PL241340B1 - System sterowania blokadą zamka w lokomotywie pociągu - Google Patents

Abstract

System sterowania blokadą zamka w lokomotywie pociągu, zwłaszcza blokadą drzwi, zawiera listwę ryglującą (6) umieszczoną nad i wzdłuż listwy podstawowej (1), sterowany element wykonawczy (4), wykonujący ruch posuwisty w kierunku równoległym do listwy podstawowej (1), czyli do osi wzdłużnej zamka, który połączony jest z listwą ryglującą (6) cięgnem (5), natomiast w wypuście listwy ryglującej (2) znajduje się ukośny otwór o kształcie fasoli, z którym współpracuje bolec blokady rygla, przy czym system zawiera również stabilizator, krańcowy przełącznik blokady oraz krańcowy przełącznik zamknięcia drzwi (3), przy czym listwa ryglująca (6) posiada wybrania (11) współpracujące z wkładką klucza (14), które ograniczają jej długość, przy czym element wykonawczy (4) oraz przełącznik krańcowy blokady (3) połączone są w układzie elektronicznym z procesorem sterującym czytnikiem kart i klawiaturą, wyświetlaczem, dostępem sieci Ethernet i wejściem USB oraz pośrednio poprzez wyjście mocy, elementem wykonawczym (4).

Description

PL 241 340 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest system sterowania blokadą zamka w lokomotywie pociągu, zwłaszcza blokadą drzwi.

Znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.390402 układ sterujący mechanicznymi zabezpieczeniami dostępu, składający się z noszonego urządzenia sterującego i urządzenia sterowanego połączonego z mechanicznymi środkami zabezpieczania wstępu do obiektów, wyposażonego w nadajnik-odbiornik sygnałów bezprzewodowych, urządzenie wykonawcze jako generator sygnału elektrycznego dla mechaniczno-elektrycznego zabezpieczenia dostępu i sterownik, przyłączonych do wspólnego źródła zasilania, w którym jednak nie przedstawiono modułu i sposobu umożliwiającego zmianę kodów dostępu zapisanych w pamięci sterownika.

Z opisu chińskiego wzoru użytkowego CN109057583 znany jest system, którego częścią jest „main control unit”, komputer sterujący zamkami na pojeździe, z modułem komunikacji bezprzewodowej i RS-485, oraz magnetycznymi czujnikami w formie wyłączników. System zasilany jest z 220 VAC i obsługa ładowania realizowana jest przez panele słoneczne z funkcją ładowania baterii wewnętrznych.

Z chińskiego wzoru użytkowego CN208216705 znane jest rozwiązanie systemu zabezpieczenia drzwi kabiny lokomotywy przed niepowołanym otwarciem drzwi przez obsługę i tym samym zapobiegnięcie wypadnięciu z kabiny lokomotywy przez to, że były one odryglowane. Do komunikacji urządzenie posiada moduł do komunikacji o częstotliwości 2.4 GHz do komunikacji i 315 MHz do obsługi kart.

Znany jest zamek drzwi w lokomotywie zawierający jedną długą listwę podstawową, łączącą klamki znajdujące się na dwóch różnych poziomach, przy czym na górnym poziomie znajduje się klamka zewnętrzna i klamka wewnętrzna, na dolnym poziomie klamka zewnętrzna. Z listwą podstawową sprzężony jest zestaw rygli. Każda klamka posiada zębatkę, która po naciśnięciu klamki powoduje przesunięcie listwy w górnym kierunki a tym samym wsunięcie rygli i otwarcie drzwi. Układ jest powiązany tak, że naciśnięcie dolnej klamki powoduje ruch górnej i odwrotnie. Każda klamka posiada dociąg sprężynowy, ustalający jej położenie w pozycji poziomej.

Takie rozwiązanie nie daje możliwości monitorowania wszystkich funkcji odryglowania drzwi a tym bardziej kontroli dostępu, z wyjątkiem posiadania klucza do zamka patentowego.

