一种机车带闸卸载装置的制作方法

1.本实用新型涉及电力机车装备技术领域，具体涉及一种机车带闸卸载装置。


背景技术：

2.电力机车在运行途中，由于线路情况决定了机车牵引与制动工况间转换较为频繁，时而牵引、时而制动。完全依靠司机进行判断和操作，是会出现一定概率的失误，可能导致机车空气制动的同时，牵引电机仍处于向前牵引工况下运转，产生的后果轻则轮对迟缓，重则引起机车、车辆脱轨、倾覆。经过近几年的数据统计，电力机车经常因误操作发生了轮对驰缓、钢轨损伤、轮对损伤等现象，对行车安全造成一定影响。机车同时牵引、制动时，没有进行限制操作的装置，即使出现误操作了，司机也不能及时发现、纠正，最后导致严重后果的发生。


技术实现要素：

3.实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供了一种机车带闸卸载装置，其通过速度采集分析单元采集分析机车速度，当机车速度大于预定值时，卸载报警单元控制机车在制动时自动切断机车牵引信号，防止司机误操作。
4.为实现上述目的，实用新型采用的技术方案是：一种机车带闸卸载装置，所述机车带闸卸载装置安装在电动机车上，所述电动机车上设置有车辆速度传感器和机车控制电路；
5.其特征在于，所述机车带闸卸载装置包括：速度采集分析单元和卸载报警单元，所述速度采集分析单元和卸载报警单元相连接，所述速度采集分析单元与车辆速度传感器相连接且用于接收车辆速度传感器传递给它的带有速度信息的方波信号并将方波信号处理后传递给卸载报警单元，所述卸载报警单元与机车控制电路相连接且所述卸载报警单元用于根据处理后的方波信号发出报警信息和通过控制机车控制电路中牵引信号的通断来控制机车加载或卸载。
6.上述的一种机车带闸卸载装置，其特征在于，所述速度采集分析单元包括速度信号采集电路和速度信号分析电路，所述速度信号采集电路和速度信号分析电路相连接；
7.所述速度信号采集电路中，四芯插头p4的第一接口和第三接口均接地，所述四芯插头p4的第二接口与电阻r10的一端相连接，所述电阻r10 的另一端与电阻r9的一端相连接，所述电阻r9的另一端接地，所述四芯插头p4的第四接口与电阻r7的一端相连接，所述电阻r7的另一端与电阻r8的一端相连接，所述电阻r8的另一端接地。
8.上述的一种机车带闸卸载装置，其特征在于，所述速度信号分析电路中，单稳态触发器u3的第一引脚分别与电阻r1的一端和所述电阻r7 的另一端相连接，所述电阻r1的另一端接电源vcc5，所述单稳态触发器u3的第二引脚和第三引脚均与电源vcc5相连接，所述单稳态触发器 u3的第四引脚接空，所述单稳态触发器u3的第五引脚与卸载报警单元相连接，所述单稳态触发器u3的第六引脚接地，所述单稳态触发器u3的第七引脚分别与电阻r5
的一端和电容c3的一端相连接，所述电阻r5的另一端接电源vcc5，所述电容c3的另一端接地，所述单稳态触发器u3 的第八引脚接地，所述单稳态触发器u3的第九引脚分别与电阻r6的一端和所述电阻r10的另一端相连接，所述电阻r6的另一端接电源vcc5，所述单稳态触发器u3的第十引脚和第十一引脚均与电源vcc5相连接，所述单稳态触发器u3的第十二引脚接空，所述单稳态触发器u3的第十三引脚与卸载报警单元相连接，所述单稳态触发器u3的第十四引脚接地，所述单稳态触发器u3的第十五引脚分别与电容c2的一端和电阻r2的一端相连接，所述电容c2的另一端接地，所述单稳态触发器u3的第十六引脚分别于电源vcc5、电容c1的一端及电阻r2的另一端相连接，所述电容c1的另一端接地。
9.上述的一种机车带闸卸载装置，其特征在于，所述卸载报警单元包括报警装置、分析电路和信号控制电路，所述警装置与分析电路相连接，所述分析电路与信号控制电路相连接，所述信号控制电路与机车控制电路相连接；
10.所述分析电路中，或门u1c的第一输入端接所述单稳态触发器u3 的第五引脚，所述或门u1c的第二输入端接所述单稳态触发器u3的第十三引脚，所述或门u1c的输出端分别与电阻r3的一端、或门u1d的第一输入端和或门u1d的第二输入端相连接，所述电阻r3的另一端分别接电阻r4的一端和三极管q1的基极，所述电阻r4的另一端接地，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极与固态继电器控制端的负极相连接，
