CN109435982B - 一种长寿命、易操作的机车遥控装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种长寿命、易操作的机车遥控装置，包括壳体及壳体上的方向控制旋转开关、速度/制动控制旋转开关、提醒开关、撒沙按钮、电源开关、单缓按钮和风笛按钮。所述的方向控制旋转开关和速度/制动控制旋转开关为无触点旋转开关；所述的电源开关为提拉式开关；所述的提醒开关和风笛按钮为侧面操作式按钮。所述的方向控制旋转开关、速度/制动控制旋转开关包括旋钮、密封罩、压簧、压杆、转轴套、开关体、弹簧组件、限位板、遮光板、透镜、基板、护板以及PCB板。针对于内燃机车的遥控操作需求，各元件电气性能完全符合内燃机车遥控操作要求，开关使用寿命长，可盲操作，适合机车司机使用环境。

Description

一种长寿命、易操作的机车遥控装置

技术领域

本发明涉及遥控内燃机车技术领域，特别涉及一种长寿命、易操作的机车遥控装置。

背景技术

内燃机车的遥控控制是利用无线通讯技术，实现内燃机车的遥控启动、制动、调速等一系列动作。是已公开的现有技术，公开号为CN2747369Y的中国专利公开了一种内燃机车微机控制器，专利公开了内燃机车遥控控制的内部电路结构和工作原理。

为了实现内燃机车的遥控操作，需要一个机车操作人员能够随身携带的遥控操作的遥控器。

遥控机车控制器在使用中，操作者在地面使用遥控器操纵机车运行，因现场的环境复杂，夜间无照明条件，操作者既要遥控机车的运行，又要负责机车与车辆的摘挂钩。并且因铁路沿线路基凹凸不平，还要注意观察行走的路面以防摔倒，因此需要一种无需视线观察而只凭手感，即可盲操作的遥控器。让司机的视线仅关注对机车的运行控制及自身的安全行走；因此：

(1)现有技术中的工业遥控器完全不适合机车司机使用环境下的操作；

(2)常规的操作开关不适合作为本遥控器的电源开关使用，原因在于：1)安装在壳体外部，长期在高湿度、高污染环境中运行存在很大的绝缘故障隐患；2)常规的扳手式开关操作较为不便，尤其是在黑暗的环境下，很难盲操作开关，并确保无误操作触发开关动作；3)电源开关安装在壳体外部，极易因磕碰而受损，而且容易误操作；

(3)常规的操作开关不适合作为本遥控器的提醒开关使用，原因在于：提醒开关作为防止司机瞌睡使用，需要每间隔5秒中按一次提醒开关，如超时不按开关，遥控机车没检测到提醒信号，机车上的微机将发出制动指令强迫停车，以保障安全。提醒开关每5秒通断一次，现有的提醒开关，电气接点及机械寿命只有2～4万次，使用一周就需要更换，使用寿命短，无法满足内燃机车无线遥控器的使用要求；

(4)常规的机械式旋转档位开关的开关接点寿命和机械磨损寿命有限，远达不到使用要求。

发明内容

为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种长寿命、易操作的机车遥控装置，针对于内燃机车的遥控操作需求，各元件电气性能完全符合内燃机车遥控操作要求，开关使用寿命长，可盲操作，适合机车司机使用环境。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种长寿命、易操作的机车遥控装置，包括壳体及设置于壳体上的操作开关，所述的操作开关包括方向控制旋转开关、速度/制动控制旋转开关、提醒开关、撒沙按钮、电源开关、单缓按钮和风笛按钮。

所述的方向控制旋转开关和速度/制动控制旋转开关为无触点旋转开关。

所述的电源开关为提拉式开关；所述的提醒开关和风笛按钮为侧面操作式按钮。

所述的无触点旋转开关包括旋钮、密封罩、压簧、压杆、转轴套、开关体、弹簧组件、限位板、遮光板、透镜、基板、护板以及PCB板。

所述旋钮上设有定位凸起，旋钮固定在密封罩上，密封罩与压簧安装在压杆一端，转轴套设有定位齿轮，转轴套套在压杆上，开关体、弹簧组件以及限位板安装在转轴套上，透镜固定在转轴套的端部，遮光板固定在压杆的另一端；基板固定在开关体上，PCB板固定在护板上，透镜位于PCB板与基板之间，PCB板与护板设有遮光孔，护板与基板相连；开关体固定在遥控器壳体外部，旋转旋钮，旋钮带动透镜随之旋转；按下旋钮，旋钮带动遮光板插入遮光孔内。

