CN107380178A - 一种可自动调整姿态的地铁无人驾驶台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动调整姿态的地铁无人驾驶台，包括操控运动模块，所述操控运动模块的上方设有盖板，所述盖板包括固定有盖板转轴的盖板主体，在左柜体、右柜体的内侧的安装立柱上设有第一直线电机和直线滑轨，所述直线滑轨上设有伺服电机安装支架，所述第一直线电机用于驱动伺服电机安装支架沿直线滑轨升降，所述伺服电机安装支架上安装有驱动盖板转轴转动的伺服电机，所述操控运动模块的下方设有升降台、驱动升降台升降的直线升降电机，所述升降台上设有驱动操控运动模块转动的第二直线电机。本发明可以自动将驾驶台操作按钮/手柄等隐藏，便于乘客坐在车头/车尾位置进行观光。

Description

一种可自动调整姿态的地铁无人驾驶台

技术领域

本发明涉及轨道交通技术，具体涉及地铁无人驾驶控制台。

背景技术

现有的地铁驾驶台，通常放置在地铁头和尾节车厢的驾驶室内，带有显示屏及操作手柄与操作按钮。驾驶员坐在驾驶台前方，对驾驶台进行操作，从而控制地铁的运行。由于操作按钮及操作手柄，暴露在外面，很容易被非专业人员误操作，因此，需专业人员守护及操作，为确保安全必须设有专门的地铁驾驶室，造成人工成本提高。而且由于驾驶室通常设置与车头或者车尾部分，影响乘客的观光。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种可以隐藏控制面板，且可以自动调整姿态的地铁无人驾驶控制台。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种可自动调整姿态的地铁无人驾驶台，包括左柜体、右柜体以及设于左柜体和右柜体之间的操控运动模块，所述操控运动模块上设有控制面板，所述操控运动模块的上方设有盖板，所述盖板上设有盖板锁，所述盖板锁连接有开锁传感器，所述盖板包括固定有盖板转轴的盖板主体，所述盖板转轴连接有第一角度传感器，所述左柜体、右柜体的内侧设有安装立柱，所述安装立柱上设有第一直线电机和直线滑轨，所述直线滑轨上设有伺服电机安装支架，所述第一直线电机用于驱动伺服电机安装支架沿直线滑轨升降，所述伺服电机安装支架上安装有驱动盖板转轴转动的伺服电机，所述操控运动模块的下方设有升降台、驱动升降台升降的直线升降电机，所述升降台上设有驱动操控运动模块转动的第二直线电机，所述操控运动模块上设有位移传感器和第二角度传感器；当钥匙插入盖板锁孔时，开锁传感器检测到盖板锁被开启，伺服电机驱动盖板旋转，当第一角度传感器检测到盖板旋转至设定角度时，伺服电机停止，直线升降电机驱动升降台上升，当位移传感器检测到操控运动模块上升至设定高度时，直线升降电机停止，第二直线电机驱动操控运动模块转动，当第二角度传感器检测到操控运动模块转动到设定角度时，第二直线电机停止，最后，第一直线电机驱动盖板沿着直线滑轨下降。

优选的，所述伺服电机的输出轴与伺服电机驱动齿轮连接，所述盖板转轴连接有盖板转轴齿轮，所述伺服电机驱动齿轮与盖板转轴齿轮啮合。

优选的，所述安装立柱上设有滑槽，所述盖板转轴在滑槽内上下移动。

优选的，所述升降台的下方设有固定支架，所述固定支架上连接有直线轴承，导杆在直线轴承内直线滑动，所述导杆的顶端与升降台连接。

优选的，所述第二直线电机的一端固定在升降台上，另一端与操控运动模块铰接，所述升降台上设有操控运动模块轴承座，所述操控运动模块设有操控运动模块转轴，所述操控运动模块转轴在操控运动模块轴承座上的轴承内旋转。

优选的，所述操控运动模块上设有操控运动模块支撑座，所述第二直线电机的一端固定在升降台上，另一端与操控运动模块支撑座铰接，所述安装立柱上设有操控运动模块直线滑轨和弧形滑轨，所述弧形滑轨可由升降台带动沿操控运动模块直线滑轨升降，所述操控运动模块上设有操控运动模块滚轮，所述操控运动模块滚轮沿弧形滑轨滑动。

