CN1717347A - 使用轮胎和自动导向的公交电车的接地持久控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的特征在于在金属导轨(2)上摩擦或滑动的成对的两个滑板(28)和(29)的组件，其中每个都通过在导轨上滚动的导轮(26)和(27)而与自动导向装置(16)相连接。这些滑板(28)和(29)与导轨(2)一起形成了包含检测器的电路，构成了由低电压(BT+和BT－)发电机供电的安全回路，当通过滑板(28)和(29)以及导轨(2)接地的电接触正常时，电流流过安全回路。根据滑板(27)和(28)上的电接触质量，安全回路呈开路或闭路，表示有无潜在危险。本发明对于轮胎式自动导向型公交车的制造者具有应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种在以电能作为牵引能量的、使用轮胎和自动导向的公交车上的防止人员触电的安全装置。
背景技术
这种安全装置旨在避免车外人员或乘车人员所接触的金属部分带有危险的电位。
关于公交车中人员的触电危险问题制定有若干规章条例和标准。
此外，设计者为使用电能的公交车配置了减少危险的安全装置，并且在不同部位和对人员易于接触的各种组件进行了许多电绝缘控制试验。
为了减少人员触电的危险，可以采取多种措施。可以使用绝缘包覆件，例如用聚酯或环氧树脂玻璃纤维制成的包覆件来覆盖车辆的所有金属部分。车辆的地板也可以由绝缘涂层覆盖。通常，安装时也使金属设备和附件，例如车门、扶杆、脚踏板等，相对于车辆的金属构架电绝缘。尽管如此，所有这些安全措施都不能消除人员触电的危险，至多只能限制其发生率。
发明内容
本发明的目的之一在于，通过车辆底盘的接地来消除危险，车辆底盘通过在接地的导轨上滑动或摩擦的专用滑板进行接地。这种与导轨的持久接触阻止车辆底盘的电位升高。但是，如果导轨本身绝缘，或者如果滑板脱落，在这两种情况下就有危险。因此，必须借助专用装置始终确保底盘正常接地。
本发明总的目的是始终控制底盘的接地质量，以避免由于接触到可能具有电位的金属部分或金属构件而使人员发生触电的危险；以及在出现危险的情况下，几乎立即切断供电，概括地说，启动车辆上的所有适当的安全装置，例如切断主断路器，放下受电弓和/或使用应急制动器。
为了控制底盘接地，本发明确定成车辆的导向装置中至少一个配有两个滑板，用于确保与本身接地的导轨的摩擦接触，并借助车辆上的备用低压电流向这些滑板之一供电。两个滑板最好布置在导向轮的两侧，一个在导向装置的前面，一个在导向装置的后面。电控制装置可以检查滑板与导轨是接合还是脱离，以及底盘接地是否正常。电路的电元件或辅助逻辑电路在出现危险的情况下启动车辆的安全系统。
在本发明一个最佳实施例中，确定成使车辆的至少两个导向装置配备有这样的滑板。在这种情况下，根据另一个实施例，各自接地的滑板彼此连接，从而处于同一电位；而由车辆的车载低压供电的滑板则彼此绝缘。
为此，本发明的安全装置用于在以电能作为牵引能量的、使用轮胎的借助于至少一个自动导向装置通过金属导轨进行自动导向的公交车上防止人员发生触电危险，所述自动导向装置控制着转向滚动装置，转向滚动装置使用至少一个在金属导轨上滚动的导轮，其特征在于，车组的至少前面的或后面的自动导向装置具有至少两个与金属导轨相接触的彼此隔开的电接触构件，其特征还在于，这些接触构件连同在它们之间延伸的导轨部分以及电流流通检测装置一起构成了由低电压发电机供电的安全回路，检测装置根据所述接触构件处的电接触状态是良好的和令人满意的、或者是不良的和不令人满意的，而提供表示回路闭路或回路开路的信号或状态信息，在后一种情况下，使安全装置进行工作或采取安全措施。
本发明装置具有许多优点，尤其是：
·成本低，构造简单，安全可靠；
·控制器的所有故障形式都导致安全回路断路；
·车辆的可使用性不受影响；
·在多车情况下，在诸车辆或车厢之间不存在任何的电相互作用。
附图说明
参照附图和非限制性实施例，本发明的其他特征和优越性将得到进一步的理解。附图如下：
图1是本发明安全控制装置安装在其上的导向装置的立体图；
图2是图1中圆圈部分的立体细部图，表示出通过电接触滑板之一而接合在导轨上的导向臂；
图3以简图的形式示出了车组的轮廓和电接触滑板在导轨上的位置；
图4是本发明装置第一实施例的简单电路图，其中，低压发电机的端子BT-与底盘相连接；
图5是本发明装置第二实施例的简单电路图，其中，低压发电机的端子BT+与底盘相连接；
图6是逻辑图，示出了在第一实施例情况下的潜在危险情况和相应的安全回路的状态；
图7是逻辑图，示出了在第二实施例情况下的潜在危险情况和相应的安全回路的状态。