所述的PCB板为圆形的PCB印刷电路板，圆形的PCB板上按圆周均匀布置多个档位开关接收信号接点，圆形的PCB板的中心处设置有圆孔，圆孔内安装有第一红外发光二极管，每个档位开关接收信号接点上均连接一个接收端光电二极管。

所述的PCB板上，在与遮光板对应的遮光孔位置两侧，内侧设置有第二红外发光二极管，外侧设置有红外接收二极管，当遮光板插入遮光孔时，红外接收二极管不导通。

所述的电源开关的提拉式开关包括提拉柱、下固定垫、支撑板、上固定垫、提拉体、紧固螺栓以及扳钮开关；所述扳钮开关位于遥控器壳体内部，扳钮开关与下固定垫固定在支撑板上，上固定垫片固定在下固定垫顶部，上固定垫片下表面固定在遥控器壳体外部，上固定垫片与遥控器壳体之间设有密封垫，提拉体套在上固定垫片上，紧固螺栓固定在提拉体上，紧固螺栓下部与提拉柱顶部相连，提拉柱底部设有通孔，通孔套在扳钮开关扳手上；提拉体带动提拉柱上下移动，进而带动扳钮开关扳手上下扳动，实现扳钮开关的断开与闭合。

所述的提醒开关和风笛开关的侧面操作式按钮包括按钮压帽、按钮压盖、按钮杆、复位弹簧、磁钢、固定螺母、外壳、干簧管、干簧管引出线以及压盖；所述磁钢固定在按钮杆的一端，复位弹簧与按钮杆的一端相连，按钮杆的另一端与按钮压盖相连，按钮压盖与按钮压帽相连；干簧管通过压盖固定在外壳内，按钮压帽按下后磁钢压在干簧管上与之接触，之后通复位弹簧复位；外壳与固定螺母为螺纹连接，外壳通过固定螺母安装在遥控器壳体上。

所述的制动速度控制旋转开关和方向控制旋转开关分别安装在壳体左右两个侧面，所述的提醒开关、撒沙按钮、电源开关、单缓按钮和风笛按钮安装于壳体上表面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、针对于内燃机车的遥控操作设置了操作开关包括制动速度控制旋转开关、方向控制旋转开关、提醒开关、撒沙按钮、电源开关、单缓按钮和风笛按钮，专用于内燃机车的遥控操作；

2、制动速度控制和方向控制的多档位旋转开关为无触点开关设计，使用寿命高；

3、电源开关是一种提拉式操作开关，位于遥控器壳体内部，上固定垫片与遥控器壳体之间设有密封垫，密封垫起到防水、防尘的作用，避免电源开关在高湿度、高污染环境中运行，延长了电源开关的使用寿命，保证了遥控器的安全运行。提拉体上下移动，带动提拉柱上下移动，进而带动扳钮开关扳手的上下扳动，实现扳钮开关的断开与闭合；电源开关的断开与闭合操作方便快捷，避免了误操作；可盲操作，在黑暗环境中无需精准对位操作开关，在需要紧急断电(遥控紧急停车)时，挥手拍下开关即可快速断电；

4、提醒开关和风笛开关为的操作部分设置于遥控器侧面，1)有利于与旁边的操作按钮区分，盲操作时不会按错，2)操作方面，利于频繁操作；

5、提醒开关和风笛开关为寿命可达数亿次的干簧管及磁钢，结合弹簧及机械结构件组成。实现了开关电气性能及结构件数亿次以上的长寿命；本发明使用寿命长，无需频繁更换，满足无线遥控器的使用要求；

