一種機車遙控裝置的製作方法

2023-05-11 13:16:41 1

專利名稱：一種機車遙控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種遙控裝置，特別是關於一種機車遙控裝置。
背景技術：
目前鐵路運輸在經濟性、可靠性和安全性方面有了越來越高的要求，機車遙 控就是針對這一要求發展起來的一項技術。機車遙控裝置主要用來遠距離的操縱 機車，該裝置能夠實現對機車的制動、緩解、調速、換向、恆速牽引控制、撒砂 與鳴笛等無線控制。另外手持發射控制單元上具有顯示屏，能夠實時顯示機車的 速度、柴油機的轉速、制動缸壓力和列車管壓力等主要參數。機車遙控裝置在不 安全或環境惡劣的作業現場有著廣泛的市場需求，該裝置的應用可以降低工作環 境對操作人員造成的不利影響，大大提升了機車作業現場的生產力和安全操作率， 而且提高了操作機動性，減少了操作費用，有無法估量的社會效益和經濟效益。
現在國外機車遙控產品比較發達，它們的產品正大量的應用於各個行業，並 在機車行業得到迅速發展，而在國內機車遙控產品的應用遠遠沒有國外廣泛。這 主要是由於國外的機車遙控產品價格比較高，而且與國內外機車在控制上存在不 同的電壓等級要求。因此國外遙控設備若應用在國內機車上大多需要進行二次開
發，從而造成整個機車設計的周期延長，成本增加。還有就是國內的遙控裝置大 多與機車上的控制系統配合使用，通過通訊方式進行數據傳輸以此達到控制機車 的目的。針對不同類型的機車，對安裝遙控的機車在原理設計及遙控裝置的安裝 上提出了較多的要求，因此使機車的遙控裝置不能得到廣泛使用。 發明內容
針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種適用於對國內各種機車進行遠 程操作的機車遙控裝置。
為實現上述目的，本實用新型採取以下技術方案 一種機車遙控裝置，其特 徵在於它包括手持發射控制單元和機車控制單元兩部分；所述手持發射控制單 元包括電源模塊、開關電路、第一單片機系統、顯示模塊和第一數據傳輸集成模 塊；所述電源模塊為所述開關電路、第一單片機系統和顯示模塊提供電源；所述 第一單片機系統分別與所述開關電路、顯示電路和第一數據傳輸集成模塊雙向連
接；所述第一數據傳輸集成模塊上設置有第一天線；所述第一單片機系統採集和
3處理所述開關電路的開關量信息，並通過所述第一數據傳輸集成模塊發射給所述 機車控制單元，同時接收顯示傳輸過來的機車狀態參數；所述機車控制單元包括 電源變換模塊、信號輸入及調理模塊、第二單片機系統、繼電器模塊和第二數據 傳輸集成模塊；所述電源變換模塊為所述信號輸入及調理模塊、第二單片機系統 和繼電器模塊提供電源；所述第二單片機系統分別與所述信號輸入及調理模塊、 繼電器模塊和第二數據傳輸集成模塊雙向連接；所述第二數據傳輸集成模塊上設 置有第二天線；所述信號輸入及調理模塊將機車上各傳感器的電信號轉換成標準 信號，由所述第二單片機系統通過所述第二數據傳輸集成模塊發射給所述手持發 射控制單元，同時接收傳輸過來的開關量指令，給繼電器模塊實現對機車的功能 控制。
所述手持發射控制單元中的開關電路中設置有傾斜解除和顯示解除兩個選擇 開關。
所述持發射控制單元的操作平面向前傾斜，並以頂角為中心呈扇形布置。 所述手持發射控制單元的操作平面上設置有與所述機車控制單元間的通信正 常標誌。
所述機車控制單元中的繼電器模塊採用DC110V的觸點電壓等級。 本實用新型由於採取以上技術方案，其具有以下優點1、由於本實用新型針
對機車控制系統採用了相對獨立的控制單元，與機車的接口電路均採用了適合國
內機車DC110V控制電壓等級的繼電器輸出，從而簡化了機車接口電路的設計並且 易於安裝。2、由於本實用新型設計的開關、按鈕的位置充分考慮了人機工程因素， 操作平面向前傾斜，並以頂角為中心扇形布置，符合人手微張時各手指的自然位 置，手部放置更加協調、自然，減少操作疲勞，操作簡單、性能可靠。3、由於在 本實用新型的軟體中設置了通信功能定時檢查，以避免通訊故障造成機車誤動作， 從而提高系統工作的可靠性及安全性。4、本實用新型與採用改造後的國外的機車 遙控裝置相比，價格低廉。由此可見，本實用新型結構簡單，易於安裝，操作簡 單，性能可靠，適用範圍廣。