具体实施方式
本发明主要适用于公交车，例如使用电能作为牵引能量的自动导向车组1，自动导向车组1使用自动导向装置，通过一个或多个在金属导轨2上滚动的导轮3和4在所述金属导轨上自动导向，车辆或车组通过配有轮胎的前轮5、后轮6和中间轮7和8而行驶。
本发明涉及自动导向的载客公交车组1，图3是其一个实施例的轮廓图。
车组1由前车厢9、后车厢10、中间载客车厢11和中间载客车厢12彼此铰接而成。由受电弓14供给的牵引能量由高压供电装置13通过配电箱15抵达电动机，配电箱15本身具有接地线。车组1在其前部和后部，以及在长度较大的情况下，还在前部和后部之间的中部各自具有转向轴，转向轴由至少一个自动导向装置16控制，自动导向装置16安装在转向架17上，其中一个实施例示于图1和图2。
转向架17包括下列主要构件：
车架18转动地安装在车辆尤其是车组1的底盘19上。它具有两个立柱20和21，各自配有轮胎的车轮5或6的轴安装在所述立柱上。这些立柱朝上延伸，形成悬挂装置22和23例如伸缩筒式减震悬挂装置的支承件。
该装置沿例如附图所示类型的金属导轨2进行导向。导轨2嵌入在地面中或安装在地面上，并与大地进行电连接。它可以具有附图所示的型面。
如图所示的自动导向装置16中每个都包括至少一个例如通过围绕水平枢销转动地可竖起的臂24，所述枢销的端部支承件由底板25形成，两个倾斜导轮26和27转动地安装在其上，布置和保持成尖端朝下的V形。这些例如是轮缘式的导轮以其倾斜端面沿导轨2滚动，确保公交车的基准方向。
根据本发明，在车组底盘的前部或后部安装有两个与导轨接触的构件。
根据本发明，这些与导轨接触的构件可以是通过滑动或摩擦进行电接触的支承滑板28和29，它们成对使用，彼此隔开，以便在其间限定一部分导轨。
这些滑板可以如同图1和图2所示的那样加以布置，一个布置在支承着倾斜导轮26和27的端部支承件的前部，另一个(未示出)沿导轨的轴线布置在导轮的另一侧，或者布置在另一个导向装置上。
每个滑板的主体转动地安装或铰接在支承件上，或者弹性地悬挂或铰接在车组的底盘上，视相对于这个支承件的电绝缘情况而定。
每个滑板例如具有以导轨的互补型面成形的下端面，以确保紧密接触和进行滑动或摩擦。在附图所示的实施例中，它是槽形型面。
根据第一实施例，滑板之一28直接与底盘的地线进行电连接，或者连接到发电机的负极端子BT-上，而这对滑板中的另一个滑板29用具有大导电截面的电连接线通过检测装置与同一发电机的正极端子BT+相连接。
滑板28的电连接线例如如同附图所示的那样呈两个编织带30和31的形状，其前端具有特殊性，用螺母固定在滑板主体的前部，其后端与绝缘护套电缆32的端部相连接，电缆32的另一端与发电机的负极端子BT-相连接，负极端子BT-本身连接到底盘的地线上。
根据第一实施例，另一个滑板29(图1和图2中未示出)通过检测装置与低压发电机的正极端子BT+进行电连接，其负极端子BT-与车辆的金属底盘进行电连接。
根据图1和图2以及以上描述，同一对的两个滑板28和29沿导轨的轴线布置在导向轮的两侧。根据另一个实施例，如图3所示，同一对的两个滑板可以沿导轨的轴线位于前部和后部轴线的两侧。因此，它们形成两组，前部标号为ME1(附图左部圆圈部分)，后部标号为ME2(附图右部圆圈部分)。
为了了解与金属导轨的始终电接触的状态和质量，即与金属导轨的连续电连接的状态以及接地的质量，按照下面所构思的方式进行安装。
这种安装使两个滑板28和29布置在导向轮两侧，或者使两个滑板布置在轴线两侧(成对的转向装置ME1和ME2)，而这不管其机械支承件或者其支承方式即它与臂或底盘的机械连接方式如何，这种连接通过与适当的弹性悬挂装置多方向铰接的支承附件进行，所述悬挂装置或许同时还经过预应力处理或其他方法的处理。
同一个导向装置或同一转向装置ME1或ME2的两个滑板28和29安装在一个低压电路中，电压最好是直流电压，例如在同一发电机的接线端子BT+和BT-之间为24伏，如图4所示，从而形成安全回路。在这个安全电路中，在呈安全回路形式的发电机接线端子BT+和BT-之间，串联安装有：检测器例如电流或电流流通检测器，或者电磁装置例如继电器，所述电磁装置具有电磁线圈33，并控制着开关34的至少一个接触点；第一滑板29；导电的金属导轨2；以及同一对转向装置ME1或ME2的第二滑板28，该第二滑板28与端子BT-进行电连接，端子BT-本身与底盘的地线相连接。
车组后部的转向装置的安装与此相类似。
两个安装可以是独立的，或者是成组并联，或者是负极端子彼此连接的成组简单汇集。
我们的实施例限于两个转向装置。在车组比较长的情况下，可以配置一个或两个中间转向装置，每个都具有上面所述的检测电路。