6、本发明整体可盲操作，各操作开关均设计有不同的操作方式、布置位置易于操作，旋转开关设置有定位凸起，可凭手感确定档位位置，实现盲操作。

附图说明

图1为本发明的内燃机车遥控器结构图；

图2是本发明的制动速度控制和方向控制的无触点旋转开关结构示意主视剖视图；

图3是图2的A向剖视图；

图4是图2的B向剖视图；

图5是无触点旋转开关的旋钮结构示意主视图；

图6是无触点旋转开关的旋钮结构示意侧视图；

图7是无触点旋转开关的密封罩结构示意主视图；

图8是无触点旋转开关的密封罩结构示意侧视图；

图9是无触点旋转开关的压杆结构示意图；

图10是无触点旋转开关的转轴套结构示意主视图；

图11是无触点旋转开关的转轴套结构示意侧视图；

图12是无触点旋转开关的开关体结构示意主视图；

图13是无触点旋转开关的开关体结构示意侧视图；

图14是无触点旋转开关的基板结构示意图；

图15是无触点旋转开关的护板结构示意图；

图16是无触点旋转开关的PCB板结构示意图；

图17是电源开关的立体结构爆炸示意图；

图18是电源开关的结构示意剖视图；

图19是提醒开关和风笛开关的立体结构爆炸示意图；

图20是提醒开关和风笛开关的按钮杆及磁钢结构示意图；

图21是提醒开关和风笛开关的外壳结构示意图；

图22为本发明实施例提供的控制电路板电路图。

1-上壳体 2-下壳体 3-制动速度控制旋转开关 4-方向控制旋转开关 5-提醒开关 6-撒沙按钮 7-电源开关 8-单缓按钮 9-风笛按钮 10-背带托架 11-定位凸起12-电源指示灯 13-遥控器电池 14-主控MCU芯片 15-无线数传电台发射器 101-旋钮102-密封罩103-压簧 104-压杆 105-转轴套 106-开关体 107弹簧组件 108-限位板 109-遮光板110-透镜 111-基板 112-护板 113-PCB板 114-轴销 1051-定位齿轮 1061-固定板 1121-定位孔 1122-定位螺栓孔 1131-遮光孔 115-密封圈1071-小拉簧 1072-连接板 116-定位螺栓 117-第一红外发光二极管 118-信号接点119-接收端光电二极管 120-第二红外发光二极管 121-红外接收二极管 201-提拉柱202-下固定垫 203-支撑板 204-上固定垫 205-提拉体 206-紧固螺栓 207-按钮开关 208-密封垫 209-圆形通孔 231-横板 232-纵板301-按钮压帽 302-按钮压盖 303-按钮杆 304-复位弹簧 305-磁钢 306-固定螺母 307-外壳 308-干簧管309-压盖 310-紧固螺栓 311-干簧管引出线 312-凹槽 313-圆孔 314-小圆孔 315-圆杆 316-螺钉 317-大螺纹孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，一种长寿命、易操作的机车遥控装置，包括壳体及壳体上安装的操作开关；所述的壳体包括上壳体1和下壳体2。所述的操作开关包括制动速度控制旋转开关3、方向控制旋转开关4、提醒开关5、撒沙按钮6、电源开关7、单缓按钮8和风笛按钮9。

所述的制动速度控制旋转开关3和方向控制旋转开关4分别安装在上壳体1两侧，所述的提醒开关5、撒沙按钮6、电源开关7、单缓按钮8和风笛按钮9安装在上壳体1上表面。

所述的上壳体1后侧还安装有背带托架10。背带托架10用于将遥控器佩戴在机车操作人员的身体上。

如图2-16所示，制动速度控制旋转开关3和方向控制旋转开关4为无触点开关的旋转装置，包括旋钮101、密封罩102、压簧103、压杆104、转轴套105、开关体106、弹簧组件107、限位板108、遮光板109、透镜110、基板111、护板112以及PCB板113。

