CN108569302A

CN108569302A - 一种新型机车撒砂器自动控制装置

Info

Publication number: CN108569302A
Application number: CN201710139198.5A
Authority: CN
Inventors: 周佳新; 杨云; 张靖; 曾太; 袁颖; 李瑞祥
Original assignee: East China Jiaotong University
Current assignee: East China Jiaotong University
Priority date: 2017-03-09
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2018-09-25

Abstract

本发明公开了一种新型机车撒砂器自动控制装置，测速轮横拉缓冲座上设有速轮调整装置激光测距发射机，调整装置滑块上的同一垂直高度上安装有测速轮调整装置激光测距接收机，控制器通过激光测距的结果控制测速轮调整伺服电机来调整测速轮支撑缓冲装置的力度，从而调整测速轮与轨面的接触压力，保证测速轮在轨面上以纯滚动状态运动。以此测出机车实际速度，根据机车实际速度与机车车轮转动速度的差值，在车轮打滑情况下，自动驱动电控撒砂器撒砂，同时点亮司机室的撒砂状态指示LED，自动控制模式下控制器能根据速度差值大小控制撒砂量与撒砂速度，系统闭环调节，响应动作迅速，从而实现对撒砂器有效、精准、稳定的控制。司机也可通过司机室的开关选择撒砂器工作在手动控制模式或自动控制模式，增加了安全性。

Description

一种新型机车撒砂器自动控制装置

技术领域

本发明涉及一种撒砂器自动控制装置，具体涉及一种新型机车撒砂器自动控制装置。

背景技术

铁路是供火车等交通工具行驶的轨道。铁路运输是一种陆上运输方式或称轨道运输。铁轨能平均分散列车的重量，使列车的载重能力大大提高。铁轨提供极光滑及坚硬的媒介让列车车轮在上面以最小的摩擦力滚动，进一步节能。但是光滑的铁轨使列车在起动、制动、和上坡时容易打滑,另外在雨雪天气时也容易打滑。为了解决上述问题，需要通过机车撒砂装置向机车车轮与钢轨接触面上撒砂，从而增大车轮与轨面的摩擦力来达到防滑的目的。

现有机车使用的撒砂装置普遍为人工控制，司机需根据经验，主观判断是否撒砂。提前撒砂则浪费沙源，且造成过度撒砂，破坏整备环境；滞后撒砂则导致打滑，影响机车的运行，可能造成危险、引发事故。

检索到文献上的自控类撒砂装置，当机车在起动或者制动过程中出现摩擦力不足的时，能自动开启撒砂器撒砂。该装置的缺陷是无法准确控制撒砂时间和撒砂量，也无法处理行驶过程中出现的打滑现象。

发明内容

本发明的目的就在于设计一种能适用于机车启动、制动和行驶过程的自动控制撒砂装置，从而解决上述问题。

设计了一种测速轮装置用以测量机车实际车速，测速轮的调整装置能够闭环调节测速轮的姿态，确保测速轮在钢轨上做纯滚动运动，消除车轮打滑或者空转对测速带来的误差影响，以此测出机车实际速度。

机车自带的光电式测速编码器或磁电式测速编码器，可以测到机车车轮转动速度。比较机车实际速度和机车车轮转动速度，根据二者之间的差值，判断车轮是否处于打滑状态；在打滑的情况下驱动电控撒砂器撒砂，同时点亮司机室的撒砂状态指示LED；在自动控制模式下，控制器能根据两者速度差值的大小，自动调节撒砂量与撒砂速度；本装置内部做闭环调节，响应动作迅速，从而解决上述问题。

司机可通过司机室的开关，选择撒砂器工作在手动控制模式或自动控制模式。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供了一种新型机车撒砂器自动控制装置，包括测速轮调整装置，所述测速轮调整装置由测速轮、测速轮测速编码器、测速轮测速编码器测速齿轮、测速轮支撑缓冲杆、测速轮横拉缓冲座、测速轮横拉缓冲杆、测速轮调整伺服电机、测速轮调整伺服电机绕线盘、测速轮横向导轨、测速轮调整装置滑块、测速轮调整装置激光测距发射机、测速轮调整装置激光测距接收机、测速轮调整传动钢丝索组成。

