專利名稱：一種電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型適用于電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制裝置。
背景技術(shù)：
電動轉(zhuǎn)轍機(jī)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(jī)是轉(zhuǎn)轍裝置的核心和主體。尤其教學(xué)沙盤用電動轉(zhuǎn)轍機(jī)是用于模擬列車實(shí)際運(yùn)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(guān)專業(yè)的教學(xué)中，往往要模擬鐵路現(xiàn)場的實(shí)際運(yùn)用過程，需要結(jié)合教學(xué)沙盤進(jìn)行實(shí)際操作訓(xùn)練，操作訓(xùn)練中要求模型道岔的轉(zhuǎn)向。傳統(tǒng)技術(shù)上的道岔電動轉(zhuǎn)轍機(jī)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(shí)現(xiàn)減速和轉(zhuǎn)換的目的。在使用初期確實(shí)簡化了使用，能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖，在實(shí)際的工作中存在如下缺點(diǎn)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(jī)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(jī)故障率高；d、固定和檢測表示電路的橡膠易腐化脫落。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制裝置以解決利用電動轉(zhuǎn)轍機(jī)實(shí)現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)向控制的問題為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制裝置，包括電機(jī)、單片機(jī)、位置傳感器、動作桿、檢測電路和控制信號接口電路；單片機(jī)與電機(jī)、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(jī)，單片機(jī)生成電機(jī)轉(zhuǎn)動信號傳遞給電機(jī)；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(jī)，單片機(jī)生成電機(jī)停止轉(zhuǎn)動信號傳遞給電機(jī)。本實(shí)用新型技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，不需要破壞、修改現(xiàn)有的控制道岔組合裝置，用位置傳感器來檢測位置信息，可靠行高，基本可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明圖I為本實(shí)用新型電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)施例結(jié)構(gòu)連接示意圖；圖2為本實(shí)用新型電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制裝置實(shí)施例中檢測電路示意圖；圖3為本實(shí)用新型電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制裝置實(shí)施例中控制信號接口電路示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本實(shí)用新型提供的一種電動轉(zhuǎn)轍機(jī)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(jī)和動作桿；檢測控制單元與電機(jī)連接，用于根據(jù)接收的控制信號控制電機(jī)轉(zhuǎn)動；電機(jī)與動作桿連接，用于轉(zhuǎn)動時帶動動作桿做直線運(yùn)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(dāng)檢測到動作桿移動到設(shè)定位置時，檢測控制單元還用于控制電機(jī)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(jī)連接，電機(jī)通過減速絲桿和保持聯(lián)結(jié)器與動作桿連接。電機(jī)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(yùn)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(yùn)動的距離為兩個位置傳感器之間距離。當(dāng)單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動時，帶動動作桿與檢測片一起做直線運(yùn)動，當(dāng)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(jī)控制電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。即當(dāng)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(jī)，單片機(jī)與位置傳感器和電機(jī)分別連接。電機(jī)為兩廂四線，由單片機(jī)控制其通電順序完成對電機(jī)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行；當(dāng)電機(jī)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(jī)停止轉(zhuǎn)動；當(dāng)電機(jī)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(jī)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(jī)與控制中心連接；單片機(jī)用于根據(jù)定位、反位控制信號控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。下面結(jié)合


圖1，通過實(shí)施例I詳細(xì)舉例說明上述電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制系統(tǒng)，如圖I所示，本轉(zhuǎn)轍機(jī)由底座和外殼構(gòu)成，底座上設(shè)有電機(jī)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(shí)現(xiàn)通過電機(jī)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(jī)的位置轉(zhuǎn)換。外殼的上端面為平面。具體來說，微型電機(jī)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(shí)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(shí)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(shè)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(jī))。設(shè)計時，電機(jī)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(shè)計時應(yīng)考慮到動作桿4作直線往復(fù)的距離為兩個位置傳感器之間距離。當(dāng)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(jī))給電機(jī)I通電正轉(zhuǎn)，電機(jī)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(yùn)動，當(dāng)位置傳感器5檢測到保持聯(lián)結(jié)器上檢測片時，電機(jī)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(jī))提供位置信息，反之亦然。電機(jī)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。本實(shí)用新型實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本實(shí)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(jī)的動作和表示與實(shí)際鐵路現(xiàn)場一致，便于鐵路信號專業(yè)的教學(xué)。[0026]2、本實(shí)施例的電機(jī)可采用步進(jìn)電機(jī)，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(jī)電機(jī)易燒壞的缺點(diǎn)。