专利名称：城轨车辆回送装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种列车之间的控制装置，更具体地说是指一种城轨车辆的回送
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背景技术：
城市轨道交通车辆在车辆厂建造组装完毕并通过基本的静态和动态后，需要将车辆交付地铁用户进行现场的试验和运用。如何将地铁车辆高效快捷的运输到用户现场，通常采用不同的方式，一种采用汽车运输，需要将车辆解编并将车辆转向架和车体拆解，运输效率低，成本高；另一种方式通过车辆厂与成网的既有铁路线路，通过牵引机车将城轨车辆编组或多组编组同时将车辆运输到用户现场，运输效率高、方便快捷、成本低。前者完全是物流意义上的货物运输方式，而后者需要牵引机车与地铁车辆有效的技术接口，牵引机车提供有效的牵引力，城轨车辆编组作为无动力车辆，保证城轨车辆的无动力运输回送，同时在机车制动时，需要运输的城轨车辆施加基本相同的减速度，保证编组车辆的有效制动能力同时避免冲动，由于牵引机车与城轨车辆制动系统的不同，需要机车制动机的接口与车辆接口的配合和转换，才能实现运输回送到用户现场过程中的制动力同步控制。因而需要配套的制动回送装置实现该功能。为了实现上述的接口结构，研究人员提出了各种不同的技术方案，其中公开号为CN201151416，实用新型名称为“地铁列车回送装置”的中国实用新型专利，该装置组成包括空电转换器、脉宽调制器，空电转换器的压力输入端口通过气管与铁路列车列车管连接，空电转换器的电流信号输出端与脉宽调制器的电流信号输入端电连接，脉宽调制器的脉宽调制信号输出端与地铁车辆制动控制电子单元的脉宽调制信号输入端电连接，脉宽调制器的制动信号输出端与地铁车辆制动控制电子单元的制动信号输入端电连接。空电转换器将机车制动时发出的列车管空气减压信号变为电信号，然后在脉宽调制器中将该电信号调制为地铁车辆制动控制电子单元能够接收的脉宽调制信号，实现机车与地铁车辆的同步制动与缓解。目前，地铁车辆接口分为三线编码信号与脉宽调制信号，以上专利所述的装置仅适用于脉宽调制信号接口的地铁车辆，而不能适用于其它的地铁车辆接口，实现并不灵活；并且其本身结构功能过于简单，转换输出的信号并不精确。
实用新型内容本实用新型就是基于上述现有技术中的缺陷，提出了一种能够适用于不同接口的回送装置，本实用新型的另一个实用新型目的在于提供一种能够提供精确输出信号并设置灵活的回送装置。为了实现上述的实用新型目的，本实用新型采用如下的技术方案—种城轨车辆回送装置，该装置设置在牵引机车列车管以及城轨车辆制动控制装置之间，所述的回送装置包括[0008]信号采集处理模块，该模块与列车管连接的用于采集列车管的压力信号，同时转换该压力信号形式以及通过预设程序处理所采集的信号，产生控制信号传输到所述的制动控制装置；信号输送模块，该模块与信号采集处理模块连接，并能够将所述信号采集处理模块生成的控制信号转换为至少两种所述制动控制装置能够识别的信号传输至所述制动控制装置；电源转换模块，该模块包括向制动控制装置转换电源幅值以及传输电源形式的模 块，该电源转换模块还为所述回送装置内的其它模块提供电量。另外，为了保证用户与回送装置进行数据交互。所述的回送装置还包括用于显示所述装置内参数并进行交互操作的人机接口模块，该人机接口模块与所述的信号采集处理模块连接。而且，所述的人机接口模块至少包括用于对整个回送装置进行设置的输入设置模块以及用于显示整个车辆回送装置参数的显示输出模块。进一步地，所述的信号采集处理模块包括直接与所述列车管连接的用于采集压力信号的压力采集模块，与该压力采集模块连接的用于调整信号的信号调理模块，以及与该信号调理模块连接用于处理信号的微处理器。更进一步地，所述的信号输送模块包括PWM控制模块以及三线编码控制模块，所述的PWM控制模块以及三线编码控制模块分别通过各自的指令线路和/或地址线路与所述的制动控制装置连通。所述的PWM控制模块至少通过制动指令传输线、制动PWM指令传输线以及制动PWM指令地址传输线与所述的制动控制装置连通；所述的三线编码控制模块至少通过制动指令传输线，制动指令编码I传输线，制动指令编码2传输线以及制动指令编码3传输线与所述的制动控制装置连通。并且，所述的电源转换模块包括用于变换电源的电源变换模块，该电源变换模块与所述的制动控制装置通过手动控制开关连接。所述的手动控制开关内至少设置有控制电源变换模块开闭的手动开关以及控制制动控制装置开闭制动功能的手动开关。在所述回送装置中还设置有改变回送模式的客车位/货车位二位选择开关，在客车位的制动管定压为600kpa，制动管最大有效减压量为170kpa ;在货车位的制动管定压为500kpa，制动管最大有效减压量为140kpa。通过采用上述的技术方案，本实用新型提供了一种能够适用于不同接口的回送装置，还进一步提供了精确输出信号并设置灵活的回送装置。