所述测速轮由测速轮轮轴安装在测速轮调整装置的测速轮支撑缓冲杆上。

所述测速轮轮轴通过测速齿轮与测速编码器的测速齿轮连接进行测速。

所述测速轮支撑缓冲杆连接测速轮轮轴与调整装置滑块，其内部设有测速轮支撑缓冲弹簧、测速轮调整传动钢丝索。

所述测速轮调整传动钢丝索连接测速轮轮轴、测速轮调整伺服电机绕线盘，测速轮调整伺服电机绕线盘安装在测速轮调整伺服电机输出轴上，测速轮调整伺服电机安装在调整装置滑块上，调整装置滑块安装在测速轮横向导轨上，测速轮横向导轨固定在转向架底面，测速轮横向导轨两端设有端面止挡。

所述调整装置滑块通过测速轮横拉缓冲杆连接至测速轮横拉缓冲座，测速轮横拉缓冲杆内部设有测速轮横拉缓弹簧，测速轮横拉缓冲座固定在转向架底面。

所述测速轮横拉缓冲座上设有速轮调整装置激光测距发射机，调整装置滑块上的同一垂直高度上安装有测速轮调整装置激光测距接收机，控制器（PLC）通过激光测距结果控制测速轮调整伺服电机调整测速轮支撑缓冲装置的力度从而调整测速轮与轨面的接触压力。保证测速轮在轨面上以纯滚动状态运动。

另外，控制器设有手动控制模式，司机可以选择撒砂器工作在手动控制模式或者自动控制模式，增加了系统的安全性。

本发明所达到的有益效果是：该装置是一种新型机车撒砂器自动控制装置，能迅速有效地在机车摩擦力不足的情况下准确的控制撒砂器撒砂，保障火车在各种情况下的安全行驶，安全高效，节约用砂，不会对整备环境造成破坏，方便推广。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的测速轮调整装置示意图；

图3是本发明的电路框图；

图中：1、转向架；2、钢轨；3、测速轮；4、测速轮轮轴；5、测速轮测速齿轮；6、测速轮测速编码器；7、测速轮测速编码器测速齿轮；8、测速轮支撑缓冲杆；9、测速轮支撑缓冲弹簧；10、测速轮横拉缓冲座；11、测速轮调整伺服电机；12、测速轮调整伺服电机绕线盘；13、测速轮横向导轨；14、测速轮横向导轨第一端盖止挡；15、测速轮横向导轨第二端盖止挡；16、测速轮调整装置滑块；17、测速轮调整装置激光测距发射机；18、测速轮调整装置激光测距接收机；19、测速轮横拉缓冲杆；20、测速轮横拉缓弹簧；21、测速轮调整传动钢丝索。

具体实施方式

附图1、附图2只描绘出单侧的设备情况，实际情况中为了消除机车过弯时的滑轮情况造成的干扰，转向架两侧均安装有该设备，在只有单侧存在速度差的情况下不视为是由摩擦力不足导致的打滑。

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

本发明提供一种新型机车撒砂器自动控制装置，

该装置是一种新型机车撒砂器自动控制装置，包括测速轮调整装置，所述测速轮调整装置由测速轮5、测速轮编码器7、测速轮测速编码器测速齿轮6、测速轮支撑缓冲杆8、测速轮横拉缓冲座19、测速轮横拉缓冲杆19、测速轮横拉缓弹簧20、测速轮调整伺服电机11、测速轮调整伺服电机绕线盘12、测速轮横向导轨13、测速轮调整装置滑块16、测速轮调整装置激光测距发射机17、测速轮调整装置激光测距接收机18、测速轮调整传动钢丝索21组成。

