CN108688473A - 一种双源无轨电车集电器控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双源无轨电车集电器控制系统和控制方法。采用摄像头进行图像识别判断输电线捕捉器位置坐标，进入可升杆范围内，由驾驶员发出升杆命令，集电杆自动调整运动轨迹搭接输电线。摄像头可对摄录画面进行分析，判断捕捉器是否进入可升杆范围；捕捉器进入可升杆范围内后摄像头发出可升杆信号，驾驶员确认升杆后，由控制机构根据捕捉器坐标计算集电杆运动轨迹，由执行机构完成动作；当摄像头无法判断捕捉器进入可升杆范围内时，可由驾驶员将车停在输电线正下方，强制升杆，完成搭接输电线。

Description

一种双源无轨电车集电器控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车，具体涉及一种双源无轨电车集电器。

背景技术

新能源公交车能大大降低整车运行中的油耗并能降低尾气的排放，其中纯电动公交车更能实现零排放，但考虑到纯电动公交车对行驶里程的需求，电池容量较大，成本高且寿命有限，充换电站的建设和维护成本也较高，而双源无轨纯电动公交车采用电网和电池双动力电源，可以实现灵活充电又不完全受架空线网的限制，具有电池容量小且无需定点充换电的优点。

现行的无轨电车集电杆升降大多采用人为直接或者间接操作，需要驾驶员将车辆停在集电杆能够抓取电网的区域内“捕获器正下方”，然后将集电杆升起，这样不仅降低了车辆运行的效率，而且增加了驾驶员的工作量，分散了驾驶员的精力，容易造成事故。

发明内容

现行的无轨电车集电杆升降大多采用人为直接或者间接操作，需要驾驶员将车辆停在集电杆处于输电线的正下方位置，然后由驾驶员操纵集电杆上下摆动，将集电杆升起，搭接输电线，这样不仅降低了车辆运行的效率，而且增加了驾驶员的工作量，分散了驾驶员的精力，容易造成事故。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

采用摄像头通过图像识别判断输电线捕捉器位置坐标，进入可升杆范围内，由驾驶员发出升杆命令，集电杆自动调整运动轨迹搭接输电线。

相比现有的，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：摄像头可对摄录画面进行分析，判断捕捉器是否进入可升杆范围；捕捉器进入可升杆范围内后摄像头发出可升杆信号，驾驶员确认升杆后，由控制机构根据捕捉器坐标计算集电杆运动轨迹，由执行机构完成动作；当附近没有捕捉器时，可由驾驶员将车停在输电线正下方，强制升杆，完成搭接输电线。

附图说明

图1为本发明选择机构示意图；

图2为本发明显示屏显示界面示意图；

图3为本发明自动升杆流程图。

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下：

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。本发明一种双源无轨电车集电器控制系统及控制方法，应用于双源无轨电车，功能在于控制集电杆自动完成搭接或脱离输电线，保证双源无轨电车顺利取电。

实施例1

双源无轨电车集电器控制系统包括选择机构、显示机构、控制机构及执行机构四个模块。选择机构，供驾驶员对所述系统进行控制；显示机构，供驾驶员观察输电线位置及输入输电线坐标；控制机构：根据选择机构、显示机构输入的状态量，判断执行机构是否可以执行动作，并为执行机构提供执行方案；执行机构，完成集电杆升杆动作，并连接输电线为双源无轨电车供电。

选择机构设置在驾驶室内，可供驾驶员发布指令，如图1所示为选择机构示意图，1为屏幕按键、2为上升按键、3为下降按键、4为强制按键、5为互锁按键、6为清洁按键、7为换炭块按键。所述屏幕按键1可切换所述显示屏显示内容，所述上升按键2可发送自动升杆指令，所述下降按键3可发出自动下降指令，所述强制按键4可发送强制升杆指令，所述互锁按键5可发送解除锁定强制按键指令，所述清洁按键6可发送吹气嘴吹气清洁摄像头的指令、所述换炭块按键7可以发出指令，使所述集电杆下摆至车厢两侧，以便维护人员对集电杆头部的炭块进行更换。

所述吹气嘴是设置在所述显示机构中第一摄像头侧方的一个吹气机构，由双源无轨电车气泵提供气压，通过阀组控制，通过吹气的方式，清洁所述第一摄像头。

显示机构包括第一摄像头、第二摄像头和显示屏，所述第一摄像头设置在车顶，一般设置在收杆座上，其功能是观察输电线及设置在集电杆升降电的捕捉器与所述双源电车之间的相对位置，并输出相对坐标。