Zatem celem wynalazku jest opracowanie systemu elektronicznego, także zdalnego, sterowania blokadą zamka, możliwości sygnalizowania odryglowania drzwi, a także monitorowania wszystkich tych funkcji użytkownikowi bądź klientowi. Celem było również umożliwienie klientowi wprowadzania na bieżąco zmian w dostępie do kabiny lokomotywy.

System sterowania może zostać zaadoptowany do większości zamków, których konstrukcja oparta jest na listwie podstawowej, sprzęgającej klamki i rygle. Poniższe przykłady realizacji wynalazku przedstawiają zastosowanie z jednym z nich, co nie wyklucza innych konstrukcji zamków. Jeśli w opisie jest mowa o kliencie, należy rozumieć jako podmiot - operatora systemu, zwłaszcza właściciela taboru, zaś jeśli jest mowa o użytkowniku, należy rozumieć przez to najczęściej maszynistę bądź inną osobę uprawnioną przez klienta do otwarcia drzwi lokomotywy.

Istota systemu sterowania blokadą zamka w lokomotywie pociągu, posiadającego listwę podstawową, charakteryzuje się tym, że zawiera listwę ryglującą umieszczoną nad i wzdłuż listwy podstawowej, sterowany element wykonawczy, wykonujący ruch posuwisty w kierunku równoległym do listwy podstawowej, czyli do osi wzdłużnej zamka, który połączony jest z listwą ryglującą cięgnem natomiast w wypuście listwy ryglującej znajduje się ukośny otwór o kształcie fasoli, z którym współpracuje bolec blokady rygla, zawiera również stabilizator, krańcowy przełącznik blokady oraz krańcowy przełącznik zamknięcia drzwi, przy czym listwa ryglująca posiada wybrania współpracujące z wkładką klucza, które ograniczają jej długość, przy czym element wykonawczy oraz przełącznik krańcowy blokady połączone są w układzie elektronicznym z procesorem sterującym czytnikiem kart i klawiaturą, wyświetlaczem, dostępem sieci Ethernet i wejściem USB oraz pośrednio poprzez wyjście mocy, elementem wykonawczym.

Korzystnie jest, gdy elementem wykonawczym jest silnik elektryczny albo elektromagnes.

Wkładka klucza patentowego umożliwia przesuw listwy ryglującej niezależnie od ruchu elementu wykonawczego, a tym samym schowanie blokady rygla i naciśnięcie klamki przez użytkownika. Realizowane to jest gdy wkładka przy przekręceniu, wchodzi w wybranie powodując przesuw listwy ryglującej ku górze.

Przedmiot wynalazku bliżej opisany jest w przykładach wykonania, które jednak nie wyczerpują korzystnych wariantów jego realizacji oraz na rysunku, gdzie:

PL 241 340 B1

Na fig. 1 przedstawiono schemat blokowy interfejsów komunikacyjnych systemu z obsługą.

Fig. 2 to z kolei schemat elektryczny układu blokowania zamka, zaś fig. 3 schemat elektryczny układu blokowania zamka oraz sterowania urządzeniami peryferyjnymi.

Fig. 4 przedstawia widok wnętrza zamka drzwi kabiny lokomotywy z systemem elektronicznej blokady w pozycji zaryglowany.

Fig. 5 to widok fragmentu zamka z systemem elektronicznej blokady w pozycji zaryglowany, od strony klamki środkowej z zaznaczonym szczegółem A.

Z kolei szczegół A widoczny na fig. 6 ukazuje pozycję bolca blokady rygla względem ukośnego otworu w pozycji zaryglowany.

Fig. 7 Widok fragmentu zamka z systemem elektronicznej blokady w pozycji odryglowany, od strony klamki środkowej z zaznaczonym szczegółem B.

Z kolei szczegół B widoczny na fig. 8 ukazuje pozycję bolca blokady rygla względem ukośnego otworu, w pozycji odryglowany.

Fig. 9 to Fragment przerwania widoku zamka z systemem elektronicznej blokady w pozycji zaryglowany, od strony klamek górnej i dolnej ukazujący pozycję cięgna elementu wykonawczego względem listwy ryglującej.

