本發(fā)明涉及一種同軌道機(jī)車(chē)防撞裝置，屬于電氣控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在同一軌道上運(yùn)行的機(jī)車(chē)因人為操作失誤存在相撞的危險(xiǎn)，焦?fàn)t四大車(chē)，即加煤車(chē)、推焦車(chē)、攔焦車(chē)和電機(jī)車(chē)，是一種典型的同軌道機(jī)車(chē)系統(tǒng)，在焦?fàn)t生產(chǎn)中，通常在一組軌道上設(shè)置兩輛相同的車(chē)輛互為備用，由于車(chē)輛體積龐大，運(yùn)行動(dòng)作較多而且質(zhì)量較大，在人工操作過(guò)程中若觀察不仔細(xì)，極易發(fā)生同軌道車(chē)輛相撞事故，給安全生產(chǎn)帶來(lái)極大的安全隱患。本領(lǐng)域的技術(shù)人員一直想解決該問(wèn)題，但是沒(méi)有理想的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種同軌道機(jī)車(chē)防撞裝置，該技術(shù)方案設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)緊湊，可以自動(dòng)監(jiān)控同軌道另一輛車(chē)與本車(chē)的距離，進(jìn)行報(bào)警和連鎖動(dòng)作，避免同軌道機(jī)車(chē)相撞事故的發(fā)生。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下，一種同軌道機(jī)車(chē)防撞裝置，其特征在于，所述同軌道機(jī)車(chē)防撞裝置包括車(chē)載發(fā)信裝置、車(chē)載受信裝置、操作面板以及電位器式鋼軌，所述車(chē)載發(fā)信裝置用于向本車(chē)和同軌機(jī)車(chē)提供觸發(fā)電源，通過(guò)第一集電器與電位器式鋼軌進(jìn)行連接，車(chē)載受信裝置用于向本車(chē)和同軌機(jī)車(chē)提供電源零位，通過(guò)第二集電器與電位器式鋼軌進(jìn)行連接，電位器式鋼軌為沿機(jī)車(chē)運(yùn)行方向安裝的電阻率均勻的滑觸線式鋼軌，鋼軌通過(guò)絕緣子與大地絕緣，用于連接車(chē)載發(fā)信裝置和車(chē)載受信裝置，所述操作面板分為車(chē)載發(fā)信裝置操作面板和車(chē)載受信裝置操作面板，兩類(lèi)面板作用相同，用于調(diào)節(jié)兩車(chē)距離報(bào)警閾值、報(bào)警延時(shí)時(shí)間、報(bào)警顯示和電氣連鎖信號(hào)輸出。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述車(chē)載發(fā)信裝置包括由第一集電器，電位器rp1，三極管vt1、限流電阻r2和三極管vt2組成的放大器，放大器基極連接電阻r1，延時(shí)計(jì)時(shí)器kt、延時(shí)計(jì)時(shí)器線圈放電電路二極管d1和電阻r3、報(bào)警指示發(fā)光二極管led1并聯(lián)，方向開(kāi)關(guān)ka的常開(kāi)點(diǎn)和報(bào)警繼電器ka1串聯(lián)。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述車(chē)載受信裝置包括由第二集電器，電位器rp1a，三極管vt1a、限流電阻r2a和三極管vt2a組成的放大器，放大器基極連接電阻r1a，延時(shí)計(jì)時(shí)器kta、延時(shí)計(jì)時(shí)器線圈放電電路二極管d1a和電阻r3a、報(bào)警指示發(fā)光二極管led1a并聯(lián)，方向開(kāi)關(guān)kaa的常開(kāi)點(diǎn)和報(bào)警繼電器ka1a串聯(lián)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下，1）該技術(shù)方案中1#車(chē)與2#的報(bào)警設(shè)定距離可以根據(jù)各車(chē)情況分別進(jìn)行設(shè)置，即1#車(chē)設(shè)置的報(bào)警距離和2#車(chē)設(shè)定的報(bào)警距離可以不同，便于特殊工況的應(yīng)用；2）該技術(shù)方案裝置設(shè)計(jì)緊湊，安裝方便，與外部接口較少；3）該技術(shù)方案中，只有大車(chē)間近距離相向走行時(shí)才會(huì)觸發(fā)走行連鎖保護(hù)，而大車(chē)間反向運(yùn)行時(shí)不會(huì)引起走行連鎖保護(hù)，整個(gè)技術(shù)方案可以自動(dòng)監(jiān)控同軌道另一輛車(chē)與本車(chē)的距離，進(jìn)行報(bào)警和連鎖動(dòng)作，避免同軌道機(jī)車(chē)相撞事故的發(fā)生，同時(shí)該技術(shù)方案的成本較低，便于大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1車(chē)載發(fā)信裝置原理圖；