所述捕捉器是一种设置在输电线之上的双V型结构，其开口朝向地面，当集电杆升杆搭接输电线时可以起到导向的作用，一般捕捉器设置在站台等需要集电杆需要升杆的位置，便于在上下客时进行搭接输电线。

所述第二摄像头设置在所述集电杆上，其功能为辅助驾驶员在车辆运行时观察集电杆与输电线搭接情况。

所述显示屏设置在驾驶室内，驾驶员通过按下屏幕按键，切换显示屏所显示的界面，包括车辆信息参数、所述第一摄像头拍摄画面、所述第二摄像头拍摄画面。图2为显示屏切换到所述第一摄像头时的显示界面，如图2所示，其界面包括：9为捕捉器位置辅助线、10为可升杆信号标志。

执行机构包括第一电机、第二电机、第一气缸、第二气缸、第三气缸，所述第一电机和第二电机分别驱动两根集电杆左右摆动，所述第一气缸和第二气缸配合弹簧分别驱动两根集电杆上下摆动；所述第三气缸用于执行收杆座的开闭动作。

所述收杆座设置在双源无轨电车车顶上，其作用是当集电杆下摆并收回到车顶时，可以关闭所述收杆座，将集电杆锁止在收杆座内，避免集电杆因错误操作或设备故障失控飞出。所述收杆座设有行程开关。

所述行程开关设置在所述收杆座上，当集电杆收回至收杆座时，会触发行程开关，起作用包括：(1)检测集电杆位置，下降至收杆座时停止气缸动作；(2)每次集电杆触发行程开关时，控制机构自动对集电杆坐标进行调零。

控制机构由多个控制器构成，能够接收双源无轨电车运行时的相关数据，并根据驾驶员通过选择机构发出的指令，对数据进行判断并控制执行机构完成相关动作。

当双源无轨电车期望升杆搭接输电线时，需将车驶到所述捕捉器附近，通过所述显示屏观察，所述捕捉器应与所述捕捉器位置辅助线9有重合部分，当所述可升杆信号标志10出现，则表示车辆已经进入可升杆范围，现在可以进行升杆动作，如图3所示具体操作流程为：

(a)驾驶员通过按下所述屏幕按键，将所述显示屏显示内容切换到车尾顶部的所述第一摄像头所拍摄的画面；

(b)所述第一摄像头拍摄所述输电线上的捕捉器画面，并确定所述捕捉器坐标，判断是否可以升杆，可以升杆时向显示器发送可升杆信号，驾驶员通过观察所述显示屏，当车辆驶入可升杆范围内，显示屏出现所述可升杆信号标志10；

(c)驾驶员按下所述上升按键2，按下所述上升按键3秒内，显示机构再次判断到可以升杆时，控制机构认定可以升杆，执行机构进行升杆动作；

(d)所述执行机构将收杆座置于打开状态，并根据所述控制机构计算的运动方案，将集电杆抬升至捕捉器相应位置；

(e)所述控制机构对是否完成输电线正常接入进行判断，认定所述输电线正常接入后，结束升杆动作。

(f)当集电杆需要脱离输电线并收回到车顶时，驾驶员按下所述下降按键，控制机构根据集电杆角度，给出动作方案，执行机构完成收回集电杆动作并关闭收杆座将集电杆锁止在收杆座内。

所述判断输电线是否正常接入的条件为：第一集电杆与第二集电杆之间接入有效的工作电压；所述第一集电杆与所述第二集电杆与车顶所成角度一致；所述第一集电杆与所述第二集电杆抬升高度在正常范围内，所述正常范围为：集电杆端部距车顶1.8米～2.8米。满足以上三点条件，即可认定集电杆成功搭接输电线，停止集电杆上摆。

实施例2

当附近没有捕捉器时，如有必须升杆的需求，可采用强制升杆的模式进行升杆动作，具体做法为：驾驶员将车行驶到输电线正下方，驾驶员按下所述互锁按键，3秒内继续按下所述强制按键，所述集电杆做竖直方向的抬升，不做水平方向的摆动，当系统判定集电杆成功搭接输电线时，集电杆停止升杆动作。

