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CN111284283A - 一种公铁两用车自动对钩系统 - Google Patents

一种公铁两用车自动对钩系统 Download PDF

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CN111284283A CN202010157579.8A CN202010157579A CN111284283A CN 111284283 A CN111284283 A CN 111284283A CN 202010157579 A CN202010157579 A CN 202010157579A CN 111284283 A CN111284283 A CN 111284283A
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王俊玖
张晓杰
马辉
刘志森
李国东
钱正辉
赵顺榆
王俐力
方叶天
杨玉美
杜少恒
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Hebei Jingche Rail Transit Vehicle Equipment Co Ltd
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Hebei Jingche Rail Transit Vehicle Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种公铁两用车自动对钩系统，包括距离检测单元、红外位置检测单元、控制器及人机语音交互单元；控制器用于获取距离检测单元检测的公铁两用车与被牵引车之间的距离，并当距离小于设定距离阈值时输出公铁两用车停止指令，然后将公铁两用车停车指令发送至人机语音交互单元以播报公铁两用车停车信息；控制器用于获取红外位置检测单元检测的公铁两用车车钩适配器与被牵引车车钩的位置信息，并根据位置信息确定公铁两用车车钩适配器与被牵引车车钩的对正偏差值，当对正偏差值大于设定偏差阈值时调整公铁两用车车钩适配器位置，直到对接成功停止。本发明能够实现公铁两用车与被牵引车自动对钩功能，降低安全风险。

Description

一种公铁两用车自动对钩系统
技术领域
本发明涉及城轨车辆的组装调试领域，特别是涉及一种公铁两用车自动对钩系统。
背景技术
在城轨车辆的组装、调试生产过程中，需要通过公铁两用车对车辆进行调运转换生产工位。在使用旧式的内燃机公铁两用车进行牵车作业时，牵引车钩安装在焊接固定在车辆前部的连接座上。而这种焊接固定的安装座方式，车钩高度定位比较粗糙，连挂时需要人工进行辅助，同时上下高度固定无法进行调整，适用性比较单一，人员参与度过高。
国内外主要厂家研究了公铁两用车的高度可调节连挂装置，虽然解决了车钩适配器的适用性问题，但是高度调整仍需人工进行辅助调整，人工调整的误差导致：
(1)车钩间的加速磨耗；(2)对接难度大。
对钩检查：操作人员仍需要人工检查车钩锁定情况，如果车钩没有完全锁定，操作员需手动将其调至锁定位置，锁闭完成后才能进行牵车作业。
由于人员参与度过高，且在对钩连挂的过程中存在一定的安全风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种公铁两用车自动对钩系统，在城轨车辆的组装、调试生产过程中，能够实现公铁两用车与被牵引车自动对钩功能，降低安全风险。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种公铁两用车自动对钩系统，包括距离检测单元、红外位置检测单元、控制器以及人机语音交互单元；
所述距离检测单元安装在公铁两用车上；所述距离检测单元用于检测公铁两用车与被牵引车之间的距离；
