无人驾驶地铁用线路探测系统的制作方法

本实用新型属于检测装置领域，尤其涉及一种无人驾驶地铁用线路探测系统。

背景技术：

现阶段，在轨道交通检测领域，障碍物及脱轨检测装置一般是采用板簧和检测传感器(如：行程开关传感器、接近开关传感器或者位移传感器等)两个独立的构件组成，需要两个构件之间的位置关系发生改变来达到检测的目的。当障碍物及脱轨检测装置是采用检测传感器时，其触发原理是通过检测出相应的位移变量形成触碰信号，根据触碰信号和车辆速度进行障碍物或脱轨检测分析。但现有的探测系统，其一般采用一套输入电路、处理电路对传感器采集的位移信息进行处理，在故障的情况下，系统不能正常工作，进而不能有效检测列车的障碍物碰撞及脱轨现象。

因此，有必要在现有线路探测系统的基础上进行改进，提供一种采用可冗余控制的线路探测系统。

技术实现要素：

本实用新型针对上述现有线路探测系统存在的不足，提供了一种无人驾驶地铁用线路探测系统，输入电路、处理电路、输出继电器组、电源模块均采用两套冗余设计，以实现障碍物检测和脱轨检测的精确控制。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种无人驾驶地铁用线路探测系统，包括检测装置与车载主机；所述检测装置包括：检测横梁、以及安装于所述检测横梁两端的两检测机构；各检测机构包括可调节高度的齿条板组件、板弹簧组件、位移传感器；所述检测横梁通过所述齿条板组件与所述板弹簧组件连接，所述板弹簧组件上安装有多个位移传感器；其特征在于：

所述车载主机与所述位移传感器、以及列车制动安全回路连接；

所述车载主机包括：输入电路、处理电路、以及输出继电器组，所述输入电路、处理电路、输出继电器组均采用两套冗余设计；各位移传感器同时与两输入电路连接，两输入电路同时与两处理电路连接，两处理电路同时与两输出继电器组连接，两输出继电器组同时与列车制动安全回路连接；所述输入电路用于采集各位移传感器检测的位移信息；所述处理电路用于根据各位移传感器检测的位移信息，以判断障碍物碰撞检测信息或脱轨检测信息，生成驱动控制信号并发送至输出继电器组以控制列车制动安全回路的通断。

优选的，所述车载主机包括还包括两冗余设计的电源模块，两电源模块同时与所述输入电路、处理电路连接。

优选的，所述车载主机还同时与tcms列车网络系统连接。

优选的，所述板弹簧组件包括板弹簧安装座与安装于所述板弹簧安装座的板弹簧。

优选的，所述位移传感器与所述板弹簧连接，所述位移传感器包括用于检测所述板弹簧水平方向位移的第一位移传感器、与用于检测所述板弹簧竖直方向位移的第二传感器。

优选的，所述齿条板组件包括两啮合的第一齿条板与第二齿条板，所述第一齿条板与所述检测横梁连接，所述第二齿条板与所述板弹簧安装座连接。

优选的，所述齿条板组件与板弹簧组件外均罩设有弹性防护罩。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

本实用新型提供了一种无人驾驶地铁用线路探测系统，检测装置包括检测横梁、齿条板组件、板弹簧组件、位移传感器，检测横梁通过齿条板组件与板弹簧组件连接，车载主机与位移传感器、列车制动安全回路连接。本实用新型通过板弹簧和位移传感器之间位置关系的改变达到障碍物与脱轨检测目的。

同时，车载主机采用两套冗余设计的输入电路、处理电路、输出继电器组，各位移传感器同时与两输入电路连接，两输入电路同时与两处理电路连接，两处理电路同时与两输出继电器组连接，两输出继电器组同时与列车制动安全回路连接，单套失效也能够迅速切换至另一套，保证系统正常工作，使列车在需要时紧急制动，保证列车运行中的安全。

附图说明

图1为本实用新型的无人驾驶地铁用线路探测系统结构框图；

图2为本实用新型实施例的检测装置的结构图；

图3为上述实施例的检测机构(不含防护罩124)的主视图；

图4为上述实施例的检测机构(不含防护罩124)的俯视图；

图5为本实用新型实施例的车载主机结构框图；

其中，1-检测装置、11-检测横梁、12-检测机构、121-齿条板组件、1211-第一齿条板、1212-第二齿条板、122-板弹簧组件、1221-板弹簧安装座、1222-板弹簧、123-位移传感器、1231-第一位移传感器、1232-第二传感器、124-弹性防护罩；2-车载主机、3-列车转向架、4-列车制动安全回路、5-tcms列车网络系统。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

