CN105431342B - 用于监控被引导车辆的正确复轨的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于检查被引导车辆的导引构件的正确复轨的方法和系统，所述系统基于对旨在与被至少一个导轨(3)所引导的车辆的导引构件协作的电气开关(13)的使用，所述开关(13)的特征在于具有两种状态，分别为第一状态和第二状态，所述开关在其中一个状态关断而在另一个状态接通，所述开关(13)的特征在于其被安装在支撑结构上以使得能够与所述导引构件相互作用，所述开关(13)能够通过与所述导引构件的至少一部分相互作用而从所述第一状态切换到所述第二状态。

Description

用于监控被引导车辆的正确复轨的方法和设备

本发明涉及一种用于监控被引导车辆的正确复轨的方法和系统以及一种用于实现该功能的专用电气开关。

具体地，本发明涉及检测和监控被引导车辆的导引构件的复轨正确与否。

“被引导车辆”是指公共交通工具，例如公交车、无轨电车、有轨电车、地铁、列车或列车组等等，以及负载交通工具，例如桥式起重机，负载交通工具的安全性是极为重要的因素并且负载交通工具特别地由单一轨道引导。该单一轨道被用于引导被引导车辆的导引构件，所述导引构件通常抵靠轨道且在被引导车辆移动时跟随轨道的路径。导引构件能够使例如导引系统沿着轨道所限定的路径来指引被引导车辆的转向轴，所述转向轴例如设置有负重轮。

导引构件的第一已知变型包括一对导引轮，也称作导引滚轮，每个都设置有轮缘并呈V形布置，即，所述轮的滚动平面相对于彼此倾斜以形成V形，所述轮中一个的转轴与所述轮中另一个的转轴形成凸角，以便将导轨夹在由配备有各自的轮缘的所述滚轮所形成的钳口中。此类导引构件例如在文件US 7228803 B2、US 6029579 A1、US 6363860 B1和WO2008/074942 A1中被描述。这种导引构件确保车辆导引的安全直至车辆停止。例如可以防止由于失去导引而导致的材料损坏以及在公共交通情况下确保车辆上的员工及乘客的人身安全。

包括此类导引构件的被引导车辆的工作原理通过图1至图3来进行解释。图1示出了本领域技术人员已知的导引构件中呈V形布置的一对滚轮1和滚轮2。该对滚轮1和滚轮2夹住与其接触的轨道3并因此强制导引构件跟随轨道3所限定的路径，因而迫使与所述导引构件协作的被引导车辆的转向轴跟随所述路径。导轨3特别地包括固定至地面5的基板4和支撑轨头7的腹板6，其中滚轮1和滚轮2通过轮面9而抵靠于轨头7上。同一对导引滚轮中的每个滚轮1、2的轮面9因此与轨头7的表面相接触，该表面称作轨道表面8，并对称地分布在轨头7上部的每一侧。每个滚轮还包括轮缘10，该轮缘的正常位置延伸到所述轨道3的轨头7下方，这使得能够自由地夹住所述轨头7。当车辆移动时，滚轮1和滚轮2与轨头7相接触，以及其相应的轮缘10以正常模式无接触地围绕后者，并靠近后者下方的腹板6。由于围绕轨头7的两个轮缘10的下端201、101之间的距离小于轨头7的宽度C，因此只有在滚轮连接角11增大的情况下，即滚轮对中的滚轮1、2中的每个的转轴所形成的扇区所对应的角度(该角度被呈V形布置的滚轮对的对称平面中分)增大，和/或只有在轮缘10和/或轨头7的外边缘变形的情况下，才能使轨头7从所述滚轮1、2的抓握中或者从轮面9和轮缘10之间的区域中脱出。

车辆的正确定向因此通过将导引构件中的滚轮对与车辆转向轴耦合而得到。如果滚轮正确地夹紧导轨，则车辆跟随轨道所限定的路径移动。相反，如果滚轮离开了它们正常或标称的工作位置，例如，如果导轨的轨头移动到轮面和轮缘之间的区域之外，则车辆将有离开轨道所确立的初始路径的风险(参照图2)。实际上，一旦滚轮不再跟随导轨所强制的方向，则它们会移动到轨道的右侧或左侧，从而使车辆从预期的路径偏离。该场景被描述为车辆导引的丧失。换言之，滚轮的正确位置对于确保车辆正确地转向而言是必要条件。

导引构件的第二变型在文件WO 2008/074942 A1中进行描述，其包括如上文所述的一对夹紧轨头的滚轮，然而不同之处在于滚轮不具有轮缘。在此情况下，车轮的轮缘被联结到滚轮的连接座的轮缘所替代，滚轮还被安全护套所保护。该布置提供更大的刚性，其增大了将滚轮从轨道上分离所需要的力。

不论有关导引构件的变型如何，轨头都有可能移出滚轮抓握之外。这例如是以下情况：垂直向上的拉力被施加在滚轮上或者在滚轮的固定座上，使得部件变形(轮缘和/或轨头和/或滚轮轴)导致轮缘之间的距离超过轨头的宽度。在此情况下，滚轮不再抓握轨道且位于轨道外，如图2所示，图1中使用的参考标记也用于图2。

另外，在车间中，通常提升车辆以进行维护工作。为此，该车间中的称作提升区的至少一个区域配备有用于提升所述车辆的不具有轨头的导轨3(参见图3中的所述轨道3的腹板61)。该轨道的特征在于，其上部的宽度C小于导引构件滚轮的两个轮缘下端101和201之间的距离。因此，导引构件由于轨头和滚轮的几何形状而从轨道夹持力中解放出来，从而可以在垂直方向上抬起车辆以进行维护工作，而不使轨道嵌在导引滚轮之间。维护工作完成后，车辆返回其运行轨迹且滚轮返回图3中示出的位置上。在提升区出口处，导轨在过渡区之后重新具有所述轨头7的形状。

