專利名稱：機(jī)車限速與自動(dòng)報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車輛限速和自動(dòng)報(bào)警裝置，特別涉及機(jī)車限速與自動(dòng)報(bào)警裝置，對限速檢測數(shù)據(jù)和語音報(bào)警數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)記錄并能重演。
背景技術(shù)：
目前正線鐵路上對機(jī)車行駛速度的限制是通過地面信號及發(fā)送設(shè)備、車載信號感應(yīng)器、車載信號主機(jī)等諸多裝置共同構(gòu)成的一套設(shè)備來完成的。它是在機(jī)車進(jìn)入鐵路區(qū)段之前安裝地面設(shè)施，在機(jī)車通過后不斷的向其發(fā)送地面信號，車載主機(jī)接收后隨即輸出相應(yīng)的信號，提醒司機(jī)進(jìn)行規(guī)定的操作，保證行車安全。對于小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)短途運(yùn)輸機(jī)車，行車速度較低，而且機(jī)車經(jīng)常處于起動(dòng)、加速、制動(dòng)、停車和換向工況。由于正線鐵路的限速裝置系統(tǒng)性較強(qiáng)，應(yīng)用中需要在多方面技術(shù)條件配合下實(shí)現(xiàn)限速功能，安裝實(shí)施復(fù)雜。其較高的使用成本不適合小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)短途運(yùn)輸機(jī)車。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種機(jī)車限速與自動(dòng)報(bào)警裝置，主要解決現(xiàn)有限速與自動(dòng)報(bào)警裝置安裝實(shí)施復(fù)雜、使用成本高的技術(shù)問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種機(jī)車限速與自動(dòng)報(bào)警裝置，主要包括機(jī)車磁電感應(yīng)器、檢波及電平轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、主控機(jī)以及顯示器和喇叭。磁電感應(yīng)器安置在車底的安裝支架上，磁電感應(yīng)器的信號輸出線和檢波及電平轉(zhuǎn)換電路輸入端連接，檢波及電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接單片機(jī)的I/O口，單片機(jī)連接主控機(jī)，主控機(jī)連接有顯示器和喇叭。
在需要限速的區(qū)域，在鐵軌內(nèi)安放磁鋼等距陣列，每一處磁鋼由兩塊磁鋼上下相疊，外加枕木或水泥封裝固定而構(gòu)成，磁電感應(yīng)器沿枕木方向布置，其數(shù)量與磁鋼列數(shù)對應(yīng)。
檢波及電平轉(zhuǎn)換電路由多路檢測通道組成，檢測通道的數(shù)量與磁鋼列數(shù)相對應(yīng)，在第一路檢測通道中，磁電感應(yīng)器脈沖信號輸入端接有二極管D1，二極管陰極接入比較器U7的正向輸入端，在二極管的兩段并聯(lián)有極性電容C9、電容C8和電阻R28，極性電容C9負(fù)極、電容C8和電阻R28另一端接地，電容C7的一端和二極管D1負(fù)極連接，另一端是電阻R25和比較器U7輸出端的公共端，與R25串連的R26、R27的公共端接入比較器U7的負(fù)向輸入端，R27的輸出端接地；比較器U7輸出端與整形倒相U11的輸入端連接，U11的輸出端連接整形倒相U6。
機(jī)車在行駛過程中，枕木上磁鋼與車底磁電感應(yīng)器內(nèi)磁鋼相對地作切割磁力線運(yùn)動(dòng)，使磁通磁阻發(fā)生變化，感應(yīng)器線圈上感應(yīng)出電信號(脈沖)，通過導(dǎo)線傳輸至檢波及電平轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)構(gòu)成的檢測裝置，檢測裝置通過磁電感應(yīng)器傳送的脈沖信號寬度和信號產(chǎn)生的先后順序來確定限速值。檢測的限速值能實(shí)時(shí)在顯示器界面上顯示，如果機(jī)車行駛速度超過此限速值，則即刻有語音報(bào)警提示。檢測的限速數(shù)據(jù)和超速語音報(bào)警數(shù)據(jù)都實(shí)時(shí)記錄在主控機(jī)內(nèi)，可以導(dǎo)出至機(jī)車信息管理機(jī)中重演。本裝置根據(jù)鐵路安全生產(chǎn)要求，可以方便的在不同作業(yè)區(qū)域安裝地面磁鋼，限速值可以通過對單片機(jī)的參數(shù)設(shè)置而更改。整個(gè)裝置投資較少，維護(hù)及管理方便。
