CN109927736B - 自带冗余功能的司机控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自带冗余功能的司机控制器，包括设置于安装板上的换向单元、牵引制动单元以及冗余单元。冗余设计采用独立的机械联锁和传动结构，解决了轨道交通机车车辆司机控制器存在的冗余模式单一问题，将冗余信号输出功能和冗余信号切换功能集成到司机控制器中。冗余设计采用独立的机械联锁和传动结构，避免了因主用和冗余功能使用一套机械结构而导致冗余功能一同发生故障的潜在风险，实现了无需与外部部件配合即能完成冗余切换。冗余切换操作接口和冗余输出操作接口集成到冗余单元中，合并为一个冗余牵引制动手柄，减少实现冗余功能所需设计空间。

Description

自带冗余功能的司机控制器

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，具体涉及自带冗余功能的司机控制器。

背景技术

轨道交通机车车辆司机控制器作为控制电路中的主令电器，用于控制电力机车、内燃机车、动车组、城市轻轨和地铁车辆的行驶方向、牵引和制动，司机控制器作为机车车辆的重要部件，其可靠性、应急能力直接影响运营的安全性，因此，对司机控制器中重要的、使用频繁的功能即牵引制动功能进行冗余设计尤为重要。

目前轨道交通机车车辆采用的司机控制器，其牵引制动功能冗余设计的现状为：一、部分司机控制器无冗余功能；二、具有冗余功能的司机控制器的特点是：仅对牵引制动单元中的角度传感器或速动开关等指令信号输出源进行冗余，主用角度传感器、速动开关与冗余角度传感器、速动开关共用一套机械结构，当机械联锁、传动出现卡滞或偏离时，冗余功能随主功能一起发生故障，不能正常使用。且此类司机控制器本身的冗余功能仅包括输出冗余信号，无切换使用主用和冗余信号的能力，必须依靠司机控制器外部部件来实现冗余切换。

发明内容

本发明的目的在于提供自带冗余功能的司机控制器，解决轨道交通机车车辆司机控制器存在的冗余模式单一的问题。

本发明所采用的技术方案是，自带冗余功能的司机控制器，包括设置于安装板上的换向单元、牵引制动单元以及冗余单元。

本发明的特点还在于，

换向单元包括设置于安装板下端面的换向上板，换向上板上端面通过紧固件固定有凸出于安装板的换向座，换向座内安装有可转动的换向手柄，换向上板下端面通过紧固件并排固定换向开关架、换向固定柱的一端，换向开关架和换向固定柱另一端通过紧固件固定有换向下板，换向开关架外侧固定有换向速动开关，换向上板和换向下板之间并可转动设置有换向凸轮组件、联锁架组件和换向定位组件，换向凸轮组件包含与其中心轴同轴并层叠固定的换向凸轮、换向定位棘轮和换向联锁棘轮，换向定位组件中的换向定位滚轮通过弹性元件压向换向定位棘轮的外沿，使换向定位棘轮和换向定位滚轮保持啮合；联锁架组件中的换向联锁滚轮压在换向联锁棘轮的外沿与其保持啮合。

牵引制动单元包括设置于安装板下端面的第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板和第五侧板，第一侧板和第二侧板通过呈上下设置的第一固定柱和主用开关架连接，主用开关架上通过紧固件固定有主用牵引制动速动开关，第一侧板上有可转动的主用定位组件，第二侧板上通过紧固件固定有第一冗余联锁座，第一侧板和第二侧板之间可转动设置有主用凸轮组件，主用凸轮组件包含与其中心轴同轴并层叠固定的主用牵引制动凸轮和主用从动齿轮，伸出第一侧板的主用凸轮组件中心轴上固定有主用定位棘轮，主用定位组件中的主用定位滚轮通过弹性元件压向主用定位棘轮外沿，使主用定位棘轮和主用定位滚轮保持啮合；

第二侧板和第三侧板之间通过第二固定柱固定，第三侧板朝向第二侧板的一侧通过紧固件固定有主联锁座、第二冗余联锁座和牵引锁定挡块，主联锁座内设置有可轴向运动的主联锁轴，主联锁轴外套有主联锁簧，主联锁簧将套在其内的主联锁轴压向固定在联锁架组件中的主联锁滚轮，使同样固定在联锁架组件中的换向联锁滚轮压在换向联锁棘轮的外沿上，还包括第二冗余联锁座和第一冗余联锁座，位于第二冗余联锁座与第一冗余联锁座之间的冗余联锁轴外部套有冗余联锁簧，冗余联锁簧将套在其内的冗余联锁轴压向固定在联锁架组件中的冗余联锁滚轮，使同样固定在联锁架组件中的换向联锁滚轮压在换向联锁棘轮的外沿上；