Zaś fig. 10 to fragment przerwania widoku zamka z systemem elektronicznej blokady w pozycji odryglowany, od strony klamek górnej i dolnej ukazujący pozycję cięgna elementu wykonawczego względem listwy ryglującej.

Wykaz oznaczeń:

1. listwa podstawowa

2. wypust ryglujący

3. krańcówka ryglowania drzwi

4. element wykonawczy

5. cięgno elementu wykonawczego

6. listwa ryglująca

7. bolec blokady rygla

8. kostka blokady rygla

9. otwór ukośny (fasola)

10. stabilizator

11. wybrania wkładki klucza

12. rygiel

13. wkładka klucza klamki dolnej

14. wkładka klucza klamki górnej

P r z y k ł a d 1: Zamek drzwi lokomotywy pociągu zawiera klamki na dwóch poziomach, przy czym na poziomie dolnym klamka znajduje od tylko od zewnętrznej strony drzwi.

W zamku znajduje się jedna długa listwa podstawowa 1, której przesuw w dolnym kierunku powoduje wsunięcie rygli 12. Przesunięcie listwy podstawowej 1 realizowane jest za pomocą zębatek, przy czym jedna napędzana jest przez dolną klamkę, jedna przez górną. Układ jest powiązany tak, że naciśnięcie dolnej klamki powoduje ruch górnej i odwrotnie. Zamek posiada jeszcze dodatkową funkcję uniesienia którejkolwiek klamki do góry, co powoduje zablokowanie rygli 12 i dodatkowo wyprowadzenie docisku ze środkowej klamki. W zamku znajduje się element zabezpieczający, który uniemożliwia podniesienie klamki do góry kiedy drzwi są otwarte.

Nad listwą podstawową 1 i wzdłuż osi zamka znajduje się listwa ryglującą 6 na długości pomiędzy wkładką klucza klamki górnej 14 i wkładką klucza klamki dolnej 13. Do listwy ryglującej obrotowo zamontowane jest cięgno 5, którego drugi koniec połączony jest również obrotowo do elementu wykonawczego 4 jakim jest silnik elektryczny. Pośrednio, cięgno 5 mocowane jest w drugim punkcie do listwy ryglującej 6 ale z możliwością niewielkiej kompensacji ruchu liniowego wzdłuż osi listwy ryglującej 6. Sterowany procesorem, element wykonawczy 4, połączony z procesorem pośrednio poprzez wyjście mocy, wykonuje ruch posuwisty w kierunku równoległym do listwy podstawowej 1, czyli do osi wzdłużnej zamka. W wypuście listwy ryglującej 6 znajduje się ukośny otwór 9 o kształcie fasoli, z którym współpracuje bolec blokady rygla 7. Takie ułożenie otworu 9 powoduje ruch bolca blokady rygla 7 prostopadły do kierunku ruchu listwy ryglującej 6. Dzięki temu, możliwe jest odsunięcie kostki blokady rygla 8 i prze

PL 241 340 B1 suw listy podstawowej 1. System sterowania blokadą składa się również ze stabilizatora 10, który utrzymuje pozycję listwy ryglującej 6 w stanach zaryglowania/odryglowania. Listwa ryglująca 6 posiada wybrania 11 współpracujące z wkładką klucza 13 i 14, które to ograniczają jej długość.

Elementami układu elektronicznego są także podłączone do sterownika, klawiatura, wyświetlacz LED/OLED, czytnik kart lub chipów. Element wykonawczy 4 oraz przełącznik krańcowy blokady 3 połączone są w układzie elektronicznym z procesorem sterującym, czytnikiem kart i klawiaturą, wyświetlaczem, dostępem sieci Ethernet i wejściem USB oraz pośrednio poprzez wyjście mocy, elementem wykonawczym 4.

Odryglowanie bądź zaryglowanie drzwi można zrealizować za pośrednictwem czytnika, bez użycia klucza. Każda karta identyfikacyjna posiada swój unikalny, niepowtarzalny numer, który jest przypisany bezpośrednio do każdego użytkownika. Klient w ten sposób uzyskuje informacje o każdym otwarciu przez użytkownika a także nadaje uprawnienia dla każdego użytkownika w zależności od pojazdu.