在所述过渡区，需要检查被引导车辆的导引构件的是否正确复轨。实际上，当被引导车辆下降至其运行轨道以及移至过渡区中时，被引导车辆应被监控以保证其每个导引构件中滚轮的正确复轨。如果轨道的轨头未被正确的接合在滚轮对之间，则所述导引构件将不再能够引导车辆，从而对于硬件设施、员工和乘客造成严重后果。

因此检查被引导车辆的导引滚轮的正确复轨是保证所述被引导车辆安全操作的重要步骤。该检查总是以手动方式进行，即便对于自动车辆也是如此。虽然现有设备和方法已经能够检测被引导车辆的从在轨状态到不在轨状态的改变(例如WO 2011/012176)以及轨道的存在(例如WO 2010/102676或US 2010/0065692)，但是这些设备和方法是基于不得不被安装在每对导引滚轮上的车载硬件的，这会迅速增加不合时宜的故障并提高安装和维护的成本。

本发明的一个目的是提供一种用于特别是在车间中检查导轨上的滚轮的正确复轨的简单、安全及可靠的自动化系统，而不论是否存在所述轨道上的轨头。

本发明特别地涉及一种电气开关，其旨在与被至少一条导轨引导的车辆的导引构件协作，所述开关包括例如第一接触件和第二接触件，所述开关的特征在于具有两种状态，分别为第一状态或初始状态以及第二状态或暂时状态，所述开关在其中一个状态被关断，即其被配置成防止电路中的电流的流动，例如所述开关的所述接触件彼此电隔离且能够形成开路，以及在另一个状态中，所述开关被接通，即其被配置成重建所述电路中的所述电流的流动，例如所述接触件彼此电连接且能够形成闭合电路，所述开关的特征在于，其被安装/固定在尤其是连接到地面的支撑结构上，使得其能够在所述导引构件接近所述支撑结构时与所述导引构件相互作用，所述开关通过与所述导引构件的至少一部分相互作用而可以从第一状态切换到第二状态，一旦所述相互作用停止，所述开关能够自动回到所述第一状态，例如当相互作用中断或结束时。因此，一旦所述中断停止，所述开关就自动返回到其初始状态，即所述第一状态。

根据优选的实施方式，所述电气开关能够无接触地与导引构件的所述部分相互作用。为此，所述电气开关特别地包括能够在不接触所述导引构件的情况下检测该导引构件的所述部分的存在的至少一个无接触传感器。这样的传感器例如是光学传感器、电感式传感器、电容式传感器或者超声传感器，所述相互作用分别是光学相互作用(例如光束被所述导引构件的所述部分的通过所切断以及当所述支撑结构的附近不存在导引构件时被重建)、磁相互作用(例如当所述导引构件的所述部分存在时改变所述传感器所发射的磁场)、电相互作用(例如当所述导引构件的所述部分存在时改变所述传感器附近的电场)，或者声学相互作用(例如由于所述导引构件的所述部分的存在所引发的对所述传感器发射的声波的改变)。

根据另一个优选的实施方式，所述电气开关能够与所述导引构件的所述部分机械地相互作用。所述开关例如是通过所述支撑结构而被定位的开关杆，使得电气开关的所述杆能够与导引构件的一部分机械地相互作用，该一部分例如是轮缘或滚轮。具体地，所述电气开关包括所述第一接触件和所述第二接触件，所述接触件被安装/固定在所述支撑结构上，使得能够实现所述接触件中的至少一个与所述导引构件的机械相互作用，所述支撑结构优选地是导轨，以及所述接触件特别地被纵向地并排或层叠布置，例如在所述导轨上或者在其至少一侧上，或在其每一侧上，甚至或者在所述导轨的轨头下方，所述接触件还与所述导轨电隔离。具体地，所述开关能够通过与所述导引构件的至少所述部分的机械相互作用而从第一状态切换到第二状态，所述机械相互作用优选地适于通过连接所述第一接触件和所述第二接触件来使所述开关接通(电路闭合以允许电流穿过所述电路)，或是通过断开所述第一接触件与所述第二接触件来使所述开关关断(电路断开以防止电流继续通过所述电路)。

所述支撑结构特别地布置成承载所述电气开关以及特别地其传感器或所述接触件，以便在所述导引构件的所述部分在所述支撑结构附近时允许所述电气开关与所述导引构件的所述部分无接触地或机械地相互作用。所述支撑结构可以例如是地面，或者简单地是轨道，或者是用于在所述轨道的附近固定至地面的机械支承构件，其具有例如至少一个可移动部分用以定位所述开关。所述传感器被特别地定位以确保所述相互作用仅在所述导引构件被正确复轨到所述轨道上时发生。以示例的方式，图12示出了根据本发明的电气开关在所述导引构件附近的不同位置。

根据本发明，开关状态的所述改变是特别地由于所述导引构件的所述部分与所述开关的机械相互作用引起的。机械相互作用的示例包括：

–所述导引构件的所述部分在开关的所述接触件上的机械摩擦，所述摩擦能够在所述第一接触件和第二接触件之间产生至少临时的电连接，缺少所述机械摩擦使所述第一接触件和第二接触件断开连接；

–通过所述导引构件的所述部分而使所述开关的可移动部分机械移动，所述相互作用导致所述可移动部分从所述第一接触件和第二接触件彼此电隔离的正常位置移动到临时位置，这使得所述第一接触件和第二接触件接触，所述相互作用的中断使得所述可移动部分自动返回其正常位置，所述移动是例如所述可移动部分的平移或者所述可移动部分围绕转轴的旋转。

导引构件的所述部分是例如旨在抵靠所述导轨的上表面的导引构件的滑动接触装置，该滑动接触装置能够通过所述接触件在上表面上的摩擦而在所述第一接触件和第二接触件之间建立电连接。例如，所述滑动接触装置包括旨在抵靠导轨的导电表面，例如抵靠在导轨的上表面。另外，导引构件的所述部分可以是导引滚轮的至少一个轮缘或者至少一个滚轮，所述轮缘或滚轮中的每个例如能够使得所述开关的所述可移动部分移动或是使得可由所述电气开关的所述传感器测量的物理量的变化，所述物理量是例如电场、磁场、辐射强度或波长的值。

