无线遥控机车自动限速装置制造方法
【专利摘要】本发明是关于一种无线遥控机车自动限速装置，包括：车速采集电路及电平转换电路；所述车速采集电路输入端与机车车速传感器的输出端相连，所述车速采集电路第一输出端与机车微机的车速输入端相连，同时所述车速采集电路的第二输出端与所述电平转换电路输入端相连；所述电平转换电路输出端与遥控系统机车控制器相连；所述车速采集电路接收机车车速传感器输出的车速频率信号，通过所述车速频率信号识别出机车车速值，当所述机车车速值大于等于规定阈值时经电平转换电路输出限速指令给遥控系统机车控制器，以便所述遥控系统机车控制器根据所述限速指令控制机车车速。本发明实现了遥控操作中对机车车速的自动限制。
【专利说明】无线遥控机车自动限速装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁路机车领域，特别是涉及无线遥控机车自动限速装置。
【背景技术】
[0002]目前，部分企业已采用无线遥控机车进行厂区内的铁路运输作业，无线遥控机车投入应用后，优化了机车捣调作业流程，通过将机车的移动由原先的车上司机操作，改为由地面操作人员通过遥控器遥控操作，解决了调乘组在作业过程中机车司机视线不佳、地面人员与车上人员之间联系不畅等问题。
[0003]由于大多企业内部铁路运行范围小，且沿线设备、人员密集，这就要求机车在遥控操作中，车速不能过快，车速过快则对生产安全存在一定的危险性。而目前，位于遥控器上的调速手柄的设置与司机室内机车司机控制器调速手柄的设置完全一致，都具有“O、1、降、保、升”五个位置，机车无论是在遥控模式还是在机控模式下操作，对机车微机来说均相同，无法进行限速。
[0004]因此，为保证行车安全，需要对无线遥控机车在遥控操作下的速度进行限制。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提供一种无线遥控机车自动限速装置，所要解决的技术问题包括:在遥控操作中对无线遥控机车速度进行自动限制。
[0006]本发明的目的及解决其技术问题可采用以下的技术方案来实现。
[0007]依据本发明提出的一种无线遥控机车自动限速装置，安装于机车遥控系统中的机车车速传感器和机车微机之间，并与遥控系统机车控制器相连，所述自动限速装置包括:车速采集电路及电平转换电路；
[0008]所述车速采集电路输入端与机车车速传感器的输出端相连，所述车速采集电路第一输出端与机车微机的车速输入端相连，输出车速频率信号给所述机车微机，同时所述车速采集电路的第二输出端与电平转换电路输入端相连；
[0009]所述电平转换电路输出端与遥控系统机车控制器相连；
[0010]所述车速采集电路接收机车车速传感器输出的车速频率信号，通过所述车速频率信号识别出机车车速值，当所述机车车速值大于等于规定阈值时经电平转换电路输出限速指令给遥控系统机车控制器，以便所述遥控系统机车控制器根据所述限速指令限制机车车速。
[0011]较佳的，前述的无线遥控机车自动限速装置，其中所述车速采集电路包括:光耦(PCl)和单片机(Ul)；
[0012]所述光耦(PCl)的阴极与机车车速传感器输出端连接，光耦(PCl)的阳极与机车微机的车速输入端连接；
[0013]光耦(PCl)的集电极通过电阻(Rl)与电源(VCC)相连，同时光耦(PCl)的集电极与单片机(UI)外部计数器输入端(Tl)相连，光耦(PCl)的发射级接地。[0014]较佳的，前述的无线遥控机车自动限速装置，其中所述单片机(Ul)通过异步串口UART与电平转换电路异步串口 UART相连。
[0015]较佳的，前述的无线遥控机车自动限速装置，其中所述通过所述车速频率信号识别出机车车速值，进一步包括:
[0016]车速采集电路获取机车车速传感器发送的脉冲信号；
[0017]车速采集电路根据所述脉冲进行计数，一个统计周期内的计数值记为η ；
[0018]计算机车车速值V = η/18，其中，所述一个统计周期为Is。
[0019]较佳的，前述的无线遥控机车自动限速装置，其中所述通过所述车速频率信号识别出机车车速值，进一步包括:
[0020]自动限速装置中的光耦(PCl)获取机车车速传感器发送的脉冲信号；
