CN103448745A - 电机车出轨检测装置和具有它的电机车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机车出轨检测装置和具有它的电机车。电机车具有车体和牵引电机，所述车体上设有用于在轨道上滚动的车轮，所述牵引电机设在所述车体上用于驱动所述车轮，所述电机车出轨检测装置包括检测器和控制器，所述检测器安装在所述车体上用于检测所述轨道，所述控制器与所述检测器和所述牵引电机相连以根据所述检测器的检测信号控制所述牵引电机。本发明的电机车设置有用于检测电机车是否出轨的检测器，在检测器检测到电机车出轨时，控制器会控制牵引电机停止驱动电机车，从而使电机车及时停车，降低发生重大事故的风险，提高行车安全。

Description

电机车出轨检测装置和具有它的电机车

技术领域

本发明涉及一种电机车，具体地，涉及一种电机车出轨检测装置和具有它的电机车。

背景技术

电机车是广泛应用的动力车辆，例如广泛应用在矿山巷道内的矿用电机车。相关技术中的电机车通常是有人驾驶电机车，由于工作环境的限制，例如在矿山巷道内，越来越多地采用了无人驾驶的电机车，由于电机车上没有司机，因此，许多保护必须由检测装置替代司机完成。

发明内容

本申请是基于发明人对以下问题和事实的发现和认识作出的：

对于有人驾驶电机车，电机车的操作通常由司机控制，例如驻车、行驶速度控制等。但是，对于无人驾驶的电机车，由于电机车上没有司机，因此许多操作的可靠性差。例如，由于轨道平整度、车速度、车轮轮缘模式等问题都会导致电机车出轨。因此，本申请的发明人意识到，在使用无人驾驶电机车运输时，必须能够可靠及时地检测出电机车的出轨情况，否则会造成严重事故。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电机车出轨检测装置，在车轮发生出轨时能够检测到，从而采取相应措施，避免事故发生。这里，需要理解的是，出轨检测是指在车轮发生出轨的程度没有导致严重事故的情况下，即在车轮发出出轨的初期能够检测到，从而采取相应措施，避免电机车完全脱轨而造成严重事故。本发明的电机车可以是有人驾驶电机车，也可以是无人驾驶电机车。

根据本发明实施例的电机车出轨检测装置，所述电机车具有车体和牵引电机，所述车体上设有用于在轨道上滚动的车轮，所述牵引电机设在所述车体上用于驱动所述车轮，所述电机车出轨检测装置包括检测器和控制器，所述检测器安装在所述车体上用于检测所述轨道，所述控制器与所述检测器和所述牵引电机相连以根据所述检测器的检测信号控制所述牵引电机。

根据本发明实施例的电机车出轨检测装置，在检测器检测到电机车出轨时，控制器会控制牵引电机停止驱动车轮，从而使电机车及时停车，降低发生重大事故的风险，提高行车安全。

根据本发明的一些实施例，所述检测器为接近开关。

根据本发明的一些实施例，所述检测器为红外传感器。

根据本发明的一些实施例，所述检测器为多个。

由此，可以提高检测精度。

根据本发明的一些实施例，所述多个检测器分别邻近所述车轮设置。

根据本发明的一些实施例，所述检测器通过柔性架安装到所述车体上。

根据本发明的一些实施例，所述柔性架包括：

安装在所述车体上套筒；

下套筒，所述检测安装在所述下套筒上；

弹簧，所述弹簧的上端固定在所述上套筒内，所述弹簧的下端与所述下套筒相连。

根据本发明的一些实施例，所述柔性架为橡胶条。

本发明的实施例还提供一种具有上述电机车出轨检测装置的电机车。

附图说明

图1是根据本发明实施例的电机车出轨检测装置的示意图。

图2是图1所示电机车在轨道上正常行驶的示意图。

图3是图1所示电机车的后车轮向一侧偏离而出轨的示意图。

图4是图1所示电机车的后车轮向另一侧偏离而出轨的示意图。

图5是用于安装检测器的柔性架的示意图。

图6是根据本发明实施例的电机车出轨检测装置的控制示意图。

附图标记：

电机车100；车体1；车轮2；驻车装置3；驱动电机4；检测器5；轨道6；控制器7；蓄电池8；集电弓9；柔性架10；上套筒11；弹簧12；下套筒13；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的电机车出轨检测装置，其中电机车100适用于矿藏巷道内，用于运输，该电机车100具有出轨检测功能。