关于电流或电流流通检测器，可以是在电流强度超过相应于最小数值的阈值的电流流通的情况下提供可利用信号的任何适当的检测器，低于这个数值，其表示的电接触质量不具有精确意义，或者具有太大的误差。
每个检测电路各自的工作情况如下。
如果两个滑板28和29中每个滑板处的电接触都具有足够良好的质量，那么，电流进入检测回路，继电器线圈被供电，当超过一定的电流阈值，就使得与线圈33有关的开关34的接触点闭合，并且只要电流数值超过触发阈值，就一直使接触点保持闭合。在取代线圈式电磁装置的尤其是电流检测器的情况下，原理相同。如果电接触质量降低，或者如果突然发生电流流通限制事故，或者由于某种原因使得接触中断或变得微弱、不良或有间歇性，那么，线圈33供电不足，开关34断开。
前装置ME1和后装置ME2这两个装置的工作方式相同。
图6所示的表中记载了具有两个装置ME1和ME2的系统中可能出现的所有状态，以及包括潜在危险和安全回路状态二栏的结论，其中的安全回路状态一栏是表示控制逻辑的栏格，所述控制逻辑例如通过切断电源、通过放下受电弓、或者在发生严重危险的情况下，通过闭合主断路器或使用应急制动器，以此来消除危险。
导轨2的接地缺陷因为触发了检测器所以也可以被检测到。
与图6中黑圆圈相应的安全回路开路状态的所有情况重述如下，其中的四种情况被视为有潜在危险。
1.ME1的滑板29接合、ME1的滑板28脱离；以及ME2的滑板29接合、ME2的滑板28脱离；
2.ME1的滑板29接合、ME1的滑板28脱离；以及ME2的滑板29脱离、ME2的滑板28脱离；
3.ME1的滑板29脱离、ME1的滑板28接合；以及ME2的滑板29脱离、ME2的滑板28接合；
4.ME1的滑板29脱离、ME1的滑板28接合；以及ME2的滑板29脱离、ME2的滑板28脱离；
5.ME1的滑板29脱离、ME1的滑板28脱离；以及ME2的滑板29接合、ME2的滑板28脱离；
6.ME1的滑板29脱离、ME1的滑板28脱离；以及ME2的滑板29脱离、ME2的滑板28接合；
7.ME1的滑板29脱离、ME1的滑板28脱离；以及ME2的滑板29脱离、ME2的滑板28脱离。
可以根据图6所示的表的这些说明确立触电潜在危险警告，从而可以立即采取预防措施，直至切断公交车尤其是车组的电源。
根据第二实施例，如图5和图7所示，同一个导向装置或同一转向装置ME1或ME2的两个滑板28和29也安装在一个低压电路中，电压最好是直流电压，例如在同一发电机的接线端子BT+和BT-之间为24伏，如图5所示，从而形成安全回路。这个实施例的特点涉及低压发电机接线端子BT+和BT-的接线。这里，发电机的端子BT+接地，与前述实施例相反。在这个安全电路中，在呈安全回路形式的发电机接线端子BT+和BT-之间，串联安装有：检测器例如电流或电流流通检测器，或者电磁装置例如继电器，所述电磁装置具有电磁线圈33，并至少控制着开关34的接触点；第一滑板29；导电的金属导轨2；以及同一对转向装置ME1或ME2的第二滑板28，该第二滑板28与端子BT-进行电连接。
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如上所述，滑板29通过电磁线圈33与底盘的地线相连接。
车组后部的转向装置的安装与此相类似。
两个安装可以是独立的，或者是成组并联，或者是正极端子彼此连接的成组简单汇集。
每个检测电路各自的工作情况基本上与前面所述的相同。
如果电流通路的状态是接合的，那么，电流流入检测回路，继电器线圈被供电，当超过一定的电流阈值，就使得与线圈33有关的开关34的接触点闭合，并且只要电流数值超过触发阈值，就一直使接触点保持闭合。
如果电接触质量降低，或者如果突然发生电流流通限制事故，或者由于某种原因使得接触中断或变得微弱、不良或有间歇性，那么，线圈33供电不足，开关34断开。
前装置ME1和后装置ME2这两个装置的工作方式相同。
图7所示的表中记载了具有两个装置ME1和ME2的系统中可能出现的所有状态，以及包括潜在危险和安全回路状态二栏的结论，其中的安全回路状态一栏是表示控制逻辑的栏格，所述控制逻辑例如通过放下受电弓而切断电源，或者在发生严重危险的情况下，闭合主断路器或使用应急制动器，以此来消除危险。
导轨2的接地缺陷因为触发了检测器所以也可以被检测到。
与图7中黑圆圈相应的安全回路开路状态的所有情况重述如下，其中的四种情况被视为有潜在危险。
1.ME1的滑板29接合、ME1的滑板28脱离；以及ME2的滑板29接合、ME2的滑板28脱离；
