CN102756746B - 调车防挤岔自动控制装置及道岔防挤机车自停系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种调车防挤岔自动控制装置，包括安装在信号机上的光敏传感器、控制器、磁控停车器、光伏电源。光敏传感器感应到道岔处于“锁闭”状态时，输出信号给控制器，控制器控制磁控停车器的强磁铁朝靠近钢轨的方向移动，将强制运行的机车紧急放风，实施自动停车，避免机车挤坏道岔事故的发生；光敏传感器感应到道岔处于“开通”状态时，输出信号给控制器，控制器控制磁控停车器的强磁铁朝远离钢轨的方向移动，不影响机车的正常通过。与本发明配套使用的机车自停系统包括安装在机车上的磁感应传感器、机车监控装置（LKJ）、制动机等。本发明的优点在于：有效防止由于司机误判和盲动造成的机车挤岔事故，为安全生产提供了可靠保证。

Description

调车防挤岔自动控制装置及道岔防挤机车自停系统

技术领域

本发明涉及一种适用于铁路机务段机车整备库、车站站场的安全调车，防止机车挤坏道岔的安全装置，具体是一种调车防挤岔装置及道岔防挤系统。

背景技术

当前，我国货运牵引机车的机车监监控装置（LKJ）为确保机务行车安全发挥着重大作用，但在线路的复杂、关键地段：各车站、编组场及机务段库内，因道岔复、线路杂的线路原因（油水污物严重、线路长度不够、联锁关系复杂等），无法安装轨道电路发码装置。使上述的调车线路均处于信号发码盲区，而使机车监控装置（LKJ）无用武之地。为此，当前的机车监控对于库内走行及站场调车的控制也只是作了最高限速（不超40km/h）及“平调装置”的人工被动限速，基本是处于盲控状态。

机车在机务段整备库或车站调车线路上进行调车作业时，机车行走时司机要根据信号机或者扳道员给出的信号决定前进或后退，当信号机是蓝色信号或者扳道员举红旗时，道岔处于反位“锁闭”状态，不允许机车通过；当信号机是白色信号或者扳道员举绿旗时，道岔处于正位“通过”状态，允许机车通过。但是由于司机疲劳、夜间作业、雨雾天气、线路条件复杂或瞭望条件不好等原因，均会造成司机误判，驾驶机车强行通过“锁闭”状态的道岔，导致挤岔事故发生，给安全生产带来隐患，造成经济损失 。

这种事故由于是一种系统性（与管理、线路、道岔、机车、司机、时间及天气等因素均相关）事故，且没有技术和设备做保障，至使当前在列车事故得到有效扼制的情况下，机车在调车作业时“挤、撞、脱”事故仍频频发生，成为制约运输安全的瓶颈。基于以上原因，就是本发明要解决的问题:研制一种调车防挤岔自动控制装置,防止机车在机务段整备库或车站调车线路上进行调车作业时发生“挤、撞、脱”的发生。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在没有轨道电路的作业区段进行调车作业时，能够有效防止由于司机误判和盲动造成的机车挤岔事故的调车防挤岔自动控制装置及应用此装置的道岔防挤机车自停系统，提供了防止机车挤岔的技术保障手段。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种调车防挤岔自动控制装置，包括安装在信号机上的光敏传感器、连接光敏传感器的控制器、受控制器控制的强磁铁、与控制器连接的电源，信号机上的光敏传感器感应到道岔在“锁闭”状态时，输出信号给控制器，控制强磁铁朝靠近钢轨的方向移动以阻止强行通过的机车；信号机上的光敏传感器感应到道岔在“通过”状态时，输出信号给控制器，控制强磁铁朝远离钢轨的方向移动，从而不阻挡正常通过的机车。

本发明进一步优化为，所述调车防挤岔自动控制装置还包括所述磁控停车器，所述磁控停车器包括电机、丝杠、滑动螺母、轴承、所述强磁铁，所述电机的输出轴上固定横向的丝杠，丝杠上套有滑动螺母，所述强磁铁固定在所述滑动螺母上；

