本發(fā)明屬于鐵路機車模擬駕駛仿真領域，具體涉及一種內燃機教學用自動制動閥和單獨制動閥。

背景技術：

目前在鐵路機車模擬駕駛仿真領域，東風系列內燃機車存在著對JZ-7型空氣制動機的自動制動閥和單獨制動閥只能使用機車用的原廠部件的問題，導致成本較高、信號采集困難、無法縮小體積實現(xiàn)集成化、小型化和低成本化的目標，從而限制了東風系列內燃機車模擬駕駛設備的小型化和規(guī)模化。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有JZ-7型空氣制動機的自動制動閥和單獨制動閥只能使用機車用的原廠部件，導致成本較高、信號采集困難、無法縮小體積實現(xiàn)集成化、小型化和低成本化的目標的技術問題，從而提供一種小型化、成本低、模擬效果好的一種內燃機教學用自動制動閥和單獨制動閥。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案如下：

一種內燃機教學用自動制動閥和單獨制動閥，包括操作臺和微機，在操作臺上相對設置有自動制動閥組件和單獨制動閥組件，所述自動制動閥組件的電位器Ⅰ與單獨制動閥組件的電位器Ⅱ和觸發(fā)開關經(jīng)信號采集板與微機連接。

所述自動制動閥組件包括自動制動手柄、頂塊構件、大閘端蓋、大閘轉軸、大閘凸輪、大閘彈簧組件、電位器I和下安裝板，自動制動手柄的第一轉軸扣件上的擰緊孔與大閘轉軸的上端相配合；頂塊構件安裝在自動制動手柄的連接件上并與大閘端蓋上的溝槽相對應；大閘端蓋套設在大閘轉軸的上端并安裝在操作臺上，大閘轉軸位于操作臺下方的位置安裝有大閘凸輪，大閘彈簧組件安裝在下安裝板上且大閘彈簧組件的第一頂柱與大閘凸輪的凹槽相對應；在大閘轉軸的下端與電位器Ⅰ連接；電位器Ⅰ安裝在下安裝板的下端。

所述自動制動手柄的左部為第一轉軸扣件，第一轉軸扣件的下端設置有擰緊孔；自動制動手柄的右部為第一握柄，在第一轉軸扣件和第一握柄之間的部位為連接件，連接件的上部設置有連接桿，連接桿與第一轉軸扣件的外側連接，連接件的下部設置有安裝槽，安裝槽的側壁上設置有銷軸孔，在安裝槽的右端垂直設置有盲孔；連接桿的軸線與安裝槽的軸線相平行。

所述頂塊構件包括頂塊和定位桿，頂塊的左端為弧形端面并與大閘端蓋上端溝槽相對應；銷軸穿過安裝槽上的銷軸孔和頂塊上的腰孔將頂塊安裝在安裝槽內；定位桿安裝在頂塊的右端并插入盲孔內；所述大閘彈簧組件包括第一頂柱、第一彈簧、第一安裝板、第一法蘭，第一安裝板固定在下第一安裝板上，第一頂柱的一端穿過第一安裝板上的孔與第一法蘭連接，第一頂柱的另一端設置有第一弧形頂頭，在第一弧形頂頭和第一安裝板之間的第一頂柱上套設有第一彈簧；且第一弧形頂頭與大閘凸輪上的凹槽相對應。

所述大閘端蓋包括下限位板和上限位板，上限位板和下限位板之間通過套筒連接，在上限位板的外圓周面上設置有溝槽，所述溝槽與頂塊構件的頂塊相對應；在上限位板上端安裝有第一環(huán)形限位件，第一環(huán)形限位件的外圓周壁上設置有滑動孔，第一環(huán)形限位件上設置有第一開口，所述第一開口與滑動孔垂直相通；所述第一環(huán)形限位件的內徑大于等于自動制動手柄的第一轉軸扣件的外徑；所述第一開口的寬度大于連接桿的寬度；所述滑動孔的高度大于等于自動制動手柄的連接桿的厚度，且滑動孔所對應的圓心角與溝槽所對應的圓心角相等；所述上限位板的厚度小于自動制動手柄的連接件下端到連接桿下端的距離。