所述控制器用于获取所述距离，并判断所述距离是否小于设定距离阈值，当所述距离小于设定距离阈值时输出公铁两用车停止指令，然后将所述公铁两用车停车指令发送至所述人机语音交互单元以播报公铁两用车停车信息；
所述红外位置检测单元用于检测公铁两用车车钩适配器与被牵引车车钩的位置信息；
所述控制器用于根据所述位置信息确定所述公铁两用车车钩适配器与所述被牵引车车钩的对正偏差值，并判断所述对正偏差值是否小于设定偏差阈值，当所述对正偏差值大于设定偏差阈值时输出公铁两用车车钩适配器位置调整指令，然后将所述公铁两用车车钩适配器位置调整指令发送至公铁两用车车钩适配器调整机构以调整公铁两用车车钩适配器位置，直到所述对正偏差值小于或者等于设定偏差阈值时停止。
可选的，所述距离检测单元安装在公铁两用车车钩适配器的一侧。
可选的，所述距离检测单元为固定式测距检测单元。
可选的，所述红外位置检测单元包括安装在公铁两用车上的激光测距监测子单元和被牵引车上的测距反光板；所述激光测距监测子单元包括激光发送装置和接收装置。
可选的，所述测距反光板为带有磁吸底座的反光板。
可选的，所述接收装置安装在公铁两用车车钩适配器上。
可选的，还包括人体测距传感器；所述人体测距传感器分别安装在公铁两用车的车头端面和车尾端面。
可选的，所述人体测距传感器采用超声波回波测距原理；所述人体测距传感器的感应距离为3500mm。
可选的，所述公铁两用车车钩适配器上装有限位装置；所述限位装置用于当公铁两用车车钩与被牵引车车钩对接到位且锁定时，通过所述控制器向所述人机语音交互单元发送允许牵车作业指令，以提示公铁两用车司机开始进行牵车作业操作。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
通过红外位置检测装置，判断被牵引车车钩位置与高度，并将该信号反馈至公铁两用车，公铁两用车可根据该信号自动调整车钩使其与被牵引车的车钩中线对齐，并自动调整公铁两用车车速，实现与被牵引车的自动连挂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公铁两用车自动对钩系统的结构框图；
图2为本发明公铁两用车自动对钩装置的结构示意图；
图3为本发明红外位置检测单元的结构示意图；
图4为本发明自动对钩操作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种公铁两用车自动对钩系统，在城轨车辆的组装、调试生产过程中，能够实现公铁两用车与被牵引车自动对钩功能，降低安全风险。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
针对以上问题本发明提出一种新型的全自动对钩技术：
(1)通过红外位置检测单元和公铁两用车车钩适配器调整机构，实现对公铁两用车车钩适配器位置的自动调整和纠偏，使其与被牵引车的车钩中线对齐。
(2)通过距离检测单元和车辆制动控制系统，完成公铁两用车与被牵引车的自动连挂。
如图1所示，本发明提供的一种公铁两用车自动对钩系统包括：距离检测单元、红外位置检测单元、控制器以及人机语音交互单元。
距离检测单元安装在公铁两用车上，该距离检测单元用于检测公铁两用车与被牵引车之间的距离。优先的，如图2所示，距离检测单元安装在公铁两用车车钩适配器的一侧，距离检测单元为固定式测距检测单元。
控制器用于获取公铁两用车与被牵引车之间的距离，并判断该距离是否小于设定距离阈值，当该距离小于设定距离阈值时输出公铁两用车停止指令，然后将公铁两用车停车指令发送至人机语音交互单元以播报公铁两用车停车信息。
红外位置检测单元用于检测公铁两用车车钩适配器与被牵引车车钩的位置信息。
控制器用于根据获取的公铁两用车车钩适配器与被牵引车车钩的位置信息，确定公铁两用车车钩适配器与被牵引车车钩的对正偏差值，并判断该对正偏差值是否小于设定偏差阈值，当该对正偏差值大于设定偏差阈值时输出公铁两用车车钩适配器位置调整指令，然后将公铁两用车车钩适配器位置调整指令发送至公铁两用车车钩适配器调整机构以调整公铁两用车车钩适配器位置，直到对正偏差值小于或者等于设定偏差阈值时停止。所述控制器为安装在司机室的控制器或者为无线遥控器。
