪烁存储器AT29C040A，其容量为512K字节，AT29C040A的地址线为A0～A18共19根，在硬件电路中将512K字节分成64个8KB的区间，即A0～A12为一组，由微处理器AT89C55相应的地址线提供，其寻址范围为8KB，A13～A18为一组，由微处理器AT89C55数据总线D0～D5经8D锁存器提供。
由于本实用新型设计了直流电流、电压、交流电流、电压、液压压力和转换力等六个模拟量输入接口，能够对现有的各种型号的转辙机进行参数测试，同时还可以测试转换时间；微处理器电路采用AT89C55单片机及AT29C040A存储器电路，且设计了512K字节的缓存容量，可根据电压值自动开始和结束测试过程，对每组道岔能记录最长15秒钟时间内的6种参数的动态变化过程；还能够完整记录测试过程中的64组道岔的所有实时数据，测满64组道岔后，仪器会自动覆盖最早测试的数据；本实用新型采用大屏幕点阵图形液晶显示器和系统软件windows界面菜单加方向键结合的人机交互方式，克服了现有技术数码管只能单项显示，分辨率低，人机界面不友好的缺陷；保证了在一屏显示同一功能的所有要显示的内容，无需翻页，操作简单；本实用新型自带嵌入式微型打印机，可以在测试现场打印测试结果；EPP通讯接口的设计，能利用PC机并行接口实现数据下载；轻巧的机箱外壳外接220V交流电接AC-DC适配器和自带蓄电池供电可灵活适应于野外工作环境。
图1为本实用新型的外形布置示意图；图2为本实用新型的主面板结构示意图；
图3为本实用新型的侧面板结构示意图；图4为本实用新型的系统原理方框图；图5为本实用新型的电气原理图；图6为本实用新型的电气原理续图；图7为本实用新型的主菜单界面图；图8为本实用新型的输入道岔参数界面图；图9为本实用新型的测试待命状态界面图；图10图3为本实用新型的正在测试界面图；图11为本实用新型的显示测试结果界面图；图12为本实用新型的打印测试结果界面图；图13为本实用新型的与微机通信界面图；图14为本实用新型的调整时间参数界面图；在附图1～6中1金属机箱；2机箱面板；3触摸式按键；4点阵图形液晶显示器；5-1转换选择开关；5-2转换选择开关；5-3电源开关；6并行接口位置；7直流电源插座；8嵌入式微型打印机；9模拟量输入端；U1微处理器电路； U2存储器电路；U3 A/D转换电路；U4时钟源；U5 EPP并行接口；U6直流电流；U7直流电压；U8交流电流；U9交流电压；U10液压压力；U11和转换力；U12 DC-DC转换模块。
具体实施方式
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以下结合附图用具体实施例对本实用新型做详细说明本实施例为一种ZC-3转辙机多功能智能测试仪，包括金属机箱1、机箱面板2、测试传感器和由8031微处理器电路分别与存储器电路、A/D转换电路、接口电路相连接后组成的主机系统板；所述的A/D转换电路U3是由一个8通道12Bit的高速串行数模转换器MAX186和16PIN组成，其内部具有4.096V的基准电压，微处理器AT89C55的四个I/O口与之连接，MAX186外接有电容C3、C4，其中C3的值为20PF，C4的值为4.7UF。A/D转换电路的前端接数据采集部分，该数据采集部分有直流电流U6、直流电压U7、交流电流U8、交流电压U9、液压压力U10和转换力U11等六个模拟量输入口；其中液压压力U10和转换力U11输入口接有由R5、R6、R7、R8组成的信号匹配电路，R5、R7均为50KΩ可调电阻，R6、R8阻值均为100KΩ。所述的主机系统板的存储器电路U2是一种闪烁存储器AT29C040A，其容量为512K字节，AT29C040A的地址线为A0～A18共19根，在硬件电路中将512K字节分成64个8KB的区间，即A0～A12为一组，由微处理器AT89C55相应的地址线提供，其寻址范围为8KB，A13～A18为一组，由微处理器AT89C55数据总线D0～D5经8D锁存器提供，6264为EPROM数据锁存器其上的电阻R9值为2KΩ。所述的8031微处理器电路U1是AT89C55单片机，数据总线为8位，设有32个可编程I/O口，该单片机外接由C1、C2和T1组成的振荡频率为33MHz的晶体振荡器，其中电容C1、C2的值均为33PF，晶体T1为11.069Hz；地址由74ALS573和GAL16V8提供，MAX813为复位信号发生器。其主机系统板的AT89C55上有键盘输入口P1.0～P1.3，R1、R2、R3、R4上偏电阻值均为10KΩ，对应机箱主面板的右侧有2×2位触摸式按键3，在机箱主面板的左侧有点阵图形液晶显示器4，所述的点阵图形液晶显示器4为200×320，液晶显示器控制器为SED1330，其时钟源U4由C5、C6、C7和AMD101D组成，电容C5、C6和C7的值均为0.1UF。