如图5、图6所示，旋钮101为圆形旋钮，旋钮101设有定位凸起11。旋钮101端面设有螺栓孔1122。

如图7、图8所示，密封罩102为圆筒形罩体结构，密封罩102端面设有与旋钮101端面螺栓孔相应的螺栓孔。

如图9所示，压杆104主体部分为圆杆结构，一端设有与密封罩102螺栓孔相应的螺栓孔，另一端的端面设有与轴销114相应的螺纹孔。

如图10、11所示，转轴套105为轴套结构，转轴套105设有定位齿轮1051。

如图12、13所示，开关体106上设有固定板1061，开关体106通过固定板1061与螺栓固定在遥控器壳体外部。

如图14、15、16所示，基板111与护板112上设有定位孔1121与定位螺栓孔。护板112与PCB板113上设有遮光孔1131。

如图2-4所示，旋钮101通过螺栓固定在密封罩102外部，密封罩102与压簧103安装在压杆104一端，转轴套105套在压杆104上。弹簧组件107包括小拉簧1071与连接板1072，连接板1072通过铰轴铰接在小拉簧1071两端，开关体106、弹簧组件107以及限位板108依次安装在转轴套105上。透镜110固定在转轴套105的端部，遮光板109通过轴销114固定在压杆104的另一端。

基板111固定在开关体106上，开关体106与基板111之间设有密封圈115。PCB板113固定在护板112上，透镜110位于PCB板113与基板111之间，护板112与基板113通过螺栓相连。定位螺栓116安装在定位螺栓孔1122上。

开关体106通过固定板1061固定在遥控器壳体外部，使用时旋转旋钮101，旋钮101带动转轴套105旋转，透镜110随之旋转；按下旋钮101，旋钮101带动压杆104水平移动，进而带动遮光板109插入遮光孔1131内。

如图16所示，所述的PCB板113为圆形的PCB印刷电路板，圆形的PCB板上按圆周均匀布置多个信号接点118，所述的多个信号接点118包括多个档位开关接收信号接点和一个5V电源信号接点，圆周内部布置圆弧型的电源公共地端；圆形的PCB板的中心处设置有圆孔，圆孔内安装有第一红外发光二极管117，第一红外发光二极管117旁边的PCB板上设置有红外发射端信号接点，所述的第一红外发光二极管117负极与发射控制信号接点相连接，正极与5V电源信号接点相连接；每个档位开关接收信号接点118与电源公共地端之间均连接一个接收端光电二极管119。

所述的PCB板113上，在与遮光板109对应的遮光孔1131位置两侧，中心侧设置有第二红外发光二极管120，边缘侧设置有红外接收二极管121，当遮光板109插入遮光孔1131时，红外接收二极管121不导通。

所述的透镜110为梯形透镜。

无触点旋转开关的工作原理为：

采用红外对管通过信号光电转换，实现无电气触点开关。在圆盘形的PCB板13一圈圆周中，选适当的间隔安放有红外接收管，PCB板13中心镂空并装有红外发射管117，当红外发射光垂直投到转轴套105顶端装有的透镜110上后，红外光反射后将再投向PCB板113周边按圆周布放的其中一个红外接收管。因透镜110安装在转轴套105顶端是随着旋钮101转动的，因此发射的红外光在反射后将随旋钮101转动的角度做圆周运动，当旋钮101带动透镜110转动停于某一位置时，反射的红外光将投向其对应的红外接收管119，并转换成电信号输出。不同位置的接收管119输出的电信号，代表了操作开关时所选择对应的功能。因采用光电信号转换的方式，实现了无触点的电子开关。

本发明的无触点旋转开关还增加了另一个档位功能：当旋钮101通过压簧103下压时，遮光板109随之下行插入遮光孔1131，从而使红外接收二极管121不导通，实现除旋转档位外的另一个下压操作的档位功能。

因发射与接收的空间距离极近，红外管的工作电流可以设计在曲线工作区的下限，LED管的使用寿命得以极大延长。

本发明的旋钮1上设有定位凸起11；凭手感可知开关的选位，实现盲操作。转轴套105设有定位齿轮1051；档位由齿轮定位齿轮1051，清晰准确。旋钮101带动透镜110随之旋转；因转轴套105带动透镜110对红外接收管选位，适用于无机械接点无磨损的电子开关，使用寿命长。

如图17、图18所示，电源开关为提拉式开关，包括提拉柱201、下固定垫202、支撑板203、上固定垫204、提拉体205、紧固螺栓206以及扳钮开关207。扳钮开关207为现有产品，采用SMTX型扳钮开关。