第二侧板和第三侧板间含可转动的主手柄座组件，主手柄座组件包括手柄转轴，手柄转轴被轴向固定在第二侧板和第三侧板之间并可转动，手柄转轴伸出第二侧板和第三侧板的部分分别通过紧固件固定有第一主动齿轮和第二主动齿轮，第一主动齿轮与固定在主用凸轮组件中的主用从动齿轮啮合，手柄转轴中部含法兰结构并通过紧固件固定有手轮，手轮上端固定有手柄杆，手柄杆穿出安装板上端面，手柄杆上端固定有主用牵引制动，手柄杆内部有可轴向运动并通过弹簧向上自复的按钮轴，按钮轴上端固定有牵引防误动按钮，牵引防误动按钮穿出主用牵引制动手柄上端，按钮轴下端固定有导向限位滑块，第三侧板靠近第二侧板的侧面固定有牵引锁定挡块；

第三侧板和第四侧板之间通过呈上下设置的阻尼安装柱和第三固定柱固定，第三侧板和第四侧板间有阻尼轮，阻尼轮伸出第四侧板的部分固定有过渡齿轮，过渡齿轮与第二主动齿轮啮合。

冗余单元包括设置于安装板下端面的冗余上板，冗余上板下端面连接有冗余开关架、冗余固定柱、冗余传感器安装柱，冗余传感器安装柱通过紧固件固定有冗余角度传感器，冗余角度传感器的转轴上通过紧定螺钉固定有冗余传感器齿轮，冗余开关架和冗余固定柱一端通过紧固件均固定在冗余上板上，冗余开关架和冗余固定柱另一端通过紧固件均固定在冗余下板上，冗余开关架外侧固定有冗余牵引制动速动开关和冗余切换速动开关，冗余上板上有可转动的冗余定位组件，冗余上板和冗余下板之间可转动设置有冗余凸轮组件，冗余凸轮组件包含与其中心轴同轴并层叠固定的冗余切换凸轮、冗余牵引制动凸轮、冗余主动齿轮、冗余定位棘轮、冗余联锁棘轮，冗余凸轮组件伸出冗余上板的顶端连接有凸出于安装板的冗余牵引制动手柄；冗余定位组件中的冗余定位滚轮通过弹性元件压向冗余定位棘轮外沿，使冗余定位棘轮和冗余定位滚轮保持啮合。

第四侧板和第五侧板之间通过第四固定柱固定，第五侧板上安装有主用角度传感器，主用角度传感器其转轴上通过紧定螺钉固定有与过渡齿轮相啮合的主用传感器齿轮。

冗余切换速动开关采用含一对常闭+常开触点联动的速动开关。

本发明的有益效果是：

本发明的自带冗余功能的司机控制器，解决轨道交通机车车辆司机控制器存在的冗余模式单一问题，将冗余信号输出功能和冗余信号切换功能集成到司机控制器中。冗余设计采用独立的机械联锁和传动结构，避免了因主用和冗余功能使用一套机械结构而导致冗余功能一同发生故障的潜在风险，实现了无需与外部部件配合即能完成冗余切换。