优选地，所述第一接触件和所述第二接触件被相互关联地安装在固定到所述支撑结构的绝缘底座上以形成接触带，所述接触件优选地在所述绝缘底座的一个面上纵向地并排布置，所述绝缘底座的另一个面被布置成固定到所述支撑结构。特别地，所述另一个面可以固定到导轨的上表面，例如固定到所述导轨的轨头或者不具备轨头的导轨的上端，优选地，在被引导车辆在所述导轨上方的情况下，所述导轨的表面或上端面向所述被引导车辆的底盘。

特别地，所述第一接触件和第二接触件中的每个都是导电材质的细长板，其包括具有几何结构的至少一个侧边以使得所述接触件的侧边当沿着其长度方向彼此平行地侧向布置时能够以非接触的方式嵌合。特别地，每个所述接触件包括布置在同一平面中的平坦上表面，特别是当它们被布置在所述绝缘底座上时。优选地，所述侧边具有正弦或锯齿(例如矩形)的几何结构。因此，根据本发明，所述接触件中的一个的侧边具有与所述接触件中的另一个的侧边互补的几何形状，以使得二者能够彼此嵌合。当然，本领域的技术人员能够为所述接触件选择其他几何布置，其可以是简单地并排的平行排列或者并排的之字形排列。

优选地，所述绝缘底座是恒定的梯形纵截面的细长板，与横截面不同，纵截面是垂直于板的一个面并沿着板的长度的截面。特别地，梯形的大底边旨在抵靠所述支撑结构，例如沿着所述轨道的长度抵靠所述轨道，且梯形的小底边被设计为承载所述第一接触件和第二接触件，大底边的邻角严格地小于90°以使得形成向所述接触件倾斜的平面。有利地，如果导引构件的所述部分是滑动接触件，则所述绝缘底座的梯形形状能够使得所述滑动接触件从(例如所述导轨的)支撑结构的上端或上表面连续移动到所述接触件的上表面，而在所述支撑结构的上端或上表面的位置和所述接触件的所述上表面的位置之间没有任何台阶，所述台阶可能阻碍所述移动。

本发明还涉及一种用于检查被至少一条导轨所引导的车辆的复轨的系统，所述被引导车辆具有用于强制所述被引导车辆跟随所述导轨所限定的路径的至少一个导引构件，所述导引构件包括例如呈V形布置的一对滚轮，其被设计成抓握所述导轨并抵靠于其上，且可能装配有导电滑动接触件，即能够与所述导轨建立电接触的装置，该装置被布置成当所述被引导车辆被正确复轨到所述导轨上时与所述导轨接触，所述监控系统被供电且包括：

–m个如上所述的电气开关，其中m≥1，特别地，m至小为2，每个电气开关被配置成与被引导车辆的导引构件的所述部分机械地或是无接触地相互作用；

–用于将每个所述电气开关连接到复轨信号系统的装置，例如将所述电气开关的所述接触件连接到所述复轨信号系统；

–所述信号系统包括输入端子A和输出端子B，以及每个所述电气开关在所述输入端子A和所述输出端子B之间的连接。具体地，每个所述电气开关被连接在输入端子A和输出端子B之间，以使得仅在每个开关从所述第一状态切换到所述第二状态的情况下，在输出端子B处的可测量的复轨信号值改变且从正常值切换到临时值，每个所述开关特别地在没有发生所述相互作用的情况下初始为相同的状态，即或者全部关断或者全部接通，相反所述信号系统被配置成一旦至少一个开关返回到所述第一状态，在输出端子B处的可测量的所述复轨信号值就返回到所述初始值，优选地，所述复轨信号用于从A切换到B。优选地，如果每个电器开关在第一状态时处于关断状态，则所述信号系统包括输入端子A与输出端子B之间每个电气开关的串联连接，或者如果每个电器开关在所述第一状态时处于接通状态，则所述信号系统包括在输出端子A与输出端子B之间的每个电器开关的并联连接，所述连接被配置成使得每个开关在没有所述相互作用时处于所述第一状态。

根据本发明，输入端子A借助于至少一个根据本发明的电气开关而连接到输出端子B。有利地，根据本发明，旨在从输入端子A被传递至或者被传播至输出端子B的复轨信号在所述输出端子B处仅有两个可能的值：表征导引构件的所述部分没有与至少一个所述开关进行相互作用的所述正常值，以及表征所述被引导车辆的导引构件的所述部分与每个电气开关同时进行相互作用的所述临时值。因此，没有与导引构件的所述部分进行相互作用的情况下，所述电气开关的使得它们均在同一状态即所述第一状态的串联连接或者并联连接实现了所述被引导车辆的多个导引构件的正确复轨的同时检测以及当至少一个所述导引构件没有被正确复轨时还使得能够发出未正确复轨的信号。

更具体地，每个电器开关仅在与导引构件的所述部分相互作用的情况下从所述第一状态切换到所述第二状态。因此，仅在输入端子A与输出端子B之间串联连接或并联连接的每个电器开关从所述第一状态切换到第二状态的情况下，输出端子B处的可测量的所述复轨信号的正常值才改变为所述临时值。另外，在至少一个所述电气开关仍处于所述第一状态的情况下，在输出端子B处测量到正常值。因此，根据本发明的所述信号系统可以特别地包含输出端子B，其特征在于复轨信号包括二元值，所述“二元”复轨信号具有临时值和正常值，所述二元复轨信号仅在每个电气开关与导引构件的所述部分相互作用时采用临时值，以及在至少一个所述电气开关与所述被引导车辆的导引构件的所述部分不进行相互作用时采用正常值，所述临时值不同于所述正常值。