本實(shí)用新型的有益效果是在機(jī)車經(jīng)過作業(yè)區(qū)域限速點(diǎn)時(shí)，能夠立刻檢測到該區(qū)域的規(guī)定限速值。裝置安裝實(shí)施簡單方便，不需要其它技術(shù)條件支持。非常適用于鐵路機(jī)車生產(chǎn)中小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)較多的特殊情況，它的應(yīng)用提高了機(jī)車運(yùn)行的安全系數(shù)，為鐵路運(yùn)輸安全管理提供了分析依據(jù)。


圖1為本實(shí)用新型的地面磁鋼排列分布圖。
圖2為本實(shí)用新型的車底磁電感應(yīng)器分布圖。
圖3為本實(shí)用新型的信號檢測電路原理圖。
圖4為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)連接框圖圖中1—鐵軌，2—枕木，3—磁鋼，4—機(jī)車車體，5—安裝架，6—磁電感應(yīng)器，7—信號輸出線，8—檢波及信號轉(zhuǎn)換電路，9—單片機(jī)，10—主控機(jī)，11—顯示器，12—喇叭。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
在圖1中，設(shè)以平行于枕木2方向?yàn)樾邢?L)，垂直于該方向?yàn)榱邢?P)，機(jī)車頭正向?yàn)锳向，反之為B向，地面部分是在鐵軌1內(nèi)劃定行4×列4共16個(gè)等間距位置，并以A向?yàn)閰⒄眨瑥腁向左側(cè)開始定義行向4個(gè)位置依次為L1、L2、L3、L4；沿A向定義列向4個(gè)位置依次為P1、P2、P3、P4。地面限速點(diǎn)就是在16個(gè)位置中選四個(gè)組成一種排列來定義限速點(diǎn)，根據(jù)不同的限速點(diǎn)定義選擇幾組不同的排列來安放磁鋼3。行向上L1～L4四個(gè)位置的磁鋼中心與左側(cè)鐵軌內(nèi)側(cè)邊緣距離分別為200、510、820、1030mm，(四個(gè)位置與兩側(cè)鐵軌距離并不均等，中心與車底感應(yīng)器中心有一點(diǎn)偏差)。即四個(gè)位置磁鋼之間中心距為310mm；列向上P1～P4四個(gè)位置的中心距為600mm。每組地面磁鋼規(guī)格為85×65×36mm左右，由兩塊規(guī)格為85×65×18mm，中間有一φ7mm左右的圓孔的85#磁鋼上下相疊組成，磁鋼材料為Y30，外部加枕木或水泥(強(qiáng)度需要)封裝，并用螺栓將磁鋼與之固定。
在圖2中，四個(gè)磁電感應(yīng)器安置在機(jī)車車體4底部的安裝架5上，設(shè)從A向左側(cè)開始依次定義為S1、S2、S3、S4。每個(gè)感應(yīng)器為封裝好的成品，內(nèi)部由磁鐵加繞制的線圈構(gòu)成，并將信號輸出線7引出。機(jī)車上的磁電感應(yīng)器6和地面磁鋼3的垂直距離在10mm～18mm之間，車體上安裝的任一磁電感應(yīng)器在經(jīng)過地面磁鋼后，則磁電感應(yīng)器導(dǎo)線上就產(chǎn)生一個(gè)單周期的正弦波脈沖，幅度隨著車速的增加而增大(VP＝0.2V～5V之間不等)，脈寬隨著車速的增加而減小(T＝200ms～10ms之間不等)。將四個(gè)感應(yīng)器信號導(dǎo)線和檢波及電平轉(zhuǎn)換電路8的對應(yīng)輸入接口連接。
各磁鋼排列位置與限速值如下表所示表中磁鋼排列位置由L向和P向的四個(gè)位置組合表示，如圖1中實(shí)線框代表的磁鋼排列位置表示為“L1-P4 L1-P3 L4-P2 L4-P1”，此種排列下，機(jī)車在A向行駛時(shí)，先是S4依次通過P1、P2兩處對應(yīng)磁鋼，接著S1依次通過P3、P4兩處對應(yīng)磁鋼，表中表示為S4-P1P2→S1-P3P4；B向行駛時(shí)則相反，S1先依次通過P4、P3對應(yīng)磁鋼，隨后S4依次通過P2、P1對應(yīng)磁鋼，表示為S1-P4P3→S4-P2P1。


在圖3中，4路磁電感應(yīng)器信號輸入是TIN_X1～TIN_X4，以第1路輸入為例進(jìn)行說明TIN_X1輸入后，由二極管D1和電容C7限幅為-0.3～14.7V的半波信號，并過濾瞬間信號上疊加的尖峰雜波。極性電容C9和電容C8對干擾信號進(jìn)行去噪處理。半波信號輸入至比較器U7正向輸入端后與負(fù)向輸入端的比較基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。電阻R26和R27的作用是產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓(0.16V)。當(dāng)半波信號幅度超過比較基準(zhǔn)電壓時(shí)，在比較器U7-7腳就產(chǎn)生了幅度為15V的下降沿方波脈沖。再經(jīng)整形倒相U11A對其相位調(diào)整和整形倒相U6A隔離后輸入至單片機(jī)9進(jìn)行檢測。U11A的型號LM311，U6A的型號74L08，參照圖4，檢波及電平轉(zhuǎn)換電路8的輸出端連接單片機(jī)9的I/O口，單片機(jī)9型號為8031，單片機(jī)9連接主控機(jī)10，主控機(jī)10連接有顯示器11和喇叭12。