附图说明

图1是本发明自带冗余功能的司机控制器的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的俯视图；

图4是图1的后视图；

图5是图1的左视图。

图中，1.安装板，2.换向单元，3.牵引制动单元，4.冗余单元，5.换向上板，6.换向座，7.换向手柄，8.换向开关架，9.换向固定柱，10.换向下板，11.换向速动开关，12.换向凸轮组件，13.联锁架组件，14.换向定位组件，15.换向凸轮，16.换向定位棘轮，17.换向联锁棘轮，18.换向定位滚轮，19.主联锁滚轮，20.冗余联锁滚轮，21.换向联锁滚轮，22.第一侧板，23.第二侧板，24.第三侧板，25.第四侧板，26.第五侧板，27.主用开关架，28.第一固定柱，29.主用牵引制动速动开关，30.主用定位组件，31.第一冗余联锁座，32.主用凸轮组件，33.主用牵引制动凸轮，34.主用定位棘轮，35.主用从动齿轮，36.主用定位滚轮，37.第二固定柱，38.主联锁座，39.第二冗余联锁座，40.牵引锁定挡块，41.主联锁轴，42.主联锁簧，43.冗余联锁轴，44.冗余联锁簧，45.主手柄座组件，46.手柄转轴，47.第一主动齿轮，48.第二主动齿轮，49.手轮，50.手柄杆，51.主用牵引制动手柄，52.按钮轴，53.牵引防误动按钮，54.导向限位滑块，55.第三固定柱，56.阻尼安装柱，57.阻尼轮，58.过渡齿轮，59.阻尼组件，60.第四固定柱，61.主用角度传感器，62.主用传感器齿轮，63.冗余上板，64.冗余开关架，65.冗余固定柱，66.冗余传感器安装柱，67.冗余角度传感器，68.冗余传感器齿轮，69.冗余下板，70.冗余牵引制动速动开关，71.冗余切换速动开关，72.冗余凸轮组件，73.冗余定位组件，74.冗余牵引制动手柄，75.冗余切换凸轮，76.冗余牵引制动凸轮，77.冗余主动齿轮，78.冗余定位棘轮，79.冗余联锁棘轮，80.冗余定位滚轮。

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。

本发明自带冗余功能的司机控制器的结构，如图1～图5所示，包括设置于安装板1上的换向单元2、牵引制动单元3以及冗余单元4。

换向单元2包括设置于安装板1下端面的换向上板5，换向上板5上端面通过紧固件固定有凸出于安装板1的换向座6，换向座6内安装有可转动的换向手柄7，换向上板5下端面通过紧固件并排固定换向开关架8、换向固定柱9的一端，换向开关架8和换向固定柱9另一端通过紧固件固定有换向下板10，换向开关架8外侧固定有换向速动开关11，换向凸轮组件12、联锁架组件13和换向定位组件14的中心轴两端均含有与换向上板5和换向下板10内圆孔间隙配合的圆轴，且含有被换向上板5和换向下板10呈间隙配合夹住的轴肩，因此换向凸轮组件12、联锁架组件13和换向定位组件14被轴向固定在换向上板5和换向下板10之间并可转动，换向凸轮组件12包含与其中心轴同轴并层叠固定的换向凸轮15、换向定位棘轮16和换向联锁棘轮17；换向定位组件14中的换向定位滚轮18通过弹性元件始终压向换向定位棘轮16的外沿，使换向定位棘轮16和换向定位滚轮18保持啮合；联锁架组件13中固定的主联锁滚轮19和冗余联锁滚轮20在牵引制动单元3中的主联锁簧42和冗余联锁簧44通过主联锁轴41和冗余联锁轴43传动的弹力作用下，始终将联锁架组件13压向逆时针方向，从而使固定在联锁架组件13中的换向联锁滚轮21始终压在换向联锁棘轮17的外沿与其保持啮合。

牵引制动单元3包括设置于安装板1下端面的第一侧板22、第二侧板23、第三侧板24、第四侧板25和第五侧板26，第一侧板22和第二侧板23通过呈上下设置的第一固定柱28和主用开关架27连接，且第一侧板22和第二侧板23与第一固定柱28和主用开关架27通过紧固件固接，主用开关架27上通过紧固件固定有主用牵引制动速动开关29，第一侧板22上有可转动的主用定位组件30，第二侧板23上通过紧固件固定有第一冗余联锁座31，主用凸轮组件32中心轴两端含有与第一侧板22和第二侧板23内圆孔间隙配合的圆轴，且含有被第一侧板22和第二侧板23呈间隙配合夹住的轴肩，因此主用凸轮组件32被轴向固定在第一侧板22和第二侧板23之间并可转动，主用凸轮组件32包含与其中心轴同轴并层叠固定的主用牵引制动凸轮33和主用从动齿轮35，主用定位棘轮34通过紧固件固定在伸出第一侧板22的主用凸轮组件32中心轴上，可随主用凸轮组件32转动；主用定位组件30中的主用定位滚轮36通过弹性元件始终压向主用定位棘轮34外沿，使主用定位棘轮34和主用定位滚轮36保持啮合。