信号机上的光敏传感器感应到道岔处于“锁闭”状态时，输出信号给控制器，控制器控制磁控停车器的电机转动，带动滑动螺母及固定在滑动螺母上的强磁铁朝靠近钢轨的方向移动，以阻止机车通过；

信号机上的光敏传感器感应到道岔处于“开通”状态时，输出信号给控制器，控制器控制磁控停车器的电机转动，带动滑动螺母及固定在滑动螺母上的强磁铁朝远离钢轨的方向移动，不影响机车通过。

本发明进一步优化为，所述防挤岔自动控制装置还包括两个电机支架及环氧树脂底板，所述丝杠的两端分别通过轴承固定在电机支架上，所述电机支架的底部固定在环氧树脂底板上。底板采用环氧树脂成型，坚固防水。

本发明进一步优化为，所述磁控停车器还包括外壳，外壳采用黄色ABS工程塑料，可受250公斤的外力击打，外壳颜色为黄色，醒目易引起司机的注意。

本发明进一步优化为，磁控停车器外壳上有状态显示器，所述显示器有蓝、白两色闪亮指示灯，蓝色灯闪亮表示磁控停车器处于阻止机车通过的状态，白色灯闪亮表示磁控停车器处于允许机车通过的状态。

本发明进一步优化为，所述强磁铁采用稀土铷铁硼制成的强磁铁。其特点是磁场强度与距离的平方呈反比（T=Q/r²），具体在本发明的数据是：在强磁铁近钢轨位置时，机车磁传感器中心点的磁场强度可达到6.3特斯拉，可使运行速度1公里通过的机车可靠停车; 在强磁铁远钢轨位置时，机车磁传感器中心点的磁场强度可消弱到0.01特斯拉，不影响运行速度30公里的机车 通过。

本发明进一步优化为，调车防挤岔自动控制装置还包括两个限位开关，两个限位开关的接点开串联在电机的供电电源上，限位开关分别位于丝杠的两侧，当滑动螺母运动到限位开关的一端时，滑动螺母碰触到相应的限位开关，切断电机供电电源，使电机停止转动。

本发明进一步优化为，所述光敏传感器包括第一光敏传感器和第二光敏传感器，第一光敏传感器安装于信号机第一灯透镜光圈的第四圈，第二光敏传感器安装于信号机第二灯透镜光圈的第四圈。

本发明进一步优化为，信号机的灯光与光敏传感器输出的对应关系如下：

第一灯亮、第二灯灭时，第一光敏传感器和第二光敏传感器输出信号给控制器，控制器输出高电平信号，控制电机转动，使强磁铁移到远离钢轨的位置；

第一灯灭、第二灯亮时，第一光敏传感器和第二光敏传感器输出信号给控制器，控制器输出低电平信号，控制电机转动，使强磁铁移到靠近钢轨的位置；

第一灯和第二灯同时亮或者同时灭时，第一光敏传感器和第二光敏传感器输出信号给控制器，控制器输出报警信号。

本发明进一步优化为，所述控制器的信号输入端还与安装在手动道岔的定、反位表示机构的传感器相连，所述手动道岔的定、反位表示机构的传感器采用磁控开关，当手动扳动道岔，使道岔处于“开通”状态时，控制器驱动电机转动，使强磁铁移到远离钢轨的位置；当手动扳动道岔，使道岔处于“锁闭”状态时，控制器驱动电机转动，使强磁铁移到靠近钢轨的位置。采集手动道岔的定、反位表示机构上的传感器采用磁控开关，即解决了原先使用限位开关易产生故障的问题，有解决了雷电侵袭传感器的问题。

本发明进一步优化为，所述电源是光伏电源。

本发明还提供了一种应用上述调车防挤岔自动控制装置的道岔防挤机车自停系统，所述道岔防挤机车自停系统包括安装在机车上的磁感应传感器、信号转换盒、机车监控装置、制动机，以及相隔一定距离安装在要防护的道岔前面13~15米处的两套所述调车防挤岔自动控制装置，所述磁感应传感器通过信号转换盒连接到机车监控装置，机车监控装置控制机车的制动机，所述磁感应传感器感应强磁铁的信号；

