CN113415311A - 一种转辙机状态的识别判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转辙机状态的识别判定方法，它根据驱动零件的速度、电气接点控制零件及拉伸状态零件的位移或角位移可以辨别转辙机所处的状态，并且与电动操作还是手摇操作无关，适应范围广，判断结果准确，判断方法简单，不但可以判断转辙机状态，用来高效执行监测程序，还可以识别电气锁闭（位置状态表示）与机械锁闭状态位置的不匹配，进而识别错误表示，提高转辙机的安全性。

Description

一种转辙机状态的识别判定方法

技术领域

本发明属于轨道交通领域中的道岔转换设备辅助系统，涉及一种转辙机状态的识别判定方法，以便根据转辙机的状态对相应的参数进行检测及处理，执行不同的监测程序。

背景技术

由于转辙机安装在道岔区域，平时不能随意接近，因此设备的状态难以随时掌握，为提高设备可靠性，提高维护维修效率，近年对转辙机的状态、参数等进行监测的需求比较强烈。转辙机具有转换中，锁闭，无表示（四开）等状态，每种状态下需要关注的参数也不相同，因此，对其进行监测时应区分工作状态，在不同工作状态下监测不同的参数，也就是说，监测流程应该按照工作状态来执行。可见对转辙机的工作状态进行区分识别是进行监测的前提条件，正确区分并识别转辙机的工作状态才可以对需要关注的参数进行高效监测。

转辙机均是电机通电或手摇转动，或者手摇齿轮轴，来驱动转换锁闭机构实现转辙机机械结构的解锁、转换、锁闭，转辙机机械解锁前，接点转换控制零件控制电气接点断开原表示电路，转辙机锁闭后，接点转换控制零件控制电气接点接通新表示电路，转辙机电机或者齿轮轴开始转动时，转辙机进入转换状态，当转辙机转换锁闭机构转换完成并机械锁闭，且电气接点转换接通新表示电路，则转辙机进入锁闭状态，转辙机的锁闭状态根据锁闭位置，可细分为拉入锁闭状态和伸出锁闭状态，转辙机动作杆伸出且锁闭为伸出锁闭状态，转辙机动作杆拉入且锁闭为拉入锁闭状态。当转辙机的机械锁闭完成，电机或者齿轮轴停止转动，但电气接点没有转换或者转换角度不足，没有接通新表示电路，则转辙机处于无表示（四开）状态。

通常情况下，使用电流传感器进行工作电流的监测可以判断转辙机是否处于电动转换中，但是，手摇转换时不能判断其转换状态，并且，仅用电流传感器不能判断转辙机是否正常锁闭，当转辙机因为故障不能完成转换且断电停转时，需用其它参数的监测才可以辅助判断转辙机是否正常锁闭，例如，需要判断表示电路是否接通，或者需要判断转辙机通电持续时间等等，另外，转辙机的工作电流在机械室内通常会进行监测，在转辙机内增设电流传感器存在重复设置同类传感器的情况，而且，转辙机也存在手摇检查或手摇操作的情况，此类情况下，电流传感器不能对转辙机的转换进行正确识别。

可见，使用电流传感器并用其它辅助参数进行转辙机状态判别存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种转辙机状态的识别判定方法，以便根据转辙机工作状态执行不同的监测流程，降低监测流程的复杂程度、提高监测效率。

