CN102632909A

CN102632909A - 一种电动转辙机控制方法

Info

Publication number: CN102632909A
Application number: CN2012101008745A
Authority: CN
Inventors: 巫立平; 钱爱民
Original assignee: Nanjing Institute of Railway Technology
Current assignee: Nanjing Institute of Railway Technology
Priority date: 2012-04-09
Filing date: 2012-04-09
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2032-04-09
Also published as: CN102632909B

Abstract

本发明提供了一种电动转辙机控制方法，该方法包括：检测控制单元根据接收的控制信号控制电机转动；电机转动时带动动作杆做直线运动；检测控制单元通过位置传感器检测动作杆位置，当检测到动作杆移动到设定位置时，检测控制单元控制电机停止转动。本发明技术方案与现有技术相比具有以下优点：不需要破坏、修改现有的控制道岔组合电路定型，用位置传感器来检测位置信息，可靠行高，基本可实现免维护。

Description

一种电动转辙机控制方法

技术领域

本发明适用于电动转辙机控制领域，尤其涉及一种电动转辙机控制方法。

背景技术

电动转辙机是一种用来改变铁路线路开向、锁闭道岔装置，并且转辙机是转辙装置的核心和主体。尤其教学沙盘用电动转辙机是用于模拟列车实际运营过程的控制道岔改变道岔开向的电动装置。由于在铁路院校各相关专业的教学中，往往要模拟铁路现场的实际运用过程，需要结合教学沙盘进行实际操作训练，操作训练中要求模型道岔的转向。传统技术上的道岔电动转辙机是以主动齿轮带动传动齿轮，传动齿轮的中心有一段内螺纹与传动杆上的传动螺纹啮合，用一个传动齿轮和一个传动杆实现减速和转换的目的。在使用初期确实简化了使用，能够实现自锁，在实际的工作中存在如下缺点：a、需要破坏、修改现有的控制道岔组合电路定型、转辙机的动作和表示分开，不利于信号传递；b、动作杆易打转，影响道岔转换；c、电机故障率高；d、固定和检测表示电路的橡胶易腐化脱落。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电动转辙机控制方法，以解决利用电动转辙机实现道岔转向控制的问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种电动转辙机控制方法，该方法

包括：检测控制单元根据接收的控制信号控制电机转动；电机转动时带动动作杆做直线运动；检测控制单元通过位置传感器检测动作杆位置，当检测到动作杆移动到设定位置时，检测控制单元控制电机停止转动。

本发明技术方案与现有技术相比具有以下优点：不需要破坏、修改现有的控制道岔组合电路定型，用位置传感器来检测位置信息，可靠行高，基本可实现免维护。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1为本发明电动转辙机控制系统实施例结构连接示意图；

图2、为本发明电动转辙机控制方法实施例流程示意图；

图3为本发明电动转辙机控制装置实施例中检测电路示意图；

图4为本发明电动转辙机控制装置实施例中控制信号接口电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明实施例作进一步详细的说明。

本发明提供的一种电动转辙机控制系统，包括检测控制单元、传动单元

和位置传感器，其中传动单元包括电机和动作杆；检测控制单元与电机连接，用于根据接收的控制信号控制电机转动；电机与动作杆连接，用于转动时带动动作杆做直线运动；检测控制单元与位置传感器连接，用于通过位置传感器检测动作杆位置，当检测到动作杆移动到设定位置时，检测控制单元还用于控制电机停止转动。

优选的，所述传动单元还包括减速丝杆和保持联结器，所述保持联结

器固定在动作杆上，一端为检测片，另一端与减速丝杆连接，减速丝杆与电机连接，电机通过减速丝杆和保持联结器与动作杆连接。电机转动带动减速丝杆旋转时通过保持联结器带动动作杆作直线运动。

优选的，所述位置传感器包括定位检测传感器和反位检测传感器，采

用槽形光电元件；所述检测片采用不透光材料，检测片起始位置位于2个位置传感器中间，均不挡光；动作杆作直线运动的距离为两个位置传感器之间距离。当单片机控制电机转动时，带动动作杆与检测片一起做直线运动，当检测片挡住定位检测传感器或反位检测传感器光线时，单片机控制电机停止转动。即当动作杆移动时所述检测片在位置传感器之间移动，位置传感器通过检测检测片判断动作杆位置。

优选的，检测控制单元包括单片机，单片机与位置传感器和电机分别

连接。电机为两厢四线，由单片机控制其通电顺序完成对电机的正反转运行；当电机正转，带动动作杆与检测片向左移动定位检测传感器光线时控制电机停止转动；当电机反转，带动动作杆与检测片向右移动挡住反位检测传感器光线时控制电机停止转动。