[0021]光I禹(PCl)内部的发光二极管点亮,使光I禹(PCl)内部的光敏三极管导通，由于电阻(Rl)的存在，单片机(Ul)的外部计数器输入端(Tl)被拉至低电平，待脉冲信号消失则Tl恢复高电平，实现一次计数过程；
[0022]单片机(Ul)对单片机(Ul)的外部计数器输入端(Tl)的脉冲在一个统计周期内进行连续计数，一个统计周期内的计数值为η ；
[0023]计算机车车速值V = η/18，其中，所述一个统计周期为Is。
[0024]较佳的，前述的无线遥控机车自动限速装置，其中所述规定阈值为15Km/h。
[0025]较佳的，前述的无线遥控机车自动限速装置，其中所述限速指令包括:
[0026]调速回零位；或
[0027]调速回零位和输出限速制动压力。
[0028]较佳的，前述的无线遥控机车自动限速装置，其中所述限速制动压力为150kPa。
[0029]较佳的，前述的无线遥控机车自动限速装置，其中所述电平转换电路为UART-RS232电平转换电路。
[0030]借由上述技术方案，本发明的无线遥控机车自动限速装置至少具有下列优点以及有益效果:
[0031 ] 本发明无线遥控机车自动限速装置通过与机车车速传感器连接采集车速，当识别出车速达到或超过规定阈值时通过与遥控系统机车控制器连接输出限速指令给遥控系统机车控制器，实现了机车车速的自动限制。
[0032]综上所述，本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极技术效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
[0033]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合说明书附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为本发明的无线遥控机车自动限速装置与机车遥控系统中各装置连接关系示意图；
[0035]图2为本发明的无线遥控机车自动限速装置电路结构示意图。【具体实施方式】
[0036]为更进一步阐述本发明，为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图以及较佳实施例，对依据本发明提出的无线遥控机车自动限速装置其【具体实施方式】、结构及特征，详细说明如后。
[0037]本实施例提供一种无线遥控机车自动限速装置，参见图1，为所述无线遥控机车自动限速装置与机车遥控系统中各装置连接关系示意图，所述机车遥控系统中包括:遥控系统机车控制器10、机车微机11、机车司机控制器12及遥控系统制动机13、机车车速传感器14。所述无线遥控机车自动限速装置15 (以下简称自动限速装置15)安装于机车车速传感器14和机车微机11之间，并与遥控系统机车控制器10相连。机车微机11需要机车车速传感器14发送的车速频率信号作为机车控制条件。自动限速装置15安装于机车车速传感器14和机车微机11之间，用于采集车速频率信号，并且不影响机车微机11的正常工作，也就是自动限速装置15输出给所述机车微机11的机车车速传感器14发送的车速频率信号。在遥控模式下，所述自动限速装置15获取机车车速传感器14发送的车速频率信号，所述自动限速装置15通过所述车速频率信号识别出机车车速值，当机车车速值大于等于规定阈值时发送限速指令给遥控系统机车控制器10，其中，一种实施例当机车车速值等于规定阈值时发送第一限速指令给遥控系统机车控制器10，例如机车车速达到15Km/h时，发送调速回零位指令；当机车车速大于所述规定阈值时发送第二限速指令给遥控系统机车控制器10，例如机车车速大于15Km/h时，发送调速回零位和输出限速制动压力指令。可以理解的是，当机车车速小于15Km/h时，不需发送任何限速指令。所述遥控系统机车控制器10接收到限速指令后实施对机车车速的限制，例如可通过机车微机11及遥控系统制动机13实现对机车速度的限制，具体可以为，当遥控系统机车控制器10接收到调速回零位指令后，通过机车微机11使机车柴油机惰转，机车不再加速；当遥控系统机车控制器10接收到调速回零位及输出限速制动压力指令后，通过机车微机11使机车柴油机惰转，同时通过遥控系统制动机13输出限速制动压力，使机车减速。