本实用新型实施例提供了一种无人驾驶地铁用线路探测系统，用于列车运行中障碍物检测及脱轨检测分析。参考图1所示，该探测系统包括检测装置1与车载主机2；检测装置1安装于列车转向架3上，检测装置1与车载主机2连接，车载主机2与列车制动安全回路4、以及tcms列车网络系统5连接。

对于检测装置1，参考图2、图3、图4所示，本实施例中检测装置1包括：检测横梁11、以及安装于检测横梁11两端的两检测机构12；各检测机构12包括可调节高度的齿条板组件121、板弹簧组件122、以及位移传感器123；检测横梁11通过齿条板组件121与板弹簧组件122连接，板弹簧组件122上安装有多个位移传感器123。

进一步参考图2、图3、图4所示，其中，板弹簧组件122包括板弹簧安装座1221与安装于板弹簧安装座1221的板弹簧1222。本实施例中每个检测机构12可以设置两个位移传感器123，即包括用于检测板弹簧水平方向位移的第一位移传感器1231、与用于检测板弹簧竖直方向位移的第二传感器1232，位移传感器123与板弹簧1222连接。齿条板组件121包括两啮合的第一齿条板1211与第二齿条板1212，第一齿条板1211与检测横梁11连接，第二齿条板1212与板弹簧安装座1221连接，第一齿条板1211与第二齿条板1212配合，实现检测横梁11与板弹簧组件122之间高度的调节。当列车与障碍物发生碰撞后，一部分动能将通过检测机构12转化为板弹簧1222的弹性势能。同时板弹簧1222产生与运动方向相反的水平方向的位移，第一位移传感器1231检测出相应的位移变量，当位移变量超过设定值，将触发第一位移传感器产生触碰信号，并传递给车载主机2进行控制。当列车运行过程中发生脱轨时，检测横梁11将于钢轨发生碰撞，并将检测横梁11向上抬起，第一齿条板1211与第二齿条板1212配合，改变了板弹簧1222与第二位移传感器1232之间的竖直方向的距离，第二位移传感器1232检测出相应的位移变量，当位移变量超过设定值，将触发第二位移传感器产生触碰信号，并传递给车载主机2进行控制。

进一步参考图2所示，本实施例中还在齿条板组件121与板弹簧组件122外均罩设有弹性防护罩124，以加强密封防水保护。

对于车载主机2，参考图1、图5所示，车载主机2与检测装置1的位移传感器123、列车制动安全回路4、以及tcms列车网络系统5连接。车载主机包括:电源模块、输入电路、处理电路、以及输出继电器组，本实施例中电源模块、输入电路、处理电路、输出继电器组均采用两套冗余设计。两检测机构的第一位移传感器、第二位移传感器同时与两输入电路连接，两输入电路同时与两处理电路连接，两处理电路同时与两输出继电器组连接，两输出继电器组同时与列车制动安全回路连接；两电源模块同时与输入电路、处理电路连接，将dc110v直流电转换为需要的工作电压。输入电路用于采集各位移传感器检测的位移信息；处理电路用于根据各位移传感器检测的位移信息，以判断障碍物碰撞检测信息或脱轨检测信息，生成驱动控制信号并发送至输出继电器组以控制列车制动安全回路的通断，进行紧急制动。同时车载主机将检测的障碍物及脱轨检测信息由tcms列车网络系统上传至控制中心。

本实施例的车载主机设置了两套冗余热备的系统，提高可靠性。电源模块、输入电路、处理电路均为双套冗余设计，单套失效也能够迅速切换至另一套，保证系统正常工作。同时设置了两套与列车制动安全回路连接的用于紧急制动的输出继电器组，单组失效的情况下能切换至另一组进行控制，保证列车在需要时紧急制动，保证安全。实际设计中，可以根据需求，将车载主机设计成扁盒体，一体化单电路板，安装于列车电器柜内，便于维护。

综上，本实用新型通过板弹簧和位移传感器两个独立的构件之间的位置关系的改变来达到障碍物检测及脱轨检测目的。通过位移传感器检测出相应的位移变量形成触碰信号，并发送至车载主机，车载主机根据触碰信号和车辆速度能够进行障碍物检测及脱轨检测分析。车载主机采用两套冗余热备的系统，电源模块、输入电路、处理电路、输出继电器组均为双套冗余设计，单套失效也能够迅速切换至另一套，保证系统正常工作，使列车在需要时紧急制动，保证列车运行中的安全。

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