圖2車(chē)載受信裝置原理圖；

圖3電位器式鋼軌結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4操作面板外觀示意圖；發(fā)信裝置與受信裝置相同

圖5同軌機(jī)車(chē)防撞裝置工作原理圖；

圖6大車(chē)間處于靜止?fàn)顟B(tài)示意圖；

圖7大車(chē)間相向運(yùn)行狀態(tài)示意圖；

圖8大車(chē)間反向運(yùn)行狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了加深對(duì)本發(fā)明的認(rèn)識(shí)和理解，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。

實(shí)施例1：

參見(jiàn)圖1-圖8，一種同軌道機(jī)車(chē)防撞裝置，主要包括車(chē)載發(fā)信裝置、車(chē)載受信裝置、操作面板及電位器式鋼軌，車(chē)載發(fā)信裝置用于向本車(chē)和同軌機(jī)車(chē)提供觸發(fā)電源，通過(guò)第一集電器1與電位器式鋼軌進(jìn)行連接，原理圖見(jiàn)圖1所示；車(chē)載受信裝置用于向本車(chē)和同軌機(jī)車(chē)提供電源零位，通過(guò)第二集電器2與電位器式鋼軌進(jìn)行連接，原理圖見(jiàn)圖2所示；電位器式鋼軌為沿機(jī)車(chē)運(yùn)行方向安裝的電阻率均勻的滑觸線式鋼軌，鋼軌通過(guò)絕緣子與大地絕緣，用于連接車(chē)載發(fā)信裝置和車(chē)載受信裝置，原理圖見(jiàn)圖3所示；操作面板分為車(chē)載發(fā)信裝置操作面板和車(chē)載受信裝置操作面板，兩類(lèi)面板作用相同，用于調(diào)節(jié)兩車(chē)距離報(bào)警閾值、報(bào)警延時(shí)時(shí)間、報(bào)警顯示和電氣連鎖信號(hào)輸出。車(chē)載發(fā)信裝置操作面板外觀圖見(jiàn)圖4所示，m+和m-用于向車(chē)載發(fā)信裝置提供電源，第一集電器1用于連接電位器式鋼軌，ka1為電氣輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)，led1用于距離報(bào)警顯示，rp1用于設(shè)置車(chē)載發(fā)信裝置與車(chē)載受信裝置報(bào)警觸發(fā)距離，kt用于設(shè)置報(bào)警觸發(fā)延時(shí)時(shí)間，車(chē)載受信裝置操作面板外觀與工作原理同上。

車(chē)載發(fā)信裝置、車(chē)載受信裝置和電位器式鋼軌通過(guò)組合就可實(shí)現(xiàn)同軌機(jī)車(chē)的防撞保護(hù)，組合工作原理圖見(jiàn)圖5所示，車(chē)載發(fā)信裝置所在車(chē)輛設(shè)為1#車(chē)，車(chē)載受信裝置所在車(chē)輛設(shè)為2#車(chē)，1#車(chē)和2#車(chē)的集電器分別在電位器式鋼軌r上滑動(dòng)，兩車(chē)相向運(yùn)行時(shí)（圖6所示），各車(chē)方向開(kāi)關(guān)ka和kaa閉合，兩車(chē)之間電位器式鋼軌r的電阻變?。粌绍?chē)反向運(yùn)行時(shí)（圖7所示），各車(chē)方向開(kāi)關(guān)ka和kaa斷開(kāi)，兩車(chē)之間電位器式鋼軌r的電阻變大；兩車(chē)相對(duì)靜止時(shí)（圖8所示），各車(chē)方向開(kāi)關(guān)ka和kaa斷開(kāi)，兩車(chē)之間電位器式鋼軌r的電阻不變。