2.ME1的滑板29接合、ME1的滑板28脱离；以及ME2的滑板29脱离、ME2的滑板28接合；
3.ME1的滑板29接合、ME1的滑板28脱离；以ME2的滑板29脱离、ME2的滑板28脱离；
4.ME1的滑板29脱离、ME1的滑板28接合；以及ME2的滑板29接合、ME2的滑板28脱离；
5.ME1的滑板29脱离、ME1的滑板28接合；以及ME2的滑板29脱离、ME2的滑板28接合；
6.ME1的滑板29脱离、ME1的滑板28接合；以及ME2的滑板29脱离、ME2的滑板28脱离；
7.ME1的滑板29脱离、ME1的滑板28脱离；以及ME2的滑板29接合、ME2的滑板28脱离；
8.ME1的滑板29脱离、ME1的滑板28脱离；以及ME2的滑板29脱离、ME2的滑板28接合；
9.ME1的滑板29脱离、ME1的滑板28脱离；以及ME2的滑板29脱离、ME2的滑板28脱离。
可以根据图7所示的表的这些说明确立触电潜在危险警告，从而可以立即采取预防措施，直至切断公交车尤其是车组的电源。
由于第二实施例的危险提示较多，因此第二实施例比第一实施例更安全。
Claims (13)
1.一种接地持久控制装置，用于在以电能作为牵引能量的、使用轮胎的借助于至少一个自动导向装置沿接地的金属导轨进行自动导向的公交车上防止人员发生触电危险，所述自动导向装置控制着转向滚动装置，转向滚动装置使用至少一个在金属导轨上滚动的导轮，其特征在于，车辆具有至少两个与金属导轨相接触的彼此隔开的电接触构件，其特征还在于，这些接触构件连同在它们之间延伸的导轨部分以及电流流通检测装置一起构成了由具有接线端子BT+和BT-的低电压发电机供电的安全回路，所述检测装置根据接触构件处的电接触状态是令人满意的、还是不令人满意的情况，而提供表示回路闭路或回路开路的信号或状态信息，在后一种情况下，使安全装置进行工作或采取安全措施。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，电接触构件中的至少一个由自动导向装置加以支承。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，低电压是直流低电压。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，直流低电压是24伏的电压。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，电接触构件之一与底盘进行电连接并连接到发电机的负极端子BT-上；其特征还在于，另一个接触构件通过检测器与发电机的正极端子BT+相连接，发电机的负极端子BT-连接到底盘上。
6.根据前述权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，接触构件之一与发电机的负极端子BT-进行电连接，其特征还在于，另一个接触构件通过检测器与发电机的正极端子BT+相连接，发电机的正极端子BT+连接到底盘上。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，每个接触构件是沿金属导轨(2)移动的滑动或摩擦的滑板(28或29)。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，检测装置是电磁铁的线圈(33)，它控制着开关(34)的接触点。
9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，接触构件沿纵向分别安装在一个或多个导轮的两侧。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，接触构件一前一后地安装在车组前部的底盘上。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在车组的前部配置一个具有其低电压发电机端子BT+和BT-的安全回路，在车组的后部配置另一个具有其本身的低电压发电机端子BT+和BT-的安全回路。
12.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，低电压发电机的诸负极端子BT-彼此连接并与底盘相连接。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，低电压发电机的诸负极端子BT-彼此连接，其特征还在于，诸正极端子BT+彼此连接并与底盘相连接。
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