本發(fā)明涉及軌道工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于鋼軌打磨車的走行換擋系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，車輛換擋主要是通過驅(qū)動(dòng)換擋裝置推動(dòng)脫掛撥叉從而帶動(dòng)滑動(dòng)移套移動(dòng)，達(dá)到滑動(dòng)移套的內(nèi)花鍵與輸入軸和輸出軸的外花鍵之間的嚙合。滑動(dòng)移套將輸入軸和輸出軸連接在一起，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳輸，或者是通過滑動(dòng)移套的外花鍵或齒輪與輸出部件的花鍵或齒輪嚙合來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。但在實(shí)際操作過程中，由于需要嚙合的花鍵或齒輪的嚙合槽并不一定處于對正狀態(tài)，所以會經(jīng)常出現(xiàn)“齒頂齒”掛不上檔的情況，有時(shí)甚至由于重復(fù)掛檔頂齒，導(dǎo)致嚙合件端面崩裂等問題，因此很有必要對現(xiàn)有掛檔系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。

目前國內(nèi)現(xiàn)有的換擋裝置都是通過操作者操作換擋按鈕來硬件激活液壓系統(tǒng)回路，從而驅(qū)動(dòng)走行軸轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到換擋的目的，而換擋是否到位是通過操作者肉眼察看得知的。現(xiàn)有的點(diǎn)動(dòng)換擋裝置，也是一種硬件實(shí)現(xiàn)方式，即通過點(diǎn)動(dòng)按鈕點(diǎn)動(dòng)，硬件激活液壓回路換擋，與前述方式不同的是點(diǎn)動(dòng)按鈕操作給定液壓泵排量的時(shí)間是通過點(diǎn)動(dòng)時(shí)間的長短決定的。

現(xiàn)有換擋方式由于是通過操作換擋按鈕給定走行液壓泵排量，因此走行液壓泵排量大小和液壓驅(qū)動(dòng)力保持時(shí)間只能人為控制，同時(shí)存在操作困難、頂齒現(xiàn)象嚴(yán)重、換擋效率低下等技術(shù)缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種鋼軌打磨車走行換擋系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有換擋方式走行液壓泵排量大小和液壓驅(qū)動(dòng)力保持時(shí)間只能人為控制，存在操作困難、頂齒現(xiàn)象嚴(yán)重、換擋效率低下的技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種鋼軌打磨車走行換擋系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種鋼軌打磨車走行換擋系統(tǒng)，用于控制走行軸換擋，包括：上位機(jī)、底層DI模塊、底層DO模塊、排量控制閥、發(fā)動(dòng)機(jī)、走行液壓泵和馬達(dá)。通過所述上位機(jī)向所述底層DO模塊發(fā)送點(diǎn)動(dòng)指令，所述底層DO模塊對比并根據(jù)所述點(diǎn)動(dòng)指令中由所述上位機(jī)給出的目標(biāo)檔位與通過所述底層DI模塊采集到的走行軸的當(dāng)前檔位計(jì)算出需要給定所述排量控制閥的控制信號。所述發(fā)動(dòng)機(jī)以固定轉(zhuǎn)速帶動(dòng)所述走行液壓泵，所述底層DO模塊通過所述排量控制閥控制所述走行液壓泵向所述馬達(dá)輸出給定的液壓流量，并由所述馬達(dá)帶動(dòng)所述走行軸。

優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括與所述馬達(dá)相連的EDA，在所述馬達(dá)流量一定的情況下，所述EDA通過調(diào)節(jié)所述馬達(dá)的排量來調(diào)節(jié)所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。

優(yōu)選的，給定所述排量控制閥的控制信號包括給定所述走行液壓泵的排量大小和施加至所述走行軸的液壓驅(qū)動(dòng)力的保持時(shí)間。

優(yōu)選的，如果所述底層DO模塊對比所述上位機(jī)給出的目標(biāo)檔位與通過所述底層DI模塊采集到的走行軸的當(dāng)前檔位不匹配，則所述底層DO模塊根據(jù)所述上位機(jī)設(shè)定的液壓驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的走行軸微動(dòng)，如果目標(biāo)檔位和當(dāng)前檔位匹配則不需再給所述走行軸施加液壓驅(qū)動(dòng)力。

優(yōu)選的，所述底層DO模塊實(shí)時(shí)檢測所述上位機(jī)是否發(fā)出點(diǎn)動(dòng)指令，如果檢測到有點(diǎn)動(dòng)指令，則計(jì)算所述鋼軌打磨車的當(dāng)前車速，只有車速小于設(shè)定的最大換擋速度情況下，所述點(diǎn)動(dòng)指令有效。

