多功能磁性自发光无线防溜铁鞋

1.本实用新型属于轨道车辆防溜技术领域，具体涉及一种多功能磁性自发光无线防溜铁鞋，主要用于轨道车辆坡道停车或长时间停车。


背景技术：

2.铁路车辆溜逸事故是铁路行车工作中的惯性事故，为防止车辆移动、溜逸，减少人员伤亡和财产损失，目前铁路部门采用防溜铁鞋。通常是将防溜铁鞋放置于车轮底下，利用防溜铁鞋的踏面阻力作用阻止车辆移动。由于防溜铁鞋具有材质坚固、便于携带的特点，普遍被铁路部门所采。铁鞋在停车后是否放置到位关系到列车是否做到安全防溜，而铁鞋是否全部取出关系到列车是否可安全发车。
3.铁鞋作为机车辅助设备在我国发展很快，在市场上也有产品面世，例如我国新疆某企业生产的厢式铁鞋，市场上的自锁式铁鞋、防溜铁鞋等，但均为铁路货车和机车的产品，其磨损较大，所用材料受限，在使用过程中存在以下弊端：
4.(1)目前全路共配备防溜铁鞋128300余只，其中普通防溜铁鞋占比80％，其仅具备基本的加锁及防盗功能，铁鞋防溜是否牢固、与车轮是否密贴，以人工巡视、脚踩确认等方式进行检查判断；
5.(2)目前在用的智能铁鞋也缺乏规范标准，功能简单，缺乏有效的技术手段实现设备定位、远程检查和自动报警。