第二侧板23和第三侧板24之间通过第二固定柱37固定，第三侧板24朝向第二侧板23的一侧通过紧固件固定有主联锁座38、第二冗余联锁座39和牵引锁定挡块40，主联锁座38内设置有可轴向运动的主联锁轴41，主联锁轴41外套有主联锁簧42，主联锁簧42将套在其内的主联锁轴41始终压向固定在联锁架组件13中的主联锁滚轮19，间接使同样固定在联锁架组件13中的换向联锁滚轮21始终压在换向联锁棘轮17的外沿上。冗余联锁轴43两端分别在第二冗余联锁座39和第一冗余联锁座31内可轴向运动，位于第二冗余联锁座39与第一冗余联锁座31之间的冗余联锁轴43外部套有冗余联锁簧44，冗余联锁簧44将套在其内的冗余联锁轴43始终压向固定在联锁架组件13中的冗余联锁滚轮20，间接使同样固定在联锁架组件13中的换向联锁滚轮21始终压在换向联锁棘轮17的外沿上。

第二侧板23和第三侧板24间含可转动的主手柄座组件45，主手柄座组件45包括手柄转轴46，手柄转轴46两端含有与第二侧板23和第三侧板24内圆孔间隙配合的圆轴，且含有被第二侧板23和第三侧板24呈间隙配合夹住的轴肩，因此手柄转轴46被轴向固定在第二侧板23和第三侧板24之间并可转动，手柄转轴46伸出第二侧板23和第三侧板24的部分分别通过紧固件固定有第一主动齿轮47和第二主动齿轮48，第一主动齿轮47与固定在主用凸轮组件32中的主用从动齿轮35啮合，手柄转轴46中部含法兰结构并通过紧固件固定有手轮49，手轮49上端固定有手柄杆50，手柄杆50穿出安装板1上端面，手柄杆50上端固定有主用牵引制动手柄51，手柄杆50内部有可轴向运动并通过弹簧向上自复的按钮轴52，按钮轴52上端固定有牵引防误动按钮53，牵引防误动按钮53穿出主用牵引制动手柄51上端，按钮轴52下端固定有导向限位滑块54，第三侧板24靠近第二侧板23的侧面固定有牵引锁定挡块40，牵引防误动按钮53未按下时，固定在第三侧板24侧面的牵引锁定挡块40将导向限位滑块54挡住，使主手柄座组件45不能转向牵引功能区，实现防止误操作的牵引防误动功能。主手柄座组件45内设有与主联锁轴41间隙配合的联锁孔，通过主联锁轴41的轴向运动实现与换向单元2间的联锁。

第三侧板24和第四侧板25之间通过呈上下设置的阻尼安装柱56和第三固定柱55固定，第三侧板24和第四侧板25间有阻尼轮57，阻尼轮57两端含有与第三侧板24和第四侧板25内圆孔间隙配合的圆轴，且含有被第三侧板24和第四侧板25呈间隙配合夹住的轴肩，因此阻尼轮57被轴向固定在第三侧板24和第四侧板25之间并可转动。阻尼轮57伸出第四侧板25的部分固定有过渡齿轮58，过渡齿轮58与第二主动齿轮48啮合。阻尼安装柱56上安装有阻尼组件59，阻尼组件59中的摩擦元件与阻尼轮57贴合。

由于阻尼组件59属易损易耗件，因此采用两组阻尼组件59，降低每组的压力和摩擦力，可有效提高阻尼组件59的维保和更换年限，提升可维护性。在本司机控制器中设置过渡齿轮58的方式，可更灵活地设计从主用牵引制动手柄51传动至主用角度传感器61的传动比，和更灵活的对内部结构和空间布局，达到相同外形尺寸下可实现多种范围的角度传感器输出。

第四侧板25和第五侧板26之间通过第四固定柱60固定，第五侧板26上安装有主用角度传感器61，主用角度传感器61其转轴上通过紧定螺钉固定有与过渡齿轮58相啮合的主用传感器齿轮62。