優(yōu)選的，在所述點(diǎn)動(dòng)指令有效的情況下，所述底層DO模塊判斷所述點(diǎn)動(dòng)指令是點(diǎn)動(dòng)向前指令還是點(diǎn)動(dòng)向后指令。如果是點(diǎn)動(dòng)向前指令，并且所述走行軸的當(dāng)前檔位和目標(biāo)檔位不一致，則根據(jù)設(shè)置值給定所述排量控制閥相應(yīng)的排量。如果所述走行軸的當(dāng)前檔位和目標(biāo)檔位匹配，則無需再給所述排量控制閥排量。如果是點(diǎn)動(dòng)向后指令，并且所述走行軸的當(dāng)前檔位和目標(biāo)檔位不一致，則根據(jù)設(shè)置值給定所述排量控制閥相應(yīng)的排量。如果所述走行軸的當(dāng)前檔位和目標(biāo)檔位匹配，則無需再給所述排量控制閥排量。

優(yōu)選的，所述上位機(jī)帶有觸摸屏，當(dāng)操作者通過操作帶由觸摸屏的上位機(jī)，點(diǎn)擊點(diǎn)動(dòng)按鈕1次，則所述上位機(jī)自動(dòng)下發(fā)該點(diǎn)動(dòng)指令至所述底層DO模塊。

優(yōu)選的，所述底層DO模塊給定的所述走行液壓泵的排量大小和施加至所述走行軸的液壓驅(qū)動(dòng)力的保持時(shí)間能通過所述上位機(jī)的界面參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)置。

優(yōu)選的，所述底層DO模塊通過PWM端口輸出控制信號驅(qū)動(dòng)所述排量控制閥動(dòng)作，所述排量控制閥采用比例閥。

通過實(shí)施上述本發(fā)明提供的鋼軌打磨車走行換擋系統(tǒng)的技術(shù)方案，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明采用智能化電動(dòng)換擋控制取代傳統(tǒng)的硬件換擋方式，走行液壓泵排量大小和液壓驅(qū)動(dòng)力保持時(shí)間可以通過上位機(jī)設(shè)定并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，從而解決頂齒現(xiàn)象嚴(yán)重的問題；

(2)本發(fā)明無需專門設(shè)計(jì)換擋控制電路，無需設(shè)計(jì)換擋按鈕和點(diǎn)動(dòng)開關(guān)，具有設(shè)計(jì)成本更低，走行液壓泵排量大小和液壓驅(qū)動(dòng)力保持時(shí)間更加優(yōu)化，操作簡便，換擋成功率高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的實(shí)施例。

圖1是本發(fā)明鋼軌打磨車走行換擋系統(tǒng)一種具體實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是基于本發(fā)明系統(tǒng)的鋼軌打磨車走行換擋方法一種具體實(shí)施例的程序流程示意圖；

圖中：1-上位機(jī)，2-底層DI模塊，3-底層DO模塊，4-排量控制閥，5-發(fā)動(dòng)機(jī)，6-走行液壓泵，7-EDA，8-馬達(dá)，9-走行軸。

具體實(shí)施方式

為了引用和清楚起見，將下文中使用的技術(shù)名詞、簡寫或縮寫記載如下：

底層DO模塊：底層數(shù)字量輸出模塊的簡稱；

底層DI模塊：底層數(shù)字量輸入模塊的簡稱；

PWM：Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制的簡稱；

EDA：馬達(dá)排量調(diào)節(jié)電路板的簡稱。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如附圖1和附圖2所示，給出了本發(fā)明鋼軌打磨車走行換擋系統(tǒng)的具體實(shí)施例，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如附圖1所示，一種鋼軌打磨車走行換擋系統(tǒng)的具體實(shí)施例，用于控制走行軸9換擋，系統(tǒng)包括：上位機(jī)1、底層DI模塊2、底層DO模塊3、排量控制閥4、發(fā)動(dòng)機(jī)5、走行液壓泵6和馬達(dá)8。操作者通過上位機(jī)1向底層DO模塊3發(fā)送點(diǎn)動(dòng)指令，底層DO模塊3對比并根據(jù)點(diǎn)動(dòng)指令中由上位機(jī)1給出的目標(biāo)檔位與通過底層DI模塊2采集到的走行軸9的當(dāng)前檔位計(jì)算出需要給定排量控制閥4的控制信號。發(fā)動(dòng)機(jī)5以固定轉(zhuǎn)速帶動(dòng)走行液壓泵6，底層DO模塊3通過排量控制閥4控制走行液壓泵6向馬達(dá)8輸出給定的液壓流量，并由馬達(dá)8帶動(dòng)走行軸9。上位機(jī)1帶有觸摸屏，當(dāng)操作者通過操作帶由觸摸屏的上位機(jī)1，點(diǎn)擊點(diǎn)動(dòng)按鈕1次，則上位機(jī)1自動(dòng)下發(fā)該點(diǎn)動(dòng)指令至底層DO模塊3。

