CN201961170U - 一种矿用电机车单手柄调速及制动操作机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，属于矿用电机车领域。本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，手柄穿过顶板固定连接于凸轮的中心，凸轮包括大圆弧端和小圆弧端，导向座位于凸轮大圆弧端外侧，进控制信号控制器与退控制信号控制器对称分布于大圆弧端与小圆弧端的两连接处外侧，且进控制信号控制器与退控制信号控制器均与凸轮配合；在凸轮的小圆弧端上活动连接有连杆，所述连杆上活动连接有电门杆，所述电门杆套装于导向座内，且可相对于导向座自由移动，所述电门杆的前端设置有与其配合的电门。本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，调速与制动为同一操作系统，结构简单，成本低廉，利于推广。

Description

一种矿用电机车单手柄调速及制动操作机构

技术领域

本实用新型涉及一种矿用电机车的控制领域，特别是一种矿用电机车的调速和制动的操作机构。

背景技术

随着社会经济的发展，以及国家对基础设施建设力度的加大，煤矿、铁矿等工矿企业的产能逐年不断提高，其运输量逐年增加，因此对矿用电机车的性能及其操作方式简便的要求也越来越高。目前，煤矿、铁矿等工矿企业所使用的电机车，其调速装置和制动装置是分开采用不同装置进行控制的，当需要调速时则控制调速装置，改变矿用电机车的行驶速度；当需要制动时则控制制动装置，使矿用电机车停止。由于调速装置和制动装置是相互分离且彼此独立的控制单元，使得制动和调速的操作不方便，而且在发生紧急情况时，存在误操作的可能性，一旦错误操作就很有可能产生安全事故，无论是操作者还是工矿企业都是不愿意见到的。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、操作方便、安全可靠的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，该操作机构将矿用电机车的调速系统和制动系统融为一体，简洁了矿用电机车操作方法，同时使得调速系统和制动系统更加的简便，节约了制造成本。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，包括手柄、顶板和凸轮，所述手柄穿过顶板且固定连接于凸轮的中心，所述凸轮包括大圆弧端和小圆弧端，所述顶板上设置有导向座、进控制信号控制器和退控制信号控制器，所述导向座位于凸轮大圆弧端外侧，所述进控制信号控制器与退控制信号控制器对称分布于大圆弧端与小圆弧端的两连接处外侧，且进控制信号控制器与退控制信号控制器均与凸轮配合；在凸轮的小圆弧端上活动连接有连杆，所述连杆上活动连接有电门杆，所述电门杆套装于导向座内，且可相对于导向座自由移动，所述电门杆的前端设置有与其配合的电门。

由于采用了上述结构，顶板用于固定整个操作机构；手柄活动连接于顶板上，且手柄连接到凸轮的中心，使得凸轮能够与手柄同轴、同步旋转；所述凸轮为一端大圆弧一端小圆弧的圆形结构，其中凸轮的圆形结构包括大圆弧端圆弧和小圆弧端，其大圆弧端的侧边设置有导向座，在凸轮的大圆弧端与小圆弧端两连接处的外侧，设置有进控制信号控制器与退控制信号控制器，所述进控制信号控制器与退控制信号控制器相互对称，且进控制信号控制器与退控制信号控制器均与凸轮密切配合，使得能够通过凸轮的转动控制进控制信号控制器与退控制信号控制器的开闭，所述进控制信号控制器与退控制信号控制器均与矿用电机车的控制系统连接，使得进控制信号控制器用于控制电机车的前进，即控制系统对电机车的电机换向，以达到制动或前进的效果，同样的原理，退控制信号控制器用于控制电机车的后退，即控制系统对电机车的电机换向，以控制电机的转矩方向，达到制动和电机车运行方向的变向的效果；所述凸轮的小圆弧端活动连接有连杆，所述连杆上活动连接有电门杆，所述电门杆设置于导向座内，且可相对于导向座轴向自由移动，使得凸轮与连杆、电门杆形成曲柄滑块机构，通过凸轮的转动控制电门杆的伸缩；所述电门杆的前端设置有与电门杆配合的电门，电门杆与电门之间形成电磁感应，可以通过控制电门杆插入到电门中的不同深度决定电门的电磁感应强度，通过控制电机驱动器中的功率开关所处的开关状态，从而控制向矿用电机车供给的电压或者电流的强度，达到控制矿用电机车的车速的目的。综上所述，本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，可以通过单手柄带动凸轮、各控制开关及电门杆运作，起到对矿用电机车的行驶速度以及制动进行控制的效果，其结构简单，操作简便，简洁了矿用电机车的操作方法，使得调速系统和制动系统更加的简便，节约了制造成本，更加的安全可靠。

