CN206749551U - 一种集电杆升杆控制装置和一种无轨电车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集电杆升杆控制装置和一种无轨电车，升杆控制装置包括集电杆操作指令输入模块、主控模块、集电杆驱动模块和电压检测模块。在需要升杆时，驾驶员操作输入模块来控制集电杆上升，在集电杆上设置有一个电压检测模块，用于实时检测集电杆上的电压信息，如果集电杆上有电压信号，或者说电压信号满足一定条件，则判定集电杆与接触线已接触。通过这种检测方式能够精确检测到集电杆与接触线之间是否接触，不会出现因表面上看似接触，但是实际上并没有接触的情况而带来的检测结果出现偏差的情况，不会造成结果误判，检测可靠性较高。

Description

一种集电杆升杆控制装置和一种无轨电车

技术领域

本实用新型涉及一种集电杆升杆控制装置和一种无轨电车。

背景技术

无轨电车以其“零排放”的优点，可满足大气污染治理的需求，且符合新能源汽车的发展方向，日益受到了人们的关注。

根据目前的实际情况，电车在通过无电力线的路段或者其他需要将集电杆落下的情况后，需要将集电杆上升，使其重新接到接触线上。授权公告号为CN205440001U的中国专利文件中公开了一种无轨公交电车搭线装置，包括输入模块、视频检测模块、主控模块、集电杆驱动模块等，视频检测模块实时检测集电杆与接触线的图像信息，需要搭线时，即集电杆需要升杆时，驾驶员通过输入模块来操作集电杆移动。虽然视频检测模块能够较为直观检测集电杆位置，但是，其只能在视觉上大致看出集电杆是否与接触线接触，如果集电杆与接触线之间距离很近，表面上看似接触，但是实际上并没有接触的话，视频检测模块却检测出两者处于接触状态，检测结果就会出现偏差，造成误判，因此，视频检测模块的检测可靠性较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种集电杆升杆控制装置，用以解决通过视频检测的方式检测集电杆与接触线之间的接触状态可能出现误判的问题。本实用新型同时提供一种无轨电车。

为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种集电杆升杆控制装置，包括集电杆操作指令输入模块、主控模块和集电杆驱动模块，主控模块采样连接所述集电杆操作指令输入模块，控制连接所述集电杆驱动模块，所述控制装置还包括用于检测集电杆上电压信号的电压检测模块，所述主控模块采样连接所述电压检测模块。

所述控制装置还包括用于检测集电杆与接触线之间接触状态的视频检测模块，以及用于显示拍摄图像的显示模块，所述主控模块连接所述视频检测模块和显示模块。

所述控制装置包括设置在集电杆与DC/DC模块之间的控制开关，所述主控模块控制连接所述控制开关。

所述集电杆驱动模块包括左杆控制部分和右杆控制部分，所述左杆控制部分包括三条气路，这三条气路分别用于连接左杆左移气动装置、左杆竖向移动气动装置和左杆右移气动装置，这三条气路上均设置有电控阀；所述右杆控制部分包括三条气路，这三条气路分别用于连接右杆左移气动装置、右杆竖向移动气动装置和右杆右移气动装置，这三条气路上均设置有电控阀，所述主控模块控制连接左杆控制部分和右杆控制部分中的各电控阀。

所述控制装置还包括用于输出集电杆锁定指令的锁杆开关，所述主控模块采样连接所述锁杆开关。

一种无轨电车，包括一种集电杆升杆控制装置，所述控制装置包括集电杆操作指令输入模块、主控模块和集电杆驱动模块，主控模块采样连接所述集电杆操作指令输入模块，控制连接所述集电杆驱动模块，所述控制装置还包括用于检测集电杆上电压信号的电压检测模块，所述主控模块采样连接所述电压检测模块。

所述控制装置还包括用于检测集电杆与接触线之间接触状态的视频检测模块，以及用于显示拍摄图像的显示模块，所述主控模块连接所述视频检测模块和显示模块。

所述控制装置包括设置在集电杆与DC/DC模块之间的控制开关，所述主控模块控制连接所述控制开关。

所述集电杆驱动模块包括左杆控制部分和右杆控制部分，所述左杆控制部分包括三条气路，这三条气路分别用于连接左杆左移气动装置、左杆竖向移动气动装置和左杆右移气动装置，这三条气路上均设置有电控阀；所述右杆控制部分包括三条气路，这三条气路分别用于连接右杆左移气动装置、右杆竖向移动气动装置和右杆右移气动装置，这三条气路上均设置有电控阀，所述主控模块控制连接左杆控制部分和右杆控制部分中的各电控阀。