优选的，所述动作杆与道岔连接。

优选的，所述系统还包括控制中心，用于发出道岔定位、反位控制信

号；单片机与控制中心连接；单片机用于根据定位、反位控制信号控制电机正反转运行。

下面结合图1，通过实施例1详细举例说明上述电动转辙机控制系统，如图1所示，本转辙机由底座和外壳构成，底座上设有电机1、减速丝杠2、保持联结器3、动作杆4、位置传感器5、8，实现通过电机带动减速丝杠，丝杠带动联结器移动，联结器带动动作杆移动通过位置传感器检测动作杆的动程完成电动转辙机的位置转换。外壳的上端面为平面。

具体来说，微型电机1、减速丝杠2、动作杆4、位置传感器5成一定的空间位置固定在底座6上，保持联结器3一头为实心的检测片9（或称为挡光片），一头为空心U型卡在空间上呈现60°~120°固定在动作杆上，保持联结器3上空心U型卡卡在减速丝杠上，起带动动作杆的作用。实心检测片在两位置传感器5、8之间来回移动，检测的信号通过设置在位置传感器上的数据信号线传到检测控制单元（单片机）。设计时，电机1有四根控制线，位置传感器5有四根数据信号线，同时设计时应考虑到动作杆4作直线往复的距离为两个位置传感器之间距离。当需要转换道岔需动作杆4伸出时，由检测控制单元（单片机）给电机1通电正转，电机1带动丝杠2旋转，丝杠2通过保持联结器3带动动作杆4作直线运动，当位置传感器5检测到保持联结器上检测片时，电机1停转，位置传感器5通过数据线为检测控制单元（单片机）提供位置信息，反之亦然。

电机1转速可调，动作杆是在保持联结器的带动下左右移动，不会转动，与道岔的连接是活动连接、位置传感器通过检测保持联结器上检测片的位置检测动作杆的行程。

本发明实施例与现有技术相比具有以下优点：

1、本实施例不需要破坏、修改现有的控制道岔组合电路定型、转辙机的动作和表示与实际铁路现场一致，便于铁路信号专业的教学。

2、本实施例的电机可采用步进电机，并且通过外接电路，可以做到速度可调，克服了原有道岔电动转辙机电机易烧坏的缺点。

3、本实施例用位置传感器来检测道岔动作行程，可靠行高，基本可实现免维护。

如图2所示，本发明还提供的一种电动转辙机控制方法，该方法包括：

步骤201，检测控制单元根据接收的控制信号控制电机转动；

步骤203，电机转动时带动动作杆做直线运动；

步骤205，检测控制单元通过位置传感器检测动作杆位置，当检测到动作杆移动到设定位置时，检测控制单元控制电机停止转动。

优选的，控制中心通过控制信号接口电路向单片机发出道岔定位、反

位控制信号；单片机根据定位、反位控制信号控制电机正反转运行。

优选的检测控制单元通过位置传感器检测动作杆位置，具体包括：当

动作杆移动时所述检测片在位置传感器之间移动，位置传感器通过检测检测片判断动作杆位置。

优选的检测片起始位置位于2个位置传感器中间，均不挡光；当单片

机控制电机转动时，带动动作杆与检测片一起做直线运动，当检测片挡住定位检测传感器或反位检测传感器光线时，单片机控制电机停止转动。

优选的，单片机根据道岔定位、反位控制信号控制电机正反转运行，具体包括：由单片机控制其通电顺序完成对电机的正反转运行；当电机正转，带动动作杆与检测片向左移动挡住定位检测传感器光线时控制电机停止转动；当电机反转，带动动作杆与检测片向右移动挡住反位检测传感器光线时控制电机停止转动。

本发明还提供的一种电动转辙机控制装置，结合图1、图3和图4所示，

该装置包括电机、单片机、位置传感器、动作杆、检测电路和控制信号接口电路；单片机与电机、位置传感器、检测电路和控制信号接口电路分别连接，控制信号通过控制信号接口电路传给单片机，单片机生成电机转动信号传递给电机；位置传感器通过检测电路生成动作杆位置信号传递给单片机，单片机生成电机停止转动信号传递给电机。

