專利名稱：一種新型室外功能模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種新型室外功能模擬器，屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
配套HBDS- II、III的室外功能模擬器，也可以模擬軸溫，軸輛，車速等信號。 但此系統(tǒng)只適合于對單探的軸溫探測系統(tǒng)進行測試，而且只是針對探測系統(tǒng)的探頭進行 測試，而不是連上掃描器模擬現(xiàn)場的實際情況進行測試。所以對系統(tǒng)的整體測試來說有 一定的局限性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決HBDS- IV型紅外軸溫探測系統(tǒng)在聯(lián)試過程中缺 少“過車測試”這一環(huán)節(jié)，提出一種新型室外功能模擬器，可以模擬過車所需的各種信 號，完成系統(tǒng)的“過車測試”，從而完善了整個HBDS-IV型紅外軸溫探測系統(tǒng)的聯(lián)試過程。一種新型室外功能模擬器，包括控制箱和模擬架兩部分；控制箱包括主控制板、溫控板、電機驅(qū)動板和開關(guān)電源；主控制板連接溫控板，進行溫度控制；主控制板連接電機驅(qū)動板，為其提供電 機的驅(qū)動信號；溫控板通過電纜連接模擬架中黑體，控制黑體的溫度；電機驅(qū)動板通過 電纜連接電機，控制電機速度；開關(guān)電源分別連接主控制板、溫控板、電機驅(qū)動板，為 其提供電源；模擬架包括電機、黑體、測速盤、磁頭信號盤和車輪模擬輪；黑體位于車輪模擬輪內(nèi)部，連接溫控板，模擬火車軸溫信號；車輪模擬輪、磁 頭信號盤、測速盤都與電機同軸。車輪模擬輪模擬火車車速，其上開有方孔；磁頭信號 盤位于車輪模擬輪與電機之間，模擬火車現(xiàn)場磁頭的信號，確定火車的車速和軸輛；測 速盤與磁頭信號盤的位置相對稱，其主要功能是計算模擬輪轉(zhuǎn)速，進行速度反饋；掃描 器固定在模擬架上，掃描器的探頭通過車輪模擬輪上開有的方孔進行測溫；主控制板通過電纜連接磁頭信號盤，磁頭信號盤中斷時，觸發(fā)主控制板產(chǎn)生磁 頭信號，磁頭信號通過電纜作用到HBDS- IV型紅外軸溫探測系統(tǒng)控制箱上的磁頭接線端 子上，觸發(fā)HBDS-IV型紅外軸溫探測系統(tǒng)工作。本實用新型的優(yōu)點在于(1)模擬火車信號，測試HBDS-IV型紅外軸溫探測系統(tǒng)整套設(shè)備的軟件、硬 件；(2)模擬的火車信號可以為客戶和技術(shù)支持人員在實驗室內(nèi)提供很好的熟悉 HBDS- IV型紅外軸溫探測系統(tǒng)的機會；(3)加快HBDS-IV型紅外軸溫探測系統(tǒng)的完善。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型控制箱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型模擬架的連接示意圖；圖4是本實用新型磁頭信號盤的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-控制箱 2-模擬架101-主控制板 102-溫控板 103-電機驅(qū)動板104-開關(guān)電源201-電機 202-黑體 203-測速盤204-磁頭信號盤205-車輪模擬輪206-掃描器
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖和實例對本實用新型作進一步的詳細說明。本實用新型是一種新型室外功能模擬器，如圖1所示，包括控制箱1和模擬架 2?？刂葡?如圖2所示，包括主控制板101、溫控板102、電機驅(qū)動板103和開關(guān) 電源104。主控制板101提供人機交互界面、處理串口通信信號、處理測速反饋信號、產(chǎn) 生電機的驅(qū)動信號(PWM)、產(chǎn)生磁頭信號。主控制板101通過串口與溫控板102進行 通信，對溫度進行控制；主控制板101通過電纜連接測速盤203，對速度信號進行反饋處 理；主控制板101連接電機驅(qū)動板103，為其提供電機的驅(qū)動信號；主控制板101通過電 纜連接磁頭信號盤204，當磁頭信號盤204中斷，則觸發(fā)主控制板101產(chǎn)生磁頭信號，磁 頭信號通過電纜作用到HBDS- IV型紅外軸溫探測系統(tǒng)控制箱上的磁頭接線端子上，觸發(fā) HBDS-IV型紅外軸溫探測系統(tǒng)開始工作，從而讓HBDS-IV型機完成各種模擬信號的測試 工作。溫控板102通過電纜連接模擬架2中黑體202，控制模擬架2中黑體202的溫度，