圖1是本實用新型的機車控制系統結構框圖 圖2是本實用新型的手持發射控制單元硬體組成框圖 圖3是本實用新型的手持發射控制單元的工作流程圖 圖4是本實用新型的機車控制單元硬體組成框圖 圖5是本實用新型的機車控制單元的工作流程圖具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型進行詳細的描述。
如圖1所示，本實用新型主要包括手持發射控制單元l(OCU)和機車控制單元 2(LCU)。機車控制單元2設置在機車3上，並採用密閉鋁金屬結構。手持發射控 制單元1將控制指令通過無線傳輸的方式傳送給機車控制單元2實現對機車3的 控制，機車控制單元2將機車3的參數通過無線傳輸的方式傳送給手持發射控制 單元l進行顯示。其中手持發射控制單元1的操作平面向前傾斜，並以頂角為中 心扇形布置，符合人手微張時各手指的自然位置；常用的控制開關集中在右手控 制範圍，便於右手單手操作，左手則可以抓握欄杆、摘掛車鉤而不影響機車控制。
如圖2所示，手持發射控制單元l包括電源模塊ll、開關電路12、單片機系 統13、顯示模塊14、數據傳輸集成模塊15以及天線16。電源模塊11為開關電路 12、單片機系統13以及顯示模塊14提供所需電源。單片機系統13連接開關電路 12、顯示電路14和數據傳輸集成模塊15。單片機系統13採集和處理開關電路12 的開關量信息，並將當前開關量信息由數據傳輸集成模塊15通過天線16發射給 機車控制單元2;同時接收數據傳輸集成模塊15傳輸過來的機車狀態參.數並傳輸 給顯示電路14進行顯示。開關電路12中設置有系統的電壓檢測及裝置傾斜角度 的檢測功能，可以對手持發射控制單元1的狀態進行實時監測，提高了整個系統 的安全性。同時開關電路12中還設置有傾斜解除和顯示解除兩個選擇開關當操 作者要彎腰、下蹲等有意識的傾斜手持發射控制單元1時，按下傾斜解除按鈕即 可切除傾斜保護功能；當操作者不需經常觀察顯示信息時，按下顯示解除按鈕可 關閉顯示部分，以便節約電池使用量，保證手持發射控制單元l使用更長時間。
如圖3所示，手持發射控制單元1的工作流程是
1、 實現與機車控制單元2的握手通信和實時檢測開關量信息的變化，並完成 開關量信息的採集與處理。
2、 將當前開關量信息由數據傳輸集成模塊15以無線傳輸的方式發射給機車 控制單元2。
3、 同時接收機車控制單元2傳輸過來的機車狀態參數進行顯示，並對當前手 持發射控制單元1的狀態進行實時監測。在手持發射控制單元1中設置有通信功 能定時檢査，定時檢査手持發射控制單元1與機車控制單元2間的通信正常標誌 位，以避免通訊故障造成機車3誤動作。
如圖4所示，機車控制單元2包括電源變換模塊21、信號輸入及調理模塊22、 單片機系統23、繼電器模塊24、數據傳輸集成模塊25以及天線26。電源變換模塊21為信號輸入及調理模塊22、單片機系統23以及繼電器模塊24提供電源。單 片機系統23連接信號輸入及調理模塊22、繼電器模塊24和數據傳輸集成模塊25。 信號輸入及調理模塊22將機車3上各傳感器輸出的電信號轉換成滿足系統處理要 求的標準信號，其中包括將壓力信號調整為滿足系統A/D轉換輸入要求的標準信 號，將柴油機速度傳感器的準正弦波轉化為滿足系統高速輸入(HSI)通道要求的 頻率量信號，將機車速度傳感器信號轉換成滿足系統高速輸入通道要求的信號。 單片機系統23採集和處理信號輸入及調理模塊22的標準信號，並將這些標準信 號由數據傳輸集成模塊25通過天線26發射給手持發射控制單元1進行顯示。然 後將這些信號通過數據傳輸集成模塊25傳輸給手持發射控制單元1進行顯示；同 時接收數據傳輸集成模塊25傳輸過來的開關量信息，並對開關量信息進行邏輯判 斷，然後輸出繼電器控制指令給繼電器模塊24以執行相應的操作，實現對機車3 的功能控制。本實用新型充分考慮了當前機車3上的控制電壓為DC110V，從而在 進行繼電器模塊24選型時採用了 DC110V的觸點電壓等級，從而使繼電器模塊24 的輸出可以直接與機車3上的接線端子連接，避免了不同電壓等級之間的轉換， 因而簡化了機車接口電路的設計，使得機車控制單元2的體積減小，便於安裝。 如圖5所示，機車控制單元2的工作流程為
1、 完成對手持發射控制單元1傳輸過來的開關量信息進行邏輯判斷，並輸出 繼電器控制指令以執行相應的操作，實現對機車3的功能控制。
2、 同時對採集的機車信號進行處理，而後傳輸給手持發射控制單元1進行顯 示。此外，在機車控制單元2中設置有定時器中斷，定時檢查手持發射控制單元1 與機車控制單元2間的通信正常標誌位，以避免通訊故障造成機車3誤動作。