提拉柱201的主体部分为圆柱形，一端设有与紧固螺栓206适配的内螺纹，另一端设有与扳钮开关207扳手适配的圆形通孔209。

下固定垫202下部为圆台，上部为圆柱，中心设有圆形通孔，圆形通孔的直径大于或等于提拉柱201主体部分的直径。

支撑板203为L型板，由相互垂直的横板231与竖板32构成，横板231与竖板232上均设有圆孔，横板231圆孔大于或等于下固定垫202圆柱直径，竖板232圆孔与扳钮开关207适配。

上固定垫204下部为圆台，上部为圆柱，中心设有圆形通孔，圆形通孔的直径大于或等于提拉柱201主体部分的直径。

提拉体205上部设有与紧固螺栓206适配的内螺纹，提拉体205下部为圆筒，圆筒内径大于或等于上固定垫204圆柱直径。

按钮开关207位于遥控器壳体210内部，按钮开关207固定在支撑板203竖板232上，下固定垫202圆柱穿过支撑板203横板231，下固定垫202下部圆台固定在支撑板203横板231的下表面，下固定垫202圆柱穿过遥控器壳体1，上固定垫片204圆台固定在下固定垫202顶部，上固定垫片204圆台下表面固定在遥控器壳体210外部的上表面，上固定垫片204与遥控器壳体1之间设有密封垫208，密封垫208起到防尘、防水的作用。

提拉体205下部圆筒套在上固定垫片204圆柱上，紧固螺栓206通过螺纹固定在提拉体205顶部。提拉柱201从下固定垫202、上固定垫204以及提拉体内部穿过，通过螺纹固接在紧固螺栓206底部，提拉柱201的圆形通孔209套在扳钮开关207的扳手上。

提拉体205上下移动，带动提拉柱201上下移动，提拉柱201带动扳钮开关207扳手的上下扳动，实现扳钮开关207的断开与闭合。

按钮开关207位于遥控器壳体1内部，上固定垫片204与遥控器壳体1之间设有密封垫208，密封垫208起到防水、防尘的作用，避免电源开关在高湿度、高污染环境中运行，延长了电源开关的使用寿命，保证了遥控器的安全运行。

通过提拉体205的提拉实现扳钮开关的断开与闭合，电源开关的断开与闭合操作方便快捷，避免了误操作；可盲操作，便于在黑暗环境中操作开关。

如图19所示，所述的提醒操作按钮和风笛操作按钮结构相同，包括按钮压帽301、按钮压盖302、按钮杆303、复位弹簧304、磁钢305、固定螺母306、外壳307、干簧管308、干簧管引出线311以及压盖309。干簧管308为现有产品，干簧管308采用OKI型干簧管8。

如图20所示，按钮杆303一端为圆杆315，复位弹簧304安装在圆杆315上。磁钢305为圆柱形，采用磁钢材料制作，圆杆315的端部设有小圆孔314，磁钢305放置于小圆孔314内，通过过螺钉316固定。

如图20、图21所示，外壳307为矩形壳体结构，外壳307一侧设有与干簧管308适配的凹槽312，干簧管308放置于凹槽312内，压盖309压在干簧管308外部，压盖309通过紧固螺栓310固定在外壳307上；外壳307的另一侧设有与按钮压盖302适配的圆孔313。外壳307底部设有与固定螺母306适配的大螺纹孔317。

如图19、图20、图21所示，磁钢305固定在按钮杆303的一端，复位弹簧304与按钮杆303的一端相连，按钮杆303的另一端与按钮压盖302相连，按钮压盖302与按钮压帽301相连。干簧管308通过压盖309固定在外壳307内，干簧管引出线311安装在干簧管308上。

按钮压帽301按下后磁钢305压在干簧管308上与之接触，之后通过复位弹簧304复位。外壳307与固定螺母306为螺纹连接，外壳307通过固定螺母306安装在遥控器壳体上。

本发明采用开关寿命可达数亿次的干簧管308与磁钢305，结合弹簧及机械结构件组成。实现了开关电气性能及结构件数亿次以上的长寿命；本发明使用寿命长，无需频繁更换，满足无线遥控器的使用要求。

