專利名稱：司機(jī)控制器電壓輸出特性的調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種軌道交通機(jī)車輛上用于控制機(jī)車行進(jìn)速度、方向和工況的司機(jī)控制器，具體地說是一種司機(jī)控制器電壓輸出特性的調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的軌道交通機(jī)車用司機(jī)控制器的調(diào)速軸上安裝有電位器，通過操縱手柄帶動電位器旋轉(zhuǎn)，以此來控制司機(jī)控制器輸出電壓的變化。不同的軌道交通機(jī)車車輛，有著不同的整車控制電路，常常要求司機(jī)控制器的輸出電壓信號有不同的特性，譬如圖3a、圖北和圖3c所示的特性曲線。目前，機(jī)車車輛用司機(jī)控制器的輸出電壓特性的調(diào)整都是采用機(jī)械調(diào)整方式，譬如調(diào)整限位塊的位置、傳動齒輪的變速比、電位器安裝時零位的對準(zhǔn)方式及轉(zhuǎn)動方向等。對于不同的整車控制電路，采用機(jī)械調(diào)整方式往往涉及到重新設(shè)計和加工機(jī)械零件，其輸出特性的調(diào)整周期長，調(diào)節(jié)十分不便。在目前廣泛應(yīng)用的電位器方案中，如果發(fā)生意外接錯線的情況，有可能導(dǎo)致電位器的燒損；另外，在OV接線意外斷開的情況下，電位器將只和電源正相連，而這在有些類型的整車控制電路中，往往意味著下達(dá)最大行車速度或最高牽引功率的行車控制，如果司機(jī)未及時察覺，容易引發(fā)事故。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的問題是提供一種司機(jī)控制器電壓輸出特性的調(diào)節(jié)裝置，它可以根據(jù)所需要求方便地調(diào)節(jié)電壓輸出特性。解決上述問題的技術(shù)方案是所提供的司機(jī)控制器電壓輸出特性的調(diào)節(jié)裝置包括電源、安裝在司機(jī)控制器調(diào)速軸上的電位器、一個微處理器、三個可選擇性輸入高電平或低電平的按鍵和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其中安裝在司機(jī)控制器調(diào)速軸上的電位器的輸出端與該微處理器內(nèi)部的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器相接，三個可選擇性輸入高電平或低電平的按鍵分別與該微處理器的三個輸入接口相接，數(shù)-模轉(zhuǎn)換器與該微處理器的輸出接口相接，所說的三個可選擇性輸入高電平或低電平的按鍵分別為進(jìn)入或退出設(shè)置狀態(tài)的第一按鍵、增加電壓值的第二按鍵和減少電壓值的第三按鍵。司機(jī)操縱調(diào)速手柄時帶動調(diào)速軸轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動電位器轉(zhuǎn)動， 電位器的輸出經(jīng)過模-數(shù)轉(zhuǎn)換后送到微處理器，由微處理器參照當(dāng)前保存在EEPROM中的的設(shè)置參數(shù)進(jìn)行處理，經(jīng)數(shù)-模轉(zhuǎn)換后輸出與司機(jī)控制器操縱手柄位置相對應(yīng)的整車控制電路要求的電壓或電流信號輸出，電壓輸出特性的調(diào)節(jié)可通過前述的三個按鍵進(jìn)行設(shè)定，也可以將設(shè)置用計算機(jī)接到微處理器的通訊接口，通過軟件進(jìn)行設(shè)定。為了避免地線環(huán)路電流對本電壓輸出特性調(diào)節(jié)裝置的影響，進(jìn)一步提高工作的可靠性，可在電源與微處理器和電位器之間設(shè)置電氣隔離器件，譬如隔離變壓器或光-電隔尚器件ο為了避免意外接錯線導(dǎo)致電位器燒損情況的發(fā)生，可在電源與電位器之間串接一個限流元件和二極管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用微處理器對電位器的模擬信號進(jìn)行處理，并采用三個按鍵實施特性調(diào)節(jié)操作，因此可實現(xiàn)司機(jī)控制器的不拆裝調(diào)節(jié)，不但大大縮短了調(diào)節(jié)周期，而且可適應(yīng)不同電壓輸出特性的要求，有利于產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化。本實用新型采取的電氣隔離、限流和電源極性保護(hù)措施也使得司機(jī)控制器的安全性得以提高。