特别地，根据第一优选实施方式，每个电气开关串联连接到所述端子以形成所述串联连接，其表征为第一“关断”状态。在此情况下，由于所述第一状态对应于所述电气开关的关断状态，因此每个电气开关在没有所述相互作用时关断，以及所述复轨信号仅能在每个电器开关与被引导车辆的导引构件之一的所述部分相互作用时，从输入端子A被传递至输出端子B。所述相互作用使得所述电气开关的状态从“关断”改变至“接通”。根据该第一优选实施方式，如果所述复轨信号在输入端子A具有值A0，则A0的临时值仅当每个开关与所述导引构件之一的所述部分相互作用时在所述输出端B可测量到。相反情况下，如果至少一个所述电气开关没有与所述部分相互作用，则与值A0不同的正常值在输出端子B可测量到。因此，复轨电信号仅能够在每个所述开关的状态相同且为接通时才从输入端子A被传递至输出端子B。

相似地，根据第二优选实施方式，每个电气开关在输入端子A和输出端子B之间被并联连接，其表征为第一“接通”状态。在此情况下，由于在没有任何相互作用时每个电器开关是接通的，因此输入端子A处具有值A0的复轨信号，还将在所述输出端子B处具有值A0作为正常值，这是因为所述复轨信号能够在所述电气开关中的至少一个没有与导引构件的所述部分相互作用时在输入端子A与输出端子B之间自由地传递。相反地，每个电气开关必须与被引导车辆的导引构件之一的部分相互作用以得到临时值BT，该临时值与在输出端B处可测量到的所述值A0不同。

具体地，根据本发明的监控系统包括用于保持在所述输出端子B处可测量的所述复轨信号值的装置。所述保持装置是例如存储器或双稳态继电器。特别地，所述保持装置包括输入端子ME和输出端子MS，所述输入端子ME连接到所述输出端子B，以及所述输出端子MS可连接到复轨状态指示器。优选地，所述保持装置能够在其输出端子MS提供以两个值表征的保持信号，第一值等于所述复轨信号的正常值，以及第二值等于所述复轨信号的临时值。每次复轨信号从其正常值改变为其临时值时，保持装置能够依次改变保持信号的值，即从第一值到第二值，再从第二值到第一值等等，复轨信号从其临时值改变为其正常值不会导致所述保持信号的改变。例如，所述保持装置能够：

a.改变输出端子MS处提供的保持信号的值，使得当在其输入端子ME处接收到的所述复轨信号首次采用临时值时，保持信号从所述第一值变为所述第二值，随后当所述复轨信号首次回到其正常值时，使得在其输出端子MS处提供的所述保持信号保持为所述第二值；

b.改变在输出端子MS处提供的保持信号的值，使得当在其输入端子ME处接收到的所述复轨信号第二次从所述正常值变至所述临时值时，保持信号从所述第二值变为所述第一值，随后当所述复轨信号第二次返回到其正常值时，在其输出端子MS处提供的所述保持信号保持为所述第一值；

c.每次所述复轨信号从其正常值改变至其临时值，依次重复上述步骤(a)和步骤(b)。

具体地，根据本发明的保持装置包括前文描述的电气开关，其被配置成布置在所述支撑结构上，例如在所述导轨上，按照到所述被引导车辆在所述导轨上的移动方向而在m个所述电气开关的下游。该电气开关此后被称为“附加电气开关”以和前文所述的m个电气开关区分开。具体地，附加电气开关与m个电气开关中距其最近的电气开关之间的距离小于与所述被引导车辆或者所述被引导车辆的单独一节车厢的两个连续导引构件的所述部分相隔的距离。优选地，当根据所述第一个实施方式的所述m个电气开关串联连接时，所述附加电气开关与所述m个电气开关并联地连接到所述输入端子A和输出端子B。根据另一个优选变型，所述m个电气开关被并联连接在所述输入端子A和公共节点之间，以及所述附加电气开关与所述m个电气开关串联地连接到所述公共节点以及连接到所述输出端子B。

为避免任何含糊性，在定义上，“上游”和“下游”分别是指在与轨道关联的参照系中，移动所来自的方向以及移动所去往的方向。电气开关相对于目标的下游位置是指向下游移动的被引导车辆将在其路径上首先遇到所述目标，随后是所述电气开关，与电气开关相对于另一目标的下游位置相反。

优选地，所述监控系统的特征在于，电气开关的数量等于装配到所述被引导车辆的一节车厢的导引构件的数量。具体地，所述电气开关被设计成布置在所述支撑结构上，例如在所述导轨上，以使得当所述开关之一与导引构件的所述部分相互作用时，如果该导引构件正确复轨，则全部其他的开关也与导引构件的所述部分相互作用。具体地，电气开关彼此之间相隔的距离与所述导引构件的所述部分彼此之间相隔的距离相同，以使得所述电气开关沿着导轨在所述支撑结构上的布置与装配到所述被引导车辆的至少一节车厢的所述导引构件的所述部分的布置呈镜像。因此，当导引构件的部分在能够与所述电气开关之一相互作用的位置上时，所述被引导车辆或者其一节车厢的另外的至少一个导引构件的部分也在能够与根据本发明的所述监控系统的另一个电气开关相互作用的位置上。

本发明还涉及一种用于由至少一个导引构件所引导的车辆的导轨，所述导轨具有总量m≥1的如上文所述的电气开关。具体地，电气开关的数量m与装配到所述被引导车辆的一节车厢的导引构件的数量相同，所述开关被布置在所述导轨上，以使得当电气开关之一与导引构件的所述部分相互作用时，如果所述导引构件正确复轨，则全部其他的开关也与导引构件的所述部分相互作用。

优选地，根据本发明的所述导轨在面对所述被引导车辆的底盘的上部上包括从所述导轨中挖出的至少一个凹陷部，每个凹陷部被设计成容纳所述m个电气开关中的一个以使得每个所述电气开关都能够装配到所述凹陷部中，所述电气开关被布置在凹陷部中以使得所述接触件的上表面在同一平面中，所述平面还包括面对被引导车辆的所述底盘的所述上部的上表面。