本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，所述进控制信号控制器为进微动开关，所述退控制信号控制器为退微动开关，进微动开关和退微动开关均处于常开状态，且进微动开关和退微动开关上均设置有弹簧滚轮，所述弹簧滚轮与凸轮的轮边贴合。

由于采用了上述结构，当手柄带动凸轮旋转时，大圆弧端的圆弧轮边压缩弹簧滚轮，使得常开状态的进微动开关或者退微动开关闭合，起到改变电动机电磁转矩的方向的作用，从而使得矿用电机车能够前进或者后退。

本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，所述顶板上设置有限位装置，所述限位装置位于凸轮小圆弧端外侧，且与凸轮配合。

由于采用了上述结构，小圆弧端的侧边设置有限位装置，所述限位装置与凸轮小圆弧端的边部端面配合，用于限制凸轮转动的范围，凸轮的大圆弧端与小圆弧端相连的两个连接处用于同限位装置配合，当凸轮的连接处旋转到限位装置处时，阻止凸轮单向继续转动，从而控制凸轮的旋转的极限位置。

本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，所述凸轮小圆弧端的轮边中心设置有凹坑，所述限位装置包括限位块，所述限位块内设置有钢珠、弹簧和调节螺杆，所述调节螺杆将弹簧压紧于限位块内，所述弹簧将钢珠压紧于限位块的前端，所述钢珠与凹坑配合。

由于采用了上述结构，通过调节螺杆可以将弹簧压紧在限位块内，所述弹簧将钢珠压紧在限位块的前端，所述钢珠与凸轮小圆弧端的轮边中心处的凹坑对应，使得当矿用电机车的手柄处于初始静止状态时，钢珠与凹坑配合起到定位凸轮及手柄的作用。当凸轮随手柄旋转而同步转动后，实质位置的凸轮上的凸点转至钢珠处时，限位块能够限定凸轮继续转动，阻止凸轮单向继续转动，起到限定手柄旋转的最大位置，这一最大位置，电门杆将完全伸入电门内，机车电动机得到最大电压，输出最大功率。

本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，所述调节螺杆的外壁上套接有锁紧螺母。

由于采用了上述结构，，用于固定调节螺杆的伸入长度，避免调节螺杆松动而未压紧钢珠，使得限位装置更加的牢固，特别是调节螺杆与限位块之间的关系更加的牢固。

本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，所述凸轮小圆弧端的轮边与限位块之间存在间隙。

由于采用了上述结构，实现凸轮正、反旋转时小圆弧端的轮边既不会与限位块擦蹭，又能当凸轮的轮廓拐点旋转到限位块时，阻止凸轮单向继续运动，实现对凸轮的最大旋转位的限制，从而便于对矿用电机车前进或者后退速度的控制，其操作便捷。

本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，所述电门杆的前端面与电门之间存在间隙。

由于采用了上述结构，使得电门杆与电门之间有一定的距离，使得当凸轮转动时，凸轮起始的一段圆弧起到切换电机转矩方向的作用，即凸轮旋转后，大圆弧端的圆弧面立即使得进微动开关或者退微动开关闭合，从而确定矿用电机车的运行方向，继续旋转凸轮从而使得曲柄滑块机构运动，电门杆才开始移动并伸入到电门内，通过电门杆伸入到电门内的深度决定了电门的电磁应感应强度，以控制电机输出功率，从而达到控制矿用电机车的前进或者后退的速度；当需要制动时，反向旋转凸轮使得电门杆退出电门，从而控制向矿用电机车的速度，继续旋转凸轮使得进微动开关或者退微动开关断开，停止向矿用电机车的供电，当手柄带动凸轮继续旋转越过对称点，使退控制信号控制器或者进控制信号控制器闭合，使电机转矩反向而阻止电机继续旋转，电机车的电机逐步降低转速，直至停止转动，从而达到制动的效果，操作相当的简便。

本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，凸轮的中心与手柄之间通过手柄轴固定连接。

由于采用了上述结构，使得凸轮与手柄的连接更加的牢固，且采用可拆卸的方式，便于该操作机构的装配。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.    本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，结构简单，操作方便，安全可靠；

2.    本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，能够通过单手柄控制矿用电机车的前进或者后退的速度，同时控制矿用电机车的电机的供电与断电，从而起到启动和制动的效果，将调速与制动溶为一体，使得机车的结构更简单，操作更加的便捷；

3.    本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，机构紧凑，节约了矿用电机车的调速系统和制动系统的制造成本，利于推广。

