專利名稱：一種電動轉(zhuǎn)轍機控制方法
技術領域：
本發(fā)明適用于電動轉(zhuǎn)轍機控制領域，尤其涉及一種電動轉(zhuǎn)轍機控制方法。
背景技術：
電動轉(zhuǎn)轍機是一種用來改變鐵路線路開向、鎖閉道岔裝置，并且轉(zhuǎn)轍機是轉(zhuǎn)轍裝置的核心和主體。尤其教學沙盤用電動轉(zhuǎn)轍機是用于模擬列車實際運營過程的控制道岔改變道岔開向的電動裝置。由于在鐵路院校各相關專業(yè)的教學中，往往要模擬鐵路現(xiàn)場的實際運用過程，需要結(jié)合教學沙盤進行實際操作訓練，操作訓練中要求模型道岔的轉(zhuǎn)向。傳統(tǒng)技術上的道岔電動轉(zhuǎn)轍機是以主動齒輪帶動傳動齒輪，傳動齒輪的中心有一段內(nèi)螺紋與傳 動桿上的傳動螺紋哨合，用一個傳動齒輪和一個傳動桿實現(xiàn)減速和轉(zhuǎn)換的目的。在使用初期確實簡化了使用，能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖，在實際的工作中存在如下缺點a、需要破壞、修改現(xiàn)有的控制道岔組合電路定型、轉(zhuǎn)轍機的動作和表示分開，不利于信號傳遞山、動作桿易打轉(zhuǎn)，影響道岔轉(zhuǎn)換；c、電機故障率高；d、固定和檢測表示電路的橡膠易腐化脫落。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種電動轉(zhuǎn)轍機控制方法，以解決利用電動轉(zhuǎn)轍機實現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)向控制的問題
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電動轉(zhuǎn)轍機控制方法，該方法包括檢測控制單元根據(jù)接收的控制信號控制電機轉(zhuǎn)動；電機轉(zhuǎn)動時帶動動作桿做直線運動；檢測控制單元通過位置傳感器檢測動作桿位置，當檢測到動作桿移動到設定位置時，檢測控制單元控制電機停止轉(zhuǎn)動。本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點不需要破壞、修改現(xiàn)有的控制道岔組合電路定型，用位置傳感器來檢測位置信息，可靠行高，基本可實現(xiàn)免維護。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步說明
圖I為本發(fā)明電動轉(zhuǎn)轍機控制系統(tǒng)實施例結(jié)構(gòu)連接示意 圖2、為本發(fā)明電動轉(zhuǎn)轍機控制方法實施例流程示意 圖3為本發(fā)明電動轉(zhuǎn)轍機控制裝置實施例中檢測電路示意 圖4為本發(fā)明電動轉(zhuǎn)轍機控制裝置實施例中控制信號接口電路示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明實施例作進一步詳細的說明。本發(fā)明提供的一種電動轉(zhuǎn)轍機控制系統(tǒng)，包括檢測控制單元、傳動單元
和位置傳感器，其中傳動單元包括電機和動作桿；檢測控制單元與電機連接，用于根據(jù)接收的控制信號控制電機轉(zhuǎn)動；電機與動作桿連接，用于轉(zhuǎn)動時帶動動作桿做直線運動；檢測控制單元與位置傳感器連接，用于通過位置傳感器檢測動作桿位置，當檢測到動作桿移動到設定位置時，檢測控制單元還用于控制電機停止轉(zhuǎn)動。優(yōu)選的，所述傳動單元還包括減速絲桿和保持聯(lián)結(jié)器，所述保持聯(lián)結(jié)
器固定在動作桿上，一端為檢測片，另一端與減速絲桿連接，減速絲桿與電機連接，電機通過減速絲桿和保持聯(lián)結(jié)器與動作桿連接。電機轉(zhuǎn)動帶動減速絲桿旋轉(zhuǎn)時通過保持聯(lián)結(jié)器帶動動作桿作直線運動。優(yōu)選的，所述位置傳感器包括定位檢測傳感器和反位檢測傳感器，采