單片機(jī)根據(jù)檢測到的4路方波脈沖的脈寬、有效順序判斷出對應(yīng)的限速值。檢測到的限速數(shù)據(jù)送至主控機(jī)10中，在機(jī)車顯示器11運(yùn)行狀態(tài)界面上顯示。根據(jù)監(jiān)控裝置對機(jī)車行駛速度的實(shí)時(shí)監(jiān)測，判斷當(dāng)前機(jī)車行駛是否超速，若實(shí)際速度超過當(dāng)前機(jī)車限制速度，則通過喇叭12輸出語音報(bào)警提示。檢測的限速數(shù)據(jù)和超速語音報(bào)警數(shù)據(jù)都實(shí)時(shí)記錄在主控機(jī)內(nèi)，可用轉(zhuǎn)儲(chǔ)設(shè)備導(dǎo)出至機(jī)車信息管理機(jī)中進(jìn)行重演。
權(quán)利要求1.一種機(jī)車限速與自動(dòng)報(bào)警裝置，其特征是，主要包括機(jī)車磁電感應(yīng)器、檢波及電平轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、主控機(jī)以及顯示器和喇叭，磁電感應(yīng)器安置在車底的安裝支架上，磁電感應(yīng)器的信號輸出線和檢波及電平轉(zhuǎn)換電路輸入端連接，檢波及電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接單片機(jī)的I/O口，單片機(jī)連接主控機(jī)，主控機(jī)連接有顯示器和喇叭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車限速與自動(dòng)報(bào)警裝置，其特征是，在需要限速的區(qū)域鐵軌內(nèi)安放磁鋼等距陣列，每一處磁鋼由兩塊磁鋼上下相疊，外加枕木或水泥封裝固定而構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車限速與自動(dòng)報(bào)警裝置，其特征是，磁電感應(yīng)器沿枕木方向布置，其數(shù)量與磁鋼列數(shù)對應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車限速與自動(dòng)報(bào)警裝置，其特征是，檢波及電平轉(zhuǎn)換電路由多路檢測通道組成，檢測通道的數(shù)量與磁鋼列數(shù)相對應(yīng)，在第一路檢測通道中，磁電感應(yīng)器脈沖信號輸入端接有二極管D1，二極管陰極接入比較器U7的正向輸入端，在二極管的兩段并聯(lián)有極性電容C9、電容C8和電阻R28，極性電容C9負(fù)極、電容C8和電阻R28另一端接地，電容C7的一端和二極管D1負(fù)極連接，另一端是電阻R25和比較器U7輸出端的公共端，與R25串連的R26、R27的公共端接入比較器U7的負(fù)向輸入端，R27的輸出端接地；比較器U7輸出端與整形倒相U11的輸入端連接，U11的輸出端連接整形倒相U6。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種車輛限速和自動(dòng)報(bào)警裝置，特別涉及機(jī)車限速與自動(dòng)報(bào)警裝置，對一種企業(yè)自備鐵路機(jī)車限速與自動(dòng)報(bào)警裝置。主要解決現(xiàn)有限速與自動(dòng)報(bào)警裝置安裝實(shí)施復(fù)雜、使用成本高的技術(shù)問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種機(jī)車限速與自動(dòng)報(bào)警裝置，主要包括機(jī)車磁電感應(yīng)器、檢波及電平轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、主控機(jī)以及顯示器和喇叭。磁電感應(yīng)器安置在車底的安裝支架上，磁電感應(yīng)器的信號輸出線和檢波及電平轉(zhuǎn)換電路輸入端連接，檢波及電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接單片機(jī)的I/O口，單片機(jī)連接主控機(jī)，主控機(jī)連接有顯示器和喇叭。本實(shí)用新型主要用于小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)短途運(yùn)輸機(jī)車行駛速度的限制。
文檔編號B61L3/00GK2866281SQ200620039088
公開日2007年2月7日 申請日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月20日
發(fā)明者陸建民, 陸長榮, 魏臻, 陸陽, 毛瑞良, 徐承榮, 諸葛戰(zhàn)斌, 李京彬, 杜慶蘇, 肖煒, 楊偉, 胡冬生 申請人:上海梅山鋼鐵股份有限公司, 合肥工大高科信息技術(shù)有限責(zé)任公司