所述單獨制動閥組件包括單獨制動手柄、小閘端蓋、小閘轉軸、自動恢復組件、小閘彈簧組件、觸發(fā)開關、電位器Ⅱ、上安裝板和下支撐板，單獨制動手柄的第二轉軸扣件上的扣緊孔與小閘轉軸的上端相配合；且單獨制動手柄的卡塊與小閘端蓋上的撥動孔相匹配；小閘端蓋套設在小閘轉軸的上端并安裝在操作臺上，在操作臺下方安裝有上安裝板，在上安裝板下端安裝有自動恢復組件，自動恢復組件的小閘凸輪安裝在小閘轉軸上，且小閘凸輪上的齒與小閘彈簧組件的第二頂柱相配合；小閘彈簧組件安裝在下支撐板上；小閘凸輪的外圓周面與觸發(fā)開關的動觸頭相配合，小閘轉軸的下端與電位器Ⅱ連接；電位器Ⅱ安裝在下支撐板的下端；觸發(fā)開關和電位器Ⅱ經(jīng)信號采集板與微機連接。

所述單獨制動手柄包括第二握柄，在第二握柄左部的下端設置有第二轉軸扣件，第二轉軸扣件的下端設置有扣緊孔，扣緊孔與小閘轉軸的上端相配合；在第二轉軸扣件的外圓周面上設置有卡塊；卡塊與小閘端蓋上的撥動孔相匹配；所述小閘端蓋包括固定板，固定板上設置有供小閘轉軸通過的通孔，在固定板上安裝有第二環(huán)形限位件，在第二環(huán)形限位件的外圓周壁上設置有撥動孔，第二環(huán)形限位件上設置有第二開口，第二開口與撥動孔垂直相通，且第二開口的寬度大于等于卡塊的寬度；所述第二環(huán)形限位件的內徑大于等于第二轉軸扣件的外徑；所述撥動孔的高度大于等于卡塊的厚度。

所述小閘彈簧組件包括第二頂柱、第二彈簧、第二安裝板、第二法蘭，第二安裝板固定在下支撐板上，第二頂柱的一端穿過第二安裝板上的孔與第二法蘭連接，第二頂柱的另一端設置有第二弧形頂頭，在第二弧形頂頭和第二安裝板之間的第二頂柱上套設有第二彈簧；且第二弧形頂頭與自動恢復組件的小閘凸輪上的齒相對應。

所述自動恢復組件包括限位件、擋塊、彈簧構件和小閘凸輪，限位件的上端設置有上限位孔、上彈簧固定柱和安裝固定柱，上彈簧固定柱和安裝固定柱分列位于上限位孔的兩側；在限位件的下端設置有下限位孔和下彈簧固定柱，下彈簧固定柱位于下限位孔的側端；下限位孔與上限位孔相對應；下彈簧固定柱與上彈簧固定柱處于同一直線上；

擋塊的上端設置有上彈簧固定件，上彈簧固定件上端設置有上彈簧固定孔；擋塊的下端設置有下彈簧固定件，下彈簧固定件的下端設置有下彈簧固定孔；上彈簧固定件向上穿過限位件的上限位孔；且上彈簧固定件的外徑小于上限位孔的寬度，上限位孔的寬度小于擋塊的外徑；下彈簧固定件向下穿過限位件的下限位孔，且下彈簧固定件的外徑小于下限位孔的寬度，下限位孔的寬度小于擋塊的外徑；

所述彈簧構件包括上彈簧和下彈簧，上彈簧的一端安裝在上彈簧固定柱上，上彈簧的另一端安裝在上彈簧固定孔上；下彈簧的一端安裝在下彈簧固定柱上，下彈簧的另一端安裝在下彈簧固定孔上；

在小閘凸輪上設置有供小閘轉軸穿過的孔，在小閘凸輪的外圓周面上設置有弧形卡接件，弧形卡接件與擋塊相配合；在小閘凸輪與弧形卡接件相對的一側設置有扇形凸塊，扇形凸塊的外圓周面上設置有若干齒；扇形凸塊上的齒與小閘第一彈簧組的第二頂柱相對應；所述小閘凸輪位于環(huán)形卡接件遠離擋塊的一側與扇形凸塊側端之間的小閘凸輪的外圓周面形成觸發(fā)開關的動觸頭的滑動軌道。

所述觸發(fā)開關包括動觸頭、靜觸頭和安裝座，動觸頭的前端安裝有滾輪，滾輪與小閘凸輪上的滑動軌道相配合；動觸頭的后端鉸接在安裝座上，靜觸頭的一端固定安裝在安裝座上，靜觸頭的另一端與動觸頭相對應；安裝座安裝在立柱之間。