技术实现要素：

6.针对上述现有技术中的铁鞋存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种多功能磁性自发光无线防溜铁鞋。
7.为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：
8.一种多功能磁性自发光无线防溜铁鞋，包括与钢轨接触的鞋底，鞋底的前部有鞋尖，鞋底的尾部有鞋尾，在鞋底靠近鞋尾一端有鞋头和抓手；其特征在于，所述鞋头底部为空腔，在空腔内安装有磁力座并使磁力座与钢轨接触，在鞋头一侧安装有控制器，控制器一侧安装有直线电机；在鞋底靠近鞋头的上表面两侧，还各安装有一段灯带。
9.本实用新型的其它特点是：
10.所述控制器至少包括单片机模块、信号传输模块、供电模块、磁力开关控制模块；其中，信号传输模块用于传递手持端和单片机模块之间的信号；磁力开关控制模块用于驱动直线电机控制磁力座的工作状态，同时控制器还通过无线网络和移动手持端进行通信。
11.所述的磁力座选择德国pdok磁力座。
12.所述的灯带采用led灯带。
13.所述的直线电机采用小型直线往复电机。
14.所述的信号传输模块采用单片射频收发器件nrf24l01。
15.所述的供电模块选择dc-dc直流转换电路集成板。
16.所述的单片机模块选择stm32f103c8单片机。
17.本实用新型的多功能磁性自发光无线防溜铁鞋结构简单、价格低廉且可以实现司机室与现场工作人员间远程通信功。移动手持端通过无线网络向该多功能磁性自发光无线防溜铁鞋的控制器发送指令，控制铁鞋与轨道之间的磁力强度，实现防盗防溜功能，方便地解决了现有技术中防溜防防盗铁鞋结构复杂、操作繁琐的问题，且移动手持端可显示该多功能磁性自发光无线防溜铁鞋的工作状态，确保与钢轨处于锁紧状态。同时采用发光报警的方式主动提醒该多功能磁性自发光无线防溜铁鞋的放置位置，方便检修人员快速找到该多功能磁性自发光无线防溜铁鞋并及时撤出，提高了检修人员的工作效率，降低漏撤率。
附图说明
18.图1为本实用新型的多功能磁性自发光无线防溜铁鞋结构平面示意图，其中，图1(a)是主视图，图1(b)是俯视图，图1(c)是仰视图；
19.图2为本实用新型的多功能磁性自发光无线防溜铁鞋结构立体示意图；
20.图3为本实用新型的多功能磁性自发光无线防溜铁鞋在钢轨上的安放示意图；
21.图4为直线电机和磁力座示意图；其中，图(a)是直线电机，图(b)是磁力座；
22.图5为nrf24l01芯片图；
23.图6为stm-32单片机最小系统图；
24.图7为灯光电路图；
25.图8为发送端系统流程图；
26.图9为控制端系统流程图；
27.图10为本实用新型的多功能磁性自发光无线防溜铁鞋安放程序流程图；
28.图11为本实用新型的多功能磁性自发光无线防溜铁鞋撤除程序流程图。
29.图中的标记分别表示：1、抓手，2、鞋头，3、鞋尖，4、鞋尾，5、led灯带，6、磁力座，7、直线电机，8、控制装置，9、鞋底。
30.以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
具体实施方式
31.参见图1至图2，本实施例给出一种多功能磁性自发光无线防溜铁鞋，包括与钢轨接触的鞋底9，鞋底9的前部有鞋尖3，鞋底9的尾部有鞋尾4，在鞋底9靠近鞋尾4一端有鞋头2和抓手1；所述鞋头2底部为空腔，在空腔内安装有磁力座6并使磁力座6与钢轨接触，在鞋头2一侧安装有控制器8，控制器8一侧安装有直线电机7；在鞋底9靠近鞋头2的上表面两侧，还各安装有一段灯带5。
32.本实施例中，所述控制器8至少包括单片机模块、信号传输模块、供电模块、磁力开关控制模块；其中，信号传输模块用于传递手持端和单片机模块之间的信号；磁力开关控制模块用于驱动直线电机1控制磁力座6的工作状态；同时控制器8还通过无线网络和移动手持端进行通信。
33.控制器8可接收手持端的命令，使磁力座6与钢轨处于锁紧状态。当手持端向控制装置发送解除命令后，控制装置可使灯带5发光，帮助工人快速找到铁鞋。
34.上述多功能磁性自发光无线防溜铁鞋在钢轨上的安放如图3所示。
35.图4给出了直线电机和磁力座示意图；其中，图(a)是直线电机，图(b)是磁力座。
36.控制器8主要以stm32f103c8最小系统为核心，通过i/o接口引脚输出电平变化控制继电器的吸合从而控制直线电机7推出伸出与缩回，无网络采用rf24l01芯片通过spi接口与单片机相连可以实现无线数据的通信功能(图5)。
37.由于信号传输模块采用了nrf24l01芯片，实现了移动手持端与多功能磁性自发光无线防溜铁鞋间的通信功能。
38.nrf24l01芯片是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4ghz～2.5ghzism频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型shockburst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。
39.本实施例中，所述stm32f103c8单片机最小系统电路设计采用了意法半导体公司生产的stm32f103c8型32位单片机(图6)。
40.控制器8通过控制直线电机(微型)的正反转来控制磁力座6的工作状态，从而使磁力座6与钢轨处于锁紧或解锁状态。
41.所述供电模块采用dc-dc直流转换电路集成板。
42.如图7所示，灯光电路由ne555模块和led灯带组成。直流电源向ne555模块供电，ne555模块生成震荡电路，输出给led灯带。
43.图8给出了发送端的信号流程图；nrf24l01芯片通过天线接收信号，通过sp1传递给stm32f103c8单片机，stm32f103c8单片机一方面经i/o接口和电机正反电路控制直线电机7的伸缩。另一方面经i/o接口和声光报警电路控制led灯带发光。灯光电路和dc/dc模块给直线电机7提供电源。
44.图9给出了控制端的信号流程图；与发送端类似，dc/dc模块由锂电池供电，dc/dc模块给stm32f103c8单片机提供3.3v电压，stm32f103c8单片机通过sp1传递给nrf24l01芯片，经天线发出控制信号，同时通过磁力开关控制模块发出控制驱动直线电机1和磁力座6的工作状态。
45.图10给出了本实用新型的多功能磁性自发光无线防溜铁鞋安放程序流程图，将多功能磁性自发光无线防溜铁鞋安放在铁轨上。
46.程序开始，模块i/o端口初始化，判断执行端是否收到信号，如果否，继续等待，如果是，则手持端发送锁定信号，磁力座关闭，移动手持端显示多功能磁性自发光无线防溜铁鞋的工作状态，程序结束。
47.图11给出了本实用新型的多功能磁性自发光无线防溜铁鞋撤除程序流程图，将多功能磁性自发光无线防溜铁鞋从铁轨上撤除。
48.程序开始，模块i/o端口初始化，判断执行端是否收到信号，如果否，继续等待，如果是，磁力座打开，启动灯光，然后判断多功能磁性自发光无线防溜铁鞋是否撤除，如果否，返回启动灯光步骤，如果是，则关闭灯光，给手持端发送多功能磁性自发光无线防溜铁鞋已撤除信息，程序结束。
49.综上，本实施例给出的多功能磁性自发光无线防溜铁鞋，移动手持端通过信号传输模块发送指令控制多功能磁性自发光无线防溜铁鞋与轨道之间的磁力强度，实现防盗防溜功能，方便地解决了现有技术中防溜防防盗铁鞋结构复杂、操作繁琐的问题，且手持端可显示该多功能磁性自发光无线防溜铁鞋工作状态，确保与钢轨处于锁紧状态。通过表面设
置的灯带，利用发光的方式主动提醒其所在位置，方便检修人员快速找到该多功能磁性自发光无线防溜铁鞋的放置位置并及时撤出，提高了检修人员的工作效率，降低了漏撤率。