鋼軌打磨車走行換擋系統(tǒng)還包括與馬達(dá)8相連的EDA 7，在馬達(dá)8流量一定的情況下，EDA 7通過調(diào)節(jié)馬達(dá)8的排量來調(diào)節(jié)馬達(dá)8的轉(zhuǎn)速。給定排量控制閥4的控制信號進(jìn)一步包括給定走行液壓泵6的排量大小(通過控制排量控制閥4的開度實(shí)現(xiàn))和施加至走行軸9的液壓驅(qū)動(dòng)力的保持時(shí)間(通過控制排量控制閥4的保持時(shí)間實(shí)現(xiàn))。底層DO模塊3給定的走行液壓泵6的排量大小和施加至走行軸9的液壓驅(qū)動(dòng)力的保持時(shí)間能通過上位機(jī)1的界面參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)置。如果底層DO模塊3對比上位機(jī)1給出的目標(biāo)檔位與通過底層DI模塊2采集到的走行軸9的當(dāng)前檔位不匹配，則底層DO模塊3根據(jù)上位機(jī)1設(shè)定的液壓驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的走行軸9微動(dòng)，如果目標(biāo)檔位和當(dāng)前檔位匹配則不需再給走行軸9施加液壓驅(qū)動(dòng)力。底層DO模塊3可通過PWM端口輸出控制信號驅(qū)動(dòng)排量控制閥4動(dòng)作，排量控制閥4采用比例閥，底層DO模塊3通過調(diào)節(jié)排量控制閥4的開度來控制走行液壓泵6的排量，從而控制馬達(dá)8的排量。

底層DO模塊3實(shí)時(shí)檢測上位機(jī)1是否發(fā)出點(diǎn)動(dòng)指令，如果檢測到有點(diǎn)動(dòng)指令，則計(jì)算鋼軌打磨車的當(dāng)前車速，只有車速小于設(shè)定的最大換擋速度情況下，點(diǎn)動(dòng)指令有效。在點(diǎn)動(dòng)指令有效的情況下，底層DO模塊3判斷點(diǎn)動(dòng)指令是點(diǎn)動(dòng)向前指令還是點(diǎn)動(dòng)向后指令。如果是點(diǎn)動(dòng)向前指令，并且述走行軸9的當(dāng)前檔位和目標(biāo)檔位不一致，則根據(jù)設(shè)置值給定排量控制閥4相應(yīng)的排量。如果走行軸9的當(dāng)前檔位和目標(biāo)檔位匹配，則無需再給排量控制閥4排量。如果是點(diǎn)動(dòng)向后指令，并且走行軸9的當(dāng)前檔位和目標(biāo)檔位不一致，則根據(jù)設(shè)置值給定排量控制閥4相應(yīng)的排量。如果走行軸9的當(dāng)前檔位和目標(biāo)檔位匹配，則無需再給排量控制閥4排量。

一種基于上述系統(tǒng)的鋼軌打磨車走行換擋方法的具體實(shí)施例，包括以下步驟：

S100)操作者通過上位機(jī)1向底層DO模塊3發(fā)送點(diǎn)動(dòng)指令；

S200)底層DO模塊3對比并根據(jù)點(diǎn)動(dòng)指令中由上位機(jī)1給出的目標(biāo)檔位與通過底層DI模塊2采集到的走行軸9的當(dāng)前檔位計(jì)算出需要給定排量控制閥4的控制信號；

S300)發(fā)動(dòng)機(jī)5以固定轉(zhuǎn)速帶動(dòng)走行液壓泵6，底層DO模塊3通過排量控制閥4控制走行液壓泵6向馬達(dá)8輸出給定的液壓流量，并由馬達(dá)8帶動(dòng)走行軸9。給定排量控制閥4的控制信號包括給定走行液壓泵6的排量大小和施加至走行軸9的液壓驅(qū)動(dòng)力的保持時(shí)間。

步驟S300還包括以下過程：

在馬達(dá)8流量一定的情況下，通過EDA 7調(diào)節(jié)馬達(dá)8的排量來調(diào)節(jié)馬達(dá)8的轉(zhuǎn)速。

步驟S200還包括以下過程：

如果底層DO模塊3對比上位機(jī)1給出的目標(biāo)檔位與通過底層DI模塊2采集到的走行軸9的當(dāng)前檔位不匹配，則底層DO模塊3根據(jù)上位機(jī)1設(shè)定的液壓驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的走行軸9微動(dòng)，如果目標(biāo)檔位和當(dāng)前檔位匹配則不需再給走行軸9施加液壓驅(qū)動(dòng)力。