其工作机制是：信号机上的光敏传感器感应到道岔处于“锁闭”状态时，输出信号给控制器，控制器控制磁控停车器的电机转动，带动强磁铁朝靠近钢轨的方向水平运动，机车强行通过时，机车上的磁感应传感器会接收到两套调车防挤岔自动控制装置的强磁铁发出的两个连续点式脉冲，机车磁感应传感器将信号传给机车监控装置，机车监控装置控制制动机使机车在道岔前实施紧急制动，停在“锁闭”的道岔前面。

本发明的优点在于：

1、能够有效防止由于司机误判或盲动造成的机车挤岔事故。以前没有此技术时，防止道岔挤坏都是靠各项管理制度、司机的责任心和技术水平；现在安装了调车道岔防挤自动控制装置，可以从设备技术上保障调车作业安全，从而避免了由于管理不到位或司机人为因素导致的事故发生，为安全生产提供了保证；

2、采用稀土材料制成的强磁铁，可使低速运行在1Km/h的机车也能可靠接收到磁场信号并实行紧急停车，有效防止低速行驶的机车挤岔事故的发生（防撞土档的低速防护指标是3Km/h）；

3、采用光敏传感器采集信号机灯光信号，光敏传感器技术保障该装置既能与电务系统的信号设备实现光电隔离，又能与信号机的连锁关系真实同步，解决了该装置与道岔信号机接口的技术难题；

4、手动道岔的定、反位信息采集采用磁控开关，解决了雷电侵袭问题；

5、采用太阳能光伏电源供电，解决了由于道岔分散造成的交流供电施工高和施工困难的问题，并起到了节能降耗的作用。

附图说明

图1是本发明道岔防挤机车自停装置的结构图。

具体实施方式

本发明道岔防挤机车自停系统包括安装在机车上的磁感应传感器（图未示）、机车监控装置（图未示）、制动机以及相隔一定距离安装在要防护的道岔前面13~15米处的两套调车防挤岔自动控制装置。

所述磁感应传感器连接到机车监控装置，机车监控装置控制机车的制动机。

道岔处于“锁闭”状态时，机车强行通过时，机车上的磁感应传感器会接收到两套调车防挤岔自动控制装置发出的两个点式脉冲，磁感应传感器将信号传给机车监控装置，机车监控装置控制制动机使机车在道岔前实施紧急制动，停在“锁闭”的道岔前面，避免事故发生。

请参阅图1所示，本发明调车防挤岔自动控制装置包括安装在信号机10上的光敏传感器、连接光敏传感器的控制器20、与控制器20连接的磁控停车器30和电源40。

所述光敏传感器包括白光光敏传感器101和蓝光光敏传感器102，白光光敏传感器101安装于信号机白光灯透镜光圈的第四圈，蓝光光敏传感器102安装于信号机蓝光灯透镜光圈的第四圈，信号机10的灯光与光敏传感器输出的对应关系如下：

光敏传感器的技术条是：

由于库内站场道岔分散，给设备供电造成极大困难，而且要是供交流电投资的话，成本非常高，施工难度非常大。作为优化方案，本发明中的电源40可以是光伏电源，光伏电源包括太阳能板（图未示）、充电器（图未示）和蓄电池（图未示），太阳能板通过充电器连接到蓄电池，为蓄电池充电。采用太阳能供电技术，解决了由于道岔分散造成的供电成本高和施工困难的问题，起到了节能降耗的作用。作为一个具体的实施例，为提高供电可靠性，光伏电源采用双备份，两块太阳能板和两只充电器，同时为蓄电池充电，当其中一个太阳能板或者充电器损坏后，不影响蓄电池的充电。

所述磁控停车器30包括电机301、丝杠302、滑动螺母303、轴承304、强磁铁305。

所述电机301的输出轴上固定横向的丝杠302，丝杠302上套有滑动螺母303，所述滑动螺母303与强磁铁305固定在一起。当电机301转动时，带动丝杠302转动，从而使滑动螺母303水平移动，进而带动强磁铁305做水平方向的移动。强磁铁305可以固定在滑动螺母303的上部。

