CN206654047U - 编码司机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种编码司机控制器，包括机架，机架上设有控制器手柄，控制器手柄与一旋转编码器连接，旋转编码器用于测量控制器手柄摆动的角度，旋转编码器通过信号处理电路与机车控制器连接。该编码司机控制器采用编码器、数字电路向机车控制器传递控制手柄的档位情况，输出逻辑电平，省去了原来的机械凸轮、速动开关，体积重量大大减少，采用数字信号处理，省去了机械传动与开关触点接断的时间，反应速度达到微秒级，极大的增加了反应速度。电路采用固态继电器作为逻辑开关，不接触空气，无电火花产生，无接触电阻；省去了电位器，由编码器输出编码电平，驱动线性电源输出制动电压。无碳刷机械接触，不会发生电压跳变现象，因此系统更加的安全。

Description

编码司机控制器

技术领域

本实用新型涉及一种用于机车上的司机控制器，特别涉及一种采用编码器进行控制的司机控制器。

背景技术

司机控制器是铁道机车、动车组、城轨地铁及工业自动化的主令控制设备，是利用控制电路的低压电器间接控制主电路的电气设备，作为机车换向、牵引调速、制动的主令电器，其动作的好坏直接影响到机车的平稳操纵以及各种工况的实现。我国的机车司机控制器自工业革命时代起，已经历了近200年的发展历程。在这200年里，司机控制器地机车的主导作用从未发生过任何改变。因此，对于司机控制器的研究也从未间断过。

一直以来，机车司机控制器的逻辑信号由机械结构传递齿轮，带动凸轮压迫开关，通过触点通断来传递各档位情况，从而完成相应的机车控制。随着电子科技的日新月异，无论从产品可靠性还是从成本等因素来看，已经显然跟不上时代的进步。如中国实用新型专利（专利号：201520260175.6）司机控制器，包括机构架、控制机构、换向机构、联锁机构，该机构架包括上盖板、面板、中盖板、小立柱、下盖板、大立柱，控制机构包括速度盘、调速凸轮，换向机构包括换向手柄座、换向手柄、与换向手柄联动设置的换向凸轮，联锁机构包括与调速盘联动设置的调速定位轮、换向棘轮、联锁板，中盖板上对应调速定位轮与换向棘轮之间处设置有的安装柱，联锁板设置在安装柱上，且所述的联锁板与安装柱之间设置有扭簧，联锁板的两侧分别设置有与调速定位轮、换向棘轮相配合的滚轮，中盖板与下盖板之间对应调速凸轮的一侧处设置有固定柱，固定柱上设置有辅助触头。

这种机械结构的司机控制器具有如下缺陷：1）结构复杂、体积大，重量重，不方便检修和维护保养。一般的司机控制器重量都达到12KG之多。如HXN5机车司机控制器机构分操作端和控制端2块，重量达到20KG，安装和拆卸复杂，安装完毕后还需要再调整连接连杆实现司机控制器的精度。2）机车逻辑开关动作时间不一致。由于各开关的动作行程和释放行程不统一，加上凸轮的转动角度误差，包括其它一些机械误差，直接导致影响机车电脑采集逻辑信号的准确性，造成非正常动作或更严重事件的发生。从而对司机控制器的生产加工与调试提出很高的要求。3）逻辑开关接触空气，时间长触头易氧化产生接触电阻；分断电流过大会产生电弧，触头易烧蚀或碳化，造成开关接触电阻过大甚至不导通。机车电脑采集不到相应的逻辑信号，造成非正常动作或严重事件发生。4）司机控制器的功率电位器防护等级低（IP00），造成电位器碳刷和电阻盘发生电烧蚀。输出电阻极易发生跳变，由于电位器功率较大，发热严重，寿命较短。造成机车采集不到正常的电压或电压跳变，从而不能平稳制动车辆，极具隐患性。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种体积小、反应速度快、装配简单的编码司机控制器。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种编码司机控制器，包括机架，所述机架上设有控制器手柄，所述控制器手柄与一旋转编码器连接，所述旋转编码器用于测量控制器手柄摆动的角度，所述旋转编码器通过信号处理电路与机车控制器连接。