其中，如图3所示，红外位置检测单元包括安装在公铁两用车上的激光测距监测子单元和被牵引车上的测距反光板；所述激光测距监测子单元包括激光发送装置和接收装置。其中，测距反光板为带有磁吸底座的反光板；接收装置安装在公铁两用车车钩适配器上。在此说明下，在未进行自动对钩操作时，为防止测距反光板丢失将其放置在公铁两用车车钩适配器上，在进行自动对钩操作前将其放置在被牵引车的车钩上。
此外，该公铁两用车自动对钩系统还包括分别安装在公铁两用车的车头端面和车尾端面的人体测距传感器。该人体测距传感器采用超声波回波测距原理，感应距离为3500mm。
优先的，公铁两用车车钩适配器上装有限位装置；限位装置用于当公铁两用车车钩与被牵引车车钩对接到位且锁定时，通过所述控制器向所述人机语音交互单元发送允许牵车作业指令，以提示公铁两用车司机开始进行牵车作业操作。
下面介绍下公铁两用车自动对钩系统的功能。
第一，自动停车功能；公铁两用车通过人工驾驶和无线遥控两种控制方式控制公铁两用车前进，水平方向默认置于走行轨中心轴线。当公铁两用车驶向被牵引车且距离被牵引车2米时，公铁两用车自动停车(采用汽车主动刹车系统，现有技术)，并通过人机语音交互单元实现报警音和提示语音“停车”功能。司机室操纵台面上显示仪表上显示两车距离参数。
第二，位置检测功能；测距反光板带有磁吸底座，每次对钩操作前需要在公铁两用车车钩适配器固定位置放置接收装置，被牵引车车钩的对应位置上放置测距反光板。
第三，对钩模式选择功能；公铁两用车主动停车，提示控制人员进行模式选择(自动对钩连挂模式、手动对钩连挂模式)，通过公铁两用车司机室操作面板上或无线无线遥控器上的对钩模式选择开关选择相应的对钩连挂模式，其中，对钩模式选择开关具备防误操作功能(电气联锁)。
如图4所示，自动对钩连挂模式：公铁两用车进入自动对钩模式后，通过公铁两用车上的激光测距监测子单元和被牵引车上的测距反光控制子单元(测距反光板为40mm*400mm)实现车钩竖直、水平方向对正检测功能。按动司机室操纵台和无线遥控器上的自动对钩按钮后，电机减速机和丝杠驱动公铁两用车的车钩适配器升降，自动进行公铁两用车车钩适配器的上下高度调整，当公铁两用车的车钩适配器上的激光测距监测单元的接收装置与被牵引车车钩上的测距反光控制单元的测距反光板对齐后，自动切断电机减速机控制电源，电机减速机自动停止，公铁两用车车钩适配器停止上升，此时可以同通过司机室操纵台和无线遥控器上的微调按钮进行公铁两用车的车钩适配器位置的微调。
车钩连挂单元：公铁两用车车钩牵引装置的车钩适配器(安装不同车钩，实现车钩竖直、水平方向对正；现有技术)位置调整机构为电机减速机控制。公铁两用车配备适应多轨距车辆牵引作业的车钩自动升降装置。减速电机和丝杠具有自锁功能，公铁两用车车钩高度调整到位后不会因震动及撞击而偏离工作状态。
当红外位置检测单元检测到竖直方向超过对正(现有技术)偏差(对正偏差值为+10mm)，按动操作面板或无线遥控器上相应车钩升降机构按键，公铁两用车车钩适配器升降机构设置上下极限位，设置高度限位开关，减速电机驱动丝杠带动车钩水平调整装置的高低来实现400～980mm范围内车钩高度调整。公铁两用车车钩适配器(安装不同车钩，实现车钩竖直、水平方向对正；现有技术)位置调整机构自动调整公铁两用车的车钩高度进行纠偏(现有技术)，保证公铁两用车车钩高度与被牵引车的车钩高度的对正偏差在±10mm范围内。
不同轨距车辆牵引前，人工摇动水平调整丝杠或电机减速机控制即可完成车钩水平方向的位置调整，水平方向调整到位后由限位销限制丝杠转动以防止公铁两用车车钩左右串动。
公铁两用车在进行对钩连挂作业时根据被牵引车车钩的标准高度(车钩中线距离轨面的高度，以160市域车为例
Figure BDA0002404632210000061