[0038]通过上面的描述可知，本实施例在机车处于遥控操纵模式下，一旦速度达到自动限速装置的规定阈值，即15Km/h，则无论遥控器上面的调速手柄处于何种位置，机车调速均自动回零位；若由于惯性原因机车速度继续上升超过15Km/h，则自动限速装置使遥控系统制动机自动输出限速制动压力，使机车减速；速度减至15Km/h时，自动限速装置使机车制动压力自动缓解至O ;继续减速至15Km/h以下时，自动限速装置解除控制，机车恢复完全遥控操作，从而实现无线遥控机车车速的自动限制。
[0039]参见图2，为本实施例自动限速装置15电路结构示意图，所述自动限速装置15包括:车速采集电路151及电平转换电路152 ；
[0040]下面参照图1及图2对本实施例无线遥控机车自动限速装置结构及连接关系进行介绍。
[0041]如图2中所示，所述车速采集电路151输入端与机车车速传感器14的输出端相连，所述车速米集电路151第一输出端与机车微机11的车速输入端相连，通过第一输出端输出车速频率信号给所述机车微机，同时所述车速采集电路151的第二输出端与所述电平转换电路152输入端相连。所述车速采集电路151接收机车车速传感器14输出的车速频率信号，根据所述车速频率信号计算出机车车速值，根据所述机车车速值大小确定是否输出限速指令，其中所述限速指令经所述电平转换电路152输出给遥控系统机车控制器10。
[0042]其中，所述车速采集电路151包括:光耦PCl和单片机Ul ;其中，光耦PCl的阴极与机车车速传感器14输出端连接，光耦PCl的阳极(上面所述的车速采集电路151的第一输出端)与机车微机11的车速输入端连接，输出车速频率信号给所述机车微机，所述车速频率信号由机车车速传感器14发送。光耦PCl的集电极通过电阻Rl与电源VCC相连，同时光耦PCl的集电极与单片机Ul外部计数器输入端Tl相连，光耦PCl的发射级接地。所述单片机Ul通过异步串口(UART，即上面所述的车速采集电路151的第二输出端)与电平转换电路152异步串口(UART)相连。
[0043]所述电平转换电路152输出端与遥控系统机车控制器10相连，如图2中所示，所述电平转换电路152可以为UART-RS232电平转换电路。
[0044]其中，本实施例所述根据车速频率信号计算出机车车速值的方法包括但不限于:机车车速传感器14输出车速频率信号，具体表现为发送脉冲给车速采集电路151，车速采集电路151根据所述脉冲进行计数，一个统计周期(Is)内的计数值记为n，计算所述车速值V = η/18 (V为车速，单位为km/h)。
[0045]可以理解的是，本实施例以Is作为一个统计周期，所述统计周期可根据需要进行调整，相应的计算车速值时取不同的分子来计算。
[0046]其中，一种具体实施例机车车速传感器14发送脉冲信号给车速采集电路151中的光耦PC1，光耦PCl内部的发光二极管点亮，使光耦PCl内部的光敏三极管导通，由于电阻Rl的存在，单片机Ul的外部计数器输入端Tl被拉至低电平，待脉冲信号消失则Tl恢复高电平，实现一次计数过程。单片机Ul对Tl端的脉冲在Is内进行连续计数，Is内的计数值设为η,通过计算式V = η/18实现机车车速V的采集。
[0047]所述限速指令包括但不限于以下几种情况:
[0048]采集的车速V = 15Km/h,则发送的限速指令为“调速零”;或
[0049]采集的车速V>15Km/h，则发送的限速指令为“调速零”和“输出限速制动压力”，其中“制动所述限速制动压力可以为150kPa ;或
[0050]采集的车速若V〈15Km/h，则不发送限速指令。
[0051]下面参照图1及图2对本实施例所述无线遥控机车自动限速装置工作原理进行说明。
[0052]机车车速传感器14输出车速频率信号，具体为发送脉冲给自动限速装置15中的光耦PC1，光耦PCl内部的发光二极管点亮，使光耦PCl内部的光敏三极管导通，由于电阻Rl的存在，单片机Ul的外部计数器输入端Tl被拉至低电平，待脉冲信号消失则Tl恢复高电平，实现一次计数过程。单片机Ul对Tl端的脉冲在Is内进行连续计数，Is内的计数值设为n，通过计算式V = η/18实现机车车速V的采集，判断所采集的机车车速值是否达到规定阈值15Km/h，并通过异步串口(UART)发送相应限速指令，具体发送的限速指令包括但不限于:若机车车速值V = 15Km/h，则发送的限速指令为“调速零”;若V>15Km/h，则发送的限速指令为“调速零”和“制动150kPa”;若V〈15Km/h，则不发送任何命令。单片机Ul的UART接口与电平转换电路152的UART端相连，限速指令最终通过电平转换电路152的RS232串口发送至遥控系统机车控制器10。