本发明的技术方案是：涉及一种转辙机状态的识别判定方法，其特征是：选定转辙机转换锁闭机构输入端的一个零件作为驱动零件，如电机轴或者齿轮轴，选定转辙机电气接点通断的直接或者间接控制零件作为为电气接点控制零件，通常电气接点控制零件有两个，分别为第一电气接点控制零件和第二电气接点控制零件，选定转辙机动作杆或者其它能判断转辙机拉入或者伸出状态的零件作为拉伸状态零件，如ZD9/ZDJ9转辙机的推板套或者动作板，电液转辙机的油缸，监测驱动零件位移或转角，计算其速度或转速，监测第一电气接点控制零件和第二电气接点控制零件的位移或转角，监测拉伸状态零件位移，并根据具体机型特点，选定转辙机转换判定阈值，电气锁闭判断阈值，拉入判断阈值，伸出判断阈值，转辙机转换判定阈值用于根据驱动零件速度判断转辙机是否处于机械转换中，规定驱动零件速度大于转辙机转换判定阈值时，转辙机处于机械转换状态中，电气锁闭判断阈值用于根据电气接点控制零件位移判断转辙机是否电气锁闭（接通表示电路），通常需要判断电气接点接通动作电路还是接通表示电路，电气锁闭判断阈值分为动作电路判断阈值和表示电路判断阈值，不失一般性，规定电气接点控制零件位移小于动作电路判断阈值时判断其接通动作电路，电气接点控制零件位移大于表示电路判断阈值时判断其接通表示电路，则，当第一电气接点控制零件位移小于动作电路判断阈值，并且第二电气接点控制零件位移大于表示电路判断阈值时转辙机电气锁闭，或者当第二电气接点控制零件位移小于动作电路判断阈值，并且第一电气接点控制零件位移大于表示电路判断阈值时转辙机电气锁闭；拉入判断阈值和伸出判断阈值用于根据拉伸状态零件位移判断转辙机处于伸出状态还是拉入状态，不失一般性，规定拉伸状态零件对应转辙机动作杆从拉入状态向伸出状态转换为位移正方向，则拉伸状态零件位移小于拉入判断阈值时，转辙机为拉入状态，拉伸状态零件位移大于伸出判断阈值时，转辙机为伸出状态，前述阈值确定之后，对选定零件的转动或者移动进行监测，对其位移数据进行处理，按照如下步骤判断转辙机状态：

步骤一：获取转辙机转换判定阈值V_阈，电气锁闭判断阈值（动作电路判断阈值R_动阈和表示电路判断阈值R_表阈），拉入判断阈值L_阈，伸出判断阈值S_阈；

步骤二：将记录驱动零件位移值并用于计算其速度的变量R1及R2清零；

步骤三：获取当前驱动零件位移或角位移检测数值R_齿，将其值赋予R1；

步骤四：计时机器时间t1，获取当前驱动零件位移或角位移检测数值R_齿，将其值赋予R2；

步骤五：计算t1时间内驱动零件的速度或转速V，若V＞V_阈，转辙机处于转换状态中，将R2值赋予R1，返回步骤四；否则执行下一步。

步骤六：计时t2时间（t2时间保证电气接点完成转换），获取第一电气接点控制零件的位移或角位移R_左接和第二电气接点控制零件的位移或角位移R_右接数值。

步骤七：若R_左接＞R_表阈同时R_右接＜R_动阈或者R_右接＞R_表阈同时R_左接＜R_动阈时，转辙机电气锁闭，否则，转辙机为无表示状态。

步骤八：若转辙机电气锁闭，获取拉伸状态零件位移值Y，若Y＜L_阈，转辙机处于拉入锁闭状态，若Y＞S_阈，转辙机处于伸出锁闭状态，返回步骤三。

本发明的优点是：根据驱动零件的速度、电气接点控制零件及拉伸状态零件的位移可以辨别转辙机所处的状态，并且与电动操作还是手摇操作无关，适应范围广，判断结果准确，判断方法简单，不但可以判断转辙机状态，用来高效执行监测程序，还可以识别电气锁闭（位置状态表示）与机械锁闭状态位置的不匹配，进而识别错误表示，提高转辙机的安全性。

附图说明

图1是本发明检测方法流程图。

图2是实施例1、实施例2及实施例3示意图。

图3是实施例4及实施例5示意图。

图中：1-1、齿轮轴；1-2、ZD9/ZDJ9电机轴；1-3、右侧动接点轴；1-4、左侧动接点轴；1-5、推板套；1-6、动作板；1-7、ZD9/ZDJ9动作杆；2-1、ZD6动作杆；2-2、右拐轴；2-3、ZD6电机轴；2-4、左拐轴；2-5、齿条块。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及方法，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其方法，详细说明如下。