优选的，所述开锁传感器、第一角度传感器、第二角度传感器以及位移传感器的信号由采集端子进行采集，并上报给车载控制中心。

本发明采用上述技术方案后，带来的有益效果为：

可以自动将驾驶台操作按钮/手柄等隐藏，便于乘客坐在车头/车尾位置进行观光。当需要人工干预控制车辆时，又可以自动将操控运动模块升起，并翻转45度，便于司机观测数据，增加司机操控的舒适度。驾驶台上方的盖板可自动降低，避免遮挡司机操作视线。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1是本发明的正面结构示意图；

图2是盖板的结构示意图；

图3是左上柜/右上柜的结构示意图；

图4是左下柜、右下柜的结构示意图；

图5是操控运动模块的结构示意图；

图6是控制台完全闭合状态下的示意图；

图7是无人驾驶台的电气原理图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，一种地铁无人驾驶控制台，包括左柜体、右柜体以及设于左柜体和右柜体之间的操控运动模块4，左柜体包括左上柜1、左下柜2，右柜体包括右上柜7、右下柜8，操控运动模块4上设有控制面板5、显示屏，控制面板5上设有操作按钮/手柄、司控器等，所述操控运动模块的上方设有盖板3，操控运动模块的下方设有下柜体6。

如图2所示，所述盖板3包括固定有盖板转轴31的盖板主体34，所述盖板3设有将盖板锁住的盖板锁33，所述操控运动模块4上设有开锁传感器。盖板主体34及盖板转轴31上开有定位孔32，通过定位销钉穿入定位孔32将盖板主体34与盖板转轴31固定，盖板主体34可以随盖板转轴31一起转动。盖板转轴31一端可在轴套内转动，另一端与盖板转轴齿轮35固定，外界驱动力通过盖板转轴齿轮35传递给盖板3，从而实现盖板3的开合。

当专业操做员将钥匙插入盖板锁33中时，开锁传感器监测到开锁的命令，伺服电机73带动伺服电机驱动齿轮75转动，并将转动传递给盖板转轴齿轮35，将盖板3打开。盖板转轴连接有第一角度传感器，当第一角度传感器检测到盖板旋转至90度(或者其他设定角度)时，盖板完全打开，伺服电机73停止转动。

为保证列车安全运行，需确保由于电机等故障，工作台还能正常开启，对操控按钮和司控器进行操作，盖板采用伺服电机断电时可自由绕轴旋转，可确保手动开启盖板对控制面板进行操作。

当无人驾驶列车在行进过程中时，盖板3处于关闭状态，盖板锁33处于锁合状态，并将控制面板5隐藏，可以避免乘客，碰触到控制面板5上的司控器、安全按钮和显示屏等。

如图3所示，所述左柜体、右柜体的内侧设有安装立柱71，也就是左柜体右侧设有左安装立柱，右柜体左侧设有右安装立柱，所述安装立柱71上设有第一直线电机72和直线滑轨76，第一直线电机采用步进或伺服电机，可连接手柄，手动直线运动。所述直线滑轨76上设有伺服电机安装支架74，所述伺服电机安装支架74上安装有驱动盖板转轴转动的伺服电机73，所述伺服电机的输出轴与伺服电机驱动齿轮75连接，所述伺服电机驱动齿轮75与盖板转轴齿轮35啮合。安装立柱71上设有滑槽，盖板转轴31在滑槽内上下移动，通过第一直线电机72驱动实现盖板3沿着直线滑轨76升降。直线滑轨上侧设有上限位传感器，下侧设有下限位传感器，上限位传感器和下限位传感器可以控制第一直线电机停止工作，避免盖板上升或者下降超行程。

如图4所示，所述操控运动模块的下方设有升降台62、驱动升降台升降的直线升降电机66，所述操控运动模块4与升降台62铰接，所述升降台上设有驱动操控运动模块转动的第二直线电机65，升降台上设有安装第二直线电机的电机支座64。所述升降台的下方设有固定支架63，所述固定支架上连接有直线轴承，供导杆61在直线轴承内直线运动，所述导杆的顶端与升降台固定。所述固定支架通过撑杆68与底板69固定，所述直线升降电机的底端与底板固定，顶端与升降台固定。当直线升降电机66往复运动时带动升降台62的导杆61沿着直线轴承做往复直线运动。