所述的壳体内还安装有控制电路板，如图22所示，所述的控制电路板安装有主控MCU芯片14及与其端口相连接的无线数传电台发射器15，所述的操作开关：制动速度控制旋转开关3、方向控制旋转开关4、提醒开关5、撒沙按钮6、电源开关7、单缓按钮8和风笛按钮9均通过接线端口与主控MCU芯片14相连接，通过无线数传电台发射器15将操作信号无线发送。遥控器电池13为控制电路板供电。图中的制动速度控制旋转开关3、方向控制旋转开关4中红外发光二极管R-LED、R-LED1、L-LED、L-LED1对应图16中的各红外发光二极管，其余的光电二极管对应图16中的各光电二极管。

以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

Claims (4)

1.一种长寿命、易操作的机车遥控装置，包括壳体及设置于壳体上的操作开关，所述的操作开关包括方向控制旋转开关、速度/制动控制旋转开关、提醒开关、撒沙按钮、电源开关、单缓按钮和风笛按钮；

其特征在于，所述的方向控制旋转开关和速度/制动控制旋转开关为无触点旋转开关；

所述的电源开关为提拉式开关；所述的提醒开关和风笛按钮为侧面操作式按钮；

所述的方向控制旋转开关和速度/制动控制旋转开关结构相同，均包括旋钮、密封罩、压簧、压杆、转轴套、开关体、弹簧组件、限位板、遮光板、透镜、基板、护板以及PCB板；所述旋钮上设有定位凸起，旋钮固定在密封罩上，密封罩与压簧安装在压杆一端，转轴套设有定位齿轮，转轴套套在压杆上，开关体、弹簧组件以及限位板安装在转轴套上，透镜固定在转轴套的端部，遮光板固定在压杆的另一端；基板固定在开关体上，PCB板固定在护板上，透镜位于PCB板与基板之间，PCB板与护板设有遮光孔，护板与基板相连；开关体固定在遥控器壳体外部，旋转旋钮，旋钮带动透镜随之旋转；按下旋钮，旋钮带动遮光板插入遮光孔内；

所述的PCB板为圆形的PCB印刷电路板，圆形的PCB板上按圆周均匀布置多个档位开关接收信号接点，圆形的PCB板的中心处设置有圆孔，圆孔内安装有第一红外发光二极管，每个档位开关接收信号接点上均连接一个接收端光电二极管；

所述的提醒开关和风笛开关结构相同，均包括按钮压帽、按钮压盖、按钮杆、复位弹簧、磁钢、固定螺母、外壳、干簧管、干簧管引出线以及压盖；所述磁钢固定在按钮杆的一端，复位弹簧与按钮杆的一端相连，按钮杆的另一端与按钮压盖相连，按钮压盖与按钮压帽相连；干簧管通过压盖固定在外壳内，按钮压帽按下后磁钢压在干簧管上与之接触，之后通复位弹簧复位；外壳与固定螺母为螺纹连接，外壳通过固定螺母安装在遥控器壳体上。

2.根据权利要求1所述的一种长寿命、易操作的机车遥控装置，其特征在于，所述的PCB板的遮光孔位置两侧，内侧设置有第二红外发光二极管，外侧设置有红外接收二极管，当遮光板插入遮光孔时，红外接收二极管不导通。

3.根据权利要求1所述的一种长寿命、易操作的机车遥控装置，其特征在于，所述的电源开关包括提拉柱、下固定垫、支撑板、上固定垫、提拉体、紧固螺栓以及扳钮开关；所述扳钮开关位于遥控器壳体内部，扳钮开关与下固定垫固定在支撑板上，上固定垫片固定在下固定垫顶部，上固定垫片下表面固定在遥控器壳体外部，上固定垫片与遥控器壳体之间设有密封垫，提拉体套在上固定垫片上，紧固螺栓固定在提拉体上，紧固螺栓下部与提拉柱顶部相连，提拉柱底部设有通孔，通孔套在扳钮开关扳手上；提拉体带动提拉柱上下移动，进而带动扳钮开关扳手上下扳动，实现扳钮开关的断开与闭合。

4.根据权利要求1所述的一种长寿命、易操作的机车遥控装置，其特征在于，所述的方向控制旋转开关和速度/制动控制旋转开关分别安装在壳体左右两个侧面，所述的提醒开关、撒沙按钮、电源开关、单缓按钮和风笛按钮安装于壳体上表面。