專利名稱：基于網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的新型機(jī)車司機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種司機(jī)控制器，尤其涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的電力 機(jī)車或內(nèi)燃機(jī)車的司機(jī)控制器。
技術(shù)背景目前，在電力機(jī)車或內(nèi)燃機(jī)車上都采用司機(jī)控制器對機(jī)車實(shí)施控制。如圖1 所示司機(jī)控制器主要包括兩個手柄，分別是"方向選擇手柄"和"速度調(diào)節(jié)手 柄"，在傳統(tǒng)控制器中都為觸電式開關(guān)；"方向選擇手柄"是一個三位置開關(guān)， 分別為向前位、零位、向后位；"速度調(diào)節(jié)手柄"是一個牽引、制動選擇開關(guān)， 分別為牽引多級(一般為10級)和制動多級(一般為10級)，控制級通過電 位器輸出模擬量來實(shí)現(xiàn)。如圖2機(jī)車司機(jī)在控制機(jī)車運(yùn)行時，通過操縱司機(jī)控 制器1送出機(jī)車向前或向后、速度級位的相應(yīng)接點(diǎn)信號，該信號通過導(dǎo)線傳遞 給機(jī)車中央控制單元，并通過中央控制單元2實(shí)現(xiàn)對機(jī)車各種電器設(shè)備的運(yùn)行 狀態(tài)，來滿足司機(jī)的控制要求。由于司機(jī)控制器送出的是有接點(diǎn)信號， 一個司機(jī)控制器的出線多達(dá)20根以 上，再加上為滿足機(jī)車的各種復(fù)雜的運(yùn)行要求，司機(jī)控制器工作十分頻繁，因 而故障率很高，主要表現(xiàn)為接點(diǎn)燒損嚴(yán)重、司機(jī)控制器出線斷裂造成控制信 號中斷等，傳統(tǒng)的傳輸方式存在著導(dǎo)線多、接口復(fù)雜、易損壞、出錯率高等缺 陷；所以急需一種新的技術(shù)來彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，研制一種新型機(jī)車司機(jī)控制器，在滿足 現(xiàn)有司機(jī)控制方式和習(xí)慣的基礎(chǔ)上，將接觸式的有接點(diǎn)信號改為非接觸式光電 信號，另外，配置一套冗余的轉(zhuǎn)換電路將光電信號轉(zhuǎn)換成適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)控制通訊的 網(wǎng)絡(luò)接口，如RS485接口、 CAN接口或MVB接口，將司機(jī)控制指令傳遞給機(jī) 車的中央控制單元的基于網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的新型機(jī)車司機(jī)控制器。其技術(shù)實(shí)現(xiàn)手 段如下一種基于網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的新型機(jī)車司機(jī)控制器，包括換向手柄和調(diào)速手柄， 其特征在于還包括發(fā)光元件、光學(xué)透鏡、光學(xué)感應(yīng)器、圖象分析芯片和解碼器; 所述發(fā)光元件安裝在換向手柄和調(diào)速手柄上發(fā)出光線，通過光學(xué)透鏡在光學(xué)感 應(yīng)器上成像，光學(xué)感應(yīng)器將光信號轉(zhuǎn)變成為電信號，形成矩陣形式的數(shù)字信號 傳入圖象分析芯片中進(jìn)行降噪放大處理，并判斷位移方向和移動距離將其轉(zhuǎn)換 成數(shù)字脈沖信號，該脈沖信號傳入解碼器中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將換向手柄的位置 信號、調(diào)速手柄的位置信號和檔位信號處理成數(shù)字信號，將其送到網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換板 中轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)傳輸信號，最終傳送到中央控制單元中進(jìn)行處理，并發(fā)出控制指所述光學(xué)感應(yīng)器為CMOS光學(xué)感應(yīng)器，通過互補(bǔ)效應(yīng)原理產(chǎn)生電流從而將光 信號轉(zhuǎn)變成為電信號。換向手柄和調(diào)速手柄移動時，移動軌跡被記錄并通過圖象分析芯片對移動 軌跡的圖像進(jìn)行分析處理，判斷手柄的移動方向和移動距離，從而完成對手柄 的定位。所述網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換板的轉(zhuǎn)換電路為RS485轉(zhuǎn)換電路或?yàn)镃AN轉(zhuǎn)換電路或?yàn)?MVB轉(zhuǎn)換電路。網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換板與中央控制單元連接采用兩套冗余的方式進(jìn)行連接。 所述換向手柄和調(diào)速手柄的聯(lián)鎖功能可以通過中央控制單元實(shí)現(xiàn)。 采用光電原理，當(dāng)司機(jī)控制器發(fā)出指令時，送出無觸點(diǎn)的數(shù)字化信號，大 大地減少了由于觸點(diǎn)的磨損引起的故障和壽命降低。