一种机车制动控制器手动自动切换装置的制作方法

本实用新型属于电力机车自动驾驶控制领域，具体涉及一种机车制动控制器手动自动切换装置。

背景技术：

电力机车自动驾驶系统目前在国内处于初创期。

司机制动控制器是机车司机用来操纵机车运行的主令电器，其安装在机车司机室内，是制动及缓解指令的发出装置，司机通过操纵司机制动控制器，即可实现对列车的控制。制动控制器是制动系统不可或缺的组成部分，对行车安全具有十分重要的意义。应用于电力机车的司机制动控制器其控制思想是基于不同的手柄位置以实现不同的功能，因此又可称为位置闸。

位置闸将自动制动控制器（大闸）和直通制动控制器（小闸）集成在一起，大闸和小闸分别设有不同的手柄位以实现不同的功能。大闸设有运转位、初制位、常用制动区、全制位、抑制位、重联位和紧急位；小闸设有运转位、制动区、全制位，并具单独缓解功能，位置闸由此而得名，其结构如图1所示。制动控制器内部由多个速动开关和机械齿轮等结构件组成，操作大闸或小闸的手柄在不同的位置，制动控制器会输出不同的开关状态。

原司机制动控制器为机械类装置，无自动驾驶功能。

技术实现要素：

本实用新型提供一种机车制动控制器模拟装置，以解决无法自动驾驶的问题。

本实用新型采用以下技术方案：

一种机车制动控制器手动自动切换装置，包括至少一个切换装置，所述每个切换装置均与制动控制器的其中一路输出开关连接；

所述切换装置包括手动驾驶切换电路和自动驾驶切换电路；

所述手动驾驶切换电路包括第三十一开关装置，第三十一开关装置的一端连接制动器的一路开关量信号输出节点，另一端连接输出节点；

所述自动驾驶切换电路包括第二十一开关装置、第三十二开关装置，所述第二十一开关装置一端连接输入信号节点，另一端连接第三十二开关装置的一端，第三十二开关装置的一端连接输出节点。

所述切换装置还包括制动器输出信号检测通道，所述制动器输出信号检测通道上设置第十一开关装置，所述第十一开关装置的一端连接制动器的一路开关量信号输出节点，第十一开关装置的另一端作为开关量检测及隔离电路的输入信号，开关量检测及隔离电路连接外部上位机。

所述制动器输出信号检测通道还包括自检通道，所述自检通道上设置第十二开关装置、第四十一开关装置，第十二开关装置的一端连接自检输入电压，第十二开关装置的另一端连接第四十一开关装置的一端，第四十一开关装置的另一端作为开关量检测及隔离电路的输入信号，开关量检测及隔离电路连接外部上位机。