使其在過車過程中保持在一個恒定的溫度值。電機驅(qū)動板103通過晶體管電路實現(xiàn)模擬架2中電機201的驅(qū)動，電機驅(qū)動板 103通過電纜連接電機201，控制電機201的速度，電機驅(qū)動板103的電機觸發(fā)信號來自 于主控制板101上的PWM信號。開關(guān)電源104分別連接主控制板101、溫控板102、電機驅(qū)動板103，為其提供 5V，12V，48V電壓，其中5V，12V電源為主控制板101和溫控板102提供整個系統(tǒng)的 電源支持；48V電源為電機驅(qū)動板103提供電機驅(qū)動所需的電源支持。模擬架2如圖3所示，包括電機201、黑體202、測速盤203、磁頭信號盤204和 車輪模擬輪205。黑體202模擬火車軸溫信號，黑體202位于車輪模擬輪205內(nèi)部，連接溫控板 102。車輪模擬輪與電機201同軸，以一定的速度轉(zhuǎn)動模擬火車車速，其上方所開方孔供掃描器206中的探頭采集溫度使用。本實用新型設(shè)置兩個車輪模擬輪205，兩個車輪 模擬輪205與電機201同軸，兩個車輪模擬輪205同時轉(zhuǎn)動，保證了轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，從而提供 穩(wěn)定的速度信號；磁頭信號盤204上的每一組開槽對應(yīng)著車輪模擬輪205上的同一水平直 線的4個方孔，每當一組開槽經(jīng)過光耦中斷后就會有相應(yīng)的一組4個方孔進入掃描器內(nèi)探 頭的視場，這時4個探頭同時采集溫度。所述模擬器模擬的是4軸列車，磁頭信號盤204位于車輪模擬輪205與電機201 之間，與電機201同軸，通過中斷觸發(fā)1#、2#、3#、4#四個磁頭的信號，從而確定火車 的車速和軸輛。如圖4所示，所述的磁頭信號盤204上的設(shè)有4組共12個開槽，所述每 組開槽的角度與車輪模擬輪205上的方孔的角度相一致，在模擬過車過程中，車輪模擬 輪205的一圈(360° )即為一節(jié)車廂的長度，磁頭信號盤204上每組3個開槽的間距分 別代表車輪通過2#、3#、4#磁頭的距離，每組開槽的間距代表車廂上車軸間的距離，每 一組3個開槽的間距是固定的即7.2° (如圖3)，模擬的是現(xiàn)場2#、3#、4#磁頭的間距 (現(xiàn)場3個磁頭間距為250mm)。圖3中的2°表示開槽的角度保證開槽通過光耦時能產(chǎn) 生中斷，50.4°表示一輛四軸火車第一軸與第二軸的距離，61.9°表示這輛四軸車的第四 軸與下一輛四軸車的第一軸的距離，120表示磁頭信號盤的直徑是120mm。車輪模擬輪 205上的方孔間距與磁頭信號盤204上4組開槽的間距的比例一致，即方孔間距的角度與 4組開槽間距的角度相等，車輪模擬輪205上方孔的長和寬需要根據(jù)探頭的視場和探頭與 方孔的距離計算(所述的方孔的長和寬要能夠通過探頭的全部視場，探測到黑體上，探 頭的視場是已知的)，保證探頭可以采到完整有效的軸溫信號。圖3所示的開槽位置與距 離，是模擬一種常用車型的。1#磁頭只是為HBDS-IV型機系統(tǒng)提供一個開啟信號，不 做其他用途，模擬過車過程中判斷光耦在圖3中61.9°所包括的兩組開槽之間時產(chǎn)生1# 磁頭信號。當磁頭信號盤204上的4組開槽分別在車輪模擬輪205轉(zhuǎn)動的同時觸發(fā)2#， 3#，4#磁頭信號，這時HBDS-IV型機的探頭可以通過車輪模擬輪205上的方孔對車輪模 擬輪205內(nèi)部的黑體202進行測溫，保證測到的溫度曲線與現(xiàn)場實際的溫度曲線相一致。測速盤203與電機201同軸，與磁頭信號盤204的位置相對稱，通過編碼計數(shù)來 反饋車輪模擬輪的轉(zhuǎn)動速度，從而使電機201的轉(zhuǎn)速快速、穩(wěn)定的達到某個設(shè)定值。掃描器206為HBDS- IV型機系統(tǒng)的一部分，在實驗過程中掃描器206要安放在 模擬架2的固定位置上，并且適當調(diào)節(jié)探頭位置，通過車輪模擬輪205上開有的方孔來進 行準確有效的測溫。探頭可以通過滾筒上的4組方孔(每組4個)來探測黑體202的溫 度，從而完成HBDS-IV型機系統(tǒng)的溫度采集。模擬架2是控制產(chǎn)生信號的一個載體，所有信號都是在模擬架2上實現(xiàn)的。