车挡防撞预警装置的制作方法

本发明涉及了一种车挡防撞预警装置。

背景技术：

在轨道交通领域，列车轨道的末端设置有车挡，用于防止列车驶过轨道末端而出轨。目前调车车列与车挡间的安全距离是由调车人员凭经验目测控制的，而在车挡附近没有有效的警示信号来提示调车作业人员注意车列与车挡的安全距离，由于个人的判断主观性比较强，且可能出现疏忽，因此现有的方式给尽头线的调车作业带来很大的安全隐患，铁路尽头线调车作业时冲撞车挡的事故时有发生。

技术实现要素：

为了解决背景技术中所存在的问题，本发明提出了一种车挡防撞预警装置。

一种车挡防撞预警装置，包括来车复合检测装置、测距装置、预警控制装置、机车制动控制装置和报警装置，所述测距装置和所述预警控制装置设置在车挡处，所述来车复合检测装置设置在距离车挡一定安全距离处，所述预警控制装置分别通信连接所述来车复合检测装置、所述测距装置、所述机车制动控制装置和所述报警装置。

基于上述，所述来车复合检测装置包括轨线振动检测装置和大地磁场扰动检测装置。

基于上述，所述轨线振动检测装置包括振检电源电路、振检控制器、三轴加速度计和振检485串口转换器，振检电源电路用于为轨线振动检测装置提供工作电压，所述振检控制器电性连接所述三轴加速度计，所述振检控制器还通过所述振检485串口转换器连接所述预警控制装置；所述大地磁场扰动检测装置包括磁检电源电路、磁检控制器、三轴弱磁检测传感器和磁检485串口转换器，磁检电源电路用于为轨线振动检测装置提供工作电压，所述磁检控制器电性连接所述三轴加速度计，所述磁检控制器还通过所述磁检485串口转换器连接所述预警控制装置。

基于上述，所述测距装置为激光测距装置。

基于上述，所述机车制动控制装置包括机车控制器、机车无线通信单元和机车制动电磁阀控制电路，所述机车控制器通过机车无线通信单元通信连接预警控制装置，机车控制器通过所述机车制动电磁阀控制电路连接机车制动电磁阀。

基于上述，所述预警控制装置包括预警控制器、预警无线通信单元和通信接口，所述预警控制器分别通过通信接口连接来车复合检测装置和测距装置，并通过预警无线通信单元通信连接机车制动控制装置。

基于上述，所述报警装置为声光报警装置。

基于上述，所述报警装置包括腕表和对讲机。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明在距车挡一定安全距离的轨道上设置来车复合检测装置，对来车进行检测，预警控制装置根据来车信号唤醒测距装置进行测距，并根据测距信息通过报警装置进行报警提醒，并在必要距离时通过机车制动控制装置强制控制机车制动，避免危险发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意框图。

图2是本发明轨线振动检测装置的电路结构示意图。

图3是本发明大地磁场扰动检测装置的电路结构示意图。

图4是本发明预警控制器的电路结构示意图。

图5是本发明语音报警的电路结构示意图。

图6是本发明预警控制装置中来车复合检测信号接收的电路结构示意图。

图7是本发明预警控制装置中测距信号接收以及对讲机控制的电路结构示意图。

图8是本发明机车制动电磁阀控制电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种车挡防撞预警装置，包括来车复合检测装置、测距装置、预警控制装置、机车制动控制装置和报警装置，所述测距装置和所述预警控制装置设置在车挡处，所述来车复合检测装置设置在距离车挡一定安全距离处，所述预警控制装置分别通信连接所述来车复合检测装置、所述测距装置、所述机车制动控制装置和所述报警装置。

来车复合检测装置设置在距车挡一定安全距离的轨道上，本实施例中，所述来车复合检测装置包括轨线振动检测装置和大地磁场扰动检测装置，通过轨线振动检测装置和大地磁场扰动检测装置的复合检测对来车进行检测，以避免误检测，预警控制装置根据来车信号唤醒测距装置进行测距，并根据测距信息通过报警装置进行报警提醒，并在必要距离时通过机车制动控制装置强制控制机车制动，避免危险发生。本实施例中，所述来车复合检测装置设置在距离车挡100米处，机车距车挡的距离小于20米时所述预警控制装置强制控制机车制动，机车处于距车挡20米-100米之间时，预警控制装置控制报警装置报警，提醒工作人员机车与车挡间的距离。