冗余单元4包括设置于安装板1下端面的冗余上板63，冗余上板63下端面连接有冗余开关架64、冗余固定柱65、冗余传感器安装柱66，冗余传感器安装柱66通过紧固件固定有冗余角度传感器67，冗余角度传感器67的转轴上通过紧定螺钉固定有冗余传感器齿轮68。冗余开关架64和冗余固定柱65一端通过紧固件均固定在冗余上板63上，冗余开关架64和冗余固定柱65另一端通过紧固件均固定在冗余下板69上，冗余开关架64外侧固定有冗余牵引制动速动开关70和冗余切换速动开关71，冗余上板63上有可转动的冗余定位组件73，冗余凸轮组件72两端含有与冗余上板63和冗余下板69内圆孔间隙配合的圆轴，且含有被冗余上板63和冗余下板69呈间隙配合夹住的轴肩，因此冗余凸轮组件72被轴向固定在冗余上板63和冗余下板69之间并可转动。冗余凸轮组件72包含与其中心轴同轴并层叠固定的冗余切换凸轮75、冗余牵引制动凸轮76、冗余主动齿轮77、冗余定位棘轮78、冗余联锁棘轮79，冗余凸轮组件72伸出冗余上板63的顶端连接有凸出于安装板1的冗余牵引制动手柄74；冗余定位组件73中的冗余定位滚轮80通过弹性元件始终压向冗余定位棘轮78外沿，使冗余定位棘轮78和冗余定位滚轮80保持啮合。

冗余切换速动开关71的数量与主用输出信号的数量一致，采用含一对常闭+常开触点联动的速动开关，这样冗余切换速动开关71始终只将主用信号和冗余信号之一输出至连接器。冗余未启用时，冗余切换速动开关71将主用信号输出至连接器，冗余启用后，冗余切换速动开关71动作，常闭断开的同时联动常开接通，实现主用切除的同时冗余电路接通并将信号输出至连接器。冗余切换速动开关71的接线可采用以下两种方式，一、切除输出信号方式：将主用信号和其对应的冗余信号输入端短接、输出端依次接入对应的切换开关常闭和常开触点一端，常闭和常开触点另一端短接后接入连接器。二、切除输入信号方式：将主用信号和其对应的冗余信号输出端短接后接入连接器、输入端依次接入对应的切换开关常闭和常开触点一端，常闭和常开触点另一端短接后接入主用信号的原输入端。

本发明在初始状态下，换向手柄7位于其“0”档位，主用牵引制动手柄51位于其“0”档位，冗余牵引制动手柄74位于其“主用”档位，此时：一、主联锁轴41左端位于主手柄座组件45内的联锁孔内，使固定在主手柄座组件45顶部的主用牵引制动手柄51被锁定不能转动；冗余联锁轴43左端位于冗余联锁棘轮79外沿上的凹槽内，使与冗余联锁棘轮79一同固定在冗余凸轮组件72上的冗余牵引制动手柄74被锁定不能转动；二、主联锁簧42和冗余联锁簧44分别使主联锁轴41右端和冗余联锁轴43右端压在固定在联锁架组件13中的主联锁滚轮19和冗余联锁滚轮20上，间接使同样固定在联锁架组件13中的换向联锁滚轮21压在换向联锁棘轮17外沿的非凹槽处，在操作换向手柄7使换向联锁滚轮21进入换向联锁棘轮17外沿的凹槽前，主联锁轴41和冗余联锁轴43不能轴向运动，分别保持对主用牵引制动手柄51和冗余牵引制动手柄74的锁定。

即：为防止误操作，初始状态下，换向手柄7位于“0”档位并将主用牵引制动手柄51锁定在其“0”档位和将冗余牵引制动手柄74锁定在未启用冗余信号输出的“主用”位。

当操作换向手柄7离开其0档位时，换向手柄7直接带动换向凸轮组件12转动，此时：一、换向凸轮15转动并通过设置于其外沿上的凹槽控制换向速动开关11的通断，输出开关逻辑编码信号至连接器；二、换向定位棘轮16转动并通过设置于其外沿上的凹槽控制与其啮合的换向定位滚轮18的位移，从而控制换向定位组件14的转动角度和其弹性元件的形变量，实现换向档位定位和定位手感大小；三、换向联锁棘轮17转动，换向联锁滚轮21在主联锁轴41、主联锁簧42和冗余联锁轴43、冗余联锁簧44的间接推动下从换向联锁棘轮17外沿上非凹槽处进入凹槽，联锁架组件13逆时针转动，同时：主联锁轴41向右轴向运动使其左端不再卡在主手柄座组件45的联锁孔内，解锁主用牵引制动手柄51；冗余联锁轴43向右轴向运动使其左端不再卡在冗余联锁棘轮79外沿上的联锁凹槽内，解锁冗余牵引制动手柄74。