下面以一較佳實施例對本實用新型進行詳細說明。
本實施例中的單片機系統13、 23採用的是型號為80196KB的單片機，數據傳 輸集成模塊15、 25採用的是型號為D21DL的模塊。
本實施例操作過程為操作人員通過操作車下的發射控制單元1上的按鍵和 開關發出控制指令，手持發射控制單元1中的單片機系統13將採集到的開關量的 變化，通過數據傳輸集成模塊15和天線16以無線電波的形式發射出去。機車3 上的機車控制單元2通過天線26和數據傳輸集成模塊22接收到數據，並將數據 傳送給單片機系統23進行處理，然後再發送給繼電器模塊24，從而實現了對機車 3的調速、換向、制動等的控制。與此同時，機車控制單元2將通過信號輸入及調 理模塊25採集到的機車主要參數，通過天線26以無線電波的形式傳輸給手持發 射單元1，手持發射單元1中的天線16與數據傳輸集成模塊15接收到數據後，將
6其傳給單片機系統13進行處理，然後用顯示模塊14進行顯示。顯示模塊14在機 車3運行時顯示柴油機轉速和機車速度，而在機車3處於制動狀態時顯示制動缸 壓力和列車管壓力，並可顯示故障信息。
上述各實施例中，各部件的結構、設置位置、及其連接都是可以有所變化的， 在本實用新型技術方案的基礎上，對個別部件進行的改進和等同變換，不應排除 在本實用新型的保護範圍之外。
權利要求1、一種機車遙控裝置，其特徵在於它包括手持發射控制單元和機車控制單元兩部分；所述手持發射控制單元包括電源模塊、開關電路、第一單片機系統、顯示模塊和第一數據傳輸集成模塊；所述電源模塊為所述開關電路、第一單片機系統和顯示模塊提供電源；所述第一單片機系統分別與所述開關電路、顯示電路和第一數據傳輸集成模塊雙向連接；所述第一數據傳輸集成模塊上設置有第一天線；所述第一單片機系統採集和處理所述開關電路的開關量信息，並通過所述第一數據傳輸集成模塊發射給所述機車控制單元，同時接收顯示傳輸過來的機車狀態參數；所述機車控制單元包括電源變換模塊、信號輸入及調理模塊、第二單片機系統、繼電器模塊和第二數據傳輸集成模塊；所述電源變換模塊為所述信號輸入及調理模塊、第二單片機系統和繼電器模塊提供電源；所述第二單片機系統分別與所述信號輸入及調理模塊、繼電器模塊和第二數據傳輸集成模塊雙向連接；所述第二數據傳輸集成模塊上設置有第二天線；所述信號輸入及調理模塊將機車上各傳感器的電信號轉換成標準信號，由所述第二單片機系統通過所述第二數據傳輸集成模塊發射給所述手持發射控制單元，同時接收傳輸過來的開關量指令，給繼電器模塊實現對機車的功能控制。
2、 如權利要求l所述的一種機車遙控裝置，其特徵在於所述手持發射控制 單元中的開關電路中設置有傾斜解除和顯示解除兩個選擇開關。
3、 如權利要求l所述的一種機車遙控裝置，其特徵在於所述持發射控制單 元的操作平面向前傾斜，並以頂角為中心呈扇形布置。
4、 如權利要求2所述的一種機車遙控裝置，其特徵在於所述手持發射控制 單元的操作平面向前傾斜，並以頂角為中心呈扇形布置。
5、 如權利要求1或2或3或4所述的一種機車遙控裝置，其特徵在於所述 手持發射控制單元的操作平面上設置有與所述機車控制單元間的通信正常標誌。
6、 如權利要求1或2或3或4所述的一種機車遙控裝置，其特徵在於所述 機車控制單元中的繼電器模塊採用DC110V的觸點電壓等級。
7、 如權利要求5所述的一種機車遙控裝置，其特徵在於所述機車控制單元 中的繼電器模塊採用DC110V的觸點電壓等級。
專利摘要本實用新型涉及一種機車遙控裝置，其特徵在於它包括手持發射控制單元和機車控制單元兩部分；手持發射控制單元包括電源模塊、開關電路、第一單片機系統、顯示模塊、第一數據傳輸集成模塊和第一天線；電源模塊為開關電路、第一單片機系統和顯示模塊提供電源；第一單片機系統連接開關電路、顯示電路和第一數據傳輸集成模塊；機車控制單元包括電源變換模塊、信號輸入及調理模塊、第二單片機系統、繼電器模塊、第二數據傳輸集成模塊和第二天線；電源變換模塊為信號輸入及調理模塊、第二單片機系統以及繼電器模塊提供電源；第二單片機系統連接信號輸入及調理模塊、繼電器模塊和第二數據傳輸集成模塊。本實用新型結構簡單，易於安裝，操作簡單，性能可靠，適用範圍廣。
文檔編號B61L3/00GK201296244SQ20082012261
公開日2009年8月26日 申請日期2008年9月18日 優先權日2008年9月18日
發明者偉 李, 苗素雲, 英 陳, 黃玉賢 申請人:北京二七軌道交通裝備有限責任公司