用槽形光電元件；所述檢測片采用不透光材料，檢測片起始位置位于2個位置傳感器中間，均不擋光；動作桿作直線運動的距離為兩個位置傳感器之間距離。當單片機控制電機轉(zhuǎn)動時，帶動動作桿與檢測片一起做直線運動，當檢測片擋住定位檢測傳感器或反位檢測 傳感器光線時，單片機控制電機停止轉(zhuǎn)動。即當動作桿移動時所述檢測片在位置傳感器之間移動，位置傳感器通過檢測檢測片判斷動作桿位置。優(yōu)選的，檢測控制單元包括單片機，單片機與位置傳感器和電機分別
連接。電機為兩廂四線，由單片機控制其通電順序完成對電機的正反轉(zhuǎn)運行；當電機正轉(zhuǎn)，帶動動作桿與檢測片向左移動定位檢測傳感器光線時控制電機停止轉(zhuǎn)動；當電機反轉(zhuǎn)，帶動動作桿與檢測片向右移動擋住反位檢測傳感器光線時控制電機停止轉(zhuǎn)動。優(yōu)選的，所述動作桿與道岔連接。優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括控制中心，用于發(fā)出道岔定位、反位控制信
號；單片機與控制中心連接；單片機用于根據(jù)定位、反位控制信號控制電機正反轉(zhuǎn)運行。下面結(jié)合圖1，通過實施例I詳細舉例說明上述電動轉(zhuǎn)轍機控制系統(tǒng)，如圖I所示，本轉(zhuǎn)轍機由底座和外殼構(gòu)成，底座上設有電機I、減速絲杠2、保持聯(lián)結(jié)器3、動作桿4、位置傳感器5、8，實現(xiàn)通過電機帶動減速絲杠,絲杠帶動聯(lián)結(jié)器移動，聯(lián)結(jié)器帶動動作桿移動通過位置傳感器檢測動作桿的動程完成電動轉(zhuǎn)轍機的位置轉(zhuǎn)換。外殼的上端面為平面。具體來說，微型電機I、減速絲杠2、動作桿4、位置傳感器5成一定的空間位置固定在底座6上，保持聯(lián)結(jié)器3 —頭為實心的檢測片9 (或稱為擋光片)，一頭為空心U型卡在空間上呈現(xiàn)60° 120°固定在動作桿上，保持聯(lián)結(jié)器3上空心U型卡卡在減速絲杠上，起帶動動作桿的作用。實心檢測片在兩位置傳感器5、8之間來回移動，檢測的信號通過設置在位置傳感器上的數(shù)據(jù)信號線傳到檢測控制單元(單片機)。設計時，電機I有四根控制線，位置傳感器5有四根數(shù)據(jù)信號線，同時設計時應考慮到動作桿4作直線往復的距離為兩個位置傳感器之間距離。當需要轉(zhuǎn)換道岔需動作桿4伸出時，由檢測控制單元(單片機)給電機I通電正轉(zhuǎn)，電機I帶動絲杠2旋轉(zhuǎn)，絲杠2通過保持聯(lián)結(jié)器3帶動動作桿4作直線運動，當位置傳感器5檢測到保持聯(lián)結(jié)器上檢測片時，電機I停轉(zhuǎn)，位置傳感器5通過數(shù)據(jù)線為檢測控制單元(單片機)提供位置信息，反之亦然。電機I轉(zhuǎn)速可調(diào)，動作桿是在保持聯(lián)結(jié)器的帶動下左右移動，不會轉(zhuǎn)動，與道岔的連接是活動連接、位置傳感器通過檢測保持聯(lián)結(jié)器上檢測片的位置檢測動作桿的行程。本發(fā)明實施例與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點
I、本實施例不需要破壞、修改現(xiàn)有的控制道岔組合電路定型、轉(zhuǎn)轍機的動作和表示與實際鐵路現(xiàn)場一致，便于鐵路信號專業(yè)的教學。
2、本實施例的電機可采用步進電機，并且通過外接電路，可以做到速度可調(diào)，克服了原有道岔電動轉(zhuǎn)轍機電機易燒壞的缺點。3、本實施例用位置傳感器來檢測道岔動作行程，可靠行高，基本可實現(xiàn)免維護。如圖2所示，本發(fā)明還提供的一種電動轉(zhuǎn)轍機控制方法，該方法包括
步驟201，檢測控制單元根據(jù)接收的控制信號控制電機轉(zhuǎn)動；
步驟203,電機轉(zhuǎn)動時帶動動作桿做直線運動；