車(chē)載發(fā)信裝置m+、電位器rp1、電位器式鋼軌r、車(chē)載受信裝置電位器rp1a和接地端組成一個(gè)完整的電位器系統(tǒng)，流經(jīng)的電流隨著該電位器系統(tǒng)總電阻阻值的變化而變化，由于其中的車(chē)載發(fā)信裝置電位器rp1和車(chē)載受信裝置電位器rp1a電阻阻值是不變的，因此電位器式鋼軌r的電阻阻值直接影響總電位器的電阻阻值。

車(chē)載發(fā)信裝置包含第一集電器1，電位器rp1，三極管vt1、限流電阻r2和三極管vt2組成的放大器，放大器基極電阻r1，延時(shí)計(jì)時(shí)器kt，延時(shí)計(jì)時(shí)器線圈放電電路二極管d1和電阻r3，報(bào)警指示發(fā)光二極管led1，方向開(kāi)關(guān)ka的常開(kāi)點(diǎn)和報(bào)警繼電器ka1，見(jiàn)圖1。當(dāng)1#車(chē)距離2#車(chē)足夠近時(shí)，調(diào)節(jié)rp1電位器的值，使得vt1和vt2組成的放大器處于觸發(fā)導(dǎo)通狀態(tài)，這時(shí)發(fā)光二極管led1得電發(fā)光，顯示1#車(chē)與2#的距離已經(jīng)小于1#車(chē)車(chē)載發(fā)信裝置的設(shè)定值，延時(shí)計(jì)時(shí)器線圈kt得電吸合，其延時(shí)閉合觸點(diǎn)kt閉合，若1#車(chē)仍向接近2#車(chē)方向運(yùn)行，這時(shí)1#車(chē)的方向開(kāi)關(guān)ka閉合，使得停車(chē)輸出繼電器線圈ka1吸合，原來(lái)串入1#車(chē)連鎖走行允許條件的常閉點(diǎn)ka1（ka1為繼電器，電氣標(biāo)示中其線圈和常閉點(diǎn)均可用ka1分別表示）斷開(kāi)，將導(dǎo)致1#車(chē)連鎖走行條件不滿足，1#車(chē)不能向接近2#車(chē)方向運(yùn)行，而一旦1#車(chē)向遠(yuǎn)離2#車(chē)方向運(yùn)行時(shí)，這時(shí)1#車(chē)的方向開(kāi)關(guān)ka斷開(kāi)，即使延時(shí)閉合觸點(diǎn)kt（kt為時(shí)間繼電器，電氣標(biāo)示中其線圈和常閉點(diǎn)均可用kt分別表示）仍保持閉合狀態(tài)，但停車(chē)輸出繼電器線圈ka1不能得電吸合，ka1常閉觸點(diǎn)依然閉合，此時(shí)1#車(chē)連鎖走行條件滿足，只允許1#車(chē)向遠(yuǎn)離2#車(chē)方向運(yùn)行。當(dāng)1#車(chē)與2#車(chē)的距離超過(guò)設(shè)定值后，由于車(chē)載發(fā)信裝置電位器rp1、電位器式鋼軌r和車(chē)載受信裝置電位器rp1a的總電阻變大，最終導(dǎo)致流經(jīng)vt1基極的電流減小，直至vt1截止，這時(shí)vt1和vt2組成的放大器處于截止?fàn)顟B(tài)，發(fā)光二極管led1失電熄滅，顯示1#車(chē)與2#車(chē)的距離已經(jīng)超過(guò)1#車(chē)車(chē)載發(fā)信裝置的設(shè)定值，延時(shí)計(jì)時(shí)器線圈kt失電釋放，其延時(shí)閉合觸點(diǎn)kt斷開(kāi)，ka1常閉觸點(diǎn)依然閉合，連鎖走行條件滿足，允許1#車(chē)向任意方向運(yùn)行。