主用牵引制动手柄51在由换向手柄7解锁后，可直接操作至制动区，当需操作至牵引区时，需按下牵引防误动按钮53使导向限位滑块54离开牵牵引锁定挡块40的阻挡。

当操作主用牵引制动手柄51至非“0”档位时：一、手柄转轴46通过第一主动齿轮47和主用从动齿轮35传动角度至主用凸轮组件32，主用牵引制动凸轮33转动并通过设置于其外沿上的凹槽控制主用牵引制动速动开关29的通断，输出开关逻辑编码信号；手柄转轴46通过第二主动齿轮48传动角度至阻尼轮57，阻尼轮57发生转动与阻尼组件59摩擦产生阻尼；阻尼轮57继续通过过渡齿轮58和主用传感器齿轮62传递角度至主用角度传感器61，主用角度传感器61输出模拟或数字信号；二、主用定位棘轮34转动并通过设置于其外沿上的凹槽控制与其啮合的主用定位滚轮36的位移，从而控制主用定位组件30的转动角度和其弹性元件的形变量，实现主用牵引制动档位定位和定位手感大小；三、主手柄座组件45的联锁孔离开主联锁轴41的运动轨迹，使主联锁轴41不能轴向向左运动，从而使联锁架组件13不能顺时针转动，进而使换向联锁滚轮21卡在换向联锁棘轮17外沿的凹槽内，因此与换向联锁棘轮17一起固定在换向凸轮组件12上的换向手柄7被锁定，即实现了主用牵引制动手柄51的非“0”档位锁定换向手柄7的非“0”档位，防止在行车过程中进行换向操作。

当主用牵引制动手柄51出现机械或电气故障需启用冗余牵引制动手柄74时，转动冗余牵引制动手柄74离开“主用”档位，此时：一、冗余切换凸轮75转动并通过设置其外沿上的凹槽控制冗余切换速动开关71的通断，同步实现主用信号的切除和冗余信号的接入；二、冗余牵引制动凸轮76转动并通过设置于其外沿上的凹槽控制冗余牵引制动速动开关70的通断，输出冗余开关逻辑编码信号；冗余主动齿轮77带动冗余传感器齿轮68传递角度至冗余角度传感器67，输出冗余模拟或数字信号；三、冗余定位棘轮78转动并通过设置于其外沿上的凹槽控制与其啮合的冗余定位滚轮80的位移，从而控制冗余定位组件73的转动角度和其弹性元件的形变量，实现冗余档位定位和定位手感大小；四、冗余联锁棘轮79外沿上的联锁凹槽离开冗余联锁轴43的运动轨迹，使冗余联锁轴43不能轴向向左运动，从而使联锁架组件13不能顺时针转动，因此与换向联锁棘轮17一起固定在换向凸轮组件12上的换向手柄7被锁定，即实现了冗余牵引制动手柄74的非“主用”档位锁定换向手柄7的非0档位。

由于冗余功能为在紧急时切换和使用，为了防止非预期发生切换动作，冗余牵引制动手柄74在切换档位的操作力需按照《TB/T 1391-2007机车司机控制器》增大为49～59N，具体实施方法为增大冗余定位棘轮78切换档凹槽的深度，增大单位角度内冗余定位滚轮80的位移量，从而使相同操作时冗余定位组件73中弹性元件的形变量加大，反馈给人机交互的感受即为操作力增大。

司机控制器使用完毕需回到初始状态时，操作主用牵引制动手柄51回“0”档位、冗余牵引制动手柄74回“主用”档位，此时：主手柄座组件45内的联锁孔回到主联锁轴41的运动轨迹；冗余单元4内的冗余联锁棘轮79外沿上的凹槽回到冗余联锁轴43的运动轨迹，使主联锁轴41和冗余联锁轴43可轴向向左运动，从而将换向手柄7从非“0”档位解锁。在操作换向手柄7回“0”档位的过程中，换向联锁滚轮21从换向联锁棘轮17的凹槽出回到非凹槽处，在使联锁架组件13顺时针转动的同时，主联锁轴41向左轴向运动后锁定主用牵引制动手柄51、冗余联锁轴43轴向向左运动后锁定冗余牵引制动手柄74。