根据本发明一个实施例的电机车出轨检测装置，电机车100包括车体1、牵引电机，电机车出轨检测装置包括检测器5和控制器7。

车体1上可以设有集电弓9，集电弓9的底部设置有弹簧装置，通过弹簧装置的弹力可以将集电弓9常推抵在滑触线的下面以获得电能，并作为电机车100的驱动能源。车轮2安装在车体1上，例如，一个车体1上可以设置四个车轮2，每一侧各两个，左右相对的两个车轮2可以通过同一根轴相连，当然每个车轮2也可以是独立转动且互不干涉的，车轮2与巷道内的轨道6适配以在轨道6上滚动，从而电机车100可沿着轨道6运动。

牵引电机设在车体1上用于驱动车轮2，牵引电机可以是直接与车轮2的车轴相连以驱动车轮2转动，当然也可以是通过其它中间部件与车轮2的车轴间接地相连。

检测器5安装在车体1上用于检测轨道6，控制器7分别与检测器5和牵引电机相连以根据检测器5的检测信号控制牵引电机。

具体而言，检测器5可用于检测车轮2或车体1相对轨道6的位置，例如在检测器5检测到车体1或车轮2与轨道6之间的距离大于预设值时，控制器7可判断电机车100出轨，若检测器5检测到车体1或车轮2与轨道6之间的距离小于该预设值时，控制器7可判断电机车100处于轨道6内正常行驶。其中，所述预定值为预先设定的一个数值，该预定值可以根据轨道6以及电机车100的尺寸等因素而具体设定，这对于本领域的普通技术人员而言，应当是容易理解的。

由此，在检测器5检测到电机车100出轨后，控制器7可以控制牵引电机停止驱动车轮2，从而使电机车100由于失去动力而减速并停下，防止发生重大事故。而在检测器5检测到电机车100处于轨道6内且正常行驶时，控制器7可控制牵引电机正常驱动车轮2。

根据本发明实施例的电机车出轨检测装置，设置有用于检测电机车100是否出轨的检测器5，在检测器5检测到电机车100出轨时，控制器7会控制牵引电机停止驱动车轮2，从而使电机车100及时停车，降低发生重大事故的风险，提高行车安全。

根据本发明的一些实施例，检测器5可以是多个，这样可以提高检测精度，避免使用单个检测器5且在该单个检测器5损坏后而无法检测出电机车100是否出轨。多个检测器5可以均匀地分布在车体1的两侧，同一侧的多个检测器5的设置位置即相对轨道6的位置可以是不同的，这样可以从不同的角度和/或高度检测电机车100是否出轨，保证检测精度。当然，多个检测器5的设置高度也可相同。

进一步，多个检测器5分别邻近车轮2设置，即该多个检测器5是用于检测车轮2与轨道6之间距离的，在其中任意一个检测器5检测到车轮2与对应的轨道6之间距离大于预设值时，则控制器7可以判断电机车100出轨，在多个检测器5同时检测到车轮2与对应的轨道6之间的距离均在合理范围内时，控制器7可以判断电机车100处于轨道6内正常行驶。

检测器5的安装方式有多种，例如检测器5可以直接安装在车轮2附近，当然也可以通过中间部件间接地固定在车轮2附件。

例如，根据本发明的一个实施例，如图5所示，检测器5通过柔性架10安装在车体1上，且优选邻近车轮2。通过将检测器5安装在柔性架10上，从而可以避免电机车100在轨道6上行驶由于颠簸而导致检测器5异常震动，降低检测器5损坏的概率。可选地，根据本发明的一个实施例，柔性架10可为橡胶条。