所述控制装置还包括用于输出集电杆锁定指令的锁杆开关，所述主控模块采样连接所述锁杆开关。

本实用新型提供的集电杆升杆控制装置中，在需要升杆时，驾驶员操作输入模块来控制集电杆上升，在集电杆上设置有一个电压检测模块，用于实时检测集电杆上的电压信息，由于在升杆过程中集电杆与DC/DC模块之间处于断开状态，因此，如果集电杆上有电压信号，其只能够是接触线上的电压，因此，如果检测到集电杆上有电压信号，或者说电压信号满足一定条件，那么就判定集电杆与接触线已接触，反之就判定集电杆与接触线没有接触。通过这种检测方式能够精确判断出集电杆与接触线之间是否接触，避免出现因表面上看似接触，但是实际上并没有接触的情况而带来的检测结果出现偏差的情况，不会造成结果误判，检测可靠性较高。

附图说明

图1是集电杆升杆控制装置控制框图；

图2是集电杆驱动模块的结构示意图；

图3是无轨电车动力系统示意图；

图4是双向DC/DC的主拓扑图；

图5是集电杆升杆控制策略流程图。

具体实施方式

无轨电车实施例

本实施例提供的无轨电车包括集电杆升杆控制装置以及其他的组成设备，由于无轨电车中的其他组成设备属于常规技术，并且不是本实用新型的发明点，因此，本实施例重点对集电杆升杆控制装置进行详细说明。

如图1所示，集电杆升杆控制装置包括集电杆操作指令输入模块(以下简称输入模块)、主控模块、电压检测模块、集电杆驱动模块、视频检测模块和显示模块，主控模块采样连接输入模块、电压检测模块和视频检测模块，控制连接集电杆驱动模块，并且主控模块与显示模块连接，用于显示拍摄到的图像信息。

其中，主控模块可以为常规的控制芯片，并且，其可以是控制装置中专门设置的控制器，也可以是无轨电车中本身就存在的控制设备，比如HCU，本实施例以HCU为例。

输入模块用于向主控模块传输集电杆操作指令，该输入模块可以是由若干个实体按键构成的操作设备，类似于遥控器，上面设置有集电杆上升控制按钮，驾驶员通过操作该按钮实现集电杆的上升控制，当然，该输入模块还可以是触摸屏，触摸屏上有若干个虚拟按键，同样能够实现操作控制。当然，作为其他的实施方式，该输入模块还可以是操动杆，通过操作该操动杆实现集电杆的动作。由于这一部分在现有技术中已有很大的应用，这里就不再具体说明。

电压检测模块用于检测集电杆上的电压信号，比如设置在集电杆的电压输出端，电压检测模块可以是常规的电压检测设备。

视频检测模块可以为常规的视频检测设备，比如摄像头，装配在能够采集到集电杆图像信息的区域，比如集电杆底座上，采用视频检测模块能够直观地检测到集电杆与接触线之间的接触状态。显示模块与视频检测模块配套设置，为了便于驾驶员观察，显示模块通常设置在驾驶室内，用来显示视频检测模块采集到的图像信息。

集电杆驱动模块用来驱动集电杆动作，可以是现有的驱动装置。本实施例中，给出一种具体的结构，如图2所示，集电杆驱动模块包括左杆控制部分和右杆控制部分。其中，左杆控制部分包括三条气路，这三条气路分别命名为：左一气路、左二气路和左三气路，左一气路用于连接左杆左移气动装置，左二气路用于连接左杆竖直移动气动装置，左三气路用于连接左杆右移气动装置。这三条气路上均设置有电控阀，本实施例中以电磁阀为例，分别是电磁阀A1、A2和A3。左杆左移气动装置能够控制集电左杆向左进行移动，比如利用推杆和拉杆实现左杆的左移；左杆右移气动装置与上述左杆左移气动装置的动作原理类似；左杆竖直移动气动装置能够实现左杆在竖直方向上进行上升动作。

左杆左移气动装置、左杆竖直移动气动装置和左杆右移气动装置均是现有设备，通过空气的流入压缩产生力的装置，实现左杆的左移、竖直移动和右移。

其中，左杆竖直移动气动装置为升降气泵，通过对气泵内压缩气体的充气和放气产生压力，控制集电杆在竖直方向的移动。升降气泵具有放气阀，气泵气压大于一定压力值时会放气，用以限制上升力或下降力的最大值。