本發(fā)明在自動制動閥組件中通過頂塊構件與大閘端蓋上的溝槽相對應的結構增強操作手感，通過大閘彈簧組件的第一頂柱和大閘凸輪上的凹槽相配合的結構限定轉動角度也就是工作區(qū)域，使其更具有真實性。單獨制動閥組件通過自動恢復組件實現(xiàn)單獨制動手柄在操作后能夠恢復原狀，自動恢復組件的小閘凸輪與觸發(fā)開關的動觸頭相配合實現(xiàn)觸發(fā)開關的通斷。本發(fā)明側重于實際功能和操作的手感效果的實現(xiàn)，基本按照1:1實際制動閘設計制造。具備了東風系列機車上自動制動閥與單獨制動閥相同的手感，且實現(xiàn)了模擬部件的小型化、集成化和低成本化；東風系列機車教學設備上完全替代JZ-7型空氣制動機的自動制動閥和單獨制動閥的作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視圖。

圖2為本發(fā)明的左視圖。

圖3為本發(fā)明中自動制動手柄的結構示意圖。

圖4為本發(fā)明中大閘端蓋的結構示意圖。

圖5為本發(fā)明中頂塊構件的結構示意圖。

圖6為本發(fā)明中大閘凸輪的結構示意圖。

圖7為本發(fā)明中大閘彈簧組件的結構示意圖。

圖8為本發(fā)明中單獨制動手柄的結構示意圖。

圖9為本發(fā)明中小閘端蓋的結構示意圖。

圖10為本發(fā)明中小閘彈簧組件的結構示意圖。

圖11為本發(fā)明中觸發(fā)開關的結構示意圖。

圖12為本發(fā)明中自動恢復組件的結構示意圖。

圖13為圖11中限位件的結構示意圖。

圖14為圖11中擋塊的結構示意圖。

圖15為圖11中小閘凸輪的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1-15所示，一種內燃機教學用自動制動閥和單獨制動閥，包括操作臺12和微機，在操作臺12上相對設置有自動制動閥組件和單獨制動閥組件，所述自動制動閥組件的電位器Ⅰ7與單獨制動閥組件的電位器Ⅱ19和觸發(fā)開關18經(jīng)信號采集板與微機連接。

所述自動制動閥組件包括自動制動手柄1、頂塊構件2、大閘端蓋3、大閘轉軸4、大閘凸輪5、大閘彈簧組件6、電位器I7和下安裝板8，自動制動手柄1的第一轉軸扣件1-1上的擰緊孔1-1-1與大閘轉軸4的上端相配合；頂塊構件2安裝在自動制動手柄1的連接件1-2上并與大閘端蓋3上的溝槽3-2-1相對應；大閘端蓋3套設在大閘轉軸4的上端并安裝在操作臺12上，大閘轉軸4位于操作臺12下方的位置安裝有大閘凸輪5，大閘彈簧組件6安裝在下安裝板8上且大閘彈簧組件6的第一頂柱6-1與大閘凸輪5的凹槽5-1相對應；在大閘轉軸4的下端與電位器Ⅰ7連接；電位器Ⅰ7安裝在下安裝板8的下端。

具體地，所述自動制動手柄1的左部為第一轉軸扣件1-1，第一轉軸扣件1-1的下端設置有擰緊孔1-1-1；自動制動手柄1的右部為第一握柄1-3，在第一轉軸扣件1-1和第一握柄1-3之間的部位為連接件1-2，連接件1-2的上部設置有連接桿1-2-5，連接桿1-2-5與第一轉軸扣件1-1的外側連接，連接件1-2的下部設置有安裝槽1-2-1，安裝槽1-2-1的側壁上設置有銷軸孔1-2-2，在安裝槽1-2-1的右端垂直設置有盲孔1-2-3；連接桿1-2-5的軸線與安裝槽1-2-1的軸線相平行。

所述頂塊構件2包括頂塊2-1和定位桿2-2，頂塊2-1的左端為弧形端面并與大閘端蓋3上端溝槽相對應；銷軸9穿過安裝槽1-2-1上的銷軸孔1-2-2和頂塊2-1上的腰孔2-1-1將頂塊2-1安裝在安裝槽1-2-1內；定位桿2-2安裝在頂塊2-1的右端并插入盲孔1-2-3內；所述大閘彈簧組件6件包括第一頂柱6-1、第一彈簧6-2、第一安裝板6-3、第一法蘭6-4，第一安裝板6-3固定在下第一安裝板8上，第一頂柱6-1的一端穿過第一安裝板6-3上的孔與第一法蘭6-4連接，第一頂柱6-1的另一端設置有第一弧形頂頭6-1-1，在第一弧形頂頭6-1-1和第一安裝板6-3之間的第一頂柱6-1上套設有第一彈簧6-2；且第一弧形頂頭6-1-1與大閘凸輪5上的凹槽5-1相對應。