图I中显示的是本实用新型回送装置的连接机构示意图；图2中显示的是定压600kpa，当输出模式设置为“6N”时，回送装置中压力转换的制动特性；图3中显示的是定压600kpa，当输出模式设置为“6N”时，回送装置中压力转换的缓解特性；图4中显示的是定压500kpa，当输出模式设置为“6N”时，回送装置压力转换中的制动特性。附图中各标记所代表的组件名称说明如下[0022]I列车管2城轨车辆制动控制装置3回送装置31压力采集模块32信号调理模块 33微处理器34人机接口模块35PWM控制模块36三线编码控制模块37电源变换模块38手动控制开关
具体实施方式
本实用新型在于提供一种能够适用于不同接口的回送装置，还进一步提供了精确输出信号并设置灵活的回送装置。下面结合本实用新型的附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细的说明。 如图I中所示的是本实用新型的回送装置的连接结构示意图。在图中显示本实用新型的城轨车辆回送装置3设置在牵引机车列车管I以及城轨车辆制动控制装置2之间，所述的回送装置3包括信号采集处理模块，该模块与列车管连接的用于采集列车管的压力信号，同时转换该压力信号形式以及通过预设程序处理所采集的信号，产生控制信号传输到所述的制动控制装置；信号输送模块，该模块与信号采集处理模块连接，并能够将所述信号采集处理模块生成的控制信号转换为至少两种所述制动控制装置能够识别的信号传输至所述制动控制装置；电源转换模块，该模块包括向制动控制装置转换电源幅值以及传输电源形式的模块，该电源转换模块还为所述回送装置内的其它模块提供电量。另外，为了保证用户与回送装置3进行数据交互。所述的回送装置3还包括用于显示所述装置内参数并进行交互操作的人机接口模块34，该人机接口模块34与所述的信号采集处理模块连接。而且，所述的人机接口模块34至少包括用于对整个回送装置进行设置的输入设置模块以及用于显示整个车辆回送装置参数的显示输出模块。进一步地，所述的信号采集处理模块包括直接与所述列车管连接的用于采集压力信号的压力采集模块31，与该压力采集模块31连接的用于调整信号的信号调理模块32，以及与该信号调理模块32连接用于处理信号的微处理器33。更进一步地，所述的信号输送模块包括PWM控制模块35以及三线编码控制模块36，所述的PWM控制模块35以及三线编码控制模块36分别通过各自的指令线路和/或地址线路与所述的制动控制装置连通。在本实施例中，所述的PWM控制模块35通过制动指令传输线、制动PWM指令传输线以及制动PWM指令地址传输线与所述的制动控制装置连通；所述的三线编码控制模块36至少通过制动指令传输线，制动指令编码I传输线，制动指令编码2传输线以及制动指令编码3传输线与所述的制动控制装置连通。并且，所述的电源转换模块包括用于变换电源的电源变换模块37，该电源变换模块37与所述的制动控制装置2通过手动控制开关38连接。所述的手动控制开关38内至少设置有控制电源变换模块开闭的手动开关以及控制制动控制装置开闭制动功能的手动开关。在所述回送装置3中还设置有改变回送模式的客车位/货车位二位选择开关，在客车位的制动管定压为600kpa，制动管最大有效减压量为170kpa ;在货车位的制动管定压为500kpa，制动管最大有效减压量为140kpa。上面具体说明了本实用新型所采用的回送装置的具体结构，下面将进一步说明采用这种回送装置的工作方法。[0034]本实用新型城轨车辆回送装置首先通过压力传感器将列车管内的空气压力信号转化为电压信号，然后通过装置内的微处理器对该信号进行计算和处理，转变成对应不同制动指令的制动指令编码信号输出至各地铁、城轨车辆制动控制装置控制车辆实施制动或缓解动作。为了考虑城轨车辆回送装置的通用性，在制动指令输出方面，回送装置内部设置了三线编码指令及PWM指令输出方式，以便回送接受不同制动指令的地铁或城轨车辆。目前机车列车管压力有500kPa和600kPa两种定压方式，虽然定压不同，但自动式制动机都是通过列车管的减压量对制动阀进行压力的阶段控制，列车管增压时一次性缓解。