进一步地，电机上设有控制线、位置传感器上设有数据信号线，单片机

并通过传感器接口与数据信号线连接采集接收动作杆位置信号，单片机通过控制线将生成的电机转动信号或电机停止转动信号传递给电机。

优选的，所述装置还包括随动作杆一起运动的检测片，所述位置传感器包括定位检测传感器和反位检测传感器；检测片起始位置位于2个位置传感器中间；所及检测电路还包括2个继电器，均有两组转换触点；检测电路还包括2个LED指示灯、2个三极管；当检测片挡住定位检测传感器光线时，LED指示灯1亮，三级管1导通，继电器1吸起，其常开触点闭合，给出道岔定位表示信号；当检测片挡住反位检测传感器光线时，LED指示灯2亮，三级管2导通，继电器2吸起，其常开触点闭合，给出道岔反位表示信号。

优选的，继电器1吸起时，其常闭触点输出端INT0输出高电平，单

片机采集INT0信号的变化确定道岔处于定位状态；继电器2吸起时，其常闭触点输出端INT1输出高电平，单片机采集INT1信号变化确定道岔处于反位状态。

优选的，所述控制信号接口电路包括电阻和光电耦合器，定位、反位

控制信号发出后经电阻限流后驱动光电耦合器输出至单片机，单片机根据定位、反位控制信号控制电机正反转运行。具体而言，来自组合架（控制中心）的x1、x2、x3、x4的定位、反位控制信号，经电阻限流后驱动光电耦合器OP3、OP4，其输出至单片计算机（单片机）。由单片机进行处理后，控制电机运行。限流电阻R23的阻值在1000~2000欧之间，功率0.5W。R01、R02阻值范围为470~1000欧，可防止自组合架x1、x2、x3、x4触点断开时导线感应电压造成控制信号异常。光电耦合器的电流传输率为100%~300%，隔离电压1000V。定位、反位控制信号发出后，控制系统控制步进电机转动，动作杆到达位置后，电机停止转动。若系统中因电机或外部机械故障，造成定位、或反位无法到达相应位置，2秒内发出告警声，以便及时处理。

优选的，所及检测电路还包括与继电器并联的二极管。与继电器J1、J2线圈并联的二极管其功能是防止线圈在断电时线圈两端产生较大的感生电势，影响电路工作的稳定性。

优选的，电机采用5V单电源集中供电，控制板与输入接口采用光电耦

合隔离，步进电机为两相四线，工作电压5V，由单片机控制其通电顺序，完成电机正、反转运行。

优选的，位置传感器主要工作原理为：动作杆位置定位检测传感器1、反位检测传感器2均采用槽形光电元件。挡光片采用不透光材质，固定在动作杆上，与动作杆一起移动。当挡光片遮挡来自发射管的红外线时接收光敏管输出电流减弱，此电流流过负载电阻，电阻两端的电压发生变化，单片机检测该电压的变化，并判断动作杆的是否到达或离开设定位置。挡片的起市始位置位于定位检测传感器1、反位检测传感器2的中间，均不挡光；当电机正转，带动动作杆向左移动挡住传感器1的光线时控制电机停止转动；当电机反转，带动动作杆向右移动挡住反位检测传感器2的光线时控制电机停止转动；

上述装置实施例，信息采集接口均采用光电隔离，抗干扰能力强，输出

表示采用继电器触点，可靠性高，采用单片机控制，可兼容左开道岔和右开道岔，具有控制准确、调试方便的特点。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电动转辙机控制方法，该方法包括：

检测控制单元根据接收的控制信号控制电机转动；

电机转动时带动动作杆做直线运动；

检测控制单元通过位置传感器检测动作杆位置，当检测到动作杆移动到设定位置时，检测控制单元控制电机停止转动。

2.根据权利要求1所述的电动转辙机控制方法，其特征在于，

控制中心通过控制信号接口电路向单片机发出道岔定位、反位控制信号；单片机根据道岔定位、反位控制信号控制电机正反转运行。

3.根据权利要求1所述的电动转辙机控制方法，其特征在于，检测控制单元通过位置传感器检测动作杆位置，具体包括：当动作杆移动时所述检测片在位置传感器之间移动，位置传感器通过检测检测片判断动作杆位置。

4.根据权利要求3所述的电动转辙机控制方法，其特征在于，检测片起始位置位于2个位置传感器中间，均不挡光；当单片机控制电机转动时，带动动作杆与检测片一起做直线运动，当检测片挡住定位检测传感器或反位检测传感器光线时，单片机控制电机停止转动。

5.根据权利要求2所述的电动转辙机控制方法，其特征在于，单片机根据道岔定位、反位控制信号控制电机正反转运行，具体包括：由单片机控制其通电顺序完成对电机的正反转运行；当电机正转，带动动作杆与检测片向左移动挡住定位检测传感器光线时控制电机停止转动；当电机反转，带动动作杆与检测片向右移动挡住反位检测传感器光线时控制电机停止转动。