最终，本发明还涉及一种用于自动检查包括具有至少一个导引构件的k_i个车厢的被引导车辆的一个或更多个导引构件在导轨上正确复轨的方法，i为0至n-1，n为所述包括至少一个导引构件的被引导车辆的车厢数量，该方法包括：

a.所述被引导车辆的车厢k_i向第一监控点进行第一移动，所述第一监控点位于用于监控所述被引导车辆的复轨的系统的至少一个电气开关的下游，所述电气开关被布置成使得其能够与所述导引构件相互作用，所述移动一直进行到所述第一监控点，以使得每个电气开关的位置匹配于被引导车辆的车厢k_i的导引构件的部分的位置，所述部分能够与所述电气开关协作以使得能够改变所述电气开关的状态；

b.仅在所述导引构件在所述导轨上正确复轨的情况下，通过与所述导引构件的所述部分相互作用而改变所述电气开关的状态；

c.仅在每个电气开关状态已改变的情况下，发出所述被引导车辆正确复轨的信号；

d.仅在已发出所述正确复轨信号的的情况下，所述监控点下游的所述被引导车辆的所述车厢k_i进行第二移动。

优选地，所述第一监控点被布置成使得对于所述被引导车辆的车厢k_i的全部导引构件，所述车厢的每个导引构件的所述部分的位置与布置成与导引构件的所述部分相互作用的电气开关在轨道上的位置相匹配。

优选地，车厢k_i的所述第二移动为从所述第一监控点至第二监控点，所述第一监控点与所述第二监控点之间相隔的距离等于所述被引导车辆的一节车厢的长度，以使得当车厢k_i在第二监控点时，车厢k_i+1在第一监控点。具体地，该方法包括针对所述被引导车辆的每节车厢k_i的重复步骤(a)至(d)以便检查所述被引导车辆的全部导引构件的复轨。

为帮助本发明的理解，提供以下示例性实施方式和应用：

图1是导引构件正确地定位于导轨上的示例性实施方式；

图2是脱轨的导引构件的示例；

图3是导引构件正确地定位于不具有轨头的导轨上的示例性实施方式；

图4是根据本发明的电气开关的示例性实施方式；

图5是根据本发明的与导引构件协作的监控系统的示例性实施方式；

图6是根据本发明的导轨的示例性实施方式；

图7示出了导引构件与根据本发明的监控系统的协作；

图8示意性地示出了根据本发明的监控系统的工作；

图9是根据本发明的监控系统的示例性实施方式；

图10示意性地示出了根据本发明的监控系统的工作；

图11是根据本发明的电气开关的另一个示例实施方式；

图12是所述电气开关的示例性位置。

相同参考标号在不同附图中的使用表示相似或相同的对象。

图1示出了本领域技术人员已知的导引构件的呈V形布置的一对滚轮1和滚轮2。该对滚轮1和滚轮2抓握与其接触的导轨3且因而强制导引构件跟随轨道3所限定的路径，因此被引导车辆的与所述导引构件协作的转向轴跟随所述路径。本发明旨在快速可靠地检查被引导车辆的导引构件的全部滚轮1和滚轮2正确地定位于轨道上(参照图1和图3)，特别是当所述被引导车辆穿过检查区域时。该检查区域优选地位于最有可能丧失导引的位置，例如车库或车间的出口处(其中导轨不具有轨头)、在通过道岔之后(摆动导轨)，或者在通过配有伸缩接头的导轨之后(轨道不连续)。

根据本发明的监控系统的优选示例性实施方式在图4至图8中示出。该监控系统包括优选地安装在导轨3上的电气开关13和可以安装在地面的信号系统。具体地，所述信号系统还可以包括如前文所述的保持装置和/或安装在地面(例如信号灯)的或者安装在被引导车辆上(例如发光指示器)的复轨指示器。

根据本发明的电气开关13的优选实施方式在图4中示出。所述电气开关13包括绝缘底座14和两个接触件，分别为相关联地装配在所述绝缘底座14上的第一接触件15和第二接触件16。包括所述绝缘底座和所述接触件的单元构成接触带。每个所述接触件能够利用连接装置被连接到所述信号系统。例如，对于每个所述接触件，导电线缆能够使得所述接触件的一端151、161被连接到根据本发明的监控系统的所述信号系统。第一接触件14和第二接触件15特别地彼此隔离。然而，如果导电物体同时接触所述接触件，例如所述接触件的上表面153、163，则端部151、161和连接到所述端部的线缆因而被电连接，所述开关因而作为接通的接触件或开关来工作。

所述电气开关13优选地被安装在导轨上，或者直接固定到能够面对被引导车辆的底盘的所述导轨的上表面(参照图5)，或者固定到在所述导轨的整个上部75中挖出的挖空部分中(参照图6)，以使得所述接触件的上面位于与导轨3的上部75的上表面31的相同的平面上，所述挖空部分的深度等于所述电气开关的厚度。有利地，从所述导轨的上部挖出的挖空部分或凹陷部17被布置成使得导轨3的上表面31的位置和所述接触件的上面153、163的位置相匹配，以使得用于与导轨3的上表面31电接触的导引构件的部分121在从轨道3的上表面31向所述接触件15、16的上面153、163的移动中不遇到任何台阶。优选地，如果所述电气开关13被直接固定到导轨3的上部75，则绝缘底座14可以具有梯形形状以使得在其每个纵向端部包括在轨道3的上表面31的位置与电气开关的上面153、163的位置之间的斜坡，从而克服了所述面与所述上表面之间的阶梯形状。

优选地，所述开关的宽度L小于导引构件的滚轮的轮面9(参照图2)之间相隔的最小距离D。另外，为确保分别连接到所述接触件的每一端的线缆不被导引构件的滚轮干扰/切断，所述导轨3特别地包括形成于其体内的两个孔以在所述导轨体内创建在所述导轨的腹板的下部与上部之间的通道，其中，所述下部例如当正确定位于轨道上时是在围绕轨头7的两个轮缘10的下端201、101的位置之下，所述上部布置有根据本发明的所述电气开关。