当定压为500kPa时机车最小减压量为40kPa，对应的最大有效减压量为140kPa ;当定压为600kPa时机车最小减压量为50kPa，对应的最大有效减压量为170kPa。这也就是在回送装置上设置后客车位/货车位转换开关的原因。车辆回送时，由于回送车辆的空压机不能工作，其所需风源必须由铁路机车车辆提供，回送车辆的总风管通过单向阀与铁路机车车辆的列车制动管相连，当联挂双管供风的机车车辆时，回送车辆的总风管可以直接与铁路机车车辆总风管相连。回送装置可以适应500kPa定压的货运机车车辆或600kPa定压的客运机车车辆，车辆制动、缓解模式采用阶段制动、一次缓解模式。由于地铁车辆的最大制动率较高，所以在回送时，城轨车辆回送装置需要对最大制动率进行限制，以便使回送车辆与铁路机车车辆能有基本一致的制动率，以保证回送安全和规定的制动距离。同时，需要给回送车辆制动控制系统提供IlOV控制电源，制动控制单元可以进行正常的空气制动控制和防滑控制。更具体地说，回送装置人机接口具有设置与显示功能。通过手动控制开关可以进行客/货车位、最小减压量、最大输出制动级位设置。通过人机交互可以显示制动指令、最大减压量设置值、最大输出制动级位设置值、PWM输出、列车管实时定压、制动指令自检、PWM自检、系统自诊断状态等信息。同时，具有电源指示，系统正常指示，系统故障指示，显示信息切换指示功能。在回送装置里设有控制最大制动减速度输出，通过它选择PWM制动编码或三线制动编码输出的最大输出制动级位是4N还是5N或6N。地铁车辆制动级别根据机车制动管有效减压量的大小线性对应于最大常用制动的O 100%。为避免城轨、地铁车辆自动施加紧急制动而造成地铁车辆损坏，回送装置设有紧急环路旁路功能。下面进一步距离说明本实用新型回送装置的工作特性。输入模式设定为“客车位”，最大有效减压量为170kPa，假定输出模式设置为“6N”，制动最小减压量Ar设置为“60kPa”，制动后一次缓解列车管所需最大增压量Λ h设置为“30kPa”。并假设定压稳定，则回送装置的压力转换中制动和缓解特性分别如图2、3如示。对图2所表示的回送装置中压力转换中制动特性详细描述如下当输入到回送装置的制动管压力从600kPa逐渐减少，回送装置对应的制动指令硬线输出依据压力的减少从缓解位开始变化直至6N位，各制动指令的变化为阶段制动。在列车管的压力由定压开始逐渐下降，在减压量达到设定的最小减压量之前，制动指令硬线输出为0，被回送车辆处于非制动状态。减压量一旦达到设定的最小减压量，制动指令硬线输出跳变为1，被回送车辆开始进入制动状态。当列车管的压力继续降低，其值每降到一个设定的阈值，制动指令发生一级变化。当列车管有效减压量到达最大有效减压量后，输出制动指令值不再增加，维持最大制动指令输出。对图3所表示的回送装置中压力转换中缓解特性详细描述如下当列车实施阶段制动后，如果列车管内的压力减小到某一值后，管内的压力又开始逐渐增大，系统记住该压力值(如图3中的A点)，并计算出与该压力值相对应制动级位指令，以低一级制动级位指令跳变至该制动级位指令时刻相对应的压力值(如图3中的B点)为增压起点，当回送装置一旦检测到压力增大量大于Ah，就改变制动指令输出，将制动指令输出变为0，发送非制动缓解指令给回送车辆，从而使回送车辆一次缓解。以上对回送装置中压力转换特性的描述，均假定列车管的定压为恒定值，没有波动。而实际情况并非如此。例如当列车管的理论定压为600kPa时，实际定压可能在580-620kPa之间波动。为了减小定压对回送装置中压力转换中制动特性造成的不利影响，在回送装置的软件设计中依据自动式空气制动机设计了实时追踪定压算法，追踪每次由缓 解进入制动前的最新定压。在寻找出实际定压后，再按照如图3所示的压力转换特性，发送制动指令给回送装置。输入模式设定为“货车位”，则最大有效减压量为140kPa，制动最小减压量Ar设置为“60kPa”，制动后一次缓解列车管所需最大增压量Ah设置为“30kPa”。当输出模式设置为“6N”时，回送装置的压力转换中制动特性如图4如示。当回送模式设定为“货车位”时，相对于“客车位”除最大有效减压量由170kPa变为140kPa及定压由600kPa变为500kPa外，回送装置中压力转换中制动、缓解特性与输入模式设定为“客车位”位时相同。在此不再作详细描述。本实用新型的技术效果是考虑了城轨车辆回送装置的通用性。