该机箱内部采用模块结构，将模拟电路与数字电路隔离分开，机箱侧面板上有一个模拟量输入端9、两个转换选择开关5-1、5-2和一个电源开关5-3对应于主机系统板的A/D转换电路上的多个模拟量输入口的转换控制及电源部分，所述的电源部分是采用外接220V交流电和自带蓄电池两种装置供电，外接220V交流电接AC-DC适配器转换成0～12V直流电压，再接DC-DC转换模块输出0～5V、0～12V，在机箱侧面板的右下方有一个12V直流电源插座7，该直流电源插座连接位于机箱内部的空腔位置的蓄电池，机箱内部也有DC-DC转换模块12，该转换模块电路由串行时钟DS1505、3.6V锂电池、32KHz的晶体振荡器和十个0.1UF的电容组成。在主机系统板上还设有通用的EPP并行接口U5，同样在机箱侧面板上也留有对应的位置6，嵌入式微型打印机8接口也是一个标准的并行接口CENTRONICS。
操作说明本实施例开机后即会显示附图7界面。1至6子菜单分别代表各个功能模块，光标代表当前选中的子菜单。每按下一次增加键，光标下移一位，选中下一子菜单。
当选中子菜单1并按下确定键后，出现附图8界面，光标首先位于站参数的最高一位。利用右移键改变光标对应的位，利用增加键改变光标对应的位上的数字，按下确定键，光标移至道岔参数的最高位，输入当前的道岔参数。再按下确定键，光标移至测试人员代号参数最高位，输入当前测试人员代号；在按下确定键，光标移至“定”的位置，利用增加键改为“定”或“反”；再按下确定键。车站、道岔、测试人员代号、定/反位参数即输入完毕。
当选中子菜单2，并按下确定键后，出现附图9界面。仪器内部设置了测试动作自动开始和结束的门槛电压。当电压信号没有达到门槛电压设定值的时候，仪器处于测试待命状态，液晶屏幕出现上述界面按下取消键，仪器会进入菜单界面。
当测试的电压信号超过设定的门槛电压时，仪器进入测试状态，液晶屏幕出现附图10所示界面。当测试的电压信号低于设定的门槛电压时，仪器会自动跳出测试状态。
测试过程结束后，自动出现附图11界面。它将刚刚进行的测试过程的各种信息显示出来，方便现场测试。或者选中子菜单3，按下确定键，也会出现该界面。当您需要查询以前的测试结果时，可以先输入道岔及定反位参数，然后选择“显示测试结果”子菜单，按下确定键后，屏幕就会显示最新一次测试该道岔的数据。按下取消键，仪器会进入主菜单界面。
选择“打印测试结果”的子菜单，并按下确定键之后，出现附图12界面，表示仪器正在打印操作。
选择“连接微机并通信”的子菜单，并按下确定键之后，出现附图13界面，表示仪器已经准备好与微机进行通信。只要微机也准备就绪，通信立即开始。通信结束后，仪器自动跳出该界面，回到主菜单界面。
当选择了“调整时间参数”子菜单，并按下确定键之后，仪器进入调整时间参数状态，屏幕出现附图14界面。利用增加键和右移键可以更改进间参数，格式为年/月/日 时分。按下确定键后，仪器内部时钟就以该时间参数作为当前时刻，开始计时。按下取消键，仪器会进入主菜单界面。
步骤示范1、测试当前道岔(1)连接仪器的测试引线与转辙机的测试端。注意请认真对照测试引线上的标示，以免接错，否则会对仪器造成灾难性的后果；(2)打开测试仪的电源；(3)输入当前车站道岔编号、定/反位、测试人员代号；(4)如果发现当前时刻不准确，请进入“调整时间参数”子菜单界面中，修改成正确的时刻后，按确定键进入主菜单界面中；(5)进入“开始测试数据”子菜单中，仪器进入测试待命状态；(6)启动转辙机，仪器会自动开始测试，转辙机动作结束后，仪器自动结束测试过程，并显示此次测试的结果；(7)按取消键可以进入主菜单界面；
(8)如果需要打印此次测试结果，进入“打印测试结果”子菜单，并按下确定键后，仪器自带的微型打印机就会打印出次测试的结果，打印结束后，仪器自动回到主菜单界面。
这样，测试仪就完成了对当前道岔的一次测试。
2、查询以前的测试结果(1)输入要查询的转辙机的车站道岔编号，以及定/反位；(2)进入“显示测试结果”子菜单；(3)仪器会根据车站道岔编号以及定/反位参数调出该转辙机的测试数据，分析处理后将结果显示在液晶屏幕上；(4)按下取消键，回到主菜单界面；(5)如果您需要打印该道岔的测试结果，进入“打印测试结果”子菜单，并按下确定键后，仪器自带的微型打印机就会打印出该道岔的测试结果，打印结束后，仪器会自动回到主菜单界面。
这样，测试仪就完成了对某一道岔的测试结果的查询。