對于網(wǎng)絡(luò)化機(jī)車，再通過 可以安裝在司機(jī)控制器內(nèi)部的控制板，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成RS485或MVB網(wǎng)絡(luò) 通訊信號，直接送到機(jī)車中央控制單元，完成相應(yīng)的機(jī)車控制功能實(shí)現(xiàn)了控制 的網(wǎng)絡(luò)化。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，主要表現(xiàn)在它的兼 容性、可靠性和無維護(hù)性，在滿足目前司機(jī)控制器的外觀和操縱習(xí)慣的基礎(chǔ)上， 將有觸點(diǎn)信號輸出，變換成無觸點(diǎn)的數(shù)字信號輸出，還可以增加網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換板直 接輸出網(wǎng)絡(luò)信號，特別滿足目前機(jī)車控制網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向，同時可以采用冗 余的設(shè)計思想，增加了司機(jī)控制器指令的可靠性，同時也減少了事故隱患。

本實(shí)用新型有附圖4幅，其中圖1是現(xiàn)有機(jī)車司機(jī)控制器基本電路原理示意圖；圖2是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)化機(jī)車控制電路的基本電路原理示意圖；圖3是本實(shí)用新型提供的司機(jī)控制器基本電路原理示意圖；圖4是本實(shí)用新型提供的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)車控制電路的基本電路原理示意圖；圖4為本實(shí)用新型的說明書摘要附圖。圖中1、司機(jī)控制器，101、發(fā)光元件，102、光學(xué)透鏡，103、光 學(xué)感應(yīng)器，104、圖象分析芯片，105、解碼器，106、網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換板，2、 中央控制單元，3、傳輸導(dǎo)線，4、冗余導(dǎo)線，5、換向手柄，6、調(diào)速手柄。
具體實(shí)施方式
如圖3、圖4所示，該新型機(jī)車司機(jī)控制器1首先將無觸點(diǎn)的數(shù)字信號送到 集成在司機(jī)控制器1內(nèi)部的轉(zhuǎn)換板上，它采用光電原理，將有接點(diǎn)信號變成無 接點(diǎn)的光電信號，從而有效地避免了接點(diǎn)燒損嚴(yán)重，再通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換板106將 數(shù)字量變換成滿足RS485接口、 CAN接口或MVB接口的通訊信號，送到機(jī)車 中央控制單元2實(shí)施機(jī)車控制功能，并且可以采用兩套冗余的控制方式，有效 地確?？刂菩盘柕牟恢袛?。當(dāng)換向手柄5和調(diào)速手柄6移動時，手柄上發(fā)光元件101隨手柄動作，產(chǎn) 生相應(yīng)位移，通過光學(xué)透鏡102使光線投射在CMOS光學(xué)感應(yīng)器103上并在 CMOS光感電路上成像，由于CMOS光感電路上共存著帶N (帶-電)禾口 P (帶+電)級的半導(dǎo)體，通過互補(bǔ)效應(yīng)產(chǎn)生電流,從而將光信號轉(zhuǎn)變成為電信號， 形成矩陣形式的數(shù)字信號，傳入圖象分析芯片104 (DSP)中進(jìn)行降噪放大處理， 完成后將此數(shù)字信號與存儲的上一采樣周期的數(shù)字信號進(jìn)行比較，計算出相對 于上一采樣周期的位移方向和位移距離，發(fā)出數(shù)字脈沖信號進(jìn)入專用解碼器105 中進(jìn)行處理，換向手柄5需要解碼出位移方向和位移距離，用以確定換向手柄5 的位置(向前位、零位、向后位)，同樣調(diào)速手柄6解碼出來的位移方向可以確 定手柄處于的位置(牽引位、零位、制動位)，而位移距離可以確定牽引和制動 的檔位，兩個手柄的聯(lián)鎖功能可以通過中央處理器2實(shí)現(xiàn)。兩個手柄的位移方向和位移距離通過專用解碼器105確定之后，解碼器105 輸出代表換向手柄5的位置、調(diào)速手柄6的位置和檔位的數(shù)字信號，送到網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換板106上，轉(zhuǎn)換成為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘?，通過傳輸導(dǎo)線3送入機(jī)車的中 央處理單元2中，由于采用冗余的方式所以還設(shè)有冗余導(dǎo)線4，從而實(shí)現(xiàn)司機(jī)控 制器l的非接觸控制。