11.所述固态继电器控制端的正极与电源vcc相连接，所述或门u1d的输出端与接头p5的第二端口相连接，所述接头p5的第一端口与电阻r18 的一端相连接，所述电阻r18的另一端接地，所述接头p5与报警装置连接。
12.上述的一种机车带闸卸载装置，其特征在于，所述信号控制电路中，时间继电器线圈的一端与机车控制电路中的制动信息线相连通，所述间继电器线圈的另一端接地，所述时间继电器常闭触电的一端与机车控制电路牵引信号发出端相连接，所述时间继电器常闭触电的另一端与固态继电器常开触点的一端相连接，所述固态继电器常开触点的另一端与机车控制电路牵引信号接收端相连接，所述固态继电器常闭触点的一端与机车控制电路牵引信号发出端相连接，所述固态继电器常闭触点的另一端与机车控制电路牵引信号接收端相连接。
13.上述的一种机车带闸卸载装置，其特征在于，所述机车带闸卸载装置还包括供电电路，所述供电电路中，两芯插头p6的第一接口分别与电源 vcc和保险丝fus1的一端相连接，所述两芯插头p6的第二端口接地，所述保险丝fus1的另一端分别与接电容c6的一端、电容c7的一端、电阻r14的一端及稳压器u6的第二引脚相连接，所述电容c6的另一端接地，所述电容c7的另一端接地，所述电阻r14的另一端分别与电阻r16 的一端和所述稳压器u6的第三引脚相连接，所述电阻r16的另一端接地，所述稳压器u6的第一引脚与电容c4的一端相连接，所述稳压器u6的第四引脚与电阻r17的一端相连接，所述稳压器u6的第五引脚分别与电阻 r13的一端和电阻r11的一端相连接，所述稳压器u6的第六引脚分别与电阻r14的一端和电容c8的一端相连接，所述稳压器u6的第七引脚接地，所述稳压器u6的第八引脚分别与电容c4的另一端、稳压二极管d4 的阴极和电感l的一端相连接，所述稳压器u6的第九引脚接地，所述电阻r17的另一端接地，所述电阻r13的另一端接地，所述电阻r15的另一端与电容c9的一端相连接，所述电容c9的另一端接地，所述电容c8 的另一端接地，所述稳压二极管d4的阳极接地，所述电感l的另一端分别与电容c5的一端、电阻r11的一端、电阻r12的一
端及电源vcc5相连接，所述电容c5的另一端接地，所述电阻r12的另一端与发光二极管 ds1的阳极相连接，所述发光二极管ds1的阴极接地。
14.上述的一种机车带闸卸载装置，其特征在于，所述机车带闸卸载装置上还设置有隔离开关，所述隔离开关设置在牵引信号发出端和牵引信号接收端之间。
15.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
16.1、本实用新型填补了现有技术的空白，为重载列车提供一套自动避免列车牵引工况下进行制动错误操作的装置。
17.2、本实用新型供电电路将列车直流24v电源经稳压、稳流后为单稳态继电器等供电，电源稳定可靠。
18.3、本实用新型各个电路采用接口连接，电路连接方便快捷。
19.4、本实用新型预设速度的大小由接入单稳态触发器的电阻r2的阻值大小来决定，电路设计封装好后，预设速度固定，不会被随意改变。
附图说明
20.图1为本实用新型单元结构的连接关系框图。
21.图2为本实用新型速度分析单元的结构框图。
22.图3为本实用新型速度信号采集电路的电路图。
23.图4为本实用新型速度信号分析电路的电路图。
24.图5为本实用新型卸载报警单元的结构框图。
25.图6为本实用新型分析电路的电路图。
26.图7为本实用新型信号控制电路的电路图。
27.图8为现有机车牵引信号控制电路的电路图。
28.图9为本实用新型供电电路的电路图。
29.附图标记说明:
30.10—车辆速度传感器；
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11—机车控制电路；
31.20—速度采集分析单元；