所述电机301可以是永磁式直流电机。

作为优化方案，本发明调车防挤岔自动控制装置还包括两个电机支架307，所述丝杠302的两端分别通过轴承304固定在电机支架307上。

本发明调车防挤岔自动控制装置还包括环氧树脂底板308，所述电机支架307的底部固定在环氧树脂底板308上。

作为优化方案，本发明调车防挤岔自动控制装置还包括两个限位开关K1和K2，限位开关K1和K2的接点串联在电机301的电源线上，限位开关K1和K2分别位于丝杠302的两侧下部，当然，也可以位于丝杠302的两侧上部，当滑动螺母303运动到限位开关K1和K2对应着的丝杠302的位置时，滑动螺母303碰触到相应的限位开关K1或K2。

作为优化方案，本发明调车防挤岔自动控制装置的强磁铁305采用稀土铷铁硼制成的强磁铁，强磁铁305发出在其上方150mm处，1.6特斯拉的磁场，提高了机车感应线圈接收点式脉冲信号的灵敏度，解决了以前机车监控装置（LKJ）速度在3Km/h以上才能紧急停车的缺点。该装置使用高强度磁铁后可使机车低速运行在1Km/h时接收到自动停车信号。

本发明岔防挤机车自停系统的工作过程如下所述：

1、道岔处于“锁闭”状态时，信号机10上的蓝光灯亮，白光灯灭，强磁铁305位置在靠近铁路钢轨70的位置；此时，当有机车通过时，机车上的磁感应传感器接收到两套调车防挤岔自动控制装置发出的两个点式脉冲信号，使机车自动紧急制动停车，防止机车挤岔。

2、道岔处于“开通”状态时，信号机10上的白光灯亮蓝光灯灭，光敏传感器检测到信号，信号送到控制器20，控制器20输出高电平驱动电机301转动，电机301带动丝杠302转动，丝杠302转动带动滑动螺母303移动，使强磁铁305位置移到远离钢轨70的位置，当到达指定位置时碰触限位开关K1，使限位开关K1断开从而切断电机301的电源，电机301停止转动，强磁铁305停在指定位置。此时，当机车通过时，机车上的磁感应传感器接收不到点式脉冲信号，机车可以自由通过。

3、机车通过后，根据行车需要值班员排列进路，道岔处于锁闭状态，信号机10的白光灯灭，蓝光灯亮。此时，光敏传感器检测到信号，信号送到控制器20，控制器20输出低电平信号给电机301，电机301反转带动丝杠302转动，丝杠302转动带动滑动螺母303移动,使强磁铁305位置移到靠近钢轨70的位置，当到达指定位置时碰触限位开关K2，限位开关K2断开从而切断电源，电机301停止转动，此时又进入到防挤岔位置。

在上述所有实施例的基础上，所述控制器20的信号输入端还可以与手动道岔的定反位表示机构上安装的感应器（图未示）相连，所述感应器采用磁控开关，当手动扳动道岔，使道岔处于“开通”状态时，控制器20输出高电平驱动电机301转动，使强磁铁305位置移到远离钢轨70的位置，当手动扳动道岔，使道岔处于“锁闭”状态时，控制器20输出低电平信号给电机301，电机301转动使强磁铁305位置移到靠近钢轨70的位置。工作原理与上述工作原理相同。

机车在没有轨道电路的作业区段进行调车作业，机车的安全机车监控装置（LKJ）是不起作用的，这时候机车的前进和后退都是靠司机瞭望信号机后判断是否前进或后退。由于瞭望条件（离信号机太近、大雾天气）及司机疲劳等原因常发生错误判断，造成道岔挤岔事故的发生；该发明为调车机车在没有轨道电路的作业区段进行调车作业时提供了防挤岔技术保障手段。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种调车防挤岔自动控制装置，其特征在于：包括安装在信号机上的光敏传感器、连接光敏传感器的控制器、受控制器控制的强磁铁、与控制器连接的电源，信号机上的光敏传感器感应到道岔处于“锁闭”状态时，输出信号给控制器，控制强磁铁朝靠近钢轨的方向移动，信号机上的光敏传感器感应到道岔处于“开通”状态时，输出信号给控制器，控制强磁铁朝远离钢轨的方向移动；