Dostęp do odryglowania blokady drzwi przez system elektroniczny może odbywać się również z interfejsu jakim jest klawiatura numeryczna, umieszczona na zewnątrz. Umożliwia ona otwarcie zamka bez wymogu posiadania karty lub klucza. Użycie kodu dostępu jest monitorowane i sprawdzane przez system. Kod dostępu do pojazdu działa przez określony czas bądź jest jednorazowy. Nadanie kodu dostępu następuje w sposób zdalny przez sieć Ethernet.

Diody są sygnalizacją wizualną umieszczoną na zewnętrznym panelu urządzenia. Informują one bezpośrednio o stanie zamknięcia. Zielona dioda informuje o odryglowaniu bądź zaryglowaniu zamka, czerwona dioda sygnalizuje o błędzie systemu. Wyświetlacz pełni istotną rolę w funkcjonowaniu systemu. Pozwala on wyświetlać komunikaty systemu informujące użytkownika, ewentualne błędy w działaniu systemu i inne.

Dotychczasowe otwarcie pojazdu z klucza również jest monitorowane i zostaje przechowane w pamięci urządzenia przez wymagany przez klienta czas.

Obsługa zamka

Elektroniczny system sterowania pozwala odblokować drzwi kabiny lokomotywy na kilka możliwych sposobów. Wszystkie funkcje odryglowania zamka są monitorowane, co nie było możliwe w podstawowej mechanicznej wersji blokady drzwi. W momencie gdy system wydaje pozwolenie na otwarcie drzwi, element wykonawczy 4 przesuwa listwę ryglującą 6, umożliwiając użycie klamki oraz otwarcie drzwi. Informacja ta zostaje zapisana w pamięci urządzenia a następnie przekazana na serwer klienta poprzez sieć Ethernet. Pozycja położenia listwy ryglującej 6 zamka jest monitorowana poprzez krańcówkę zaryglowania drzwi 3. Informacja ta jest monitorowana i rejestrowana przez system.

‘ P r z y k ł a d 2

Urządzenie jak w przykładzie 1, przy czym do sterownika układu elektronicznego przyłączony jest czujnik otwarcia okna, który sygnalizuje użytkownikowi bądź klientowi stan faktyczny.

P r z y k ł a d 3

Urządzenie jak w przykładzie 2, przy czym do sterownika układu elektronicznego przyłączony jest system zapobiegający powstawaniu szronu na szybie i jeśli temperatura szyby okna spadnie poniżej 0stC, urządzenie umożliwia załączenie elektrycznych ścieżek lub dmuchawy.

Komunikacja Ethernet

System nawiązuje połączenie przez sieć Ethernet z systemem klienta. W ten sposób uzyskuje się bezpośrednie połączenie zdalne, które zapewnia przesyłanie danych pomiędzy systemem sterowania, komputerem pokładowym na pojeździe oraz systemem klienta w siedzibie firmy. System wysyła informacje zgłaszanie błędów oraz podawanie stanów otwarcia/zamknięcia drzwi, otwarcia/zamknięcia zamka oraz inne, przez sieć do komputera pokładowego na pojeździe. Dzięki wbudowanemu zegarowi RTC zdarzenia zawsze są zapisane z aktualnym czasem ich wystąpienia, które następnie można wysłać do systemu klienta. Komunikacja ta, pozwala również na synchronizacje systemu z serwerem głównym, dzięki czemu możliwy jest na bieżąco dostęp do informacji o nowo dodanej karcie, kodzie, zmianie uprawnień itp. Komunikacja Ethernet pozwala również na zdalną konfiguracje systemu oraz zmianę oprogramowania sterownika.

Opis działania poszczególnych bloków przedstawionych na fig. 1:

Wysterowanie elementu wykonawczego - wyjście mocy.