具体的，如图2和图3所示，所述轨线振动检测装置包括振检电源电路、振检控制器、三轴加速度计和振检485串口转换器，振检电源电路用于为轨线振动检测装置提供工作电压，所述振检控制器电性连接所述三轴加速度计，所述振检控制器还通过所述振检485串口转换器连接所述预警控制装置。u2为电源芯片，型号为lm1117imp-3.3，接口j1用于连接电源，电源芯片u2将电源电压转换为合适的工作电压。接口j3为仿真编程接口，y1为晶振，rst为复位开关。u4为三轴加速度计，型号为adxl345b，u1为振检控制器，型号为stm8l105k6t6，u3为485串口转换器，型号为max3483eesa。三轴加速度计u4连接振检控制器u1的14脚和15脚，振检控制器u1接收到三轴加速度计u4的检测信号后，通过27脚输出控制信号控制三极管t1的截止，三极管t1的集电极jd为高电平，通信接口j2连接预警控制装置，预警控制装置通过通信接口j2接收三轴加速度计u4的检测信息。振检控制器u1通过485串口转换器连接预警控制器，通过485通信接收预警控制器的调试控制信息，并对三轴加速度计u4进行参数设置、调试等操作。所述大地磁场扰动检测装置包括磁检电源电路、磁检控制器、三轴弱磁检测传感器和磁检485串口转换器，磁检电源电路用于为轨线振动检测装置提供工作电压，所述磁检控制器电性连接所述三轴弱磁检测传感器，所述磁检控制器还通过所述磁检485串口转换器连接所述预警控制装置。u22为电源芯片，型号为lm1117imp-3.3，接口j21用于连接电源，电源芯片u22将电源电压转换为合适的工作电压。接口j23为仿真编程接口，y21为晶振，rst为复位开关。u24为三轴弱磁检测传感器，型号为hmc5883l，u21为磁检控制器，型号为stm8l105k6t6，u23为485串口转换器，型号为max3483eesa。三轴弱磁检测传感器u24连接磁检控制器u21的11脚和12脚，磁检控制器u21接收到三轴弱磁检测传感器u24的检测信号后，通过27脚输出控制信号控制三极管t21的截止，使三极管t21的集电极jd1为高电平，通信接口j22连接预警控制装置，预警控制装置通过通信接口j22接收三轴弱磁检测传感器u24的检测信息。磁检控制器u21通过485串口转换器连接预警控制装置，通过485通信接收预警控制装置的调试控制信息，并对三轴弱磁检测传感器u24进行参数设置、调试等操作。

如图4、图5、图6和图7所示，所述预警控制装置包括预警控制器、预警无线通信单元和通信接口，所述预警控制器分别通过通信接口连接来车复合检测装置和测距装置，并通过预警无线通信单元通信连接机车制动控制装置。u7为预警控制器，型号为stm32f103rb，boot2仿真程序接口插座。v5为电源芯片，型号为reg1117-3.3，用于转换合适的电压，ll2为发光二极管，发光报警。预警控制器u7通过接口j71连接预警无线通信单元，本实施例中，预警无线通信单元型号为yl—800t。u9和u10分别为485串口转换器，型号为max3483eesa，预警控制器u7通过485串口转换器u9通信连接来车复合检测装置，用于进行阈值设置等参数调节。jd1和jd同时为高电平，也即三轴加速度计和三轴弱磁检测传感器同时被触发时，三极管t3的基极为高电平，三极管t3导通，预警控制器的14脚为低电平有效，预警控制器接收来车复合检测装置的检测信号；否则三极管t3的基极为低电平，三极管t3截止，预警控制器不接收来车复合检测装置的检测信号。预警控制器u7通过485串口转换器u10和接口j30连接测距装置，本实施例中，所述测距装置为激光测距装置，本实施例中激光测距装置的型号为lrf600-2000，预警控制器通过485串口转换器u10和接口j30接收测距装置的测距信息。本实施例中语音报警装置为设置在车挡处的对讲机，对讲机通过继电器y6的触点连接电源。预警控制器接收到来车复合检测装置的检测信号后，控制三极管t4导通，继电器y6线圈通电且继电器y6触点吸合，对讲机接通电源。v4和v6为电源芯片，电源芯片v4的型号为reg1117-3.3，电源芯片v6的型号为reg1117-1.8，j4用于连接电源。u5为sd卡，u8为音频解码芯片，型号为vb1053，u6为音频功放，型号为tda1308，测距装置工作且对讲机上电后，预警控制器从sd卡中调取音频文件，由音频解码芯片u8解码后，由左右声道输入音频功放u6并由插口line_in2输出，预警控制器u7控制三极管t9导通，继电器y4线圈通电且继电器y4触点闭合，模拟对讲机的发送按键触发，发送语音报警信息。实际中播报语音报警为间断式播报，比如每十米或每5秒播报一次；由于对讲机为单工通信，模拟发送按键的作用为避免持续发送报警信息而占用机车工作人员的对讲机。实际中，插口line_in2用于连接对讲机的mic插孔，播报机车与车挡的距离，播报声音由机车工作人员的手持对讲机接收，以起到语音提醒作用。实际中所述报警装置还包括腕表，预警控制器通过预警无线通信单元通信连接腕表，预警时控制腕表振动以提醒工作人员，避免环境嘈杂影响语音提醒效果。本实施例中，腕表采用lara腕表，型号为jx-yl。

所述机车制动控制装置包括机车控制器、机车无线通信单元和机车制动电磁阀控制电路，所述机车控制器通过机车无线通信单元通信连接预警控制装置，机车控制器通过所述机车制动电磁阀控制电路连接机车制动电磁阀。如图8所示为机车制动电磁阀控制电路，u11为光耦，非门u7a的输入端和非门u7e的输入端分别由机车控制器控制连接，非门u7d和非门u7f的输出端分别连接机车控制器的输入端，接口j113用于连接机车制动系统的制动电磁阀。机车控制器通过机车无线通信单元接收预警控制器发送的测距装置的测距信息，测距信息小于预设阈值时，机车控制器向ctl4脚和ctl5脚输出低电平，光耦u11的1脚、2脚导通发光，3脚和4脚也导通发光，光耦u11的13脚和15脚输出高电平，三极管t5和三极管t6导通，继电器y1通电触点闭合，继电器y2通电触点闭合，制动电磁阀通过接口j113接通电源而工作制动。光耦u11的5脚和7脚用于检测继电器y1和继电器y2的闭合状态，并由pf1st/脚和pf2st/脚输入机车控制器，进行状态反馈。也即正常状态下非门u7d和非门u7f分别输出低电平，继电器y1和继电器y2触点闭合后，光耦u11的5脚和7脚分别由低电平变为高电平，光耦u11的12脚和11脚接通、10脚和9脚接通，非门u7d和非门u7f的输出信号改变，即可反馈继电器的工作状态。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。