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21—速度信号采集电路；
32.22—速度信号分析电路；
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30—卸载报警单元；
33.31—报警装置；
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32—分析电路；
34.33—信号控制电路；
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40—隔离开关。
具体实施方式
35.下面将参照附图通过具体的实施例对本实用新型进行详细地描述。虽然附图中显示了本实用新型的某些实施例，然而应当理解的是，本实用新型可以通过各种形式来实现，而不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本实用新型。应当理解的是，本实用新型的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本实用新型的保护范围。
36.本实用新型实施例公开了一种机车带闸卸载装置，该机车带闸卸载装置安装在电动机车上，所述电动机车上设置有车辆速度传感器10和机车控制电路11；其中机车的加载前进、制动停止都是由机车控制电路11来控制，机车加载过程是通过司机控制器发出牵引
信号，牵引信号传递给控制柜，控制柜控制电路给机车电机供电。
37.本实用新型中的机车带闸卸载装置包括：速度采集分析单元20和卸载报警单元30，所述速度采集分析单元20和卸载报警单元30相连接，所述速度采集分析单元20与车辆速度传感器10相连接且用于接收车辆速度传感器10传递给它的带有速度信息的方波信号并将方波信号处理后传递给卸载报警单元30，所述卸载报警单元30与机车控制电路11相连接且所述卸载报警单元30用于根据处理后的方波信号发出报警信息和通过控制机车控制电路11中牵引信号的通断来控制机车加载或卸载。
38.本实用性通过速度采集分析单元20收集分析车辆速度信息，当机车速度大于预定值时卸载报警单元30通过制动信息来控制机车控制电路11 中牵引信号断开，实现机车卸载。当机车速度小于预定值时卸载报警单元 30可控制机车加载和制动同步进行，方便机车司机控制机车精准停车及缓慢行进。
39.如图1至图3所示，所述速度采集分析单元20包括速度信号采集电路21和速度信号分析电路22，所述速度信号采集电路21和速度信号分析电路22相连接；所述速度信号采集电路21中，四芯插头p4的第一接口和第三接口均接地，所述四芯插头p4的第二接口与电阻r10的一端相连接，所述电阻r10的另一端与电阻r9的一端相连接，所述电阻r9的另一端接地，所述四芯插头p4的第四接口与电阻r7的一端相连接，所述电阻r7的另一端与电阻r8的一端相连接，所述电阻r8的另一端接地。
40.本实用新型中，采用的四芯插头，方便电路连接。电路中一路速度信号经r7、r8电阻后接地；另一路速度信号经r10、r9电阻后接地，采用分压的方式，将机车上常用的车辆速度传感器10的最高电平为9v的方波信号变为3v，信号分别为sin1、sin2，再将sin1、sin2供后续单稳态触发器使用。
41.如图2至图4所示，所述速度信号分析电路22中，单稳态触发器u3 的第一引脚分别与电阻r1的一端和所述电阻r7的另一端相连接，所述电阻r1的另一端接电源vcc5，所述单稳态触发器u3的第二引脚和第三引脚均与电源vcc5相连接，所述单稳态触发器u3的第四引脚接空，所述单稳态触发器u3的第五引脚与卸载报警单元30相连接，所述单稳态触发器u3的第六引脚接地，所述单稳态触发器u3的第七引脚分别与电阻r5 的一端和电容c3的一端相连接，所述电阻r5的另一端接电源vcc5，所述电容c3的另一端接地，所述单稳态触发器u3的第八引脚接地，所述单稳态触发器u3的第九引脚分别与电阻r6的一端和所述电阻r10的另一端相连接，所述电阻r6的另一端接电源vcc5，所述单稳态触发器u3 的第十引脚和第十一引脚均与电源vcc5相连接，所述单稳态触发器u3 的第十二引脚接空，所述单稳态触发器u3的第十三引脚与卸载报警单元 30相连接，所述单稳态触发器u3的第十四引脚接地，所述单稳态触发器 u3的第十五引脚分别与电容c2的一端和电阻r2的一端相连接，所述电容c2的另一端接地，所述单稳态触发器u3的第十六引脚分别与电源 vcc5、电容c1的一端及电阻r2的另一端相连接，所述电容c1的另一端接地。