为了实现操控运动模块的在升降后的转动，升降台62上固定有操控运动模块轴承座67。所述操控运动模块4设有操控运动模块转轴，所述操控运动模块转轴在操控运动模块轴承座67上的轴承内转动。第二直线电机的一端固定在升降台上，另一端与操控运动模块4铰接，第二直线电机65工作时，使得操控运动模块4可以以操控运动模块轴承座轴孔为旋转中心进行翻转。

或者，为了使操控运动模块4在随升降台上升的高度可调，且操控运动模块4在旋转过程中运行平稳，如图5所示，安装立柱71上设有操控运动模块直线滑轨83和弧形滑轨81，弧形滑轨81固定在弧形滑轨安装支座82上，弧形滑轨安装支座82与升降台62连接，弧形滑轨81可由升降台62带动沿操控运动模块直线滑轨83升降，操控运动模块4上设有滚轮安装板42，操控运动模块滚轮41安装在滚轮安装板42上，操控运动模块滚轮41与弧形滑轨81配合。所述操控运动模块上设有操控运动模块支撑座43，所述第二直线电机的一端固定在升降台上，另一端与操控运动模块支撑座43铰接。

当第二直线电机65往复运动时，操控运动模块4旋转的同时沿着弧形滑轨81进行姿态调整，可使显示屏旋转至合适的视角角度便于观测，操控运动模块抬升可增加人机操作的舒适性，确保在任意高度可根据需要调整操控运动模块的视角。

为了增加驾驶台的安全性及抗震性，第一直线电机、直线升降电机以及第二直线电机与高精度丝杆配合实现直线驱动，可实现自锁，避免运动过程中振动产生噪音，而且，伺服电机、第一直线电机、直线升降电机以及第二直线电机均配备手动操作手柄，避免系统故障时，无法正常操控。

操控运动模块上设有位移传感器和第二角度传感器，位移传感器用于检测操控运动模块上升或者下降的高度，第二角度传感器用于检测操控运动模块转动的角度。直线升降电机驱动操控运动模块上升，当位移传感器检测到操控运动模块上升至设定高度时，直线升降电机停止，第二直线电机驱动操控运动模块转动，当第二角度传感器检测到操控运动模块转动到设定角度时，第二直线电机停止。

如图7所示，无人驾驶控制台的动作信号(即开锁传感器、第一角度传感器、位移传感器、第二角度传感器的信号、以及上限位传感器、下限位传感器)通过采集端子排传递到通道采集卡，经无人驾驶台控制板传送到车载控制器，由此车载控制器可实时获得驾驶台的工作状态，确保驾驶台安全没有被入侵操作。

本发明采用上述技术方案的有益效果为：

1)驾驶台操控模块上方设有盖板，可将控制面板隐藏；

2)盖板可自动翻转，自动升降，自动调整操作视角；

3)驾驶台盖板转轴通过齿轮副连接伺服电机，由伺服电机带动盖板进行翻转，从而露出驾驶台控制面板界面；

4)伺服电机轴，在未上电时可自由转动，确保电机故障时，可人工将盖板开启；

5)驾驶台盖板转轴固定在直线电机上，当盖板打开90度后，可向下运动，将盖板下移，避免盖板遮挡操作者视线；

6)驾驶台操控模块底部与曲柄滑块机构相连；

7)驾驶台各运动位置，设有传感器，便于控制；

8)各直线电机采用丝杆滑轨结构，可以有效地自锁，防止机车振动产生噪音。

9)各直线电机配备操作手柄，可故障时，手动操作。

驾驶台打开流程如下所示：

当无人驾驶列车在行进过程中时，操控运动模块4调整至初始位置，盖板3处于关闭状态，盖板锁33处于锁合状态，并将控制面板5隐藏，可以避免乘客，碰触到控制面板5上的司控器、安全按钮和显示屏等。具体如驾驶台关闭状态图6所示。当专业操做员将钥匙插入盖板锁33中时，开锁传感器监测到开锁的命令，伺服电机73带动伺服电机驱动齿轮75转动，并将转动传递给35盖板转轴齿轮35，将盖板3打开。