所述开关量检测及隔离电路连接处理器，处理器连接外部上位机。

还包括第三十三开关装置和第二十二开关装置，所述第三十一开关装置、第三十三开关装置和第三十二开关装置为强制导向继电器ⅲ的三个触点，其中第三十三开关装置连接处理器；

所述第二十二开关装置和第二十一开关装置为强制导向继电器ⅱ的两个触点，其中第二十二开关装置连接处理器。

还包括第十三开关装置和第四十二开关装置，所述第十一开关装置、第十二开关触点和第十三开关触点为强制导向继电器ⅰ的三个触点，其中第十三开关触点连接处理器；

所述第四十二开关装置和第四十一开关装置为强制导向继电器ⅳ的两个触点，其中第四十二开关装置连接处理器。

所述开关量检测及隔离电路包括阻容器件及光电隔离器件。

所述制动控制器具有多路输出回路，多路输出回路的每一路均安装有一个切换装置或者多路输出回路中的一部分回路中的每一路均安装有一个切换装置。

本实用新型的有益效果：本实用新型在现有的手柄输出电路上并联连接切换装置，该切换装置能够在实现自动切换，进而实现自动驾驶。且该装置体积小，质量轻，结构简单。

附图说明

图1为位置闸示意图。

图2为自动制动控制器（大闸）其中一路输出开关示意图。

图3为模拟装置串接在图3的信号回路上的示意图。

图4为模拟装置设计实现示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型提供一种机车制动控制器手动自动切换装置，该装置连接在现有的制动控制器上，与原有的制动控制器并行使用，当系统需要进行自动驾驶时，该装置运行，替代司机操作。具体来说，当操作大闸或小闸的手柄在不同的位置时，制动控制器通过每一路上的输出开关输出不同的开关状态，该开关状态将信号发送给输出单元，输出单元根据接收的开关状态进行工作，该输出单元为现有的实现各种机车控制功能功能的电磁阀，为机车上的现有司机制动时使用的设备。

本实用新型包括至少一个切换装置，每个切换装置均与制动控制器的其中一路输出开关连接。现有的制动控制器具有多路输出回路，多路输出回路中，每一路均安装有一个切换装置，或者多路输出回路中需要安装切换装置的输出回路上均安装有一个切换装置。

本实用新型的切换装置包括手动驾驶切换电路和自动驾驶切换电路；手动切换电路用于手动操作制动控制器时连接输出单元，自动驾驶切换电路用于机车辅助驾驶系统sto输出信号给输出单元，自动驾驶切换电路连接在机车辅助驾驶系统sto和输出单元之间。

本实用新型的手动驾驶切换电路包括第三十一开关装置k31，第三十一开关装置k31的一端连接制动器的一路开关量信号的输出节点b，另一端连接输出节点d，输出节点d连接输出单元，输出节点d的输出开关量信号通过其前端的输出开关给出，输出开关连接输入信号节点a。第三十一开关k31为常闭开关，闭合状态下，制动控制器为手动控制状态。

自动驾驶切换电路包括第二十一开关装置k21、第三十二开关装置k32，第二十一开关装置k21一端连接输入信号节点a，另一端连接第三十二开关装置k32的一端，第三十二开关装置k32的一端连接输出节点d。

上述的输入信号节点a接收的输入信号，在自动驾驶时，由sto给与并将输入信号发送给第二十一继电器k21，第二十一继电器k21根据信号进行开闭动作，模拟手动控制下输出开关的作用；在手动驾驶时，输入信号为司机操作手柄的信号。

现有的制动控制器工作时，第三十一开关装置k31闭合，第三十二开关装置k32和第二十一开关装置k21打开，输入信号经过输出开关k0以后，直接通过闭合的第三十一开关装置k31输出信号给后部的输出单元。如果系统需要自动驾驶，则第三十一开关装置k31断开，第三十二开关装置k32闭合，第二十一开关装置k21接收外部的信号实现闭合或者断开的操作，外部信号由现有的机车智能驾驶系统给与，不再陈述，本实用新型仅仅提供一个能够进行手动自动输出信号切换的装置。

作为进一步的实施方式，本实用新型还包括制动器输出信号检测通道，制动器输出信号检测通道上设置第十一开关装置k11，第十一开关装置k11的一端连接制动器的一路开关量信号输出节点b，即输出开关k0的后端，第十一开关装置k11的另一端作为开关量检测及隔离电路的输入信号，开关量检测及隔离电路连接外部上位机。

本实用新型还可设置处理器2，此时开关量检测及隔离电路连接处理器2，处理器2通过can通信电路3连接外部上位机。

上述的处理器2包括但不限于现有的cpu及其附加电路或者dsp或者mcu或者单片机等，采用cpu时可选用型号为stm32f407iit6的cpu。

制动器开关量检测及隔离电路包括阻容器件及光电隔离器件。

本实用新型在使用过程中，能够通过连通第十一开关装置k11，对输出开关的信号进行采样，并将采样的信号发送给cpu后，cpu将采样的信号发送给上位机，上位机可通过该通路获取司机操作手柄在不同时刻发出的信号，方便后续观察和处理。