步驟205，檢測控制單元通過位置傳感器檢測動作桿位置，當檢測到動作桿移動到設定位置時，檢測控制單元控制電機停止轉(zhuǎn)動。優(yōu)選的，控制中心通過控制信號接口電路向單片機發(fā)出道岔定位、反 位控制信號；單片機根據(jù)定位、反位控制信號控制電機正反轉(zhuǎn)運行。優(yōu)選的檢測控制單元通過位置傳感器檢測動作桿位置，具體包括當
動作桿移動時所述檢測片在位置傳感器之間移動，位置傳感器通過檢測檢測片判斷動作桿位置。優(yōu)選的檢測片起始位置位于2個位置傳感器中間，均不擋光；當單片
機控制電機轉(zhuǎn)動時，帶動動作桿與檢測片一起做直線運動，當檢測片擋住定位檢測傳感器或反位檢測傳感器光線時，單片機控制電機停止轉(zhuǎn)動。優(yōu)選的，單片機根據(jù)道岔定位、反位控制信號控制電機正反轉(zhuǎn)運行，具體包括由單片機控制其通電順序完成對電機的正反轉(zhuǎn)運行；當電機正轉(zhuǎn)，帶動動作桿與檢測片向左移動擋住定位檢測傳感器光線時控制電機停止轉(zhuǎn)動；當電機反轉(zhuǎn)，帶動動作桿與檢測片向右移動擋住反位檢測傳感器光線時控制電機停止轉(zhuǎn)動。本發(fā)明還提供的一種電動轉(zhuǎn)轍機控制裝置，結(jié)合圖I、圖3和圖4所示，
該裝置包括電機、單片機、位置傳感器、動作桿、檢測電路和控制信號接口電路；單片機與電機、位置傳感器、檢測電路和控制信號接口電路分別連接，控制信號通過控制信號接口電路傳給單片機，單片機生成電機轉(zhuǎn)動信號傳遞給電機；位置傳感器通過檢測電路生成動作桿位置信號傳遞給單片機，單片機生成電機停止轉(zhuǎn)動信號傳遞給電機。進一步地，電機上設有控制線、位置傳感器上設有數(shù)據(jù)信號線，單片機
并通過傳感器接口與數(shù)據(jù)信號線連接采集接收動作桿位置信號，單片機通過控制線將生成的電機轉(zhuǎn)動信號或電機停止轉(zhuǎn)動信號傳遞給電機。優(yōu)選的，所述裝置還包括隨動作桿一起運動的檢測片，所述位置傳感器包括定位檢測傳感器和反位檢測傳感器；檢測片起始位置位于2個位置傳感器中間；所及檢測電路還包括2個繼電器，均有兩組轉(zhuǎn)換觸點；檢測電路還包括2個LED指示燈、2個三極管；當檢測片擋住定位檢測傳感器光線時，LED指示燈I亮，三級管I導通，繼電器I吸起，其常開觸點閉合，給出道岔定位表示信號；當檢測片擋住反位檢測傳感器光線時，LED指示燈2亮，三級管2導通，繼電器2吸起，其常開觸點閉合，給出道岔反位表示信號。優(yōu)選的，繼電器I吸起時，其常閉觸點輸出端INTO輸出高電平，單
片機采集INTO信號的變化確定道岔處于定位狀態(tài)；繼電器2吸起時，其常閉觸點輸出端INTl輸出高電平，單片機采集INTl信號變化確定道岔處于反位狀態(tài)。優(yōu)選的，所述控制信號接口電路包括電阻和光電耦合器，定位、反位
控制信號發(fā)出后經(jīng)電阻限流后驅(qū)動光電耦合器輸出至單片機，單片機根據(jù)定位、反位控制信號控制電機正反轉(zhuǎn)運行。 具體而言，來自組合架(控制中心)的xl、x2、x3、x4的定位、反位控制信號，經(jīng)電阻限流后驅(qū)動光電耦合器0P3、0P4，其輸出至單片計算機(單片機)。由單片機進行處理后，控制電機運行。限流電阻R23的阻值在100(T2000歐之間，功率0. 5W。R0UR02阻值范圍為470 1000歐，可防止自組合架xl、x2、x3、x4觸點斷開時導線感應電壓造成控制信號異常。光電耦合器的電流傳輸率為100% 300%，隔離電壓1000V。定位、反位控制信號發(fā)出后，控制系統(tǒng)控制步進電機轉(zhuǎn)動，動作桿到達位置后，電機停止轉(zhuǎn)動。若系統(tǒng)中因電機或外部機械故障，造成定位、或反位無法到達相應位置，2秒內(nèi)發(fā)出告警聲，以便及時處理。優(yōu)選的，所及檢測電路還包括與繼電器并聯(lián)的二極管。與繼電器Jl、J2線圈并聯(lián)的二極管其功能是防止線圈在斷電時線圈兩端產(chǎn)生較大的感生電勢，影響電路工作的穩(wěn)定性。優(yōu)選的，電機采用5V單電源集中供電，控制板與輸入接口采用光電耦