42.本实用新型速度信号分析电路22中采用单稳态触发器，所示单稳态触发器在电源正常的情况下，对输入的速度方波信号进行整形并采用上升沿和下降沿计数方式，控制输出信号特点，输出为o1、o2，并提供给逻辑电路。通过电路中设置电阻r2电阻的阻值可以控制单稳态触发器的输出，本实用新型中电阻r2的阻值为510k，可以控制机车速度在2km/h以内时，o1、o2不会有输出。
43.如图5和图6所示，所述卸载报警单元30包括报警装置31、分析电路32和信号控制电路33，所述警装置31与分析电路32相连接，所述分析电路32与信号控制电路33相连接，所述信号控制电路33与机车控制电路11相连接，
44.所述分析电路32中，或门u1c的第一输入端接所述单稳态触发器u3 的第五引脚，所述或门u1c的第二输入端接所述单稳态触发器u3的第十三引脚，所述或门u1c的输出端分别与电阻r3的一端、或门u1d的第一输入端和或门u1d的第二输入端相连接，所述电阻r3的另一端分别接电阻r4的一端和三极管q1的基极，所述电阻r4的另一端接地，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极与固态继电器控制端的负极相连接，
45.所述固态继电器控制端的正极与电源vcc相连接，所述或门u1d的输出端与接头p5的第二端口相连接，所述接头p5的第一端口与电阻r18 的一端相连接，所述电阻r18的另一端接地，所述接头p5与报警装置31 连接。
46.如图6和图7所示，所述信号控制电路33中，时间继电器线圈的一端与机车控制电路11中的制动信息线相连通，所述间继电器线圈的另一端接地，所述时间继电器常闭触电的一端与机车控制电路11牵引信号发出端相连接，所述时间继电器常闭触电的另一端与固态继电器常开触点的一端相连接，所述固态继电器常开触点的另一端与机车控制电路11牵引信号接收端相连接，所述固态继电器常闭触点的一端与机车控制电路11 牵引信号发出端相连接，所述固态继电器常闭触点的另一端与机车控制电路11牵引信号接收端相连接。
47.本实用新型中单稳态触发器输出的速度方波信号经u1c逻辑判断后，满足机车速度在2km/h以上时，一方面经u1d、接头p5控制报警装置31 点亮警示信号灯，另一方面经r3开通三极管，使固态继电器的负极接通，固态继电器动作。信号控制电路33中固态继电器的常闭触点打开，常开触点关闭。在没有制动信号的情况下，机车牵引信号经时间继电器常闭触点、关闭的固态继电器常开触点，传送给牵引信号接收端，牵引信号接收端检查到有牵引信号，机车正常牵引。制动时，时间继电器线圈得电，时间继电器常闭触点延时一段时间后打开，经过此路的牵引信号中断，机车卸载。
48.如图9所示，所述机车带闸卸载装置还包括供电电路，所述供电电路中，两芯插头p6的第一接口分别与电源vcc和保险丝fus1的一端相连接，所述两芯插头p6的第二端口接地，所述保险丝fus1的另一端分别与接电容c6的一端、电容c7的一端、电阻r14的一端及稳压器u6的第二引脚相连接，所述电容c6的另一端接地，所述电容c7的另一端接地，所述电阻r14的另一端分别与电阻r16的一端和所述稳压器u6的第三引脚相连接，所述电阻r16的另一端接地，所述稳压器u6的第一引脚与电容c4的一端相连接，所述稳压器u6的第四引脚与电阻r17的一端相连接，所述稳压器u6的第五引脚分别与电阻r13的一端和电阻r11的一端相连接，所述稳压器u6的第六引脚分别与电阻r14的一端和电容c8的一端相连接，所述稳压器u6的第七引脚接地，所述稳压器u6的第八引脚分别与电容c4的另一端、稳压二极管d4的阴极和电感l的一端相连接，所述稳压器u6的第九引脚接地，所述电阻r17的另一端接地，所述电阻r13的另一端接地，所述电阻r15的另一端与电容c9的一端相连接，所述电容c9的另一端接地，所述电容c8的另一端接地，所述稳压二极管 d4的阳极接地，所述电感l的另一端分别与电容c5的一端、电阻r11 的一端、电阻r12的一端及电源vcc5相连接，所述电容c5的另一端接地，所述电阻r12的另一端与发光二极管ds1的阳极相连接，所述发光二极管ds1的阴极接地。