軸 溫信號是黑體202產(chǎn)生的熱信號，磁頭信號是模擬架2上的磁頭信號盤204中斷觸發(fā)并由 控制箱1產(chǎn)生的，速度信號是由電機201轉(zhuǎn)速和磁頭信號盤204共同實現(xiàn)的。其中磁頭 信號盤204上的開口和車輪模擬輪205上的方孔要成一定比例，并且在設(shè)備安裝時也要調(diào) 整好磁頭信號盤204與車輪模擬輪205的相互位置關(guān)系?？刂葡?和模擬架2通過三根電纜連接，一根控制溫度信號；一根控制磁頭信 號；一根控制速度信號。最后把控制箱產(chǎn)生的磁頭信號通過一根電纜連接到HBDS- IV 型機控制箱上的磁頭接線端子上，從而為HBDS-IV型機提供了測試的模擬信號。當需要 存儲過車數(shù)據(jù)時，可以與上位機進行串口通信，并把信息存儲到上位機上。
權(quán)利要求1.一種新型室外功能模擬器，其特征在于，包括控制箱和模擬架；控制箱包括主控制板、溫控板、電機驅(qū)動板和開關(guān)電源；主控制板與溫控板通信，進行溫度控制；主控制板連接測速盤，對速度信號進行反 饋處理；主控制板連接電機驅(qū)動板，為其提供電機的驅(qū)動信號；溫控板通過電纜連接模 擬架中黑體，控制黑體的溫度；電機驅(qū)動板通過電纜連接電機，控制電機速度；開關(guān)電 源分別連接主控制板、溫控板、電機驅(qū)動板，為其提供電源；模擬架包括電機、黑體、測速盤、磁頭信號盤和車輪模擬輪；黑體位于車輪模擬輪內(nèi)部，連接溫控板，模擬火車軸溫信號；車輪模擬輪、磁頭 信號盤、測速盤都與電機同軸，車輪模擬輪模擬火車車速，其上開有方孔；磁頭信號盤 位于車輪模擬輪與電機之間，模擬火車現(xiàn)場磁頭的信號，確定火車的車速和軸輛；測速 盤與磁頭信號盤的位置相對稱，計算模擬輪轉(zhuǎn)速，進行速度反饋；掃描器固定在模擬架 上，掃描器的探頭通過車輪模擬輪上開有的方孔進行測溫；主控制板通過電纜連接磁頭信號盤，磁頭信號盤中斷時，觸發(fā)主控制板產(chǎn)生磁頭信 號，磁頭信號通過電纜作用到HBDS- IV型紅外軸溫探測系統(tǒng)控制箱上的磁頭接線端子 上，觸發(fā)HBDS-IV型紅外軸溫探測系統(tǒng)工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型室外功能模擬器，其特征在于，所述模擬架包括兩 個車輪模擬輪，兩個車輪模擬輪與電機同軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型室外功能模擬器，其特征在于，所述的磁頭信號盤 上的設(shè)有4組開槽，每組開槽的角度與車輪模擬輪上的方孔的角度相一致，每組開槽的 間距代表車廂上車軸間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型室外功能模擬器，其特征在于，所述的磁頭信號盤 上的設(shè)有4組共12個開槽，每組3個開槽的間距分別為車輪通過2#、3#、4#號磁頭的距 罔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型室外功能模擬器，其特征在于，所述的每組中的3 個開槽的間距為7.2°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型室外功能模擬器，其特征在于，所述的車輪模擬輪 上方孔的長和寬根據(jù)探頭的視場和探頭與方孔的距離得到。
專利摘要本實用新型公開了一種新型室外功能模擬器，包括控制箱和模擬架兩部分，控制箱包括主控制板、溫控板、電機驅(qū)動板和開關(guān)電源，模擬架包括電機、黑體、測速盤、磁頭信號盤和車輪模擬輪，主控制板通過電纜連接磁頭信號盤，當磁頭信號盤中斷，則觸發(fā)主控制板產(chǎn)生磁頭信號，主控制板將磁頭信號通過電纜傳到HBDS-Ⅳ型紅外軸溫探測系統(tǒng)控制箱上的磁頭接線端子上，磁頭信號則為HBDS-Ⅳ型紅外軸溫探測系統(tǒng)提供過車的觸發(fā)信號，使其能夠探測到模擬的軸溫、車速和軸輛信號，從而完成HBDS-Ⅳ型機的整機調(diào)試工作。本實用新型模擬火車信號，測試HBDS-Ⅳ型紅外軸溫探測系統(tǒng)整套設(shè)備的軟件、硬件；加快HBDS-Ⅳ型紅外軸溫探測系統(tǒng)的完善。
文檔編號B61K9/06GK201800735SQ20102050269
公開日2011年4月20日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者農(nóng)時猛, 張鍇, 楊征西, 郭忠 申請人:北京康拓紅外技術(shù)有限公司