Odryglowanie drzwi realizowane odsunięciem blokady rygla za pomocą układu bolca 7 i ukośnego otworu 9 - fasoli, możliwe jest do zrealizowania na kilka sposobów: poprzez użycie autoryzowanej karty na czytniku, użycie ustawionego tymczasowego lub jednorazowego kodu czy zdalne polecenie

Claims (2)

1. PL 241 340 B1 otwarcia lub zamknięcia powoduje odryglowanie lub zaryglowanie drzwi. Wyświetlacz wyświetla wpisywany kod tymczasowy lub jednorazowy oraz komunikaty diagnostyczne dla użytkownika. Czytnik kart RFID pozwala na odczyt numerów kart i porównywanie ich z zapisanymi w pamięci urządzenia. Po wykryciu autoryzowanej karty drzwi zostają otwarte. Klawiatura służy do wprowadzania kodów otwarcia drzwi, jak również może realizować dodatkowe funkcje serwisowe. Procesor z kolei kontroluje działanie wszystkich urządzeń peryferyjnych. Złącze USB służy umożliwia komunikacja z systemem za pośrednictwem komputera przenośnego, realizowaną na miejscu, w kabinie lokomotywy (oprogramowanie diagnostyczne RDIAG v2.0). Możliwy jest odczyt pamięci zdarzeń zaistniałych na wszystkich urządzeniach peryferyjnych, bez możliwości ich skasowania z zewnątrz, a także zdalna konfiguracja sterownika i aktualizacja jego oprogramowania. Z kolei wewnętrzna komunikacja w sieci Ethernet (w standardzie IEEE 802.3), umożliwia podobnie jak złącze USB, między innymi odczyt pamięci zdarzeń zaistniałych na wszystkich urządzeniach peryferyjnych, bez możliwości ich skasowania z zewnątrz. Możliwa jest także zdalna konfiguracja sterownika i zmiana jego oprogramowania. Wejścia i wyjścia cyfrowe - każde z nich ma osobny pin - wejścia z napięciem 24 VDC, wyjścia podciągnięciem do GND. Służą podłączeniu zewnętrznych urządzeń, takich jak lampki sygnalizacyjne, przyciski, przełączniki.

   Zastrzeżenia patentowe

   1. System sterowania blokadą zamka w lokomotywie pociągu, zwłaszcza blokadą drzwi, zawierający jedną długą listwę podstawową, łączącą klamki znajdujące się na dwóch różnych poziomach, przy czym na górnym poziomie znajduje się klamka zewnętrzna i klamka wewnętrzna, na dolnym poziomie klamka zewnętrzna, z którą to listwą podstawową sprzężony jest zestaw rygli natomiast każda klamka posiada zębatkę, która po naciśnięciu klamki powoduje przesunięcie listwy w górnym kierunku a tym samym wsunięcie rygli i otwarcie drzwi oraz dociąg sprężynowy, ustalający jej położenie w pozycji poziomej, znamienny tym, że zawiera listwę ryglującą (6) umieszczoną nad i wzdłuż listwy podstawowej (1), sterowany element wykonawczy (4), wykonujący ruch posuwisty w kierunku równoległym do listwy podstawowej (1), czyli do osi wzdłużnej zamka, który połączony jest z listwą ryglującą (6) cięgnem (5), natomiast w wypuście listwy ryglującej (2) znajduje się ukośny otwór (9) o kształcie fasoli, z którym współpracuje bolec blokady rygla (7), przy czym system zawiera również stabilizator (10), krańcowy przełącznik blokady oraz krańcowy przełącznik zamknięcia drzwi (3), przy czym listwa ryglująca (6) posiada wybrania (11) współpracujące z wkładką klucza (13, 14), które ograniczają jej długość, przy czym element wykonawczy (4) oraz przełącznik krańcowy blokady (3) połączone są w układzie elektronicznym z procesorem sterującym czytnikiem kart i klawiaturą, wyświetlaczem, dostępem sieci Ethernet i wejściem USB oraz pośrednio poprzez wyjście mocy, elementem wykonawczym (4).
2. 2. System według zastrz. 1, znamienny tym, że elementem wykonawczym (4) jest silnik elektryczny albo elektromagnes.