具体地，如图5所示，柔性架10可以包括上套筒11、下套筒13和弹簧12，上套筒11安装在车体1上，上套筒11具有向下敞开的上筒腔，下套筒13位于上套筒11的下面，下套筒13具有向上敞开的下筒腔，弹簧12的上端固定在上套筒11内，例如弹簧12的上端伸入到上套筒11的上筒腔内且与上筒腔的壁固定，弹簧12的下端与下套筒13相连，例如弹簧12的下端伸入到下筒腔内且与下筒腔的壁固定，其中检测器5可以设置在下套筒13上。

这样，弹簧12可以过滤掉电机车100的振动，衰减向检测器5传递的振动能量，保证检测器5不受损坏。

根据本发明的一个实施例，检测器5可以是接近开关，可以理解，接近开关已为现有技术且为所属领域的技术人员所熟知，因此这里对于接近开关的具体构造和工作原理不作特殊说明。

该接近开关可用于检测轨道6与车轮2之间的距离，在接近开关检测到车轮2与轨道6之间的距离大于预设值时，控制器7可判断电机车100出轨，而在接近开关检测到车轮2与轨道6之间的距离小于预设值时，控制器7可判断电机车100处于轨道6内。

当然，本发明并不限于此，在本发明的另一个实施例，检测器5可以是红外传感器。红外传感器可用于检测车轮2与轨道6之间的距离，控制器7根据红外传感器检测到的距离来判断电机车100是否出轨，其原理与上述接近开关相近，因此这里不再赘述。

下面参照图2-4、图6描述根据本发明一个实施例的电机车100的出轨检测功能。

如图2所示，检测器5检测到车轮2与对应轨道6之间的距离在正常范围内，控制器7判断电机车100在轨道上正常行驶，控制器7控制牵引电机驱动车轮2以使电机车100在轨道6上正常运动。

如图3和图4所示，检测器5检测到车轮2与对应轨道6之间的距离在正常范围外，即超出正常范围，控制器7判断电机车100出轨，如图6所示，此时控制器7控制牵引电机停止驱动车轮2，使电机车100由于失去动力而停车，防止发生重大事故。

根据本发明的另一个实施例，电机车100还包括驻车装置3和驻车电机4，驻车装置3设在车体1上用于制动车轮2，例如驻车装置3可以是制动块，在电机车100需要减速或需要停止电机车100时，可由驻车电机4驱动驻车装置3例如制动块抱紧车轮2，依靠摩擦力来降低车速。其中制动块可以是铸铁制动块或铝合金制动块等，制动块的形状可以根据车轮2踏面的形状而设计成相适配的形状，制动块的尺寸可以根据实际所需制动力的大小而定，例如对于需要较大制动力的电机车100而言，制动块的尺寸（即抱紧车轮2的接触摩擦面）可以较大，而对制动力没有较大要求的电机车100而言，其制动块的尺寸可以相对小一些。

驻车电机4设在车体1上且与驻车装置3相连，用于驱动驻车装置3制动或释放车轮2，例如在需要制动时，驻车电机4驱动驻车装置3例如制动块抱紧车轮2，而在电机车100正常行驶时，驻车电机4不工作，驻车装置3例如制动块释放车轮2。

由此，在检测器5检测到电机车100出轨后，控制器7可以控制牵引电机停止驱动车轮2同时控制驻车电机4驱动驻车装置3以制动电机车100，这样电机车100一方面由于失去动力会减速，另一方面由于驻车装置3的制动也会减速，从而使电机车100能够及时停下，防止发生重大事故。

