CN109910925B - 一种用于司机控制器的电磁锁定机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于司机控制器的电磁锁定机构，包括圆柱形外壳，外壳一端开口，另一端从内到外依次开有台阶孔和直通孔，台阶孔的直径大于直通孔的直径，外壳中设置有线圈组件，线圈组件中设置有环形芯轴和锁定轴，锁定轴的一端穿过直通孔，另一端套在环形芯轴内，锁定轴中部的轴肩位于台阶孔内，环形芯轴内设置有弹簧，弹簧套在锁定轴位于环形芯轴内的一端，外壳的开口端固定有盖板，通过对线圈组件的通断电控制，改变环形芯轴结合线圈组件后的磁场状态，从而改变环形芯轴对锁定轴磁吸力的大小，进一步控制运动部件书否处于锁定状态，本发明解决现有锁定实现方式单一的问题，为电气控制自动锁定和远程锁定的灵活多样化设计提供基础。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通机车车辆低压控制电器技术领域，具体涉及一种用于司机控制器的电磁锁定机构。
背景技术
机车车辆司机控制器包含有众多机构，其核心机构有：换向机构、牵引制动机构及锁定机构。换向机构用于手动和自动切换行车方向，牵引制动机构用于控制行车速度，锁定机构用于换向机构和牵引制动模块机构的互相锁定。如果操作失误，换向机构和牵引制动机构同时动作时，将引起信号紊乱造成机车车辆在行车过程中出现危险状况，锁定机构可以防止操作失误。
现有司机控制器的电磁锁定机构有以下缺点：
1.现有锁定机构进行锁定的操纵模式单一，只能在驾驶现场通过操作手柄来完成。随着自动驾驶和无人驾驶的发展，司机控制器需要通过电气控制进行自动锁定和远程锁定，单一手动操作的司机控制器无法满足要求。
2.现有锁定机构为机械联锁，因而换向机构和牵引制动机构不能独立布置，所以司机控制器整体尺寸偏大，而且由于机车车辆的要求不同，现有的整体式司机控制器无法满足个性化需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于司机控制器的电磁锁定机构，解决现有锁定实现方式单一，只能在驾驶现场通过操作手柄来完成的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种用于司机控制器的电磁锁定机构，包括圆柱形外壳，外壳的一端开口，另一端从内到外依次开有相互连通的台阶孔和直通孔，台阶孔的直径大于直通孔的直径，外壳中设置有线圈组件，线圈组件中设置有环形芯轴和锁定轴，锁定轴的一端穿过直通孔，另一端套在环形芯轴内，锁定轴中部的轴肩位于台阶孔内，环形芯轴内设置有弹簧，弹簧套在锁定轴位于环形芯轴内的一端，外壳的开口端固定有盖板。
本发明的特点还在于：
环形芯轴为永磁环形芯轴或无磁环形芯轴；
锁定轴为无磁性导磁材质；
外壳及盖板为无磁性非导磁材质；
当环形芯轴为无磁环形芯轴时，材质为低碳钢或纯铁。
本发明的有益效果是：
1.换向机构和牵引制动机构的锁定可以通过电气控制实现电磁锁定机构的自动锁定和远程锁定，为机车车辆自动驾驶和无人驾驶的发展提供可靠保障。
2.电磁锁定机构可以分别独立对换向机构和牵引制动机构进行锁定，也可以对换向机构和牵引制动机构同时锁定或者交错锁定；
3.换向机构和牵引制动机构可以集成为一体式司机控制器，也可以设置为分离式司机控制器，可以满足司机控制台的个性化需求。
附图说明
图1是本发明电磁锁定机构的结构示意图；
图2是本发明电磁锁定机构的爆炸图。
图中，1.外壳，2.线圈组件，3.锁定轴，4.环形芯轴，5.弹簧，6.盖板，7.运动部件，1-1.台阶孔，1-2.直通孔，2-1.线圈组件内腔，3-1.轴肩，7-1.