圖1為本實用新型電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型一個實施例的電路原理圖。圖3a為本實用新型的第一種電壓輸出特性曲線圖。圖北為本實用新型的第二種電壓輸出特性曲線圖。圖3c為本實用新型的第三種電壓輸出特性曲線圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的內(nèi)容加以詳細(xì)說明。如圖1所示司機(jī)控制器調(diào)速軸上的電位器1的輸出信號經(jīng)第一運算放大器2處理，再送至微處理器3內(nèi)部的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器31進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后微處理器3參照當(dāng)前保存于EEPROM中的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行處理，輸出的數(shù)字信號經(jīng)隔離后，送給數(shù)-模轉(zhuǎn)換器4，轉(zhuǎn)換后的模擬電壓值分別通過第二運算放大器5或恒壓-恒流轉(zhuǎn)換器6輸出與手柄位置相對應(yīng)的整車控制要求的電壓或電流信號。輸出電壓特性可通過與微處理器輸入接口相接的第一按鍵K1、第二按鍵K2和第三按鍵K3進(jìn)行設(shè)定、調(diào)節(jié)，也可通過與微處理器通訊接口相接的計算機(jī)7進(jìn)行設(shè)定、調(diào)節(jié)。在電源Vl與微處理器3和電位器1之間還串接有限流元件8、作為電源極性保護(hù)的二極管9和電氣隔離器件10。圖2給出了一個與圖1基本對應(yīng)的具體電路原理圖。電位器1選用導(dǎo)電塑料或精密線繞電位器，電位器1的輸出端接有一個接地電阻R1，其作用是在電位器1接入線意外斷開時將輸入下拉到地，調(diào)節(jié)裝置輸出電壓為零，避免了不安全情形的發(fā)生。第一運算放大器 2起著“電壓跟隨器”的作用，它的輸出電壓等于電位器1采樣點的電壓。第一按鍵K1、第二按鍵K2和第三按鍵K3分別接到微處理器的GPIOl至GPI03接口上。三個按鍵的一端接 5V電源，另一端通過電阻接地，圖中電阻R2為第三按鍵K3的接地電阻；按鍵開啟時輸入為 0V，即低電平，按鍵閉合時輸入為5V，即高電平。在微處理器3的輸出接口 GPI04、GPI05和 GPI06與數(shù)-模轉(zhuǎn)換器4之間設(shè)有光-電隔離器件11。電源Vl在10 30V，一般為15V。 限流元件8為自恢復(fù)保險器件，它和二極管9的主要作用是限制電流在正常工作的范圍內(nèi)， 防止接錯線和意外接入高電壓燒毀電位器，電氣隔離器件10采用隔離變壓器，其輸出電壓為5V。數(shù)-模轉(zhuǎn)換器4采用SPI串行接口模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，將微處理器3輸出的帶時序的數(shù)字信號還原成模擬信號。第二運算放大器5輸出電壓信號，其輸出范圍為0 15V ；恒壓-恒流轉(zhuǎn)換器6輸出4 20mA的恒流信號。目前，司機(jī)控制器的輸出電壓特性主要有三種，如圖3a、圖北和圖3c所示，圖中的橫坐標(biāo)代表司機(jī)控制器調(diào)速手柄的級位或轉(zhuǎn)角，縱坐標(biāo)代表輸出電壓。圖3a所示的輸出電壓特性曲線具有四個拐點A1、A2、A3、A4，相鄰拐點之間為直線，各相鄰拐點可以重合，因此可通過調(diào)整達(dá)到圖北和圖3c所示的特性。本調(diào)節(jié)裝置的第一按鍵Kl用于進(jìn)入或退出設(shè)置狀態(tài)的轉(zhuǎn)換以及選擇拐點序號，第二按鍵K2用于增加輸出電壓值，第三按鍵用于減小輸出電壓值。以調(diào)節(jié)圖3a所示的輸出電壓特性曲線的拐點A3為例，譬如，機(jī)車整車控制電路聯(lián)調(diào)測試時發(fā)現(xiàn)拐點A3的輸出電壓偏低，需調(diào)高。