实施例1

本发明涉及一种转辙机状态的识别判定方法，其特征是：以ZD9/ZDJ9转辙机为实施对象，如图2所示，ZD9/ZDJ9电机轴1-2上安装的齿轮与齿轮轴1-1上安装的齿轮啮合传动；齿轮轴1-1上安装的并联齿轮进而与滚珠丝杠螺杆上的齿轮啮合传动。这样，电机通过减速器驱动滚珠丝杠的螺杆转动，滚珠丝杠的螺杆两端安装轴承，固定在底壳内，滚珠丝杠的螺母安装在推板套1-5内，螺杆转动时，螺母推动推板套1-5线性运动。

推板套1-5运动过程中解锁ZD9/ZDJ9动作杆1-7，并推动ZD9/ZDJ9动作杆1-7伸出底壳外或者拉入至底壳内，ZD9/ZDJ9动作杆1-7运动到终了位置后，推板套1-5继续运动，并锁闭ZD9/ZDJ9动作杆1-7。

动作板1-6固定连接在推板套1-5上并随其运动，接点座内安装有左侧动接点轴1-4和右侧动接点轴1-3，动接点轴在靠近动作板1-6的一侧安装有控制零件，与动作板1-6相互作用，控制动接点轴的转动，进而控制动接点的摆动，使接点座上的静接点组按照规律接通或者断开。

当转辙机实现机械锁闭后，推板套1-5带动动作板1-6运动至规定位置，左侧动接点轴1-4和右侧动接点轴1-3分别接通规定的静接点组，实现电气锁闭，当转辙机解锁时，推板套1-5带动动作板1-6运动，在机械解锁前，动作板1-6驱动左侧动接点轴1-4或者右侧动接点轴1-3转动，完成电气解锁。

本实施例中驱动零件选择齿轮轴1-1，电气接点控制零件选择左侧动接点轴1-4及右侧动接点轴1-3，拉伸状态零件选择ZD9/ZDJ9动作杆1-7，监测齿轮轴1-1的转角，计算其转速V，监测左侧动接点轴1-4的角位移R_左接及右侧动接点轴1-3的角位移R_右接，监测ZD9/ZDJ9动作杆1-7的位移Y。

根据转辙机转换过程中齿轮轴1-1转速，确定转辙机转换判定阈值V_阈，当齿轮轴1-1转速V超过此阈值V_阈时判定转辙机处于转换状态。

不失一般性，令左侧动接点轴1-4及右侧动接点轴1-3角位移正方向均是从接通动作接点向接通表示接点转动的方向，根据电气锁闭后左侧动接点轴1-4及右侧动接点轴1-3的角位移R_左接及R_右接数值，确定电气锁闭判断阈值R_表阈及R_动阈，R_表阈是可靠接通表示接点（2排或3排静接点）的动接点轴角位移阈值，R_动阈是可靠接通动作接点（1排或4排静接点）的动接点轴角位移阈值，则R_表阈＞R_动阈，当R_左接＞R_表阈同时R_右接＜R_动阈或者R_右接＞R_表阈同时R_左接＜R_动阈时，转辙机机械锁闭且电气锁闭。

不失一般性，设ZD9/ZDJ9动作杆1-7向伸出运动为位移正方向，根据ZD9/ZDJ9动作杆1-7在拉入锁闭和伸出锁闭时的位移Y具体数值，确定拉入判断阈值L_阈和伸出判断阈值S_阈，则ZD9/ZDJ9动作杆1-7位移Y小于拉入判断阈值L_阈时为拉入状态，ZD9/ZDJ9动作杆1-7位移Y大于伸出判断阈值S_阈时为伸出状态。