Claims (1)

1.自带冗余功能的司机控制器，其特征在于，包括设置于安装板(1)上的换向单元(2)、牵引制动单元(3)以及冗余单元(4)；

所述换向单元(2)包括设置于安装板(1)下端面的换向上板(5)，所述换向上板(5)上端面通过紧固件固定有凸出于安装板(1)的换向座(6)，所述换向座(6)内安装有可转动的换向手柄(7)，所述换向上板(5)下端面通过紧固件并排固定换向开关架(8)、换向固定柱(9)的一端，所述换向开关架(8)和换向固定柱(9)另一端通过紧固件固定有换向下板(10)，所述换向开关架(8)外侧固定有换向速动开关(11)，所述换向上板(5)和换向下板(10)之间并可转动设置有换向凸轮组件(12)、联锁架组件(13)和换向定位组件(14)，所述换向凸轮组件(12)包含与其中心轴同轴并层叠固定的换向凸轮(15)、换向定位棘轮(16)和换向联锁棘轮(17)，所述换向定位组件(14)中的换向定位滚轮(18)通过弹性元件压向换向定位棘轮(16)的外沿，使换向定位棘轮(16)和换向定位滚轮(18)保持啮合；所述联锁架组件(13)中固定的主联锁滚轮(19)和冗余联锁滚轮(20)在牵引制动单元(3)中的主联锁簧(42)和冗余联锁簧(44)通过主联锁轴(41)和冗余联锁轴(43)传动的弹力作用下，始终将联锁架组件(13)压向逆时针方向，所述联锁架组件(13)中的换向联锁滚轮(21)压在换向联锁棘轮(17)的外沿与其保持啮合；

所述牵引制动单元(3)包括设置于安装板(1)下端面的第一侧板(22)、第二侧板(23)、第三侧板(24)、第四侧板(25)和第五侧板(26)，所述第一侧板(22)和第二侧板(23)通过呈上下设置的第一固定柱(28)和主用开关架(27)连接且第一侧板(22)和第二侧板(23)与第一固定柱(28) 和主用开关架(27)通过紧固件固接，所述主用开关架(27)上通过紧固件固定有主用牵引制动速动开关(29)，所述第一侧板(22)上有可转动的主用定位组件(30)，所述第二侧板(23)上通过紧固件固定有第一冗余联锁座(31)，所述第一侧板(22)和第二侧板(23)之间可转动设置有主用凸轮组件(32)，所述主用凸轮组件(32)包含与其中心轴同轴并层叠固定的主用牵引制动凸轮(33)和主用从动齿轮(35)，伸出所述第一侧板(22)的主用凸轮组件(32)中心轴上固定有主用定位棘轮(34)，所述主用定位组件(30)中的主用定位滚轮(36)通过弹性元件压向主用定位棘轮(34)外沿，使主用定位棘轮(34)和主用定位滚轮(36)保持啮合；

所述第二侧板(23)和第三侧板(24)之间通过第二固定柱(37)固定，所述第三侧板(24)朝向第二侧板(23)的一侧通过紧固件固定有主联锁座(38)、第二冗余联锁座(39)和牵引锁定挡块(40)，所述主联锁座(38)内设置有可轴向运动的主联锁轴(41)，所述主联锁轴(41)外套有主联锁簧(42)，所述主联锁簧(42)将套在其内的主联锁轴(41)压向固定在联锁架组件(13)中的主联锁滚轮(19)，使同样固定在联锁架组件(13)中的换向联锁滚轮(21)压在换向联锁棘轮(17)的外沿上，所述冗余联锁轴(43)两端分别在第二冗余联锁座(39)和第一冗余联锁座(31)内可轴向运动；位于所述第二冗余联锁座(39)与第一冗余联锁座(31)之间的冗余联锁轴(43)外部套有冗余联锁簧(44)，所述冗余联锁簧(44)将套在其内的冗余联锁轴(43)压向固定在联锁架组件(13)中的冗余联锁滚轮(20)，使同样固定在联锁架组件(13)中的换向联锁滚轮(21)压在换向联锁棘轮(17)的外沿上；