49.本实用新型中电源取自于机车24v供电线路，采用2芯插头引入电路板，一路正端向三个固态继电器供电，另一路经保险丝，并经c6、c7电容稳压后输入直流
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直流开关降压稳压器，输出使用d4稳压管和c5电容，确保输出的vcc5电压稳定，另外使用电感l1，使vcc5电流稳定，为单稳态触发器可靠工作提供条件。另外用d61 led作为电源指示灯，判断电源是否故障。
50.本实施例中，所述机车带闸卸载装置上还设置有隔离开关40，所述隔离开关40设置在牵引信号发出端和牵引信号接收端之间。如图7和图8 所示，当该装置故障时，司机可将隔离开关40置于故障位，直接连通牵引信号发出端和牵引信号接收端，切除了本装置对外界连接电路的影响。
51.本实用新型的工作原理为：电力机车在运行过程中通过电机牵引前进。通过制动使机车停止。机车在高速前进时，制动介入后不及时的撤除机车牵引容易造成轮对迟缓、脱轨、倾覆等问题。机车在低速前进时，为了精确控制车速、控制停车、上下坡等不得不牵引和制动同时介入。本实用新型通过机车的车辆速度传感器10采集机车1轴和3轴速度，有速度时车辆速度传感器10将两路带有速度信息的方波信号，分别通过四芯插头的第四接口经r7、r8电阻后接地和通过四芯插头p4的第二接口经r10、 r9电阻后接地。采用分压的方式，将车辆速度传感器10最高电平为9v 的方波信号变为3v，信号分别为sin1、sin2,供后续单稳态触发器使用。单稳态触发器在电源正常的情况下，对输入的速度方波信号进行整形并采用上升沿和下降沿计数方式，控制输出信号的特点，其输出为o1、o2。同时，将o1、o2提供给逻辑电路。通过设置r2电阻可以控制机车速度在2km/h以内时，不会有输出。当机车速度大于2km/h时，单稳态触发器 o1、o2有输出，输出信号经过u1c逻辑判断后，一路经r3开通三极管，使固态继电器的负极接通，固态继电器动作。信号控制电路33中固态继电器的常闭触点打开，常开触点关闭。在没有制动信号的情况下，机车牵引信号经时间继电器常闭触点、关闭的固态继电器常开触点，传送给牵引信号接收端，牵引信号接收端检查到有牵引信号，机车正常牵引。有制动信号时，时间继电器线圈得电，时间继电器常闭触点延时一段时间后打开，经过此路的牵引信号中断，机车卸载。另一路经u1d、接头p5控制报警装置31点亮警示信号灯。当机车速度小于2km/h时，单稳态触发器o1、o2无输出，经过u1c逻辑判断后，一路经r3后连接三极管q1，三极管 q1不导通，固态继电器也不导通。信号控制电路33中固态继电器的常闭触点、常开触点均不动作。不管有没有制动信号，机车牵引信号从发出端经固态继电器的常闭触点传递给牵引信号接收端。机车牵引和制动可以同时介入。另一路，由于o1、o2无输出，接头p5接的报警装置31警示信号灯不亮。本实用新型电路简单，利用单稳态触发器的脉冲整形，使得机车速度小于预定值时没有输入，加载和制动可以同时介入。速度大于预定值时，制动时，加载延迟预定时间后自动卸载，并通过警示信号灯提醒机车司机，预设速度的大小由接入单稳态触发器的电阻r2的阻值大小来决定。电路设计封装好后，预设速度固定，不会被随意改变。
52.以上所述，仅是实用新型的较佳实施例，并非对实用新型作任何限制，凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于实用新型技术方案的保护范围内。