在制动指令输出方面，回送装置内部设置了三线编码指令及PWM指令输出方式，以便回送接受不同制动指令的地铁或城轨车辆。通过手动控制开关可以进行客/货车位、最小减压量、最大输出制动级位设置，以便适用于不同的铁路机车进行回送。通过人机交互可以显示制动指令、最大减压量设置值、最大输出制动级位设置值、PWM输出、列车管实时定压、制动指令自检、PWM自检、系统自诊断状态等信息。同时，具有电源指示，系统正常指示，系统故障指示，显示信息切换指示功能。为避免城轨、地铁车辆自动施加紧急制动而造成地铁车辆损坏，回送装置设置了紧急环路旁路功能。通过采用上述的技术方案，本实用新型提供了一种能够适用于不同接口的回送装置，还进一步提供了精确输出信号并设置灵活的回送装置。另外，本实用新型的保护范围并不局限于上述具体实施方式
中所公开的具体实施例，而是只要满足本实用新型权利要求中技术特征的组合就落入了本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种城轨车辆回送装置，该装置设置在牵引机车列车管以及城轨车辆制动控制装置之间，其特征在于，所述的回送装置包括 信号采集处理模块，该模块与列车管连接的用于采集列车管的压力信号，同时转换该压力信号形式以及通过预设程序处理所采集的信号，产生控制信号传输到所述的制动控制装置； 信号输送模块，该模块与信号采集处理模块连接，并能够将所述信号采集处理模块生成的控制信号转换为至少两种所述制动控制装置能够识别的信号传输至所述制动控制装置； 电源转换模块，该模块包括向制动控制装置转换电源幅值以及传输电源形式的模块，该电源转换模块还为所述回送装置内的其它模块提供电量。
2.根据权利要求I所述的城轨车辆回送装置，其特征在于，所述的回送装置还包括用于显示所述装置内参数并进行交互操作的人机接口模块，该人机接口模块与所述的信号采集处理模块连接。
3.根据权利要求2所述的城轨车辆回送装置，其特征在于，所述的人机接口模块至少包括用于对整个回送装置进行设置的输入设置模块以及用于显示整个车辆回送装置参数的显不输出模块。
4.根据权利要求1、2或3所述的城轨车辆回送装置，其特征在于，所述的信号采集处理模块包括直接与所述列车管连接的用于采集压力信号的压力采集模块，与该压力采集模块连接的用于调整信号的信号调理模块，以及与该信号调理模块连接用于处理信号的微处理器。
5.根据权利要求1、2或3所述的城轨车辆回送装置，其特征在于，所述的信号输送模块包括PWM控制模块以及三线编码控制模块，所述的PWM控制模块以及三线编码控制模块分别通过各自的指令线路和/或地址线路与所述的制动控制装置连通。
6.根据权利要求5所述的城轨车辆回送装置，其特征在于，所述的PWM控制模块至少通过制动指令传输线、制动PWM指令传输线以及制动PWM指令地址传输线与所述的制动控制装置连通；所述的三线编码控制模块至少通过制动指令传输线，制动指令编码I传输线，制动指令编码2传输线以及制动指令编码3传输线与所述的制动控制装置连通。
7.根据权利要求I、2或3所述的城轨车辆回送装置，其特征在于，所述的电源转换模块包括用于变换电源的电源变换模块，该电源变换模块与所述的制动控制装置通过手动控制开关连接。
8.根据权利要求7所述的城轨车辆回送装置，其特征在于，所述的手动控制开关内至少设置有控制电源变换模块开闭的手动开关以及控制制动控制装置开闭制动功能的手动开关。
9.根据权利要求I所述的城轨车辆回送装置，其特征在于，在所述回送装置中还设置有改变回送模式的客车位/货车位二位选择开关，在客车位的制动管定压为600kpa，制动管最大有效减压量为170kpa ;在货车位的制动管定压为500kpa，制动管最大有效减压量为140kpa。
专利摘要本实用新型涉及一种列车之间的控制装置，更具体地说是指一种城轨车辆的回送装置。该回送装置设置在牵引机车列车管以及城轨车辆制动控制装置之间，所述的回送装置包括信号采集处理模块，信号输送模块，电源转换模块等必要的模块。通过采用上述的技术方案，本实用新型提供了一种能够适用于不同接口的回送装置，还进一步提供了精确输出信号并设置灵活的回送装置。
文档编号B61L23/00GK202378912SQ20122000828
公开日2012年8月15日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者孟红芳, 曹红发, 林荣文, 樊贵新, 王新海 申请人:中国铁道科学研究院机车车辆研究所, 北京纵横机电技术开发公司