專利名稱：一種機(jī)車輪徑修正裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輪徑修正裝置，具體來講為一種鐵道電力機(jī)車輪徑修正裝置。
背景技術(shù)：
國(guó)產(chǎn)韶山交直型電力機(jī)車的輪徑安全使用范圍為1250 1150毫米，由于機(jī)車輪對(duì)經(jīng)過自然磨損或鏇修后會(huì)逐漸減小，致使同一機(jī)務(wù)段運(yùn)用的機(jī)車輪徑值差異較大。機(jī)車通過無線重聯(lián)牽引重載列車，對(duì)機(jī)車牽引、制動(dòng)有很高的同步要求。若前部機(jī)車與中部機(jī)車輪徑大小不同，會(huì)導(dǎo)致機(jī)車電子控制系統(tǒng)得到的轉(zhuǎn)速信號(hào)有一定差異，引起兩臺(tái)機(jī)車在牽引工況和制動(dòng)工況下給定的特性曲線不同(主要表現(xiàn)為本務(wù)車和重聯(lián)車電流給定差異大)，最終導(dǎo)致前后兩臺(tái)機(jī)車的功率發(fā)揮不同，容易引起列車縱向沖動(dòng)及斷鉤；惡劣氣候條件下容易弓I起機(jī)車大空轉(zhuǎn)、大滑行。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大秦鐵路就因?yàn)橹鲝目貦C(jī)車電流不一致問題導(dǎo)致了多次的機(jī)破及列車分解運(yùn)行事故。這種故障嚴(yán)重?cái)_亂了正常的運(yùn)輸秩序，降低了運(yùn)輸效率，影響運(yùn)輸任務(wù)的順利完成。并且，較大的電流偏差有很大的安全隱患，嚴(yán)重威脅行車安全，急需解決。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述問題，在此提供一種機(jī)車輪徑修正裝置。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，構(gòu)造一種機(jī)車輪徑修正裝置，其特征在于本裝置由兩套完全相同的電子插件構(gòu)成，每套插件包括有電源模塊、處理器模塊、輪徑設(shè)置模塊以及用于存儲(chǔ)輪徑值的存儲(chǔ)器模塊，存儲(chǔ)器模塊與處理器模塊通過串行外圍接口 SPI通信，所述插件還包括設(shè)有能夠觀察本機(jī)車輪徑修正裝置運(yùn)行狀態(tài)的指示燈和測(cè)試孔模塊，該指示燈和測(cè)試孔模塊通過驅(qū)動(dòng)電路與處理器模塊連接，所述輪徑設(shè)置模塊包括有鍵盤調(diào)整電路和四位數(shù)碼管輪徑值顯示模塊。根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種機(jī)車輪徑修正裝置，其特征在于處理器模塊采用16 位處理器MC9S12D64。根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種機(jī)車輪徑修正裝置，其特征在于，所述鍵盤調(diào)整模塊包括有三個(gè)按鍵，每個(gè)按鍵通過對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路分別連接處理器模塊的三個(gè)I/O接口，所述數(shù)碼管輪徑值顯示模塊經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路與處理器模塊連接。根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種機(jī)車輪徑修正裝置，其特征在于所述電源模塊包括有將DCl IOV電源濾波后轉(zhuǎn)換為DC+15V的電源轉(zhuǎn)換模塊A，所述電源模塊還包括有將電源轉(zhuǎn)換模塊A的輸出轉(zhuǎn)換成DC-15V的電源轉(zhuǎn)換模塊B，所述電源模塊還包括有將電源轉(zhuǎn)換模塊 A的輸出轉(zhuǎn)換成DC+5V的電源轉(zhuǎn)換模C。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于(1)實(shí)時(shí)采集四路機(jī)車軸端轉(zhuǎn)速傳感器送來的信號(hào)；(2) 能對(duì)采集到的機(jī)車轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行輪徑修正計(jì)算；(3)能實(shí)時(shí)輸出修正處理后的四路轉(zhuǎn)速信號(hào)，即機(jī)車的真實(shí)運(yùn)行速度；(4)可采用鍵盤手動(dòng)輸入機(jī)車輪徑值并存儲(chǔ)記憶且掉電不丟失；( 可實(shí)時(shí)顯示輸入的輪徑值；(6)能對(duì)轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行故障界定并指示；(7)在面板上能對(duì)關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，方便裝置維護(hù)。