上述的制动器输出信号检测通道还包括自检通道，自检通道上设置第十二开关装置k12、第四十一开关装置k41，第十二开关装置k12的一端连接自检输入电压的节点f，第十二开关装置k12的另一端（节点g）连接第四十一开关装置k41的一端，第四十一开关装置k41的另一端连接节点e，作为开关量检测及隔离电路的输入信号，开关量检测及隔离电路连接外部上位机。该第十一开关装置k11连接第四十一开关装置k41为自检通道，能够对采样通道进行自检，自检完成且无故障才能进行输出开关的采样。

本实用新型还包括第三十三开关装置k33和第二十二开关装置k22，第三十一开关装置k31、第三十三开关装置k33和第三十二开关装置k32为强制导向继电器ⅲk3的三个触点，其中第三十三开关装置k33作为继电器触点位置检测开关连接处理器2，将强制导向继电器ⅲk3的触点位置通过处理器发送给后部的上位机，便于对信息进行观察和处理。图中虚线表示联动控制。

第二十二开关装置k22和第二十一开关装置k21为强制导向继电器ⅱk2的两个触点，其中第二十二开关装置k22作为继电器触点位置检测开关连处理器2，将强制导向继电器ⅱk2的触点位置通过处理器发送给后部的上位机，便于对信息进行观察和处理。图中虚线表示联动控制。

本实用新型还包括第十三开关装置k13和第四十二开关装置k42，第十一开关装置k11、第十二开关触点k12和第十三开关触点k13为强制导向继电器ⅰk1的三个触点，其中第十三开关触点k13作为继电器触点位置检测开关连接处理器2，将强制导向继电器ⅰk1的触点位置通过处理器发送给后部的上位机，便于对信息进行观察和处理。图中虚线表示联动控制。

第四十二开关装置k42和第四十一开关装置k41为强制导向继电器ⅳk4的两个触点，其中第四十二开关装置k42作为继电器触点位置检测开关连接处理器2，将强制导向继电器ⅳk4的触点位置通过处理器发送给后部的上位机，便于对信息进行观察和处理。图中虚线表示联动控制。

本实用新型使用过程中，通过cpu的i/o口连接四个强制导向继电器的触点位置检测开关，对强制导向继电器位置触点的位置信息进行采集并发送给cpu，根据触点位置检测开关的位置信息，可获取与该开关联动控制的另一开关的状态并发送给上位机，上位机可通过该通路获取智能操作系统在不同时刻发出的信号。

本实用新型在需要司机进行制动控制器控制时，上位机（例如机车辅助操作系统sto）发送信号使切换装置的第三十一开关装置k31闭合，第二十一开关装置k21、第三十二开关装置k32断开，此状态仅监控司机手动控制的状态，不干预手动控制的过程；此过程中，需要对制动器输出信号检测通道进行自检，自检通过后进行信号采样，采样信号发送给上位机（例如机车辅助操作系统）进行信号的监测；即在自检开始时，第十一开关装置k11断开,第十二开关装置k12、第四十一开关装置k41闭合，自检输入电压通过第十二开关装置k12、第四十一开关装置k41进入开关量检测及隔离电路后，发送给处理器2，由于自检电压来自机车上的固定电压，因此处理器2对接收的信号与预先存储的电平信号进行比对，确认接收的信号正常，则第十一开关装置k11闭合，第四十一开关装置k41断开，开始采集节点d的信号给处理器，进而发送给上位机进行检测。

当本实用新型需要自动控制时，机车辅助驾驶系统sto发送信号给强制导向继电器ⅲk3，使第三十二开关装置k32闭合，第三十一开关装置k31断开，此时，机车辅助驾驶系统sto可直接发送的信号控制强制导向继电器ⅱk2，通过使第二十一开关装置k21闭合，将输入信号经由第二十一开关装置k21、第三十二开关装置k32发送给输出单元，输出单元动作，进而实现自动驾驶功能。

如图2所示，为本实用新型应用于大闸输入开关k0时的切换开关的示意图，此时，切换开关连接在大闸输入开关k0上。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型揭露的范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应该涵盖在本实用新型的保护范围内。

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