优选的，所述旋转编码器的传感原件为旋转变压器，所述旋转变压器包括固定部和旋转部，所述固定部与所述机架连接， 所述旋转部与所述控制手柄连接，所述控制手柄带动所述旋转部旋转。

优选的，所述信号处理电路包括一旋变解调模块，所述旋变解调模块用于将旋转角度转化为数字信号。

优选的，所述信号处理电路采用固态继电器。

如上所述，本实用新型的编码司机控制器具有以下有益效果：该编码司机控制器采用编码器、数字电路向机车控制器传递控制手柄的移动角度，省去了原来的机械凸轮、速动开关，体积重量大大减少，采用数字信号处理，省去了机械传动与开关触点接断的时间，反应速度达到微秒级，极大的增加了反应速度。电路采用固态继电器作为逻辑开关，不接触空气，无电火花产生，无接触电阻；省去了电位器，由编码器输出编码电平，驱动线性电源输出制动电压。无碳刷机械接触，不会发生电压跳变现象，因此系统更加的安全。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例旋转变压器与机车控制器的连接示意图。

元件标号说明

1、机架；2、控制器手柄；3刻度盘；4、励磁电源；5、旋转变压器；6、旋变解调模块；7、机车控制器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1、2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1、2所示，本实用新型提供一种编码司机控制器，包括机架1，在机架1上设有控制器手柄2，通过控制器手柄2可控制机车换向、调速，在控制手柄2的一侧设有刻度盘3。控制器手柄2与一旋转编码器连接，旋转编码器可用于测量控制器手柄摆动的角度，旋转编码器通过信号处理电路与机车控制器7连接。信号处理电路能够将旋转编码器输出的信号转换为数字信号，再处理成按客户要求的数字电平（格雷码），输入至机车控制器，从而完成相应控制。

作为一种优选实施方式，旋转编码器的传感原件为旋转变压器5，旋转变压器5与励磁电源4连接。旋转变压器包括固定部和旋转部，固定部与机架1固定连接， 旋转部与控制手柄2连接，控制手柄2带动旋转部旋转，旋转部相对于固定部旋转，产生电压变化。信号处理电路包括一旋变解调模块6，旋变解调模块6用于将旋转角度转化为数字信号，旋变解调模块6可选用AD2S1210芯片，同时信号处理电路中的继电器采用固态继电器。和光学编码器相比，旋转变压器有这样几点明显的优点：①无可比拟的可靠性，非常好的抗恶劣环境条件的能力；②可以运行在更高的转速下。（在输出12 bit的信号下，允许电动机的转速可达60,000rpm）；③方便的绝对值信号数据输出。作为旋转编码器的传感元件——旋转变压器，具有无可比拟的可靠性，以及具有足够高的精度，在许多场合有着不可代替的地位，特别是在军事以及航天、航空、航海等方面。

该编码司机控制器采用编码器、数字电路向机车控制器传递控制手柄的移动角度，省去了原来的机械凸轮、速动开关，体积重量大大减少，采用数字信号处理，省去了机械传动与开关触点接断的时间，反应速度达到微秒级，极大的增加了反应速度。电路采用固态继电器作为逻辑开关，不接触空气，无电火花产生，无接触电阻；省去了电位器，由编码器输出编码电平，驱动线性电源输出制动电压。无碳刷机械接触，不会发生电压跳变现象，因此系统更加的安全。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种编码司机控制器，包括机架，所述机架上设有控制器手柄，其特征在于：所述控制器手柄与一旋转编码器连接，所述旋转编码器用于测量控制器手柄摆动的角度，所述旋转编码器通过信号处理电路与机车控制器连接。

2.根据权利要求1所述的编码司机控制器，其特征在于：所述旋转编码器的传感原件为旋转变压器，所述旋转变压器包括固定部和旋转部，所述固定部与所述机架连接，所述旋转部与所述控制器手柄连接，所述控制器手柄带动所述旋转部旋转。

3.根据权利要求2所述的编码司机控制器，其特征在于：所述信号处理电路包括一旋变解调模块，所述旋变解调模块用于将旋转角度转化为数字信号。

4.根据权利要求3所述的编码司机控制器，其特征在于：所述信号处理电路采用固态继电器。