附图说明

图1是本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构前进位的控制示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构后退位的控制示意图；

图6是图5的俯视图。

图中标记：1-手柄、2-调节螺杆、3-锁紧螺母、4-限位块5-弹簧、6-钢珠、7-手柄轴、8-凸轮、9-连杆、10-导向座、11-电门杆、12-电门、13-顶板、14A-进微动开关、14B-退微动开关。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图6所示，本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，包括顶板13，用于固定整个操作机构，在顶板13的中部设置有一通孔，该通孔内安装有手柄轴套，该手柄轴套与顶板13之间相对静止，所述手柄轴套内套装有手柄轴7，所述手柄轴7通过轴承与手柄轴套之间相对转动， 所述手柄轴7的一端与手柄1固定连接，即采用平键或者螺栓等方式将其固定连接，使得手柄1转动时能够带动手柄轴7同轴、同步旋转，从而用于控制凸轮8转动，达到制动或者调速的效果，在手柄轴7的另一端上固定连接有凸轮8，所述凸轮8为一端小圆弧一端大圆弧组成的结构，将凸轮8安装好后，即矿用电机车静止的原始状态时，在凸轮8大圆弧端的一侧设置有导向座10，所述导向座10与顶板13固定连接，所述导向座10套装有电门杆11，电门杆11可以相对于导向座10自由移动，所述电门杆11穿过导向座10的一端与连杆9活动连接，所述连杆9活动连接于凸轮8圆形结构的小圆弧端的凸轮端面上，形成曲柄滑块机构，使得当凸轮8转动时能够带动电门杆11往返运动，当凸轮8带动电门杆11移动时，电门杆11远离连杆9的一端，能够伸入或者退出与其配合的电门12，当手柄1处于0位，连杆9位置位于图最右端时电门12的前端面与电门杆11前端面之间存在一定的间隙或者距离，所述电门12与顶板13固定连接，该间隙或者距离可以根据具体情况作调整；在凸轮8小圆弧端的一侧设置有限位块4，所述限位块4与顶板13固定连接，所述限位块4的前端与凸轮8的小圆弧端轮边的圆弧边之间存在一定的间隙或者距离，实现凸轮8正、反旋转时小圆弧的轮边既不会与限位块4擦蹭，又能当凸轮8大圆凸点旋转到限位块4处时，阻止凸轮8单向继续运动，该间隙或者距离可以根据实际的需要进行调整。所述限位块4内放置有钢珠6，所述钢珠6通过弹簧5压紧钢珠6，限制在限位块4的前端，所述凸轮8的小圆弧端轮边的圆弧边中心部位有与钢珠6相对应的小凹坑，从而便于将钢珠6压入到小凹坑内，从而将手柄1和凸轮8定位于竖直位置和对称位置，即“0”位，另外凸轮8的大小圆弧交接处转动到达限位块4的位置时，被限位块4挡住不再继续转动。在限位块4的尾端设置有调节螺杆2，调节螺杆2的外壁是螺纹结构，调节螺杆2的尾端为调节口，便于控制调节螺杆2，所述调节螺杆2用于压紧弹簧5，从而进一步地压紧钢珠6，所述调节螺杆2的外壁上设置相配合的锁紧螺母3，用于固定调节螺杆2的伸入长度，避免调节螺杆2松动而未压紧钢珠6。所述凸轮8为一端小圆弧一端大圆弧的结构，所述凸轮8的小圆弧端圆弧和大圆弧端圆弧的交接处自然形成凸点，且小圆弧端圆弧和大圆弧端圆弧有两交接处，因此形成两个凸点，凸轮8的上、下凸点对称，当机车为静止，即机车未启动状态时，即手柄1处于0位时，电门12内孔中心线、电门杆11轴中心线、连杆9长度方向对称中心线、凸轮8上、下凸点对称中心线、限位块4内孔中心线等必须处于同一对称中心线上。在手柄1处于0位时，在凸轮8的上、下凸点两边设置有进微动开关14A和退微动开关14B，所述进微动开关14A和退微动开关14B的动触点均为常开状态，所述进微动开关14A和退微动开关14B均与CPU连接，通过CPU控制电机车的进退。