所述大閘端蓋3包括下限位板3-1和上限位板3-2，上限位板3-2和下限位板3-1之間通過套筒3-3連接，在上限位板3-2的外圓周面上設置有溝槽3-2-1，所述溝槽3-2-1與頂塊構件2的頂塊2-1相對應；在上限位板3-2上端安裝有第一環(huán)形限位件3-4，第一環(huán)形限位件3-4的外圓周壁上設置有滑動孔3-4-1，第一環(huán)形限位件3-4上設置有第一開口3-4-2，所述第一開口3-4-2與滑動孔3-4-1垂直相通；所述第一環(huán)形限位件3-4的內徑大于等于自動制動手柄1的第一轉軸扣件1-1的外徑；所述第一開口3-4-2的寬度大于連接桿1-2-5的寬度；所述滑動孔3-4-1的高度大于等于自動制動手柄1的連接桿1-2-5的厚度，且滑動孔3-4-1所對應的圓心角與溝槽3-2-1所對應的圓心角相等；所述上限位板3-2的厚度小于自動制動手柄1的連接件1-2下端到連接桿1-2-5下端的距離。

所述溝槽3-2-1分別與過充位、運轉位、最小減壓位、制動區(qū)、最大減壓位、過量減壓位、手柄取出位和緊急制動位相對應，其中最小減壓位和最大減壓位之間為常用制動區(qū)，在操作臺12的臺面上設置有相應的指示區(qū)；便于操作學習者一目了然。

所述單獨制動閥組件包括單獨制動手柄13、小閘端蓋14、小閘轉軸15、自動恢復組件16、小閘彈簧組件17、觸發(fā)開關18、電位器Ⅱ19、上安裝板20和下支撐板21，單獨制動手柄13的第二轉軸扣件13-1上的扣緊孔13-1-1與小閘轉軸15的上端相配合；且單獨制動手柄13的卡塊13-2與小閘端蓋14上的撥動孔14-1相匹配；小閘端蓋14套設在小閘轉軸15的上端并安裝在操作臺12上，在操作臺12下方安裝有上安裝板20，在上安裝板20下端安裝有自動恢復組件16，自動恢復組件16的小閘凸輪16-4安裝在小閘轉軸15上，且小閘凸輪16-4上的齒16-4-2-1與小閘彈簧組件17的第二頂柱17-1相配合；小閘彈簧組件17安裝在下支撐板21上；小閘凸輪16-4的外圓周面與觸發(fā)開關18的動觸頭18-1相配合，小閘轉軸15的下端與電位器Ⅱ19連接；電位器Ⅱ19安裝在下支撐板21的下端；觸發(fā)開關18和電位器Ⅱ19經(jīng)信號采集板與微機連接。

所述單獨制動手柄13包括第二握柄13-3，在第二握柄13-3左部的下端設置有第二轉軸扣件13-1，第二轉軸扣件13-1的下端設置有扣緊孔13-1-1，扣緊孔13-1-1與小閘轉軸15的上端相配合；在第二轉軸扣件13-1的外圓周面上設置有卡塊13-2；卡塊13-2與小閘端蓋14上的撥動孔14-1相匹配；所述小閘端蓋14包括固定板14-1，固定板14-1上設置有供小閘轉軸通過的通孔，在固定板14-1上安裝有第二環(huán)形限位件14-2，在第二環(huán)形限位件14-2的外圓周壁上設置有撥動孔14-2-1，第二環(huán)形限位件14-2上設置有第二開口14-2-2，第二開口14-2-2與撥動孔14-2-1垂直相通，且第二開口14-2-2的寬度大于等于卡塊13-2的寬度；所述第二環(huán)形限位件14-2的內徑大于等于第二轉軸扣件13-1的外徑；所述撥動孔14-2-1的高度大于等于卡塊13-2的厚度。