3、本實(shí)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(shí)現(xiàn)免維護(hù)。本實(shí)用新型還提供的一種電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制裝置，結(jié)合圖I、圖2和圖3所示，該裝置包括電機(jī)、單片機(jī)、位置傳感器、動作桿、檢測電路和控制信號接口電路；單片機(jī)與電機(jī)、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(jī)，單片機(jī)生成電機(jī)轉(zhuǎn)動信號傳遞給電機(jī)；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(jī)，單片機(jī)生成電機(jī)停止轉(zhuǎn)動信號傳遞給電機(jī)。進(jìn)一步地，電機(jī)上設(shè)有控制線、位置傳感器上設(shè)有數(shù)據(jù)信號線，單片機(jī)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(jī)通過控制 線將生成的電機(jī)轉(zhuǎn)動信號或電機(jī)停止轉(zhuǎn)動信號傳遞給電機(jī)。優(yōu)選的，所述裝置還包括隨動作桿一起運(yùn)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(diǎn)；檢測電路還包括2個LED指示燈、2個三極管；當(dāng)檢測片擋住定位檢測傳感器光線時，第一 LED指示燈亮，第一三級管導(dǎo)通，第一繼電器吸起，其常開觸點(diǎn)閉合，給出道岔定位表示信號；當(dāng)檢測片擋住反位檢測傳感器光線時，第二 LED指示燈亮，第二三級管導(dǎo)通，第二繼電器吸起，其常開觸點(diǎn)閉合，給出道岔反位表示信號。優(yōu)選的，第一繼電器吸起時，其常閉觸點(diǎn)輸出端INTO輸出高電平，單片機(jī)采集INTO信號的變化確定道岔處于定位狀態(tài)；第二繼電器吸起時，其常閉觸點(diǎn)輸出端INTl輸出高電平，單片機(jī)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(jī)，單片機(jī)根據(jù)定位、反位控制信號控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)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(jī)(單片機(jī))。由單片機(jī)進(jìn)行處理后，控制電機(jī)運(yùn)行。限流電阻R23的阻值在10001000歐之間，功率0. 5W。R01、R02阻值范圍為470 1000歐，可防止自組合架xl、x2、x3、x4觸點(diǎn)斷開時導(dǎo)線感應(yīng)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(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，動作桿到達(dá)位置后，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。若系統(tǒng)中因電機(jī)或外部機(jī)械故障，造成定位、或反位無法到達(dá)相應(yīng)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(jī)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(jìn)電機(jī)為兩相四線，工作電壓5V，由單片機(jī)控制其通電順序，完成電機(jī)正、反轉(zhuǎn)運(yùn)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、反位檢測傳感器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(dāng)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(fù)載電阻，電阻兩端的電壓發(fā)生變化，單片機(jī)檢測該電壓的變化，并判斷動作桿的是否到達(dá)或離開設(shè)定位置。擋片的起市始位置位于定位檢測傳感器、反位檢測傳感器的中間，均不擋光；當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動動作桿向左移動擋住傳感器的光線時控制電機(jī)停止轉(zhuǎn)動；當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動動作桿向右移動擋住反位檢測傳感器的光線時控制電機(jī)停止轉(zhuǎn)動；上述裝置實(shí)施例，信息采集接口均采用光電隔離，抗干擾能力強(qiáng)，輸出表示采用繼電器觸點(diǎn)，可靠性高，采用單片機(jī)控制，可兼容左開道岔和右開道岔，具有控制準(zhǔn)確、調(diào)試方便的特點(diǎn)。 綜上所述，以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，因此，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制裝置，包括電機(jī)、單片機(jī)、位置傳感器、動作桿、檢測電路和控制信號接口電路；單片機(jī)與電機(jī)、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(jī)，單片機(jī)生成電機(jī)轉(zhuǎn)動信號傳遞給電機(jī)；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(jī)，單片機(jī)生成電機(jī)停止轉(zhuǎn)動信號傳遞給電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制裝置，其特征在于，電機(jī)上設(shè)有控制線、位置傳感器上設(shè)有數(shù)據(jù)信號線，單片機(jī)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(jī)通過控制線將生成的電機(jī)轉(zhuǎn)動信號或電機(jī)停止轉(zhuǎn)動信號傳遞給電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制裝置，其特征在于，所述裝置還包括隨動作桿一起運(yùn)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(diǎn)；檢測電路還包括2個LED指示燈、2個三極管；當(dāng)檢測片擋住定位檢測傳感器光線時，第一 LED指示燈亮，第一三級管導(dǎo)通，第一繼電器吸起，其常開觸點(diǎn)閉合，給出道岔定位表示信號；當(dāng)檢測片擋住反位檢測傳感器光線時，第二 LED指示燈亮，第二三級管導(dǎo)通，第二繼電器吸起，其常開觸點(diǎn)閉合，給出道岔反位表示信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制裝置，其特征在于，第一繼電器吸起時，其常閉觸點(diǎn)輸出端INTO輸出高電平，單片機(jī)采集INTO信號的變化確定道岔處于定位狀態(tài)；第二繼電器吸起時，其常閉觸點(diǎn)輸出端INTl輸出高電平，單片機(jī)采集INTl信號變化確定道岔處于反位狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制裝置，其特征在于，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(jī)，單片機(jī)根據(jù)定位、反位控制信號控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制裝置，其特征在于，所及檢測電路還包括與繼電器并聯(lián)的二極管。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電動轉(zhuǎn)轍機(jī)控制裝置，該裝置包括電機(jī)、單片機(jī)、位置傳感器、動作桿、檢測電路和控制信號接口電路；單片機(jī)與電機(jī)、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(jī)，單片機(jī)生成電機(jī)轉(zhuǎn)動信號傳遞給電機(jī)；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(jī)，單片機(jī)生成電機(jī)停止轉(zhuǎn)動信號傳遞給電機(jī)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，不需要破壞、修改現(xiàn)有的控制道岔組合裝置，用位置傳感器來檢測位置信息，可靠行高，基本可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。
文檔編號B61L5/06GK202753963SQ201220145048
公開日2013年2月27日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者錢愛民, 巫立平 申請人:南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院