本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，当手柄1处于0位时，如图1和图2所示，控制器手柄1处于0位即为控制器调速机构初始状态，电门12内孔中心线、电门杆11轴中心线、连杆9长度方向对称中心线、凸轮8上、下凸点对称中心线、限位块4内孔中心线处于同一对称中心线上；电门杆11与电门12端面之间存在一定的间隙或者距离；钢珠6落入凸轮8小圆轮边的圆弧面的凹坑内；进微动开关14A与退微动开关14B的弹簧滚轮处于凸轮8的小圆轮边的圆弧面上，进微动开关14A与退微动开关14B的动触头处于常开状态。当手柄1往左旋转，进入前进区域时，如图3和图4所示，控制器手柄1由0位向左方旋转并通过手柄轴7带动凸轮8同步旋转，凸轮8上凸点经过进微动开关14A的弹簧滚轮，使进微动开关14A的弹簧滚轮被凸轮8大圆圆弧面压缩，进微动开关14A常开触点闭合，将“高电平”送入CPU的I口端，CPU发出“前进指令”；与此同时凸轮8旋转并带动连杆9，连杆9推动电门杆11在导向座10的内孔内往左方作直线运动，电门杆11缓慢插入电门12的孔内，电门杆11插入的不同深度决定电门12的电磁感应强度，从而实现机车前进方向从零速加速；减速时，将手柄1旋回，旋回弧度愈大，达到平衡时，速度愈低。当机车需要后退时，见附图5和附图6，控制器手柄1由0位向右方逆时针旋转并通过手柄轴7带动凸轮8同步旋转，凸轮8下凸点经过微动开关14B弹簧滚轮，使14B弹簧滚轮被凸轮8大圆圆弧面压缩，微动开关14B常开触点闭合，将“高电平”送入CPU的I口端，CPU发出“后退指令”；与此同时凸轮8旋转并带动连杆9，连杆9推动电门杆11在导向座10的内孔内向左方作直线运动，电门杆11缓慢插入电门12的孔内，电门杆11插入的不同深度决定电门12的电磁感应强度，从而实现机车后退方向从零速加速；减速时，将手柄1旋回，旋回弧度越大，达到平衡时，速度愈低。

本实用新型的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，能够通过单手柄控制矿用电机车的前进或者后退的速度，同时控制矿用电机车的电机的供电与断电，从而起到启动和制动的效果，将调速与制动溶为一体，使得机车的结构更简单，操作更加的便捷；机构紧凑，节约了矿用电机车的调速系统和制动系统的制造成本，利于推广。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，其特征在于：它包括手柄（1）、顶板（13）和凸轮（8），所述手柄（1）穿过顶板（13）且固定连接于凸轮（8）的中心，所述凸轮（8）包括大圆弧端和小圆弧端，所述顶板（13）上设置有导向座（10）、进控制信号控制器和退控制信号控制器，所述导向座（10）位于凸轮（8）大圆弧端外侧，所述进控制信号控制器与退控制信号控制器对称分布于大圆弧端与小圆弧端的两连接处外侧，且进控制信号控制器与退控制信号控制器均与凸轮（8）配合；在凸轮（8）的小圆弧端上活动连接有连杆（9），所述连杆（9）上活动连接有电门杆（11），所述电门杆（11）套装于导向座（10）内，且可相对于导向座（10）自由移动，所述电门杆（11）的前端设置有与其配合的电门（12）。

2.如权利要求1所述的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，其特征在于：所述进控制信号控制器为进微动开关（14A），所述退控制信号控制器为退微动开关（14B），进微动开关（14A）和退微动开关（14B）均处于常开状态，且进微动开关（14A）和退微动开关（14B）上均设置有弹簧滚轮，所述弹簧滚轮与凸轮（8）的轮边贴合。

3.如权利要求1或2所述的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，其特征在于：所述顶板（13）上设置有限位装置，所述限位装置位于凸轮（8）小圆弧端外侧，且与凸轮（8）配合。

4.如权利要求3所述的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，其特征在于：所述凸轮（8）小圆弧端的轮边中心设置有凹坑，所述限位装置包括限位块（4），所述限位块（4）内设置有钢珠（6）、弹簧（5）和调节螺杆（2），所述调节螺杆（2）将弹簧（5）压紧于限位块（4）内，所述弹簧（5）将钢珠（6）压紧于限位块（4）的前端，所述钢珠（6）与凹坑配合。

5.如权利要求4所述的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，其特征在于：所述调节螺杆（2）的外壁上套接有锁紧螺母（3）。

6.如权利要求4所述的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，其特征在于：所述凸轮（8）小圆弧端的轮边与限位块（4）之间存在间隙。

7.如权利要求6所述的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，其特征在于：所述电门杆（11）的前端面与电门（12）之间存在间隙。

8.如权利要求1或2或4至7中任一项所述的矿用电机车单手柄调速及制动操作机构，其特征在于：凸轮（8）的中心与手柄（1）之间通过手柄轴（7）固定连接。

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