按照如下步骤对监测及计算所得数据进行处理，判断转辙机状态。

步骤一：获取转辙机转换判定阈值V_阈，电气锁闭判断阈值R_表阈及R_动阈，拉入判断阈值L_阈，伸出判断阈值S_阈；

步骤二：将记录齿轮轴1-1角位移的R1及R2清零；

步骤三：获取当前齿轮轴1-1角位移检测数值R_齿，将其值赋予R1；

步骤四：计时机器时间t1，获取当前齿轮轴1-1角位移检测数值R_齿，将其值赋予R2；

步骤五：计算t1时间内齿轮轴1-1的转速V，若V＞V_阈，转辙机处于转换状态，将R2值赋予R1，返回步骤四；否则执行下一步。

步骤六：计时t2时间（t2时间保证电气接点完成转换），获取左侧动接点轴1-4、右侧动接点轴1-3的角位移R_左接及R_右接数值。

步骤七：若R_左接＞R_表阈同时R_右接＜R_动阈或者R_右接＞R_表阈同时R_左接＜R_动阈时，转辙机电气锁闭，否则，转辙机为无表示状态。

步骤八：若转辙机电气锁闭，获取动作杆位移值Y，若Y＜L_阈，转辙机处于拉入锁闭状态，若Y＞S_阈，转辙机处于伸出锁闭状态，返回步骤三。

实施例2

本发明涉及一种转辙机状态的识别判定方法，其特征是：以ZD9/ZDJ9转辙机为实施对象，转辙机结构如实施例1所述，驱动零件选择ZD9/ZDJ9电机轴1-2，电气接点控制零件选择左侧动接点轴1-4及右侧动接点轴1-3，拉伸状态零件选择ZD9/ZDJ9动作杆1-7，根据转辙机转换过程中ZD9/ZDJ9电机轴1-2转速，确定转辙机转换判定阈值V_阈，当ZD9/ZDJ9电机轴1-2转速V超过此阈值V_阈时判定转辙机转换，其余和实施例1相同，不再详细描述。

实施例3

本发明涉及一种转辙机状态的识别判定方法，其特征是：以ZD9/ZDJ9转辙机为实施对象，转辙机结构如实施例1所述，拉伸状态零件选择动作板1-6，驱动零件选择ZD9/ZDJ9电机轴1-2或者选择齿轮轴1-1，电气接点控制零件选择左侧动接点轴1-4及右侧动接点轴1-3。

不失一般性，设转辙机动作板1-6对应ZD9/ZDJ9动作杆1-7向伸出运动为位移正方向，根据转辙机动作板1-6在拉入锁闭和伸出锁闭时的位移Y数值，确定拉入判断阈值L_阈和伸出判断阈值S_阈，则动作板1-6位移Y＜L_阈时为拉入状态，动作板1-6位移Y＞S_阈时为伸出状态；在判断步骤中以动作板1-6的位移值Y与伸出判断阈值S_阈和拉入判断阈值L_阈进行比较，以确定转辙机为伸出状态还是拉入状态，其余与实施例1或实施例2相同，不再详细描述。

实施例4

本发明涉及一种转辙机状态的识别判定方法，其特征是：以ZD6转辙机为实施对象，如图3所示，该转辙机的电机固定在减速器上，ZD6电机轴2-3转动时驱动减速器，减速器的输出轴与主轴通过联轴器连接，锁闭齿轮安装在主轴上，锁闭齿轮与齿条块2-5啮合传动，运动到终了位置时两者锁闭圆弧重合，齿条块2-5被锁闭齿轮限制住位置而锁闭，ZD6动作杆2-1与齿条块2-5用销子连接，随同齿条块2-5进行运动。

接点座中安装有左拐臂2-4和右拐臂2-2，它们转动过程分别带动动接点组摆动，进而接通不同的静接点组，主轴转动过程控制左拐臂2-4和右拐臂2-2的转动，当主轴转动并通过锁闭齿轮驱动齿条块运动到终了位置进入圆弧锁闭后，左拐臂2-4和右拐臂2-2在主轴转角的控制下，分别接通规定的静接点组，实现电气锁闭。

当转辙机解锁时，主轴带动锁闭齿轮转动，锁闭齿轮和齿条块2-5的锁闭圆弧逐渐脱离直到进入齿轮啮合传动，在机械解锁前，主轴转动到规定位置时，控制左拐臂2-4或右拐臂2-2转动，断开规定的静接点组，完成电气解锁。