圖1輪徑修正裝置電子插件結(jié)構(gòu)圖。圖2輪徑修正裝置電源模塊原理框圖。圖3輪徑設(shè)置模塊原理圖。圖4 SPI模塊原理圖。圖5 CAN通信模塊原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做出詳細(xì)說明本實(shí)用新型在此提供一種機(jī)車輪徑修正裝置，該輪徑修正裝置的設(shè)計(jì)以TB/T 3021-2001鐵道機(jī)車車輛電子裝置、TB/T 2760-1996機(jī)車軸端光電轉(zhuǎn)速傳感器等鐵道標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。輪徑修正裝置主要技術(shù)指標(biāo)1)輸入電源DC 77 137. 5V ；2)輸入功耗< 30W ； 3)輸入轉(zhuǎn)速信號(hào)(速度傳感器來的方波脈沖信號(hào))頻率0 2000Hz士0. 5%，幅度高電平> 9V，低電平彡2V，占空比30% 50%，前后沿均小于周期的5%;4)輸出速度信號(hào)頻率0 2000Hz士0.5%，幅度負(fù)載阻抗為;3ΚΩ時(shí)，高電平彡9V，低電平彡IV，占空比 50%士0. 5% ；5)系統(tǒng)輸入、輸出響應(yīng)的時(shí)間70ms ；6)輪徑修正范圍1253mm 1150mm。 輪徑修正裝置安裝方式采用在電子柜2號(hào)內(nèi)柜安裝兩塊輪徑修正插件。A組輪徑修正插件安裝在2號(hào)內(nèi)柜第四號(hào)板位，B組輪徑修正插件安裝在2號(hào)內(nèi)柜第37號(hào)板位。當(dāng)電子柜A 組工作時(shí)，A輪徑修正插件工作；當(dāng)電子柜B組工作時(shí)，B輪徑修正插件工作。這樣的雙組冷冗余設(shè)計(jì)方式可以有效保證系統(tǒng)的可靠性，降低運(yùn)行途中機(jī)破產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。本實(shí)用新型所述輪徑修正裝置工作原理從輪對(duì)送來的四路轉(zhuǎn)速信號(hào)首先進(jìn)入輪徑修正裝置，裝置通過預(yù)先設(shè)置的輪徑值對(duì)四路轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行修正，并對(duì)轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)是否故障進(jìn)行判斷(用LED進(jìn)行指示)。經(jīng)過輪徑修正裝置計(jì)算、處理后輸出四路轉(zhuǎn)速信號(hào)供電子柜采集，這樣電子柜采集到的轉(zhuǎn)速信號(hào)便是機(jī)車的真實(shí)速度。機(jī)車的輪徑值可通過裝置自帶的鍵盤進(jìn)行設(shè)置(裝置內(nèi)部帶有掉電不丟失數(shù)據(jù)的FLASH存儲(chǔ)器)，修正后即使輪徑大小不一致的機(jī)車進(jìn)行無線重聯(lián)時(shí)，電子柜采集到的轉(zhuǎn)速信號(hào)也相同，前后機(jī)車電子柜計(jì)算出的控制特性曲線也將完全相同，因此電流及機(jī)車功率發(fā)揮也基本相同。如圖所示機(jī)車輪徑修正裝置由兩套完全相同的電子插件構(gòu)成，每套插件包括電源模塊、處理器模塊、輪徑設(shè)置模塊、存儲(chǔ)器模塊、CAN通信模塊、指示燈和測(cè)試孔模塊組成。 主要實(shí)現(xiàn)機(jī)車四路速度采集、四路速度輸出、輪徑實(shí)時(shí)顯示、速度指示、速度故障指示等。其中硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。所述電源模塊原理框圖如圖2，輪徑修正裝置所需工作電源由機(jī)車控制電源DCllOV提供。電源模塊包括有電源轉(zhuǎn)換模塊A (VI-JT2-CW)、電源轉(zhuǎn)換模塊B (VRB1215MP-8W)以及電源轉(zhuǎn)換模C (VRB1205MP-8W)。首先將DCllOV電源濾波后經(jīng)過