锁定孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种用于司机控制器的电磁锁定机构，结构如图1和图2所示，包括圆柱形外壳1，外壳1的一端开口，另一端从内到外依次开有相互连通的台阶孔1-1和直通孔1-2，台阶孔1-1的直径大于直通孔1-2的直径，外壳1中设置有线圈组件2，线圈组件2中设置有环形芯轴4和锁定轴3，环形芯轴4为永磁环形芯轴或无磁环形芯轴，当环形芯轴为无磁环形芯轴时，材质为低碳钢或纯铁，当环形芯轴4为永磁环形芯轴时，线圈组件2通电产生的磁场与永磁环形芯轴磁场方向相反，锁定轴3的一端穿过直通孔1-2，另一端套在环形芯轴4内，锁定轴3中部的轴肩3-1位于台阶孔1-1内，环形芯轴4内设置有弹簧5，弹簧5套在锁定轴3位于环形芯轴4内的一端，外壳1的开口端固定有盖板6，盖板6结合外壳1开口端面将线圈组件2和环形芯轴4固定，弹簧5通过盖板6和锁定轴3中部的轴肩3-1将弹力施加在锁定轴3轴向远离盖板6方向，锁定轴3一端套在弹簧5内以辅助锁定轴3在远离环形芯轴4方向时环形芯轴4对其产生磁吸力，和防止弹簧5因在压缩过程中扭曲而导致锁定轴3在向靠近环形芯轴4方向运动时卡滞。
靠近外壳1上直通孔1-2的一端为运动部件7，运动部件7通过已有技术与操作手柄硬连接或经齿轮传动实现与操作手柄同步解锁或锁定，运动部件7上设置有与锁定轴3配合的锁定孔7-1，外壳1及盖板6为无磁性非导磁材质，锁定轴3为无磁性导磁材质。
通过对线圈组件2的通断电控制，改变环形芯轴4结合线圈组件2后的磁场状态，从而改变环形芯轴4对锁定轴3磁吸力的大小，当此磁吸力小于弹簧5弹力时，锁定轴3向远离环形芯轴4方向运动，进入上述运动部件7上的锁定孔7-1内，运动部件7被锁定，因此操作手柄被锁定；当此磁吸力大于弹簧5弹力时，锁定轴3向靠近环形芯轴4方向运动，从上述运动部件7上的锁定孔7-1内退出，运动部件7被解锁，因此操作手柄被解锁。
本发明一种用于司机控制器的电磁锁定机构，工作过程如下：
当环形芯轴4为永磁环形芯轴时，初始状态下，线圈组件2未通电，环形芯轴4对锁定轴3的产生的向内磁吸力大于弹簧5对锁定轴3的产生的向外的弹力，因此锁定轴3向外壳1内运动，使锁定轴3脱离运动部件7，从而导致运动部件7解除锁定。
线圈组件2通电后产生的磁场基本抵消与其反向的环形芯轴4的磁场，弹簧5对锁定轴3的产生的向外的弹力克服环形芯轴4结合线圈组件2后对锁定轴3的产生的向内磁吸力，锁定轴3向外运动，使锁定轴3外端进入运动部件7的锁定孔7-1内，从而导致运动部件7被锁定。
当环形芯轴4为无磁环形芯轴时，初始状态下，线圈组件2未通电，环形芯轴4对锁定轴3无磁吸力，锁定轴3仅受到弹簧5对其产生的向外弹力，因此锁定轴3向外运动，使锁定轴3外端进入运动部件7的锁定孔7-1内，从而导致运动部件7被锁定。
线圈组件2通电后产生磁场，使环形芯轴4带磁性后，对锁定轴3产生的向内磁吸力大于弹簧5向外的弹力，因此锁定轴3向内运动，使锁定轴3脱离运动部件7，从而导致运动部件7解除锁定。
Claims (2)
1.一种用于司机控制器的电磁锁定机构，其特征在于，包括圆柱形外壳(1)，所述外壳(1)的一端开口，所述外壳(1)的另一端从内到外依次开有相互连通的台阶孔(1-1)和直通孔(1-2)，所述台阶孔(1-1)的直径大于直通孔(1-2)的直径，所述外壳(1)中设置有线圈组件(2)，所述线圈组件(2)中设置有环形芯轴(4)和锁定轴(3)，所述锁定轴(3)的一端穿过直通孔(1-2)，所述锁定轴(3)的另一端套在环形芯轴(4)内，所述锁定轴(3)中部的轴肩(3-1)位于台阶孔(1-1)内，所述环形芯轴(4)内设置有弹簧(5)，所述弹簧(5)套在锁定轴(3)位于环形芯轴(4)内的一端，所述外壳(1)的开口端固定有盖板(6)；
靠近外壳(1)上直通孔(1-2)的一端为运动部件(7)，所述运动部件(7)与操作手柄硬连接或经齿轮传动实现与操作手柄同步解锁或锁定，所述运动部件(7)上设置有与锁定轴(3)配合的锁定孔(7-1)；
操作者通过对所述线圈组件(2)的通断电控制，改变所述环形芯轴(4)结合线圈组件(2)后的磁场状态，从而改变所述环形芯轴(4)对锁定轴(3)磁吸力的大小，以便所述锁定轴(3)向远离/靠近环形芯轴(4)的方向运动进入/退出运动部件(7)，以便所述运动部件(7)被锁定/解锁，所述环形芯轴(4)为永磁环形芯轴或无磁环形芯轴，所述锁定轴(3)为无磁性导磁材质，所述外壳(1)及盖板(6)为无磁性非导磁材质。
2.根据权利要求1所述的一种用于司机控制器的电磁锁定机构，其特征在于，当所述环形芯轴(4)为无磁环形芯轴时，材质为低碳钢或纯铁。
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