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)， 根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本 實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種基于網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的新型機(jī)車司機(jī)控制器，包括換向手柄(5)和調(diào)速手柄(6)，其特征在于還包括發(fā)光元件(101)、光學(xué)透鏡(102)、光學(xué)感應(yīng)器(103)、圖象分析芯片(104)和解碼器(105)；所述發(fā)光元件(101)安裝在換向手柄(5)和調(diào)速手柄(6)上發(fā)出光線，通過光學(xué)透鏡(102)在光學(xué)感應(yīng)器(103)上成像，光學(xué)感應(yīng)器(103)將光信號轉(zhuǎn)變成為電信號，形成矩陣形式的數(shù)字信號傳入圖象分析芯片(104)中進(jìn)行降噪放大處理，并判斷位移方向和移動距離將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號，該脈沖信號傳入解碼器(105)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將換向手柄(5)的位置信號、調(diào)速手柄(6)的位置信號和檔位信號處理成數(shù)字信號，將其送到網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換板(106)中轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)傳輸信號，最終傳送到中央控制單元(2)中進(jìn)行處理，并發(fā)出控制指令。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的新型機(jī)車司機(jī)控制器，其特征 在于所述光學(xué)感應(yīng)器(103)為CMOS光學(xué)感應(yīng)器，通過互補(bǔ)效應(yīng)原理產(chǎn)生電流 從而將光信號轉(zhuǎn)變成為電信號。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基于網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的新型機(jī)車司機(jī)控制器，其 特征在于換向手柄(5)和調(diào)速手柄(6)移動時，移動軌跡被記錄并通過圖象 分析芯片(104)對移動軌跡的圖像進(jìn)行分析處理，判斷手柄的移動方向和移動 距離，從而完成對手柄的定位。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述基于網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的新型機(jī)車司機(jī)控制器，其特征 在于所述網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換板(106)的轉(zhuǎn)換電路為RS485轉(zhuǎn)換電路或?yàn)镃AN轉(zhuǎn)換電路 或?yàn)镸VB轉(zhuǎn)換電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述基于網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的新型機(jī)車司機(jī)控制器，其 特征在于網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換板(106)與中央控制單元(2)連接采用兩套冗余的方式進(jìn) 行連接，除傳輸導(dǎo)線(3)外還設(shè)有冗余導(dǎo)線(4)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的新型機(jī)車司機(jī)控制器，其特征 在于所述換向手柄(5)和調(diào)速手柄(6)的聯(lián)鎖功能可以通過中央控制單元(2) 實(shí)現(xiàn)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的新型機(jī)車司機(jī)控制器。采用發(fā)光元件安裝在換向手柄和調(diào)速手柄上發(fā)出光線，通過光學(xué)透鏡在光學(xué)感應(yīng)器上成像，光學(xué)感應(yīng)器將光信號轉(zhuǎn)變成為電信號，形成矩陣形式的數(shù)字信號傳入圖象分析芯片中進(jìn)行降噪放大處理，并判斷位移方向和移動距離將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號，該脈沖信號傳入解碼器中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將換向手柄的位置信號、調(diào)速手柄的位置信號和檔位信號處理成數(shù)字信號，將其送到網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換板中轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)傳輸信號，最終傳送到中央控制單元中進(jìn)行處理，并發(fā)出控制指令。該機(jī)車司機(jī)控制器具較高的有兼容性和可靠性，將有觸點(diǎn)信號輸出，變換成無觸點(diǎn)的數(shù)字信號輸出，適于在機(jī)車領(lǐng)域廣泛推廣。
文檔編號G08C23/06GK201097379SQ20072001353
公開日2008年8月6日 申請日期2007年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月25日
發(fā)明者姜悅禮, 張永軍, 巖 牟 申請人:謝步明