其操作是連續(xù)按3次第一按鍵K1，選定拐點A3并進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)，調(diào)節(jié)司機(jī)控制器調(diào)速手柄，使調(diào)速手柄到達(dá)拐點A3的橫坐標(biāo)所對應(yīng)的位置(拐點A3的標(biāo)準(zhǔn)位置)，接下來按動第二按鍵K2，每按一次按鍵K2，拐點K3的電壓升高一定值，根據(jù)情況按動數(shù)次，直至使拐點K3的輸出電壓值升高到指定的水平，然后按第一按鍵K1，退出設(shè)置狀態(tài)， 進(jìn)入正常工作狀態(tài)，調(diào)整后的拐點K3的坐標(biāo)位置將保存在微處理器的EEPROM中，以保證掉電后仍然有效。
權(quán)利要求1.一種司機(jī)控制器電壓輸出特性的調(diào)節(jié)裝置，其特征是包括電源、安裝在司機(jī)控制器調(diào)速軸上的電位器(1)、一個微處理器(3)、三個可選擇性輸入高電平或低電平的按鍵和數(shù)-模轉(zhuǎn)換器G)，其中安裝在司機(jī)控制器調(diào)速軸上的電位器(1)的輸出端與該微處理器 (3)內(nèi)部的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(31)相接，三個可選擇性輸入高電平或低電平的按鍵分別與該微處理器(3)的三個輸入接口相接，數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(4)與該微處理器(3)的輸出接口相接， 所說的三個可選擇性輸入高電平或低電平的按鍵分別為進(jìn)入或退出設(shè)置狀態(tài)的第一按鍵 (Kl)、增加電壓值的第二按鍵(以)和減少電壓值的第三按鍵(K3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)裝置，其特征是在電源與微處理器C3)和電位器(1)之間設(shè)置電氣隔離器件(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)節(jié)裝置，其特征是在微處理器C3)的輸出接口與數(shù)-模轉(zhuǎn)換器⑷之間設(shè)有光-電隔離器件(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)節(jié)裝置，其特征是在電源與電位器(1)之間串接一個限流元件⑶和二極管(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(diào)節(jié)裝置，其特征是電位器(1)的輸出端接有一個接地電阻 (Rl)。
專利摘要本實用新型是一種調(diào)節(jié)方便的司機(jī)控制器電壓輸出特性的調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置括電源、一個微處理器、三個可選擇性輸入高電平或低電平的按鍵和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，司機(jī)控制器調(diào)速軸電位器的輸出與該微處理器內(nèi)部的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器相接，三個可選擇性輸入高電平或低電平的按鍵分別與該微處理器的三個輸入接口相接，數(shù)-模轉(zhuǎn)換器與該微處理器的輸出接口相接。電位器的輸出經(jīng)過模-數(shù)轉(zhuǎn)換后送到微處理器，由微處理器參照當(dāng)前的設(shè)置進(jìn)行處理，經(jīng)數(shù)-模轉(zhuǎn)換后輸出與司機(jī)控制器操縱手柄位置相對應(yīng)的整車控制電路要求的電壓或電流信號輸出，電壓輸出特性的調(diào)節(jié)可通過前述的三個按鍵進(jìn)行。
文檔編號B61C17/12GK202106969SQ20112017954
公開日2012年1月11日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者付福成, 劉曉玥, 李宏, 王山石, 馬林森 申請人:西安沙爾特寶電氣有限公司