左移和右移气动装置是一对对称的气泵装置，初始状态，即只需上下移动时，二者在左右方向的合力为0，设此时气压值均为P。左移气动装置为控制集电杆左移的气泵，通过对气泵内压缩气体的充气，打破力平衡，控制集电杆向左方向进行移动，气泵具有放气阀，当气泵气压高于P时，放气阀以一定的速度放气，之后产生力平衡的状态，维持左移状态。右移气动装置为控制集电杆右移的气泵，通过对气泵内压缩气体的充气，打破力平衡，控制集电杆向右方向进行移动。气泵具有放气阀，当气泵气压高于P时，放气阀以一定的速度放气，之后产生力平衡的状态，维持右移状态。

与左杆控制部分类似，右杆控制部分同样包括三条气路，这三条气路分别命名为：右一气路、右二气路和右三气路，右一气路用于连接右杆左移气动装置，右二气路用于连接右杆竖直移动气动装置，右三气路用于连接右杆右移气动装置。这三条气路上也均设置有电磁阀，分别是电磁阀B1、B2和B3。右杆左移气动装置能够控制集电右杆向左进行移动，比如利用推杆和拉杆实现右杆的左移；右杆右移气动装置与上述右杆左移气动装置的动作原理类似；右杆竖直移动气动装置能够实现右杆在竖直方向上进行上升动作。另外，由于集电杆下降并非本实用新型的发明点，这里就不对与下降相关的部分进行说明。

另外，左杆控制部分中的三条气路的另一端可以汇总为一条气路，也可以是三条独立的气路；同理，右杆控制部分中的三条气路的另一端也可以汇总为一条气路，也可以是三条独立的气路。

相应地，压缩气源分别连通左杆控制部分和右杆控制部分中的各气路，用于为各气路提供压缩气体。该压缩气源可以是控制装置中专门设置的设备，也可以是无轨电车中本身就有的设备。

HCU控制连接各气路中的电磁阀，相应地，输入模块上就需要设置有：左杆左移控制按钮、左杆上升控制按钮、左杆右移控制按钮、右杆左移控制按钮、右杆上升控制按钮和右杆右移控制按钮，通过操作不同的控制按钮来控制集电杆进行相应地移动。HCU根据需求来控制相应的电磁阀导通，实现集电杆的相关动作。

以下给出该集电杆驱动模块的一种具体控制策略，以左杆为例，右杆与左杆控制方法相同，当然，这只是一种具体实施方式，本实用新型并不局限于下述策略。

当司机按下左杆上升控制按钮时，HCU检测到满足升杆条件后，控制电磁阀A2导通，左杆上升，并且，当需要左移或者右移时，HCU控制电磁阀A1或A3导通，直至左杆移动至合适位置。

另外，如图3和图4所示，给出了无轨电车的动力系统，当然，这只是一种实施方式，本实用新型提供的起步控制装置还可适用于其他的无轨电车动力系统。在集电杆与DC/DC模块之间还可以设置控制开关，HCU控制连接该控制开关，比如图3中的K1、K2和K3。该控制开关的作用可以是：由于集电杆在上升控制过程之前，该控制开关是处于断开状态的，那么，当集电杆上升过程结束后，HCU就控制该开关导通，实现无轨电车向接触线取电。

因此，基于上述给出的集电杆升杆控制装置，以下给出一种具体的控制策略，如图5所示，当然，这只是一种具体实施方式，本实用新型并不局限于下述策略。

司机需求升杆时，首先控制电上电完成，根据相应的控制按钮来控制集电杆升杆，在升杆的过程中，通过视频检测模块来确定物理连接是否正常，如果正常，那么，根据集电杆上的电压信号判断集电杆是否与接触线真正接触，如果是，则控制集电杆与DC/DC之间的控制开关导通，即控制K1，K3闭合，开启预充电，预充电完成后闭合开关K2，并反馈给整车控制器挂网成功，此时HCU根据电池的SOC，整车控制功率确定双向DC/DC及隔离DC/DC的工作状态及功率分配。上述升杆控制过程可以是自动控制，即HCU根据采集到的视频图像信息以及电压信息自动判断是否升杆完成，并自动控制开关K1，K2和K3的闭合；当然，还可以是人工控制，即驾驶员根据视频图像信息以及电压信息手动控制开关K1，K2和K3的闭合。

升杆完成后可以向HCU反馈一定的信息，表示升杆成功。另外，该控制装置还设置有锁杆开关，可以与其他控制按钮一并设置在输入模块上，该锁杆开关与HCU连接，在集电杆位置调节完成后，驾驶员可以通过锁杆开关向HCU发送一个锁杆指令，HCU接收到该指令后，将不再提供使电磁阀工作的使能信号，实现左右杆锁定，即便操作输入模块中的其他控制按钮也无法对电磁阀进行控制，只有当锁杆开关发出解锁指令，HCU才能够输出使电磁阀工作的使能信号。