同理，車(chē)載受信裝置包含第二集電器2，電位器rp1a，三極管vt1a、限流電阻r2a和三極管vt2a組成的放大器，放大器基極電阻r1a，延時(shí)計(jì)時(shí)器kta，延時(shí)計(jì)時(shí)器線圈放電電路二極管d1a和電阻r3a，報(bào)警指示發(fā)光二極管led1a，方向開(kāi)關(guān)kaa的常開(kāi)點(diǎn)和報(bào)警繼電器ka1a，見(jiàn)圖2。當(dāng)2#車(chē)距離1#車(chē)足夠近時(shí)，調(diào)節(jié)rp1a電位器的值，使得vt1a和vt2a組成的放大器處于觸發(fā)導(dǎo)通狀態(tài)，這時(shí)發(fā)光二極管led1a得電導(dǎo)通，顯示2#車(chē)與1#車(chē)的距離已經(jīng)到達(dá)2#車(chē)車(chē)載受信裝置的設(shè)定值，延時(shí)計(jì)時(shí)器線圈kta得電吸合，其延時(shí)閉合觸點(diǎn)kta閉合，若2#車(chē)仍向接近1#車(chē)方向運(yùn)行，這時(shí)2#車(chē)的方向開(kāi)關(guān)kaa閉合，使得停車(chē)輸出繼電器線圈ka1a吸合，原來(lái)串入2#車(chē)連鎖走行允許條件的常閉點(diǎn)ka1a斷開(kāi)，將導(dǎo)致2#車(chē)連鎖走行條件不滿足，2#車(chē)不能向接近1#車(chē)方向運(yùn)行，而一旦2#車(chē)向原理1#車(chē)方向運(yùn)行時(shí)，這時(shí)2#車(chē)的方向開(kāi)關(guān)kaa斷開(kāi)，即使延時(shí)閉合觸點(diǎn)kt仍保持閉合狀態(tài)，但停車(chē)輸出繼電器線圈ka1a不能得電吸合，ka1a常閉觸點(diǎn)依然閉合，此時(shí)2#車(chē)連鎖走行條件滿足，只允許2#車(chē)向原理1#車(chē)方向運(yùn)行。當(dāng)2#車(chē)與1#車(chē)的距離超過(guò)設(shè)定值后，由于車(chē)載發(fā)信裝置電位器rp1、電位器式鋼軌r和車(chē)載受信裝置電位器rp1a的總電阻變大，最終導(dǎo)致流經(jīng)vt1a基極的電流減小，直至vt1a截止，這時(shí)vt1a和vt2a組成的放大器處于截止?fàn)顟B(tài)，發(fā)光二極管led1a失電熄滅，顯示2#車(chē)與1#車(chē)的距離已經(jīng)超過(guò)2#車(chē)車(chē)載受信裝置的設(shè)定值，延時(shí)計(jì)時(shí)器線圈kta失電釋放，其延時(shí)閉合觸點(diǎn)kta斷開(kāi)，ka1a常閉觸點(diǎn)依然閉合，連鎖走行條件滿足，允許2#車(chē)向任意方向運(yùn)行。

車(chē)載發(fā)信裝置和車(chē)載受信裝置的電氣控制部分可以集成在操作面板內(nèi)側(cè)，其中控制電路中的電位器rp1，延時(shí)計(jì)時(shí)器kt和報(bào)警指示發(fā)光二極管led1（車(chē)載發(fā)信裝置）在操作面板外部分別用于設(shè)置車(chē)載發(fā)信裝置與車(chē)載受信裝置報(bào)警觸發(fā)距離、報(bào)警觸發(fā)延時(shí)時(shí)間和顯示報(bào)警。車(chē)載發(fā)信裝置操作面板外觀與工作原理同上。

工作過(guò)程：參照?qǐng)D1、2、3和4的原理分別設(shè)計(jì)和制造車(chē)載發(fā)信裝置、車(chē)載受信裝置、電位器式鋼軌及操作面板。1#車(chē)上安裝車(chē)載發(fā)信裝置和相應(yīng)的操作面板，2#車(chē)上安裝車(chē)載受信裝置和相應(yīng)的操作面板；電位器式鋼軌電阻率均勻，總電阻為r，總長(zhǎng)度為l，沿機(jī)車(chē)運(yùn)行方向安裝，鋼軌通過(guò)絕緣子與大地絕緣，用于連接各車(chē)車(chē)載發(fā)信裝置和車(chē)載受信裝置的集電器；操作面板上的led燈用于大車(chē)距離過(guò)近時(shí)的報(bào)警顯示，電位計(jì)rp用于調(diào)節(jié)發(fā)信裝置或受信裝置的觸發(fā)端電位，延時(shí)繼電器kt用于調(diào)節(jié)連鎖保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，避免信號(hào)誤動(dòng)作。