所述小閘彈簧組17件包括第二頂柱17-1、第二彈簧17-2、第二安裝板17-3、第二法蘭17-4，第二安裝板17-3固定在下支撐板21上，第二頂柱17-1的一端穿過第二安裝板17-3上的孔與第二法蘭17-4連接，第二頂柱17-1的另一端設置有第二弧形頂頭17-1-1，在第二弧形頂頭17-1-1和第二安裝板17-3之間的第二頂柱17-1上套設有第二彈簧17-2；且第二弧形頂頭17-1-1與自動恢復組件16的小閘凸輪16-4上的齒16-4-2-1相對應。

所述自動恢復組件16包括限位件16-1、擋塊16-2、彈簧構件和小閘凸輪16-4，限位件16-1的上端設置有上限位孔16-1-1、上彈簧固定柱16-1-2和安裝固定柱16-1-5，上彈簧固定柱16-1-2和安裝固定柱16-1-5分列位于上限位孔16-1-1的兩側；在限位件16-1的下端設置有下限位孔16-1-3和下彈簧固定柱16-1-4，下彈簧固定柱16-1-4位于下限位孔16-1-3的側端；下限位孔16-1-3與上限位孔16-1-1相對應；下彈簧固定柱16-1-4與上彈簧固定柱16-1-2處于同一直線上；

擋塊16-2的上端設置有上彈簧固定件16-2-1，上彈簧固定件16-2-1上端設置有上彈簧固定孔16-2-1-1；擋塊16-2的下端設置有下彈簧固定件16-2-2，下彈簧固定件16-2-2的下端設置有下彈簧固定孔16-2-2-1；上彈簧固定件16-2-1向上穿過限位件16-1的上限位孔16-1-1；且上彈簧固定件16-2-1的外徑小于上限位孔16-1-1的寬度，上限位孔16-1-3的寬度小于擋塊16-2的外徑；下彈簧固定件16-2-2向下穿過限位件16-1的下限位孔16-1-3，且下彈簧固定件16-2-2的外徑小于下限位孔16-1-3的寬度，下限位孔16-1-3的寬度小于擋塊16-2的外徑；

所述彈簧構件包括上彈簧和下彈簧，上彈簧的一端安裝在上彈簧固定柱16-1-2上，上彈簧的另一端安裝在上彈簧固定孔16-2-1-1上；下彈簧的一端安裝在下彈簧固定柱16-1-4上，下彈簧的另一端安裝在下彈簧固定孔16-2-2-1上；

在小閘凸輪16-4上設置有供小閘轉軸15穿過的孔，在小閘凸輪16-4的外圓周面上設置有弧形卡接件16-4-1，弧形卡接件16-4-1與擋塊16-2相配合；在小閘凸輪16-4與弧形卡接件16-4-1相對的一側設置有扇形凸塊16-4-2，扇形凸塊16-4-2的外圓周面上設置有若干齒16-4-2-1。所述齒16-4-2-1分別與單獨緩解位、運轉位、制動區(qū)和全制動位相對應；在運轉位和全制動位之間為制動區(qū)，在操作臺12上設置有相應的指示區(qū)，便于操作學習者一目了然。

扇形凸塊16-4-2上的齒16-4-2-1與小閘第一彈簧組17的第二頂柱17-1相對應；所述小閘凸輪16-4位于環(huán)形卡接件16-4-1遠離擋塊16-2的一側與扇形凸塊16-4-2-1側端之間的小閘凸輪16-4的外圓周面形成觸發(fā)開關18的動觸頭18-1的滑動軌道16-4-3。

所述觸發(fā)開關18包括動觸頭18-1、靜觸頭18-2和安裝座18-3，動觸頭18-1的前端安裝有滾輪18-4，滾輪18-4與小閘凸輪16-4上的滑動軌道16-4-3相配合；動觸頭18-1的后端鉸接在安裝座18-3上，靜觸頭18-2的一端固定安裝在安裝座18-3上，靜觸頭18-2的另一端與動觸頭18-1相對應；安裝座18-3安裝在立柱之間。

自動制動手柄帶動大閘轉軸轉動，大閘轉軸與電位器Ⅰ同軸，大閘轉軸在轉動過程中形成不同的電位差，電位器Ⅰ將檢測信號傳輸至信號采集板進行初步處理后發(fā)送至微機，在微機上顯示相應的操作界面。操作手感是通過大閘端蓋上的溝槽與頂塊構件相配合產(chǎn)生。

單獨制動手柄帶動小閘轉軸轉動，小閘轉軸帶動電位器Ⅱ轉動，電位器Ⅱ在轉動過程中產(chǎn)生不同的電位，并傳輸至信號采集板內進行初步處理，再上傳至微機，在微機上顯示相應的操作界面。