所述第二侧板(23)和第三侧板(24)间含可转动的主手柄座组件(45)，所述主手柄座组件(45)包括手柄转轴(46)，所述手柄转轴(46)两端含有与第二侧板(23)和第三侧板(24)内圆孔间隙配合的圆轴且含有被第二侧板(23)和第三侧板(24)呈间隙配合夹住的轴肩，所述手柄转轴(46)被轴向固定在第二侧板(23)和第三侧板(24)之间并可转动，所述手柄转轴(46)伸出第二侧板(23)和第三侧板(24)的部分分别通过紧固件固定有第一主动齿轮(47)和第二主动齿轮(48)，所述第一主动齿轮(47)与固定在主用凸轮组件(32)中的主用从动齿轮(35)啮合，所述手柄转轴(46)中部含法兰结构并通过紧固件固定有手轮(49)，所述手轮(49)上端固定有手柄杆(50)，手柄杆(50)穿出安装板(1)上端面，所述手柄杆(50)上端固定有主用牵引制动手柄(51)，所述手柄杆(50)内部有可轴向运动并通过弹簧向上自复的按钮轴(52)，所述按钮轴(52)上端固定有牵引防误动按钮(53)，所述牵引防误动按钮(53)穿出主用牵引制动手柄(51)上端，所述按钮轴(52)下端固定有导向限位滑块(54)，所述第三侧板(24)靠近第二侧板(23)的侧面固定有牵引锁定挡块(40)；所述主手柄座组件(45)内设有与主联锁轴(41)间隙配合的联锁孔，通过主联锁轴(41)的轴向运动实现与换向单元(2)间的联锁；

所述第三侧板(24)和第四侧板(25)之间通过呈上下设置的阻尼安装柱(56)和第三固定柱(55)固定，所述第三侧板(24)和第四侧板(25)间有阻尼轮(57)；所述阻尼轮(57)两端含有与第三侧板(24)和第四侧板(25)内圆孔间隙配合的圆轴且含有被第三侧板(24)和第四侧板(25)呈间隙配合夹住的轴肩，所述阻尼轮(57)被轴向固定在第三侧板(24)和第四侧板(25)之间并可转动；所述阻尼轮(57)伸出第四侧板(25)的部分固定有过渡齿轮(58)，所述过渡齿轮(58)与第二主动齿轮(48)啮合，所述阻尼安装柱(56)上安装有阻尼组件(59)，所述阻尼组件(59)中的摩擦元件与阻尼轮(57)贴合；

所述第四侧板(25)和第五侧板(26)之间通过第四固定柱(60)固定，所述第五侧板(26)上安装有主用角度传感器(61)，所述主用角度传感器(61)其转轴上通过紧定螺钉固定有与过渡齿轮(58)相啮合的主用传感器齿轮(62)；

所述冗余单元(4)包括设置于安装板(1)下端面的冗余上板(63)，所述冗余上板(63)下端面连接有冗余开关架(64)、冗余固定柱(65)、冗余传感器安装柱(66)，所述冗余传感器安装柱(66)通过紧固件固定有冗余角度传感器(67)，所述冗余角度传感器(67)的转轴上通过紧定螺钉固定有冗余传感器齿轮(68)，所述冗余开关架(64)和冗余固定柱(65)一端通过紧固件均固定在冗余上板(63)上，所述冗余开关架(64)和冗余固定柱(65)另一端通过紧固件均固定在冗余下板(69)上，所述冗余开关架(64)外侧固定有冗余牵引制动速动开关(70)和冗余切换速动开关(71)，所述冗余上板(63)上有可转动的冗余定位组件(73)，所述冗余上板(63)和冗余下板(69)之间可转动设置有冗余凸轮组件(72)，所述冗余凸轮组件(72)包含与其中心轴同轴并层叠固定的冗余切换凸轮(75)、冗余牵引制动凸轮(76)、冗余主动齿轮(77)、冗余定位棘轮(78)、冗余联锁棘轮(79)，所述冗余凸轮组件(72)伸出冗余上板(63)的顶端连接有凸出于安装板(1)的冗余牵引制动手柄(74)；所述冗余定位组件(73)中的冗余定位滚轮(80)通过弹性元件压向冗余定位棘轮(78)外沿，使冗余定位棘轮(78)和冗余定位滚轮(80)保持啮合；

所述冗余切换速动开关(71)采用含一对常闭+常开触点联动的速动开关。

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