所述测速轮3由测速轮轮轴4安装在测速轮调整装置的第一测速轮支撑缓冲杆8上，所述测速轮轮轴通过测速齿轮5与测速编码器6的测速齿轮7连接进行测速，所述测速轮支撑缓冲杆8连接测速轮轮轴4与调整装置滑块16，所述测速轮支撑缓冲杆8内部设有测速轮支撑缓冲弹簧9、测速轮调整传动钢丝索21，所述测速轮调整传动钢丝索21连接测速轮轮轴4、测速轮调整伺服电机绕线盘12，所述测速轮调整伺服电机绕线盘12安装在测速轮调整伺服电机11输出轴上，所述测速轮调整伺服电机11安装在调整装置滑块16上，所述调整装置滑块16安装在测速轮横向导轨13上，所述测速轮横向导轨13固定在转向架1底面，所述测速轮横向导轨两端设有测速轮横向导轨第一端盖止挡14、测速轮横向导轨第二端盖止挡15，所述调整装置滑块16通过测速轮横拉缓冲杆19连接至测速轮横拉缓冲座10，所述测速轮横拉缓冲杆19内部设有测速轮横拉缓弹簧20，所述测速轮横拉缓冲座10固定在转向架1底面，所述测速轮横拉缓冲座19上设有速轮调整装置激光测距发射机17，调整装置滑块16上的同一垂直高度上安装有测速轮调整装置激光测距接收机18，控制器（PLC）通过激光测距结果控制测速轮调整伺服电机调整测速轮支撑缓冲装置的力度从而调整测速轮3与轨面2的接触压力。若测得距离大于给定值，说明测速轮与轨面摩擦力过大，驱动步进电机正转带动钢丝索向上，拉起测速轮；反之，则驱动步进电机反转，利用弹簧增大测速轮与轨面的摩擦力。保证测速轮在轨面上以纯滚动状态运动。

另外，控制器设有人工控制模式，司机可以选择撒砂器工作在手动控制模式或者自动控制模式，增加了系统的安全性。

本发明所达到的有益效果是：该装置是一种新型机车撒砂器自动控制装置，该装置能迅速有效的在机车摩擦力不足的情况下准确的控制撒砂器撒砂，保障火车在各种情况下的安全行驶，安全高效，节约用砂，不会对整备环境造成破坏，方便推广。

Claims

1.一种新型机车撒砂器自动控制装置，包括测速轮调整装置，所述测速轮调整装置由测速轮、测速轮编码器、测速轮测速编码器测速齿轮、测速轮支撑缓冲杆、测速轮横拉缓冲座、测速轮横拉缓冲杆、测速轮横拉缓弹簧、测速轮调整伺服电机、速轮调整伺服电机绕线盘、测速轮横向导轨、测速轮调整装置滑块、测速轮调整装置激光测距发射机、测速轮调整装置激光测距接收机、测速轮调整传动钢丝索组成。

2.根据权利要求1所述的新型机车撒砂器自动控制装置，其特征在于：所述测速轮由测速轮轮轴安装在测速轮调整装置的第一测速轮支撑缓冲杆上，所述测速轮轮轴通过测速齿轮与测速编码器的测速齿轮连接进行测速。

3.根据权利要求1所述的新型机车撒砂器自动控制装置，其特征在于：所述测速轮支撑缓冲杆连接测速轮轮轴与调整装置滑块，所述测速轮支撑缓冲杆内部设有测速轮支撑缓冲弹簧、测速轮调整传动钢丝索，所述测速轮调整传动钢丝连接测速轮轮轴、测速轮调整伺服电机绕线盘，所述测速轮调整伺服电机绕线盘安装在测速轮调整伺服电机输出轴上，所述测速轮调整伺服电机安装在调整装置滑块上，所述调整装置滑块安装在测速轮横向导轨上，所述测速轮横向导轨固定在转向架底面，测速轮横向导轨两端设有测速轮横向导轨第一端盖止挡、测速轮横向导轨第二端盖止挡。

4.根据权利要求1所述的新型机车撒砂器自动控制装置，其特征在于：所述调整装置滑块通过测速轮横拉缓冲杆连接至测速轮横拉缓冲座，所述测速轮横拉缓冲杆内部设有测速轮横拉缓弹簧，所述测速轮横拉缓冲座固定在转向架底面。

5.根据权利要求1所述的新型机车撒砂器自动控制装置，其特征在于：所述测速轮横拉缓冲座上设有速轮调整装置激光测距发射机，调整装置滑块上的同一垂直高度上安装有测速轮调整装置激光测距接收机，控制器通过激光测距结果控制测速轮调整伺服电机，来调整测速轮支撑缓冲装置的力度，从而调整测速轮与轨面的接触压力，保证测速轮在轨面上以纯滚动状态运动。