另外，双向DC/DC、动力电池、集电杆与整车都是经过加强绝缘处理的。

上述实施例中，在升杆控制过程中，先利用视频检测模块来确定物理连接是否正常，如果正常，那么，利用电压检测模块来检测集电杆上的电压信号，判断集电杆是否与接触线真正接触。当然，这只是一种优化的实施方式，作为其他的实施例，控制装置中还可以只设置电压检测模块，不设置视频检测模块和对应的显示模块，那么，在升杆控制过程中，只利用电压检测模块来判断确定集电杆是否与接触线接触，也能够准确检测出集电杆是否与接触线接触。

集电杆升杆控制装置实施例

该集电杆升杆控制装置通常适用于无轨电车，当然，也不排除其他的应用场合，由于该升杆控制装置在上述无轨电车实施例中已给出了详细地描述，这里就不再具体说明。

以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于集电杆升杆控制装置的硬件结构，并不对具体的控制策略做出限定性要求。在本实用新型提供的控制装置的硬件结构的基础上，采用的任何控制策略均在本实用新型保护的范围内。

Claims (10)

1.一种集电杆升杆控制装置，包括集电杆操作指令输入模块、主控模块和集电杆驱动模块，主控模块采样连接所述集电杆操作指令输入模块，控制连接所述集电杆驱动模块，其特征在于，所述控制装置还包括用于检测集电杆上电压信号的电压检测模块，所述主控模块采样连接所述电压检测模块。

2.根据权利要求1所述的集电杆升杆控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括用于检测集电杆与接触线之间接触状态的视频检测模块，以及用于显示拍摄图像的显示模块，所述主控模块连接所述视频检测模块和显示模块。

3.根据权利要求1所述的集电杆升杆控制装置，其特征在于，所述控制装置包括设置在集电杆与DC/DC模块之间的控制开关，所述主控模块控制连接所述控制开关。

4.根据权利要求1所述的集电杆升杆控制装置，其特征在于，所述集电杆驱动模块包括左杆控制部分和右杆控制部分，所述左杆控制部分包括三条气路，这三条气路分别用于连接左杆左移气动装置、左杆竖向移动气动装置和左杆右移气动装置，这三条气路上均设置有电控阀；所述右杆控制部分包括三条气路，这三条气路分别用于连接右杆左移气动装置、右杆竖向移动气动装置和右杆右移气动装置，这三条气路上均设置有电控阀，所述主控模块控制连接左杆控制部分和右杆控制部分中的各电控阀。

5.根据权利要求1或4所述的集电杆升杆控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括用于输出集电杆锁定指令的锁杆开关，所述主控模块采样连接所述锁杆开关。

6.一种无轨电车，包括一种集电杆升杆控制装置，所述控制装置包括集电杆操作指令输入模块、主控模块和集电杆驱动模块，主控模块采样连接所述集电杆操作指令输入模块，控制连接所述集电杆驱动模块，其特征在于，所述控制装置还包括用于检测集电杆上电压信号的电压检测模块，所述主控模块采样连接所述电压检测模块。

7.根据权利要求6所述的无轨电车，其特征在于，所述控制装置还包括用于检测集电杆与接触线之间接触状态的视频检测模块，以及用于显示拍摄图像的显示模块，所述主控模块连接所述视频检测模块和显示模块。

8.根据权利要求6所述的无轨电车，其特征在于，所述控制装置包括设置在集电杆与DC/DC模块之间的控制开关，所述主控模块控制连接所述控制开关。

9.根据权利要求6所述的无轨电车，其特征在于，所述集电杆驱动模块包括左杆控制部分和右杆控制部分，所述左杆控制部分包括三条气路，这三条气路分别用于连接左杆左移气动装置、左杆竖向移动气动装置和左杆右移气动装置，这三条气路上均设置有电控阀；所述右杆控制部分包括三条气路，这三条气路分别用于连接右杆左移气动装置、右杆竖向移动气动装置和右杆右移气动装置，这三条气路上均设置有电控阀，所述主控模块控制连接左杆控制部分和右杆控制部分中的各电控阀。

10.根据权利要求6或9所述的无轨电车，其特征在于，所述控制装置还包括用于输出集电杆锁定指令的锁杆开关，所述主控模块采样连接所述锁杆开关。