4VOCOR電源轉(zhuǎn)換模塊VI-JT2-CW轉(zhuǎn)換為DC+15V，再分別經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換模塊VRB1215MP-8W和 VRB1205MP-8W 轉(zhuǎn)換成 DC-15V 和 DC+5V。所述處理器模塊可以采用Freescale半導(dǎo)體公司的高性能16位處理器 MC9S12D64。它既具有高速的數(shù)字信號(hào)處理能力，又具有強(qiáng)大的事件管理能力和嵌入式控制功能，特別適合于實(shí)時(shí)要求高、數(shù)據(jù)處理量大的測(cè)控場(chǎng)合。要同時(shí)采集來自速度傳感器的四路轉(zhuǎn)速信號(hào)并回采四路速度輸出信號(hào)(共8路)， 可利用處理器的頻率捕捉中斷功能。要輸出四路速度信號(hào)，可利用處理器的PWM輸出功能。來自輪對(duì)的四路轉(zhuǎn)速信號(hào)，分別經(jīng)整形電路整形后由處理器進(jìn)行頻率捕捉。頻率捕捉完成后將捕捉值經(jīng)過修正后通過PWM輸出四路路轉(zhuǎn)速信號(hào)。處理器還負(fù)責(zé)對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫、鍵盤和數(shù)碼管顯示的處理、指示燈的控制、通過CAN模塊和上位機(jī)通信等工作。所述輪徑設(shè)置模塊包括鍵盤調(diào)整模塊和四位數(shù)碼管顯示模塊。鍵盤調(diào)整模塊由三個(gè)按鍵和驅(qū)動(dòng)電路分別連接處理器的三個(gè)I/O 口組成。三個(gè)按鍵分別實(shí)現(xiàn)輪徑值的啟動(dòng)、移位、調(diào)整功能。四位數(shù)碼管顯示模塊由處理器輸出八位段選信號(hào)和四位片選信號(hào)，這兩路信號(hào)分別經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路后連接到四位數(shù)碼管模塊上，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前機(jī)車輪徑值并設(shè)置輪徑。輪徑設(shè)置模塊原理圖如圖3所示。利用輪徑設(shè)置模塊可以非常直觀地設(shè)置機(jī)車輪徑值。三個(gè)按鍵可調(diào)整輪徑值，四位數(shù)碼管顯示當(dāng)前機(jī)車的輪徑值。機(jī)車新輪標(biāo)準(zhǔn)輪徑為1250+3mm，報(bào)廢下限標(biāo)準(zhǔn)為1150mm，輪徑設(shè)置范圍為1150 1253mm，設(shè)置輪徑時(shí)超過此范圍按1250mm計(jì)算。所以四位數(shù)碼管顯示時(shí)，千位固定顯示1， 百位只顯示1 2，十位顯示0 9，個(gè)位顯示0 9。三個(gè)按鍵分別為啟動(dòng)鍵(紅)、移位鍵(綠)、調(diào)整鍵(綠)。輪徑設(shè)置具體操作如下啟動(dòng)鍵長(zhǎng)按啟動(dòng)鍵3秒，此時(shí)數(shù)碼管上個(gè)位開始閃爍，同時(shí)面板上指示燈^B亮， 表示此時(shí)系統(tǒng)處于輪徑設(shè)置狀態(tài)。移位鍵輪徑設(shè)置啟動(dòng)后，數(shù)碼管上個(gè)位開始閃爍，每按一次移位鍵，數(shù)碼管從個(gè)位、十位、百位依次循環(huán)閃爍，千位不參與移位操作。調(diào)整鍵在啟動(dòng)狀態(tài)下按下調(diào)整鍵，對(duì)應(yīng)閃爍數(shù)碼管的顯示值會(huì)依次加1，當(dāng)達(dá)到對(duì)應(yīng)位最大值時(shí)，再按一次調(diào)整鍵，顯示值為對(duì)應(yīng)位最小值，依次循環(huán)。設(shè)置確定輪徑值調(diào)整確定后，再按一次啟動(dòng)鍵，數(shù)碼管將停止閃爍，并將設(shè)置好的輪徑值顯示出來，同時(shí)面板上指示燈28B熄滅，表示輪徑設(shè)置并保存成功。存儲(chǔ)器模塊在機(jī)車運(yùn)行過程中，車輪輪徑經(jīng)過自然磨損或鏇修后會(huì)減小，所以每次設(shè)置完輪徑后需要存儲(chǔ)輪徑值，裝置在下一次上電時(shí)需要讀取上次設(shè)置好的輪徑值并通過四位數(shù)碼管顯示出來且將該輪徑值參與輪徑修正。