当第一角度传感器检测到盖板3完全张开时(旋转至90度或者其他设定角度)，直线升降电机66开始运动推动升降台62提升到一定距离h(操控运动模块4同时提升高度h)，同时带动弧形滑轨沿着直线滑轨上升高度h，第二直线电机65开始推动操控运动模块4弧形滑轨81，实现姿态姿势调整，便于将整个操控运动模块4调整到最佳人机工作距离和姿态。根据设计的实际操作台的空间等要求，操作台的上升距离及显示屏的倾角可调。

由于盖板打开90度时影响了操作者的前方视线，当第一角度传感器检测到盖板完全张开时，且操控运动模块姿态调整结束，第一直线电机72开始转动，带动盖板3沿着直线滑轨76下降，从而实现盖板的下降。至此完成了无人驾驶台的自动操作功能，具体状态如图1所示。

驾驶台关闭流程相反即可。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (7)

1.一种可自动调整姿态的地铁无人驾驶台，其特征在于，包括左柜体、右柜体以及设于左柜体和右柜体之间的操控运动模块，所述操控运动模块上设有控制面板，所述操控运动模块的上方设有盖板，所述盖板上设有盖板锁，所述盖板锁连接有开锁传感器，所述盖板包括固定有盖板转轴的盖板主体，所述盖板转轴连接有第一角度传感器，所述左柜体、右柜体的内侧设有安装立柱，所述安装立柱上设有第一直线电机和直线滑轨，所述直线滑轨上设有伺服电机安装支架，所述第一直线电机用于驱动伺服电机安装支架沿直线滑轨升降，所述伺服电机安装支架上安装有驱动盖板转轴转动的伺服电机，所述操控运动模块的下方设有升降台、驱动升降台升降的直线升降电机，所述升降台上设有驱动操控运动模块转动的第二直线电机，所述操控运动模块上设有位移传感器和第二角度传感器；当钥匙插入盖板锁孔时，开锁传感器检测到盖板锁被开启，伺服电机驱动盖板旋转，当第一角度传感器检测到盖板旋转至设定角度时，伺服电机停止，直线升降电机驱动升降台上升，当位移传感器检测到操控运动模块上升至设定高度时，直线升降电机停止，第二直线电机驱动操控运动模块转动，当第二角度传感器检测到操控运动模块转动到设定角度时，第二直线电机停止，最后，第一直线电机驱动盖板沿着直线滑轨下降。

2.根据权利要求1所述的一种可自动调整姿态的地铁无人驾驶台，其特征在于，所述伺服电机的输出轴与伺服电机驱动齿轮连接，所述盖板转轴连接有盖板转轴齿轮，所述伺服电机驱动齿轮与盖板转轴齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述的一种可自动调整姿态的地铁无人驾驶台，其特征在于，所述安装立柱上设有滑槽，所述盖板转轴在滑槽内上下移动。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种可自动调整姿态的地铁无人驾驶台，其特征在于，所述升降台的下方设有固定支架，所述固定支架上连接有直线轴承，导杆在直线轴承内直线滑动，所述导杆的顶端与升降台连接。

5.根据权利要求1所述的一种可自动调整姿态的地铁无人驾驶台，其特征在于，所述第二直线电机的一端固定在升降台上，另一端与操控运动模块铰接，所述升降台上设有操控运动模块轴承座，所述操控运动模块设有操控运动模块转轴，所述操控运动模块转轴在操控运动模块轴承座上的轴承内旋转。

6.根据权利要求1所述的一种可自动调整姿态的地铁无人驾驶台，其特征在于，所述操控运动模块上设有操控运动模块支撑座，所述第二直线电机的一端固定在升降台上，另一端与操控运动模块支撑座铰接，所述安装立柱上设有操控运动模块直线滑轨和弧形滑轨，所述弧形滑轨可由升降台带动沿操控运动模块直线滑轨升降，所述操控运动模块上设有操控运动模块滚轮，所述操控运动模块滚轮沿弧形滑轨滑动。

7.根据权利要求1所述的一种可自动调整姿态的地铁无人驾驶台，其特征在于，所述开锁传感器、第一角度传感器、第二角度传感器以及位移传感器的信号由采集端子进行采集，并上报给车载控制中心。