闭合所述第一接触件15和第二接触件16的导电物体是导引构件的当导引构件正确复轨时被布置成接触或接近所述导轨的部分。本发明因而意在创建所述电气开关与现有导引构件的导电部分之间的相互作用，特别是机械相互作用。换言之，本发明巧妙地使用导线构件的几何布置以“耦合/解耦”所述开关。所述现有部分可以是能够作用于按钮电气开关、杠杆开关或无接触传感器的轮缘的下端201、101，或者所述现有部分可以是包括旨在实现与所述轨道3的电接触的导电表面19的滑动接触件121。因此，所述滑动接触件121的所述导电表面19在所述接触件15、16的上表面153、163上的通过使得所述接触件能够彼此电连接且使得电流能够在接触件15、16之间传送。所述滑动接触件121特别地包括固定至导引构件的装置，该装置能够在复轨正确的情况下保持其导电表面19与所述导轨3的上部之间的接触。一旦所述导引滚轮丧失其正确复轨位置(参照图8)，所述导电表面19和所述接触件15、16之间的接触就被破坏，所述电气开关随即作为关断的接触件或开关来工作。

图11示出了根据本发明的电气开关13的另一个优选的实施方式。不像图4至图8，根据该另一个优选的实施方式，至少一个电气开关13固定到所述轨道3的腹板6、在所述轨道3的轨头下方、至少在所述轨道3的腹板6的一侧上，以使得其位于导引构件的至少一个滚轮1、2的滚动平面P_r上且能够在导引构件沿着轨道移动期间通过所述滚轮或导引轮的轮缘施加于所述电气开关的可移动部分的压力而被致动。该开关优选地是按钮开关，该按钮开关能够在受到所述轮缘的压力时，通过所述导引轮或轮缘施加于能接触固定接触件15的可移动接触件16的压力而被轮缘致动。

有利地，根据本发明的监控系统能够同时地检查多个导引构件的正确复轨。实际上，如果例如被引导车辆的车厢的每个轴都包括分别放置在所述轴的上游和下游的一对导引构件(参照图9和图10)，则根据优选的实施方式，本发明提出放置与所述车厢在所述支撑结构上，特别是所述导轨3上的导引构件的数量相等的电气开关数量。特别地，电气开关彼此之间相隔的距离等于导引构件的所述部分彼此之间相隔的距离，以使得当所述电气开关之一与所述导引构件之一的部分相互作用时，所述导轨上的其他电气开关中的每一个也与另一个导引构件的部分相互作用。例如，当所述被引导车辆到达第一监控点20时，四个电气开关13A、13B、13C、13D中的每个与被引导车辆的车厢的导引构件的部分同时相互作用，例如与所述导引构件的滑动接触件同时相互作用。因此，被引导车辆的车厢的四个导引构件的复轨可以被同时地检查。

图9A特别地展示了到达监控点20之前的被引导车辆，例如火车。电气开关13A、13B、13C、13D特别地在输入端子A和输出端子B之间串联连接。特别地，如果所述电气开关中任何一个没有与导引构件的所述部分121相互作用，则该电气开关处于关断状态。因此，在所述被引导车辆到达监控点20之前，没有电流能够在输入端子A和输出端子B之间流动。当被引导车辆到达监控点20时(参照图9B)，如果复轨正确，则每个电气开关与所述导引构件的所述部分相互作用，例如，四个电气开关(13A、13B、13C、13D)中的第一接触件和第二接触件通过与导引构件的所述部分121相互作用而被同时连接，所述部分例如是滑动接触件的导电表面。因此，仅在每个导引构件的复轨正确的情况下，输入端子A和输出端子B才彼此电连接。实际上，如果一个或更多个导引构件的复轨不正确，则输入端子A和输出端子B之间不产生电连接。

图10A至图10F示出了本发明的另一个优选实施方式，其中，监控系统特别地包括两个监控点，分别为第一监控点20和第二监控点21，其相隔与被引导车辆的一节车厢的长度相等的距离，且被设计成监控具有第一车厢和第二车厢的被引导车辆的复轨。每节车厢的从第一监控点到第二监控点的通过，是由根据本发明的监控系统来检查的，该监控系统能够仅在全部滚轮的复轨都正确的情况下特别地借助于第一复轨指示器22和第二复轨指示器23来指示允许车辆通过第一监控点且随后通过第二监控点。所述复轨指示器是例如信号灯且可以优选地每个被分别定位于所述监控点之一的下游，如图10A至10F所示。所述复轨指示器22、23每个都能够显示第一信号221、231以及第二信号222、232，所述第一信号能够指示不正确复轨，而所述第二信号能够指示正确复轨。

如图10A所示，如果被引导车辆向第一监控点21移动，则例如布置在轨道3上的电气开关13A、13B、13C、13D不会同时地从第一关断状态改变为第二接通状态。因此，输入端子A和输出端子B不被电连接，以及特别地总是指示彼此相同的状态的复轨指示器22、23借助于所述第一信号来指示至少一个导引构件的脱轨状态，以防止所述车辆通过第一监控点20。

如图10B所示，一旦被引导车辆已到达第一监控点20，则每个电气开关13A、13B、13C、13D都与被引导车辆的第一车厢的导引构件之一的所述部分同时地相互作用，且从所述第一状态切换至所述第二状态。因此，输入端子A连接到输出端子B，且信号能够从所述输入端子A传送至所述输出端子B，所述信号能够触发由所述复轨指示器22、23提供的复轨指示的变化，所述复轨指示器因而借助于所述第二信号来指示第一车厢的导引构件的正确复轨，从而允许所述被引导车辆的移动。