本实施例中驱动零件选择ZD6电机轴2-3，电气接点控制零件选择左拐臂2-4和右拐臂2-2，拉伸状态零件选择齿条块2-5，监测ZD6电机轴2-3的转角，计算其转速V，监测左拐臂2-4的角位移R_左接及右拐臂2-3的角位移R_右接，监测齿条块2-5的位移Y。

根据转辙机转换过程中ZD6电机轴2-3转速，确定转辙机转换判定阈值V_阈，当ZD6电机轴2-3转速V超过此阈值V_阈时判定转辙机处于转换状态。

不失一般性，令左拐臂2-4及右拐臂2-3角位移正方向均是从接通动作接点向接通表示接点转动的方向，根据电气锁闭后左拐臂2-4及右拐臂2-3的角位移R_左接及R_右接数值，确定电气锁闭判断阈值R_表阈及R_动阈，R_表阈是可靠接通表示接点（2排或3排静接点）的动接点轴角位移阈值，R_动阈是可靠接通动作接点（1排或4排静接点）的动接点轴角位移阈值，则R_表阈＞R_动阈，当R_左接＞R_表阈同时R_右接＜R_动阈或者R_右接＞R_表阈同时R_左接＜R_动阈时，转辙机机械锁闭且电气锁闭。

不失一般性，设齿条块2-5对应ZD6动作杆2-1向伸出运动的方向为位移正方向，根据齿条块2-5在拉入锁闭和伸出锁闭时的位移Y具体数值，确定拉入判断阈值L_阈和伸出判断阈值S_阈，则齿条块2-5位移Y小于拉入判断阈值L_阈时为拉入状态，齿条块2-5位移Y大于伸出判断阈值S_阈时为伸出状态。

按照如下步骤对监测及计算所得数据进行处理，判断转辙机状态。

步骤一：获取转辙机转换判定阈值V_阈，电气锁闭判断阈值R_表阈及R_动阈，拉入判断阈值L_阈，伸出判断阈值S_阈；

步骤二：将记录ZD6电机轴2-3角位移的R1及R2清零。

步骤三：获取当前电机轴2-3角位移检测数值R_齿，将其值赋予R1；

步骤四：计时机器时间t1，获取当前ZD6电机轴2-3角位移检测数值R_齿，将其值赋予R2；

步骤五：计算t1时间内ZD6电机轴2-3的转速V，若V＞V_阈，转辙机状态为转换中，将R2值赋予R1，返回步骤四；否则执行下一步。

步骤六：计时t2时间（t2时间保证电气接点完成转换），获取左拐臂2-4、右拐臂2-2的角位移R_左接及R_右接数值。

步骤七：若R_左接＞R_表阈同时R_右接＜R_动阈或者R_右接＞R_表阈同时R_左接＜R_动阈时，转辙机电气锁闭，否则，转辙机为无表示状态。

步骤八：若转辙机电气锁闭，获取齿条块2-5位移值Y，若Y＜L_阈，转辙机处于拉入锁闭状态，若Y＞S_阈，转辙机处于伸出锁闭状态，返回步骤三。

实施例5

本发明涉及一种转辙机状态的识别判定方法，其特征是：以ZD6转辙机为实施对象，转辙机结构如实施例4所述，拉伸状态零件选择ZD6动作杆2-1，不失一般性，设ZD6动作杆2-1向伸出运动为位移正方向，根据ZD6动作杆2-1在拉入锁闭和伸出锁闭时的位移Y数值，确定拉入判断阈值L_阈和伸出判断阈值S_阈，则ZD6动作杆2-1位移Y＜L_阈时为拉入状态，ZD6动作杆2-1位移Y＞S_阈时为伸出状态。其余和实施例4相同，判断转辙机状态的步骤与实施例4类似，在步骤八中齿条块2-5位移值改为ZD6动作杆2-1位移值，不再详细描述。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种转辙机状态的识别判定方法，其特征是：

选定转辙机电机轴或者转换锁闭机构输入端的一个零件作为驱动零件，如ZD6电机轴（2-3）、ZD9/ZDJ9电机轴（1-2）或者减速器中被电机轴驱动的齿轮轴（1-1），驱动零件速度或转速记为V；