)，预设置公铁两用车的车钩中线的基本高度，调整的同时不停车，使用无线遥控器控制公铁两用车车速平直轨道上进行对钩操作(车辆行经过程中人工调整对勾，偏差范围在10mm内，抖动造成的误差可以忽略)，距离越近行驶速度越慢。
第四，牵车作业操作功能；公铁两用车的车钩适配器上装有限位装置，当车钩对接到位且锁定会给在司机室或无线遥控器上给公铁两用车司机一个允许牵车作业的指令。
第五，安全防护功能；公铁两用车头尾具有人员检测功能(如红外检测)，在公铁两用车头尾两个端面，根据覆盖范围，安装人体测距传感器，感应距离3500mm。采用超声波回波测距原理，运用精确的时差测量技术，侧键传感器与目标物之间的距离，确保车辆前进或连挂过程中，有人员进入检测区域(距离不大于2m)，车辆发出声光报警，正常行进、自动对钩模式和手动对钩模式，安全防护功能均有效，安全防护功能具有旁路功能。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案的优点如下：
(1)填补行业内公铁两用车自动对钩连挂领域的空白。
(2)实现公铁两用车具备自动对钩、自动连挂功能及安全防护作用，降低人工成本，提高生产效率，减轻人员操作劳动强度，降低安全风险。
(3)自动调整公铁两用车的车钩适配器的高度来牵引不同车钩高度的地铁车辆，增强公铁两用车牵车作业的适用性，减少人工辅助，提高公铁两用车的牵引工作能力，增强公铁两用车牵车作业的适用性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种公铁两用车自动对钩系统，其特征在于，包括距离检测单元、红外位置检测单元、控制器以及人机语音交互单元；
所述距离检测单元安装在公铁两用车上；所述距离检测单元用于检测公铁两用车与被牵引车之间的距离；
所述控制器用于获取所述距离，并判断所述距离是否小于设定距离阈值，当所述距离小于设定距离阈值时输出公铁两用车停止指令，然后将所述公铁两用车停车指令发送至所述人机语音交互单元以播报公铁两用车停车信息；
所述红外位置检测单元用于检测公铁两用车车钩适配器与被牵引车车钩的位置信息；
所述控制器用于根据所述位置信息确定所述公铁两用车车钩适配器与所述被牵引车车钩的对正偏差值，并判断所述对正偏差值是否小于设定偏差阈值，当所述对正偏差值大于设定偏差阈值时输出公铁两用车车钩适配器位置调整指令，然后将所述公铁两用车车钩适配器位置调整指令发送至公铁两用车车钩适配器调整机构以调整公铁两用车车钩适配器位置，直到所述对正偏差值小于或者等于设定偏差阈值时停止。
2.根据权利要求1所述的一种公铁两用车自动对钩系统，其特征在于，所述距离检测单元安装在公铁两用车车钩适配器的一侧。
3.根据权利要求1所述的一种公铁两用车自动对钩系统，其特征在于，所述距离检测单元为固定式测距检测单元。
4.根据权利要求1所述的一种公铁两用车自动对钩系统，其特征在于，所述红外位置检测单元包括安装在公铁两用车上的激光测距监测子单元和被牵引车上的测距反光板；所述激光测距监测子单元包括激光发送装置和接收装置。
5.根据权利要求4所述的一种公铁两用车自动对钩系统，其特征在于，所述测距反光板为带有磁吸底座的反光板。
6.根据权利要求4所述的一种公铁两用车自动对钩系统，其特征在于，所述接收装置安装在公铁两用车车钩适配器上。
7.根据权利要求1所述的一种公铁两用车自动对钩系统，其特征在于，还包括人体测距传感器；所述人体测距传感器分别安装在公铁两用车的车头端面和车尾端面。
8.根据权利要求7所述的一种公铁两用车自动对钩系统，其特征在于，所述人体测距传感器采用超声波回波测距原理；所述人体测距传感器的感应距离为3500mm。
9.根据权利要求1所述的一种公铁两用车自动对钩系统，其特征在于，所述公铁两用车车钩适配器上装有限位装置；所述限位装置用于当公铁两用车车钩与被牵引车车钩对接到位且锁定时，通过所述控制器向所述人机语音交互单元发送允许牵车作业指令，以提示公铁两用车司机开始进行牵车作业操作。
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