所述被引导车辆因而通过根据本发明的监控系统而被允许向前移动到第二监控点21，所述第二车厢因而到达第一监控点20。优选地，当被引导车辆向第二监控点移动时，为了防止复轨指示器指示脱轨状态，当所述车辆向所述第二监控点21移动时，保持装置使得正确复轨指示能够被暂时地保持。为此，所述保持装置包括例如用于暂时存储被引导车辆的正确复轨状态的附加电气开关135以及双稳态继电器，直到所述附加电气开关135与导引构件的所述部分相互作用为止。

如图10C所示，当位于相对于所述被引导车辆的移动方向最远下游位置的导引构件的所述部分开始与所述附加开关135机械地相互作用时，所述附加开关从所述第一状态切换至所述第二状态。这个状态改变涉及改变输出端子B处的可测量信号的值，该值从正常值切换到临时值。所述临时值能够传送旨在改变所述复轨指示器所提供的状态指示的信息，以使得所述复轨指示器指示至少一个导引构件的脱轨状态。例如，所述临时值是所述双稳态继电器的复位信号。

当位于相对于所述被引导车辆的移动方向的最远下游位置的导引构件的所述部分通过所述附加开关135的位置时，复轨指示器22、23指示至少一个导引构件的脱轨状态。由于电气开关13A、13B、13C、13D不与第二车厢的导引构件的部分同时相互作用，直到所述第一车厢已到达所述第二监控点21，因此复轨指示器显示第一信号。

如图10E所示，当被引导车辆的第一车厢到达第二监控点21以及第二车厢到达第一监控点20时，电气开关13A、13B、13C、13D从所述第一状态切换到所述第二状态，从而连接输入端子A和输出端子B且使得由所述复轨指示器22、23显示的信号改变，该复轨指示器随后指示所述第二信号222、232，以允许所述被引导车辆移动通过所述第二监控点21。

同样，在所述第二监控点21下游的所述被引导车辆的移动期间(参照图10F)，所述附加开关135与导引构件的部分机械地相互作用且从所述第一状态切换至所述第二状态。这个状态改变导致由所述复轨指示器所指示的信号改变，该复轨指示器随后显示所述第一信号221、231且防止被引导车辆随后移动通过所述第一监控点20。

因此，本发明使得能够自动检查被引导车辆的全部导引滚轮的正确复轨且能够借助于如图10A至10F所示安装在地面上的或者位于所述被引导车辆上的复轨指示器来监控所述被引导车辆的移动。本发明提出了一种用于监控被引导车辆的复轨的简单方法，与容易产生各种故障的现有系统相比提高了其可靠性，以及降低了开发、制造、安装以及特别是维护的成本，这是因为本发明不具有用于监控复轨的车载系统。

优选地，所述保持装置还可以包括负检测器，其包括光束133的发射器131，例如激光源，和所述光束133的接收器132，例如CCD传感器，所述光束发射器131能够发射光束且所述接收器132能够接收所述光束并产生关于所述光束的接收的信号。特别地，所述负检测器能够利用关于所述光束的接收的所述信号来致动辅助开关134，所述辅助开关134的特征在于具有两个状态，分别为接通状态和关断状态。所述辅助开关优选地与所述电气开关并联地被安装在输入端子A和输出端子B之间(参照图10A)。发射器131和接收器132特别地被布置在所述导轨的一侧，或者被布置成垂直于所述导轨或在所述导轨的对角线上，优选地在与旨在检查被引导车辆的车厢的第一轴的导引构件(即位于下游最远的一个)的正确复轨的第一监控点最接近的电气开关13A的上游，以及特别地在旨在检查所述被引导车辆的所述车厢的另一轴的导引构件的复轨的电气开关13C的下游。当发射器131发射的光束133到达所述接收器132时，辅助开关134和所述负检测器被连接以使得所述辅助开关处于接通状态，即其与输入端子A和输出端子B电连接，以及在发射器131发射的光束133没有被接收器132所接收的情况下，所述辅助开关处于关断状态。因此，除非负检测器的光束133由被引导车辆的车厢所破坏，复轨指示器22、23必须显示指示正确复轨的所述第二信号，从而允许被引导车辆的移动。当所述光束133被破坏时，辅助开关134关断，然后所述复轨指示器22、23显示所述第一信号以指示不正确复轨。在此情况下，当被引导车辆破坏所述光束时，如上文所述，仅在每个电气开关13A、13B、13C、13D与导引构件的所述部分机械地相互作用的情况下，所述辅助开关才被负检测器保持为关断状态且复轨指示器22、23指示正确复轨。一旦被引导车辆的最后一节车厢已经由根据本发明的监控系统所检查，复轨指示器22、23就准许其移动。最后一节车厢向第二监控点22的移动释放了所述光束，该光束随后被接收器132所接收，该接收器生成要求辅助开关134从关断状态切换至接通状态的信号，该信号强迫复轨指示器22、23指示正确复轨。

最后，图12示出了根据本发明的所述电气开关13在导引构件附近的使得能够检测到其正确复轨的不同位置。根据本发明，所述电气开关13能够与导引构件的至少一部分机械地或无接触地相互作用。所述电气开关13包括例如传感器73，其具有例如基本为圆锥形且仅在导引构件的部分的复轨正确的情况下该部分才通过的检测区域731、732(例如，传感器73被定位成使得正确复轨到轨道上的滚轮穿过其检测区域731)，从而使得所述导引构件的存在及其正确复轨能够被检测到。相反，如果导引构件没有被正确地定位于轨道上，则由于所述导引构件不再通过所述传感器的检测区域732，传感器和导引构件之间没有相互作用。所述电气开关13，特别是其传感器或接触件，由所述支撑结构71支承，这使得所述电气开关能够被保持在如下位置：其使得仅在导引构件的部分正确定位于轨道上的情况下所述电气开关13才与所述部分相互作用。支撑结构71特别地包括一个或更多个支承元件，例如金属支承元件，每个所述支承元件固定到地面或固定到所述轨道的支承元件，且特别地使所述开关的位置能够相对于导引构件的所述部分而被调整，以实现所述相互作用。