所述调车防挤岔自动控制装置还包括所述磁控停车器，所述磁控停车器包括电机、丝杠、滑动螺母、轴承、所述强磁铁，所述电机的输出轴上固定横向的丝杠，丝杠上套有滑动螺母，所述强磁铁固定在所述滑动螺母上；

信号机上的光敏传感器感应到道岔处于“锁闭”状态时，输出信号给控制器，控制器控制磁控停车器的电机转动，带动滑动螺母及固定在滑动螺母上的强磁铁朝靠近钢轨的方向移动，以阻止机车通过；

信号机上的光敏传感器感应到道岔处于“开通”状态时，输出信号给控制器，控制器控制磁控停车器的控制电机转动，带动滑动螺母及固定在滑动螺母上的强磁铁朝远离钢轨的方向移动，不影响机车通过；

所述光敏传感器包括第一光敏传感器和第二光敏传感器，第一光敏传感器安装于信号机第一灯透镜光圈的第四圈，第二光敏传感器安装于信号机第二灯透镜光圈的第四圈。

2.如权利要求1所述的调车防挤岔自动控制装置，其特征在于：所述防挤岔自动控制装置还包括两个电机支架及环氧树脂底板，所述丝杠的两端分别通过轴承固定在电机支架上，所述电机支架的底部固定在环氧树脂底板上。

3.如权利要求1所述的调车防挤岔自动控制装置，其特征在于：所述强磁铁采用稀土铷铁硼制成的强磁铁。

4.如权利要求1所述的调车防挤岔自动控制装置，其特征在于：调车防挤岔自动控制装置还包括两个限位开关，两个限位开关的接点串联在电机的供电电源上，限位开关分别位于丝杠的两侧，当滑动螺母运动到限位开关的一端时，滑动螺母碰触到相应的限位开关，切断电机供电电源，使电机停止转动。

5.如权利要求1所述的调车防挤岔自动控制装置，其特征在于：信号机的灯光与光敏传感器输出的对应关系如下：

第一灯亮、第二灯灭时，第一光敏传感器和第二光敏传感器输出信号给控制器，控制器输出高电平信号，控制电机转动，使强磁铁移到远离钢轨的位置；

第一灯灭、第二灯亮时，第一光敏传感器和第二光敏传感器输出信号给控制器，控制器输出低电平信号，控制电机转动，使强磁铁移到靠近钢轨的位置；

第一灯和第二灯同时亮或者同时灭时，第一光敏传感器和第二光敏传感器输出信号给控制器，控制器输出报警信号。

6.如权利要求1至4任一项所述的调车防挤岔自动控制装置，其特征在于：所述控制器的信号输入端还与安装在手动道岔的定、反位表示机构的传感器相连，所述手动道岔的定、反位表示机构的传感器采用磁控开关，当手动扳动道岔，使道岔处于“开通”状态时，控制器驱动电机转动，使强磁铁移到远离钢轨的位置；当手动扳动道岔，使道岔处于“锁闭”状态时，控制器驱动电机转动，使强磁铁移到靠近钢轨的位置。

7.如权利要求1所述的调车防挤岔自动控制装置，其特征在于：所述电源是光伏电源。

8.一种应用权利要求1至7任一项所述调车防挤岔自动控制装置的道岔防挤机车自停系统，其特征在于：包括安装在机车上的磁感应传感器、信号转换盒、机车监控装置、制动机，以及相隔一定距离安装在要防护的道岔前面13～15米处的两套所述调车防挤岔自动控制装置，所述磁感应传感器通过信号转换盒连接到机车监控装置，机车监控装置控制机车的制动机，所述磁感应传感器感应强磁铁的信号；

其工作机制是：信号机上的光敏传感器感应到道岔处于“锁闭”状态时，输出信号给控制器，控制器控制磁控停车器的电机转动，带动强磁铁朝靠近钢轨的方向水平运动，机车强行通过时，机车上的磁感应传感器会接收到两套调车防挤岔自动控制装置的强磁铁发出的两个连续点式脉冲，机车磁感应传感器将信号传给机车监控装置，机车监控装置控制制动机使机车在道岔前实施紧急制动，停在“锁闭”的道岔前面。