合隔離，步進電機為兩相四線，工作電壓5V，由單片機控制其通電順序，完成電機正、反轉(zhuǎn)運行。優(yōu)選的，位置傳感器主要工作原理為動作桿位置定位檢測傳感器I、反位檢測傳感器2均采用槽形光電元件。擋光片采用不透光材質(zhì)，固定在動作桿上，與動作桿一起移動。當擋光片遮擋來自發(fā)射管的紅外線時接收光敏管輸出電流減弱，此電流流過負載電阻，電阻兩端的電壓發(fā)生變化，單片機檢測該電壓的變化，并判斷動作桿的是否到達或離開設定位置。擋片的起市始位置位于定位檢測傳感器I、反位檢測傳感器2的中間，均不擋光；當電機正轉(zhuǎn)，帶動動作桿向左移動擋住傳感器I的光線時控制電機停止轉(zhuǎn)動；當電機反轉(zhuǎn)，帶動動作桿向右移動擋住反位檢測傳感器2的光線時控制電機停止轉(zhuǎn)動；
上述裝置實施例，信息采集接口均采用光電隔離，抗干擾能力強，輸出表示采用繼電器觸點，可靠性高，采用單片機控制，可兼容左開道岔和右開道岔，具有控制準確、調(diào)試方便的特點。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍，因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種電動轉(zhuǎn)轍機控制方法,該方法包括 檢測控制單元根據(jù)接收的控制信號控制電機轉(zhuǎn)動； 電機轉(zhuǎn)動時帶動動作桿做直線運動； 檢測控制單元通過位置傳感器檢測動作桿位置，當檢測到動作桿移動到設定位置時，檢測控制單元控制電機停止轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權利要求I所述的電動轉(zhuǎn)轍機控制方法，其特征在于， 控制中心通過控制信號接口電路向單片機發(fā)出道岔定位、反位控制信號；單片機根據(jù)道岔定位、反位控制信號控制電機正反轉(zhuǎn)運行。
3.根據(jù)權利要求I所述的電動轉(zhuǎn)轍機控制方法，其特征在于，檢測控制單元通過位置傳感器檢測動作桿位置，具體包括當動作桿移動時所述檢測片在位置傳感器之間移動，位置傳感器通過檢測檢測片判斷動作桿位置。
4.根據(jù)權利要求3所述的電動轉(zhuǎn)轍機控制方法，其特征在于，檢測片起始位置位于2個位置傳感器中間，均不擋光；當單片機控制電機轉(zhuǎn)動時，帶動動作桿與檢測片一起做直線運動，當檢測片擋住定位檢測傳感器或反位檢測傳感器光線時，單片機控制電機停止轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權利要求2所述的電動轉(zhuǎn)轍機控制方法，其特征在于，單片機根據(jù)道岔定位、反位控制信號控制電機正反轉(zhuǎn)運行，具體包括由單片機控制其通電順序完成對電機的正反轉(zhuǎn)運行；當電機正轉(zhuǎn)，帶動動作桿與檢測片向左移動擋住定位檢測傳感器光線時控制電機停止轉(zhuǎn)動；當電機反轉(zhuǎn)，帶動動作桿與檢測片向右移動擋住反位檢測傳感器光線時控制電機停止轉(zhuǎn)動。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電動轉(zhuǎn)轍機控制方法，該方法包括檢測控制單元根據(jù)接收的控制信號控制電機轉(zhuǎn)動；電機轉(zhuǎn)動時帶動動作桿做直線運動；檢測控制單元通過位置傳感器檢測動作桿位置，當檢測到動作桿移動到設定位置時，檢測控制單元控制電機停止轉(zhuǎn)動。本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點不需要破壞、修改現(xiàn)有的控制道岔組合電路定型，用位置傳感器來檢測位置信息，可靠行高，基本可實現(xiàn)免維護。
文檔編號B61L5/06GK102632909SQ20121010087
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權日2012年4月9日
發(fā)明者巫立平, 錢愛民 申請人:南京鐵道職業(yè)技術學院