总之，本发明提供了优于现有方法或装置的若干优点，这是因为：

–其不需要具有信号传输和解读功能车载电子设备；

–其不具有电感式传感器，从而避免了车辆的预防性维护工作的需要，其中该车辆不得不在执行这样的工作时静止；

–监控系统高度可靠，因为其是鲁棒的且不易于损坏或受到额外的损耗；

–其简化了维护工作；

–其减少了维护和安装成本，因为其不需要任何车载设备；

–其不需要信号滤波，该信号滤波会掩盖导引丧失或真正的问题。

Claims (15)

1.一种电气开关(13)，用于与由至少一个导轨(3)所引导的车辆的导引构件协作，所述电气开关(13)的特征在于具有两个状态，分别为第一状态和第二状态，在其中一个状态中，所述电气开关(13)关断，而在另一个状态中，所述电气开关(13)接通，所述电气开关(13)的特征在于，其被安装在支撑结构(71)上以使其能够在所述导引构件通过所述支撑结构(71)附近时与所述导引构件相互作用，所述电气开关(13)能够通过与所述导引构件的至少一部分相互作用而从所述第一状态切换至所述第二状态，以及一旦所述相互作用中断或终止即自动返回所述第一状态。

2.根据权利要求1所述的电气开关(13)，其特征在于，所述相互作用是机械的相互作用或者无接触的相互作用。

3.根据权利要求1或2所述的电气开关(13)，其特征在于，其包括安装在支撑结构上的第一接触件(15)和第二接触件(16)，以允许所述接触件中的至少一个与所述导引构件机械地相互作用且与所述导轨电隔离。

4.根据权利要求1或2所述的电气开关(13)，其特征在于所述支撑结构(71)是所述导轨(3)。

5.根据权利要求3所述的电气开关(13)，其特征在于，所述第一接触件(15)和所述第二接触件(16)被相互关联地安装在绝缘底座(14)上，所述接触件被纵向地并排布置在所述绝缘底座的一面上，所述绝缘底座的另一面被布置成固定到所述导轨(3)的上表面。

6.一种用于监控由至少一个导轨(3)所引导的车辆的复轨的系统，所述车辆具有至少一个导引构件，该导引构件用来迫使所述被引导车辆跟随由所述导轨(3)所限定的路径，所述监控系统是电动的且包括：

-m个根据权利要求1至5之一所述的电气开关(13)，其中m≥1，每个电气开关(13)被布置成与所述被引导车辆的导引构件的一部分相互作用；

-用于将所述电气开关(13)的第一接触件(15)和第二接触件(16)中的每一个连接到用于指示导轨位置的信号系统的装置；

-所述信号系统包括输入端子A和输出端子B，所述电气开关(13) 中的每一个连接在所述输入端子A和所述输出端子B之间。

7.根据权利要求6所述的监控系统，其特征在于，所述电气开关(13)的数量等于装配到所述被引导车辆的一节车厢的导引构件的数量。

8.根据权利要求6或7所述的监控系统，其特征在于，其包括用于保持复轨信号的值的保持装置，所述复轨信号的值在所述输出端子B处被测量。

9.根据权利要求8所述的监控系统，其特征在于，所述保持装置包括根据权利要求1至5中的一项所述的电气开关，此后称为附加电气开关(135)，所述附加电气开关(135)被布置在所述m个电气开关(13)的下游。

10.一种用于由至少一个导引构件所引导的车辆的导轨(3)，所述导轨(3)包括m≥1个根据权利要求1至5中的一项所述的电气开关(13)。

11.根据权利要求10所述的导轨(3)，其特征在于，所述电气开关(13)的数量m等于装配到所述被引导车辆的一节车厢的导引构件的数量。

12.根据权利要求11所述的导轨(3)，其特征在于，所述导轨在面对所述被引导车辆的底盘的上部(75)包括从所述导轨(3)中挖出的至少一个凹陷部(17)，每个凹陷部(17)被设计成容置所述m个电气开关(13)之一，所述电气开关(13)被布置在所述凹陷部(17)中以使得所述电气开关(13)的第一接触件(15)和第二接触件(16)的上表面在同一平面中，所述平面还包括面对所述被引导车辆的底盘的所述上部(75)的上表面。

13.一种用于自动检查具有K_i节车厢的被引导车辆的一个或更多个导引构件在导轨(3)上的正确复轨的方法，其中i为0至n-1，n为所述被引导车辆中的车厢数量，该方法包括：

a)所述被引导车辆的车厢K_i向第一监控点(21)进行第一移动，所述第一监控点(21)位于所述被引导车辆的用于监控复轨的系统的至少一个电气开关(13)的下游，所述电气开关(13)被布置成使其能够与所述导引构件的一部分相互作用，所述移动被实现成使得每个电气开关(13)的位置与所述被引导车辆的车厢K_i的所述导引构件的至少一部分的位置相匹配，所述部分能够与所述电气开关(13)协作以使得能够改变所述电气开关(13)的状态；

b)仅在所述导引构件在所述导轨(3)上正确复轨的情况下，通过与所述导引构件的所述部分相互作用而改变所述电气开关(13)的状态；

c)仅在每个电气开关(13)都已改变状态的情况下，指示所述被引导车辆已正确复轨；

d)仅在已出现正确复轨指示的情况下，位于所述监控点(21)下游的所述被引导车辆的所述车厢K_i进行第二移动。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一监控点(21)被布置成对于所述被引导车辆的车厢K_i的全部所述导引构件，使得每个导引构件的所述部分的位置同时匹配于被布置成与所述被引导车辆的所述车厢的导引构件的所述部分相互作用的电气开关(13)的在所述导轨(3)上的位置或在所述导轨附近的位置。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述车厢K_i的所述第二移动是从所述第一监控点(21)到第二监控点(22)的，所述第一监控点(21)与所述第二监控点(22)相隔的距离等于所述被引导车辆的一节车厢的长度。