选定转辙机电气接点通断的直接或者间接控制零件作为电气接点控制零件，通常电气接点控制零件为两个，分别为第一电气接点控制零件和第二电气接点控制零件，如左侧动接点轴（1-4）及右侧动接点轴（1-3）或者左拐臂（2-4）及右拐臂（2-3），第一电气接点控制零件位移或角位移记为R_左接，第二电气接点控制零件位移或角位移记为R_右接；

选定能判断转辙机拉入或者伸出状态的零件作为拉伸状态零件，如ZD9/ZDJ9动作杆（1-7）、ZD6动作杆（2-1）、齿条块（2-5）或者动作板（1-6），拉伸状态零件的位移记为Y；

对选定的零件进行位移或转角监测，并计算其速度或转速等参数，根据具体转辙机结构及参数特点，选定多个转辙机状态判定阈值，用监测所得或计算所得数值与判定阈值进行比较，判断转辙机状态并输出状态信息。

2.根据权利要求1所述的一种转辙机状态的识别判定方法，其特征是：所述的根据具体转辙机结构及参数特点包括：选定的多个转辙机状态判定阈值包括转辙机转换状态判定阈值V_阈，电气锁闭判断阈值R_表阈及R_动阈，拉入判断阈值L_阈，伸出判断阈值S_阈；

当驱动零件速度V大于转辙机转换状态判定阈值V_阈时，转辙机处于机械转换状态中；

不失一般性，令第一电气接点控制零件的位移或角位移R_左接和第二电气接点控制零件的位移或角位移R_右接的正方向均是从接通动作接点向接通表示接点运动的方向，则R_动阈＜R_表阈，且R_左接＜R_动阈或者R_右接＜R_动阈时可靠接通动作接点，R_左接＞R_表阈或R_右接＞R_表阈时可靠接通表示接点，则当R_左接＜R_动阈同时R_右接＞R_表阈或者R_右接＜R_动阈同时R_左接＞R_表阈时，转辙机机械锁闭且电气锁闭，将R_左接和R_右接分别与R_表阈和R_动阈进行比较，判断转辙机是否电气锁闭；

不失一般性，令拉伸状态零件位移正方向对应转辙机动作杆从拉入向伸出的运动方向，则拉伸状态零件位移Y小于拉入判断阈值L_阈时，转辙机为拉入状态，拉伸状态零件位移Y大于伸出判断阈值S_阈时，转辙机为伸出状态，将拉伸状态零件位移数值Y分别与拉入判断阈值L_阈，伸出判断阈值S_阈比较，判断转辙机是拉入状态还是伸出状态。

3.根据权利要求1所述的一种转辙机状态的识别判定方法，其特征是：所述的判断转辙机状态并输出状态信息是按照如下步骤进行：

步骤一：获取转辙机转换判定阈值V_阈，电气锁闭判断阈值R_表阈及R_动阈，拉入判断阈值L_阈，伸出判断阈值S_阈；

步骤二：将记录驱动零件位移或角位移的R1及R2清零;

步骤三：获取当前驱动零件位移或角位移检测数值R_齿，将其值赋予R1；

步骤四：计时机器时间t1，获取当前驱动零件位移或角位移检测数值R_齿，将其值赋予R2；

步骤五：计算t1时间内驱动零件的速度或转速V，若V＞V_阈，转辙机处于转换状态中，将R2值赋予R1，返回步骤四；否则执行下一步；

步骤六：计时t2时间（t2时间保证电气接点完成转换），获取第一电气接点控制零件的位移或角位移R_左接和第二电气接点控制零件的位移或角位移R_右接数值；

步骤七：若R_左接＞R_表阈同时R_右接＜R_动阈或者R_右接＞R_表阈同时R_左接＜R_动阈时，转辙机电气锁闭，否则，转辙机为无表示状态；

步骤八：若转辙机电气锁闭，获取拉伸状态零件位移值Y，若Y＜L_阈，转辙机处于拉入锁闭状态，若Y＞S_阈，转辙机处于伸出锁闭状态；返回步骤三。

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