3、下载数据到PC机(1)在PC机的BIOS设置中，将外围设备设置/并行口方式设置为EPP1.7；(2)连接通信电缆(3)打开PC机的电源，运行通信程序commun.exe，并按照提示输入要存成的文件名；(4)打开测试仪，并进入“连接微机并通信”子菜单；(5)通信开始；(6)通信结束后，PC机的程序自动结束，测试仪自动跳出道主菜单界面。
这样就完成了仪器的数据下载。
权利要求1.一种转辙机多功能智能测试仪，包括金属机箱(1)、机箱面板(2)、测试传感器和由8031微处理器电路分别与存储器电路、A/D转换电路、接口电路相连接后组成的主机系统板，A/D转换电路的前端接数据采集部分及电源部分，其特征在于主机系统板上有键盘输入口P1.0～P1.3对应机箱主面板的右侧有2×2位触摸式按键(3)，在机箱主面板的左侧有点阵图形液晶显示器，该机箱内部采用模块结构，将模拟电路与数字电路隔离分开，机箱侧面板上有一个模拟量输入端(9)、两个转换选择开关(5-1)、(5-2)和一个电源开关(5-3)对应于主机系统板的A/D转换电路上的多个模拟量输入口的转换控制及电源部分，在主机系统板上还设有通用的并行接口，同样在机箱侧面板上也留有对应的位置(6)。
2.根据权利要求1所述的转辙机多功能智能测试仪，其特征在于所述的8031微处理器电路(U1)是AT89C55单片机，数据总线为8位，设有32个可编程I/O口，该单片机外接振荡频率为33MHz的晶体振荡器，地址由74ALS573和GAL16V8提供。
3.根据权利要求1所述的转辙机多功能智能测试仪，其特征在于所述的主机系统板的存储器电路(U2)是一种闪烁存储器AT29C040A，其容量为512K字节，AT29C040A的地址线为A0～A18共19根，在硬件电路中将512K字节分成64个8KB的区间，即A0～A12为一组，由微处理器AT89C55相应的地址线提供，其寻址范围为8KB，A13～A18为一组，由微处理器AT89C55数据总线D0～D5经8D锁存器提供。
4.根据权利要求1所述的转辙机多功能智能测试仪，其特征在于所述的A/D转换电路(U3)是由一个8通道12Bit的高速串行数模转换器MAX186和16PIN组成，其内部具有4.096V的基准电压，微处理器AT89C55的四个I/O口与之连接。
5.根据权利要求1所述的转辙机多功能智能测试仪，其特征在于所述的接口是通用的EPP并行接口(U5)，嵌入式微型打印机(8)接口也是一个标准的并行接口CENTRONICS。
6.根据权利要求1所述的转辙机多功能智能测试仪，其特征在于所述的点阵图形液晶显示器(4)为200×320，液晶显示器控制器为SED1330，其时钟源U4为AMD101D。
7.根据权利要求2或权利要求3或权利要求4或权利要求5或权利要求6所述的转辙机多功能智能测试仪，其特征在于所述的主机系统板的A/D转换电路前端的数据采集部分有直流电流(U6)、直流电压(U7)、交流电流(U8)、交流电压(U9)、液压压力(U10)和转换力(U11)等六个模拟量输入口。
8.根据权利要求2或权利要求3或权利要求4或权利要求5或权利要求6所述的转辙机多功能智能测试仪，其特征在于所述的电源部分是采用外接220V交流电和自带蓄电池两种装置供电，外接220V交流电接AC-DC适配器转换成0～12V直流电压，再接DC-DC转换模块输出0～6V、0～12V，在机箱侧面板的右下方有一个12V直流电源插座(7)，该直流电源插座连接位于机箱内部的空腔位置的蓄电池，机箱内部也有DC-DC转换模块(12)。
专利摘要本实用新型涉及一种转辙机多功能智能测试仪,包括金属机箱、机箱面板、测试传感器和由8031微处理器电路分别与存储器电路、A/D转换电路、接口电路相连接后组成的主机系统板,A/D转换电路的前端接数据采集部分及电源部分,由于本实用新型设计了直流电流、电压、交流电流、电压、液压压力和转换力等六个模拟量输入接口,能够对现有的各种型号的转辙机进行参数测试,同时还可根据电压值自动开始和结束测试过程,对每组道岔能记录最长15秒钟时间内的6种参数的动态变化过程和所有实时数据;本实用新型采用大屏幕液晶显示器和系统软件菜单加方向键结合的人机交互方式,克服了数码管只能单项显示,分辨率低,人机界面不友好的缺陷;保证了在一屏显示同一功能的所有要显示的内容,无需翻页,操作简单;本实用新型自带嵌入式微型打印机,可以在测试现场打印测试结果;EPP通讯接口的设计,能利用PC机并行接口实现数据下载;轻巧的机箱外壳外接220V交流电接AC－DC适配器和自带蓄电池供电可灵活适应于野外工作环境。
文档编号E01B7/00GK2517643SQ0125736
公开日2002年10月23日 申请日期2001年11月12日 优先权日2001年11月12日
发明者陈建译, 李军伟, 叶湘滨, 薛湘安, 刘浩宇 申请人:长沙铁路总公司郴州电务段