本例中車(chē)載發(fā)信裝置和車(chē)載受信裝置的供電電源m+和m-來(lái)自各自所在車(chē)輛的直流電源，其中m-接地，設(shè)電壓為v。在要求1#車(chē)與2#車(chē)相距l(xiāng)x時(shí)在1#車(chē)上進(jìn)行防撞保護(hù)和報(bào)警時(shí)，如圖6所示，其鋼上電阻應(yīng)為，電位器總電阻為rp1++rp1a，流經(jīng)其上的電流為v/(rp1++rp1a),設(shè)發(fā)信裝置電位計(jì)電阻為r1x，該電阻可以通過(guò)控制面板上的電位器rp1進(jìn)行調(diào)整，則發(fā)信裝置vt1基極的電壓為v*r1x/(rp1++rp1a)，則流經(jīng)vt1基極的電流為v*r1x/r1*(rp1++rp1a)。在1#車(chē)與2#車(chē)距離為lx時(shí)，適當(dāng)調(diào)節(jié)發(fā)信裝置電位計(jì)rp1電阻r1x，使放大器處于觸發(fā)導(dǎo)通狀態(tài)，這時(shí)報(bào)警指示發(fā)光二極管led1得電發(fā)光，顯示1#車(chē)與2#的距離已經(jīng)小于1#車(chē)車(chē)載發(fā)信裝置的設(shè)定值，延時(shí)計(jì)時(shí)器線圈kt得電吸合，其延時(shí)閉合觸點(diǎn)kt閉合，若此時(shí)1#車(chē)仍向2#車(chē)靠近，如圖7所示，這時(shí)1#車(chē)的方向開(kāi)關(guān)ka閉合，使得停車(chē)輸出繼電器線圈ka1吸合，原來(lái)串入1#車(chē)連鎖走行允許條件的常閉點(diǎn)ka1斷開(kāi)，將導(dǎo)致1#車(chē)連鎖走行條件不滿足，1#車(chē)不能向2#車(chē)接近，而一旦1#車(chē)向遠(yuǎn)離2#車(chē)方向運(yùn)行時(shí)，這時(shí)1#車(chē)的方向開(kāi)關(guān)ka斷開(kāi)，即使延時(shí)閉合觸點(diǎn)kt仍保持閉合狀態(tài)，但停車(chē)輸出繼電器線圈ka1不能得電吸合，ka1常閉觸點(diǎn)依然閉合，此時(shí)1#車(chē)連鎖走行條件滿足，只允許1#車(chē)向原理2#車(chē)方向運(yùn)行，如圖8所示。當(dāng)1#車(chē)與2#車(chē)的距離超過(guò)設(shè)定值后，由于車(chē)載發(fā)信裝置電位器rp1、電位器式鋼軌r和車(chē)載受信裝置電位器rp1a的總電阻變大，最終導(dǎo)致流經(jīng)vt1基極的電流減小，直至vt1截止，這時(shí)vt1和vt2組成的放大器處于截止?fàn)顟B(tài)，發(fā)光二極管led1失電熄滅，顯示1#車(chē)與2#車(chē)的距離已經(jīng)超過(guò)1#車(chē)車(chē)載發(fā)信裝置的設(shè)定值，延時(shí)計(jì)時(shí)器線圈kt失電釋放，其延時(shí)閉合觸點(diǎn)kt斷開(kāi)，ka1常閉觸點(diǎn)依然閉合，連鎖走行條件滿足，允許1#車(chē)向任意方向運(yùn)行。

2#車(chē)進(jìn)行防撞保護(hù)和報(bào)警的設(shè)置原理同上。

需要說(shuō)明的是，上述實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并沒(méi)有用來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上作出的等同替換或者替代，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。