[0053]本发明无线遥控机车自动限速装置通过与机车车速传感器连接采集车速，当识别出车速达到或超过规定阈值时通过与遥控系统机车控制器连接输出限速指令给遥控系统机车控制器，实现机车车速的自动限制。
[0054]以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明的技术，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种无线遥控机车自动限速装置，其特征在于，安装于机车遥控系统中的机车车速传感器和机车微机之间，并与遥控系统机车控制器相连，所述自动限速装置包括:车速采集电路及电平转换电路； 所述车速采集电路输入端与机车车速传感器的输出端相连，所述车速采集电路第一输出端与机车微机的车速输入端相连，输出车速频率信号给所述机车微机，同时所述车速采集电路的第二输出端与电平转换电路输入端相连； 所述电平转换电路输出端与遥控系统机车控制器相连； 所述车速采集电路接收机车车速传感器输出的车速频率信号，通过所述车速频率信号识别出机车车速值，当所述机车车速值大于等于规定阈值时经电平转换电路输出限速指令给遥控系统机车控制器，以便所述遥控系统机车控制器根据所述限速指令限制机车车速。
2.如权利要求1所述的无线遥控机车自动限速装置，其特征在于，所述车速采集电路包括:光耦(PCl)和单片机(Ul)； 所述光耦(PCl)的阴极与机车车速传感器输出端连接，光耦(PCl)的阳极与机车微机的车速输入端连接； 光耦(PCl)的集电极通过电阻(Rl)与电源(VCC)相连，同时光耦(PCl)的集电极与单片机(UI)外部计数器输入端(Tl)相连，光耦(PCl)的发射级接地。
3.如权利要求2所述的无线遥控机车自动限速装置，其特征在于，所述单片机(Ul)通过异步串口 UART与电平转换电路异步串口 UART相连。
4.如权利要求1所述的无线遥控机车自动限速装置，其特征在于，所述通过所述车速频率信号识别出机车车速值，进一步包括: 车速采集电路获取机车车速传感器发送的脉冲信号； 车速采集电路根据所述脉冲进行计数，一个统计周期内的计数值记为η ； 计算机车车速值V = η/18，其中，所述一个统计周期为Is。
5.如权利要求2所述的无线遥控机车自动限速装置，其特征在于，所述通过所述车速频率信号识别出机车车速值，进一步包括: 自动限速装置中的光耦(PCi)获取机车车速传感器发送的脉冲信号； 光耦(PCl)内部的发光二极管点亮，使光耦(PCl)内部的光敏三极管导通，由于电阻(Rl)的存在，单片机(Ul)的外部计数器输入端(Tl)被拉至低电平，待脉冲信号消失则Tl恢复高电平，实现一次计数过程； 单片机(UI)对单片机(Ul)的外部计数器输入端(Tl)的脉冲在一个统计周期内进行连续计数，一个统计周期内的计数值为η ； 计算机车车速值V = η/18，其中，所述一个统计周期为Is。
6.如权利要求1所述的无线遥控机车自动限速装置，其特征在于，所述规定阈值为15Km/h。
7.如权利要求1所 述的无线遥控机车自动限速装置，其特征在于，所述限速指令包括: 调速回零位；或 调速回零位和输出限速制动压力。
8.如权利要求7所述的无线遥控机车自动限速装置，其特征在于，所述限速制动压力为 150kPa。
9.如权利要求1所述的无线遥控机车自动限速装置，其特征在于，所述电平转换电路为UART-RS232电 平转换电路。
【文档编号】B61C17/12GK103963790SQ201410192403
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】蒋秋林, 陈先祥, 朱文胜, 金保柱, 牛德雄, 李佳状, 常界华, 成泳生, 程俊, 陶谦 申请人:武汉钢铁(集团)公司