根据本发明的另一个实施例，电机车100还包括蓄电池8，蓄电池8设在车体1上，控制器7与蓄电池8相连以在集电弓9失电时控制蓄电池8给驻车电机4供电。具体而言，在电机车100失电时，可由蓄电池8向驻车电机4供电，这样驻车电机4可驱动驻车装置3制动电机车100，以使电机车100减速或停车，防止电机车100因失电而导致溜车，而在电机车100正常行驶且通过集电弓9得电时，蓄电池8可以不向驻车电机4供电，此时电机车100的动力来源可以全部来自集电弓9获得的电能，并且驻车电机4驱动驻车装置3的电能也可直接来源于集电弓9。

根据本发明的一个实施例，蓄电池8可以是一个。但是，本发明不限于此，蓄电池8也可以是多个，多个蓄电池8可以是串联的。简言之，蓄电池8的数量可以根据实际情况而适应性设定，以保证在电机车100失电时，蓄电池8可以提供给驻车电机4足够的电能，从而有效制动电机车100。

由此，通过设置蓄电池8，在电机车100失电情况下，例如集电弓9与滑触线分离，蓄电池8可向驻车电机4供电，驻车电机4可驱动驻车装置3制动车轮2，从而使电机车100减速或停车，避免在电机车100失电时发生溜车现象，提高行车安全。可选地，驻车电机4为直流电机。

进一步，电机车100还包括充电装置，充电装置可以设在车体1上，充电装置与蓄电池8和集电弓9相连以通过集电弓9供给的电给蓄电池8充电。也就是说，在电动车正常行驶时，集电弓9获得的电能一方面主要用于驱动电机车100，另一方面，集电弓9将获得的电能分配给充电装置，由充电装置向蓄电池8充电，在蓄电池8充满电后，集电弓9获得的电能可全部用于驱动电机车100行驶。

由此，通过设置充电装置给蓄电池8充电，可以保证蓄电池8中具有充足的电能，在电机车100失电的情况下，可以及时供给驻车驱动器以驱动驻车装置3制动电机车100。

下面参照图2-4、图6描述根据本发明另一个实施例的电机车出轨检测装置的出轨检测功能。

如图2所示，检测器5检测到车轮2与对应轨道6之间的距离在正常范围内，控制器7判断电机车100在轨道上正常行驶，控制器7控制牵引电机驱动车轮2以使电机车100在轨道6上正常运动。

如图3和图4所示，检测器5检测到车轮2与对应轨道6之间的距离在正常范围外，即超出正常范围，控制器7判断电机车100出轨，如图6所示，此时控制器7控制牵引电机停止驱动车轮2同时控制驻车电机4驱动驻车装置3以制动电机车100，使电机车100快速停车，防止发生重大事故。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种电机车出轨检测装置，其特征在于，所述电机车具有车体和牵引电机，所述车体上设有用于在轨道上滚动的车轮，所述牵引电机设在所述车体上用于驱动所述车轮，所述电机车出轨检测装置包括检测器和控制器，所述检测器安装在所述车体上用于检测所述轨道，所述控制器与所述检测器和所述牵引电机相连以根据所述检测器的检测信号控制所述牵引电机。

2.根据权利要求1所述的电机车出轨检测装置，其特征在于，所述检测器为接近开关。

3.根据权利要求1所述的电机车出轨检测装置，其特征在于，所述检测器为红外传感器。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电机车出轨检测装置，其特征在于，所述检测器为多个。

5.根据权利要求4所述的电机车出轨检测装置，其特征在于，所述多个检测器分别邻近所述车轮设置。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电机车出轨检测装置，其特征在于，所述检测器通过柔性架安装到所述车体上。

7.根据权利要求6所述的电机车出轨检测装置，其特征在于，所述柔性架包括：

安装在所述车体上套筒；

下套筒，所述检测安装在所述下套筒上；

弹簧，所述弹簧的上端固定在所述上套筒内，所述弹簧的下端与所述下套筒相连。

8.根据权利要求6所述的电机车出轨检测装置，其特征在于，所述柔性架为橡胶条。

9.一种电机车，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的电机车出轨检测装置。

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