实施例3

当双源无轨电车运行在雨、雪等恶劣天气时，所述第一摄像头可能受到干扰而不能有效的成像，驾驶员可以按下所述清洁按键是所述吹气嘴进行吹气清洁第一摄像头，所述第一摄像头可以正常工作后，可以继续正常操作进行升杆，其方法与实施例1相同。

对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。

Claims (9)

1.一种双源无轨电车集电器控制系统，可以控制双源无轨电车集电杆进行升降并与输电线进行有效的连接，其特征在于该系统包括：

选择机构，供驾驶员对所述系统进行控制；

显示机构，供驾驶员观察输电线位置及计算输电线坐标；

控制机构：根据选择机构、显示机构输入的状态量，判断执行机构是否可以执行动作，并为执行机构提供执行方案；

执行机构，完成集电杆升杆动作，并连接输电线为双源无轨电车供电。

2.根据权利要求1所述的双源无轨电车集电器控制系统，其特征在于，所述的选择机构设置于驾驶室内部，包括：“屏幕”按键、“升杆”按键、“降杆”按键、“强制”按键、“互锁”按键、“清洁”按键。

3.根据权利要求2所述的双源无轨电车集电器控制系统，其特征在于，所述的显示机构包括显示屏、第一摄像头，所述屏幕设置于驾驶室内部，所述第一摄像头设置于车顶。

4.根据权利要求3所述的双源无轨电车集电器控制系统，其特征在于，所述的显示机构还包括第二摄像头，所述第二摄像头设置在所述集电杆上。

5.根据权利要求4所述的双源无轨电车集电器控制系统，其特征在于，所述的执行机构包括第一气缸、第二气缸、第三气缸、第一电机、第二电机，所述第一电机与第二电机分别驱动所述两根集电杆左右摆动，所述第一气缸与第二气缸分别驱动所述两根集电杆上下摆动；所述第三气缸驱动收杆座开闭，在所述集电杆下摆到收杆座位置上时，收杆座可调整为关闭状态，限制集电杆动作；所述收杆座内设有行程开关。

6.根据权利要求5所述的双源无轨电车集电器控制系统，其特征在于，所述的选择机构还包括：“换炭块”按键，所述“换炭块模块”可以发送指令信号，使执行机构将两根集电杆分别下降到双源无轨电车车厢两侧。

7.一种双源无轨电车集电器控制方法，适用于权利要求6所述的双源无轨电车集电器控制系统，其特征在于，包括选择正常模式升杆的步骤，所述正常模式升杆的步骤包括：

(a)驾驶员通过按下所述“屏幕”按键，将所述显示屏显示内容切换到车尾顶部的所述第一摄像头所拍摄的画面；

(b)所述第一摄像头拍摄所述输电线上的捕捉器画面，并确定所述捕捉器坐标，判断是否可以升杆，可以升杆时向显示器发送可升杆信号，驾驶员通过观察所述显示屏，当车辆驶入可升杆范围内，显示屏显示可升杆信号标志；

(c)驾驶员意图升杆时，按下所述“上升”按键，按下所述上升按键3秒内，显示机构再次判断到可以升杆时，控制机构认定可以升杆，执行机构进行升杆动作；

(d)所述执行机构将收杆座置于打开状态，并根据所述控制机构计算的运动方案，将集电杆抬升至捕捉器相应位置；

(e)所述控制机构对是否完成输电线正常接入进行判断，认定所述输电线正常接入后，结束升杆动作。

(f)当集电杆需要脱离输电线并收回到车顶时，驾驶员按下所述“下降”按键，控制机构根据集电杆角度，给出动作方案，执行机构完成收回集电杆动作并关闭收杆座将集电杆锁止在收杆座内。

8.根据权利要求6所述的一种双源无轨电车集电器控制方法，其特征在于，所述判断输电线是否正常接入的条件为：第一集电杆与第二集电杆之间接入有效的工作电压；所述第一集电杆与所述第二集电杆与车顶所成角度一致；所述第一集电杆与所述第二集电杆抬升高度在正常范围内，所述正常范围为：集电杆端部距车顶1.8米～2.8米。

9.根据权利要求7所述的双源无轨公交车集电器控制方法，其特征在于，还包括选择强制升杆模式的步骤，当无捕捉器且需要需要升杆时，可采用驾驶员按下所述“互锁”按键，3秒内继续按下所述“强制”按键的方式强制完成升杆动作。