利用處理器模塊的串行外圍接口 SPI可訪問SPI總線接口器件FM25CL256 ；存取輪徑值；原理圖如圖4所示。CAN通訊模塊為了測(cè)試輪徑修正裝置電路板是否達(dá)到預(yù)期要求，利用輪徑修正裝置試驗(yàn)臺(tái)和上位機(jī)測(cè)試軟件，可實(shí)現(xiàn)輪徑的設(shè)置、輪徑讀取、速度測(cè)試、速度故障測(cè)試等功能。使用CAN模塊使處理器收到指令后會(huì)完成相應(yīng)的動(dòng)作，如圖5所示。[0042]指示燈和測(cè)試孔模塊。為了更加直觀地觀察輪徑修正裝置的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置了電源指示燈、工作指示燈、 轉(zhuǎn)速信號(hào)正常指示燈、轉(zhuǎn)速信號(hào)故障指示燈、頻率信號(hào)輸入測(cè)試孔、頻率信號(hào)輸出測(cè)試孔等，具體面板定義如表3所示。
權(quán)利要求1.一種機(jī)車輪徑修正裝置，其特征在于本裝置由兩套完全相同的電子插件構(gòu)成，每套插件包括有電源模塊、處理器模塊、輪徑設(shè)置模塊以及用于存儲(chǔ)輪徑值的存儲(chǔ)器模塊，存儲(chǔ)器模塊與處理器模塊通過串行外圍接口 SPI通信，所述插件還包括設(shè)有能夠觀察本機(jī)車輪徑修正裝置運(yùn)行狀態(tài)的指示燈和測(cè)試孔模塊， 該指示燈和測(cè)試孔模塊通過驅(qū)動(dòng)電路與處理器模塊連接，所述輪徑設(shè)置模塊包括有鍵盤調(diào)整電路和四位數(shù)碼管輪徑值顯示模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)車輪徑修正裝置，其特征在于處理器模塊采用16位處理器 MC9S12D64。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)車輪徑修正裝置，其特征在于，所述鍵盤調(diào)整模塊包括有三個(gè)按鍵，每個(gè)按鍵通過對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路分別連接處理器模塊的三個(gè)I/O接口，所述數(shù)碼管輪徑值顯示模塊經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路與處理器模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)車輪徑修正裝置，其特征在于所述電源模塊包括有將DCllOV電源濾波后轉(zhuǎn)換為DC+15V的電源轉(zhuǎn)換模塊A，所述電源模塊還包括有將電源轉(zhuǎn)換模塊A的輸出轉(zhuǎn)換成DC-15V的電源轉(zhuǎn)換模塊B，所述電源模塊還包括有將電源轉(zhuǎn)換模塊A 的輸出轉(zhuǎn)換成DC+5V的電源轉(zhuǎn)換模C。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種機(jī)車輪徑修正裝置，其特征在于本裝置由兩套完全相同的電子插件構(gòu)成，每套插件包括有電源模塊、處理器模塊、輪徑設(shè)置模塊以及用于存儲(chǔ)輪徑值的存儲(chǔ)器模塊、CAN通訊模塊、指示燈和測(cè)試孔模塊。(1)實(shí)時(shí)采集四路機(jī)車軸端轉(zhuǎn)速傳感器送來的信號(hào)；(2)能對(duì)采集到的機(jī)車轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行輪徑修正計(jì)算；(3)能實(shí)時(shí)輸出修正處理后的四路轉(zhuǎn)速信號(hào)，即機(jī)車的真實(shí)運(yùn)行速度；(4)可采用鍵盤手動(dòng)輸入機(jī)車輪徑值并存儲(chǔ)記憶且掉電不丟失；(5)可實(shí)時(shí)顯示輸入的輪徑值；(6)能對(duì)轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行故障界定并指示；(7)在面板上能對(duì)關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，方便裝置維護(hù)。
文檔編號(hào)G01P1/00GK202189059SQ201120367668
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者沈嶺 申請(qǐng)人:成都暢通機(jī)車車輛技術(shù)開發(fā)有限公司