步驟S100還包括以下過程：

底層DO模塊3實(shí)時(shí)檢測上位機(jī)1是否發(fā)出點(diǎn)動(dòng)指令，如果檢測到有點(diǎn)動(dòng)指令，則計(jì)算鋼軌打磨車的當(dāng)前車速，只有車速小于設(shè)定的最大換擋速度情況下，點(diǎn)動(dòng)指令有效。

如附圖2所示，鋼軌打磨車走行換擋方法進(jìn)一步包括以下步驟：

A)底層DO模塊3檢測是否有點(diǎn)動(dòng)指令；

B)如果有點(diǎn)動(dòng)指令，則計(jì)算鋼軌打磨車的走行速度；

C)如果鋼軌打磨車的走行速度小于或等于設(shè)定的最大換擋速度，則換擋指令有效，并存儲此次點(diǎn)動(dòng)指令；

D)如果鋼軌打磨車的走行速度大于設(shè)定的最大換擋速度，則走行速度過快，不允許進(jìn)行換擋(因?yàn)樵诟咚僮咝星闆r下?lián)Q擋容易打壞換擋齒)，并存儲此次點(diǎn)動(dòng)指令；

E)當(dāng)點(diǎn)動(dòng)指令有效，底層DO模塊3判斷點(diǎn)動(dòng)指令是點(diǎn)動(dòng)向前指令還是點(diǎn)動(dòng)向后指令；

F)如果是點(diǎn)動(dòng)向前指令，并且走行軸9的當(dāng)前檔位和目標(biāo)檔位不一致，則根據(jù)設(shè)置值給定排量控制閥4相應(yīng)的排量；如果走行軸9的當(dāng)前檔位和目標(biāo)檔位匹配，則無需再給排量控制閥4排量；

G)如果是點(diǎn)動(dòng)向后指令，并且走行軸9的當(dāng)前檔位和目標(biāo)檔位不一致，則根據(jù)設(shè)置值給定排量控制閥4相應(yīng)的排量；如果走行軸9的當(dāng)前檔位和目標(biāo)檔位匹配，則無需再給排量控制閥4排量；

H)排量的大小及其保持時(shí)間可由上位機(jī)1的界面設(shè)置，當(dāng)調(diào)試出最優(yōu)參數(shù)后可通過界面保存下來(該步驟圖中未示出)。

在上述步驟中，當(dāng)操作者點(diǎn)擊點(diǎn)動(dòng)按鈕1次，則上位機(jī)1自動(dòng)下發(fā)該點(diǎn)動(dòng)指令至底層DO模塊3。底層DO模塊3給定的走行液壓泵6的排量大小和施加至走行軸9的液壓驅(qū)動(dòng)力的保持時(shí)間能通過上位機(jī)1的界面參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)置。

本發(fā)明上述具體實(shí)施例描述的鋼軌打磨車走行換擋系統(tǒng)通過智能化控制實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)換擋功能，換擋時(shí)底層DO模塊3自動(dòng)監(jiān)測當(dāng)前檔位，通過對比目標(biāo)檔位和反饋檔位，對于檔位不匹配的走行軸9給予一定驅(qū)動(dòng)力微動(dòng)直到到位。對于已經(jīng)到位的則不給驅(qū)動(dòng)力，大大減少了換擋齒輪箱的磨損，同時(shí)也大大提高了換擋的成功率。同時(shí)，底層DO模塊3自動(dòng)檢測換擋到位與否，沒有到位的會給一定微動(dòng)力去驅(qū)動(dòng)走行軸9直到到位，微動(dòng)力的大小及保持時(shí)間是可通過上位機(jī)1的界面進(jìn)行設(shè)置和修改的，這樣可以保證在調(diào)試過程中選擇一個(gè)最佳微動(dòng)力和微動(dòng)力的保持時(shí)間。

通過實(shí)施本發(fā)明具體實(shí)施例描述的鋼軌打磨車走行換擋系統(tǒng)的技術(shù)方案，能夠產(chǎn)生如下技術(shù)效果：

(1)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的鋼軌打磨車走行換擋系統(tǒng)采用智能化電動(dòng)換擋控制取代傳統(tǒng)的硬件換擋方式，走行液壓泵排量大小和液壓驅(qū)動(dòng)力保持時(shí)間可以通過上位機(jī)設(shè)定并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，從而解決頂齒現(xiàn)象嚴(yán)重的問題；

(2)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的鋼軌打磨車走行換擋系統(tǒng)無需專門設(shè)計(jì)換擋控制電路，無需設(shè)計(jì)換擋按鈕和點(diǎn)動(dòng)開關(guān)，具有設(shè)計(jì)成本更低，走行液壓泵排量大小和液壓驅(qū)動(dòng)力保持時(shí)間更加優(yōu)化，操作簡便，換擋成功率高等優(yōu)點(diǎn)。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和技術(shù)方案的情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍。