專利名稱：鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置及鐵路貨運安全門標(biāo)定車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不規(guī)則表面或輪廓的計量領(lǐng)域，具體來說是一種鐵路貨運安全 門標(biāo)定裝置及鐵路貨運安全門標(biāo)定車。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，經(jīng)由鐵路運輸?shù)拈L、大貨物不斷增加。根據(jù)貨物列 車運行安全的要求，貨車車輛、及其裝載的貨物均不得超越規(guī)定的輪廓尺寸線，
即不得超越鐵路限界；否則，貨車車輛、及其裝載的貨物就有可能撞擊鄰近線 路的建筑物或設(shè)備，并因此造成安全事故。為此，需要實時地4全測運行中的貨 車車輛、及其裝載貨物的輪廓，測得其超限時立即進行報警，防止其撞擊鄰近 線路的建筑物或設(shè)備。
鐵路貨運安全門(以下簡稱安全門)，就是一種用于檢測鐵路運輸中車輛 及貨物是否超限的設(shè)備。其采用二維激光掃描測量技術(shù)，通過獲得車輛及貨物 的全斷面輪廓尺寸，動態(tài)、實時地檢測車輛及貨物的超限狀態(tài)，在其超限時可 立即進行報警。顯然，為保證檢測數(shù)據(jù)的可靠性，安全門在新裝及裝后需定期 標(biāo)定；否則，就有可能影響檢測精度，甚至產(chǎn)生漏報或誤報。
現(xiàn)有技術(shù)中，安全門定檢單位借助一種T7型檢衡車的砝碼小車對安全門 進行標(biāo)定，其方法是，將砝碼小車按比例縮小，制作成標(biāo)準(zhǔn)機車車輛限界的上 部限界門，通過校驗安全門的檢測數(shù)據(jù)，對安全門進行標(biāo)定；若檢測結(jié)果與該 標(biāo)定裝置的標(biāo)稱值之間的差異較小，說明安全門檢測精度符合要求；反之，若 檢測結(jié)果與該標(biāo)定裝置的標(biāo)稱值之間的差異較大，說明安全門檢測精度不符合 要求；由此，通過比較兩者之間的數(shù)據(jù)差異，就可以對安全門進行標(biāo)定。但是， 該標(biāo)定裝置存在明顯的缺陷，簡述如下
一是標(biāo)定周期較長，該標(biāo)定裝置須在現(xiàn)場安裝、調(diào)試后方可使用，操作較 為不便；二是不能標(biāo)定全部限界，因一級超限限界、二級超限限界與標(biāo)準(zhǔn)機車 車輛限界之間非成比例縮放關(guān)系，該標(biāo)定裝置僅能部分標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)機車車輛限 界，而不能標(biāo)定一、二級超限限界；三是標(biāo)定誤差較大，將砝碼小車按比例縮小后形成的上限界門，其形狀、尺寸與標(biāo)準(zhǔn)限界的形狀、尺寸之間存在較大差
異，換言之，就是存在較大的系統(tǒng)誤差；由于檢測結(jié)果誤差較大，其只能做定
性分析，而不能作為定量分析的依據(jù)。實際上，采用上述簡易標(biāo)定裝置得出的 安全門檢測數(shù)據(jù)，也一直未得到安全門應(yīng)用單位及貨運部門的認(rèn)可。
目前，市場上尚無定量標(biāo)定安全門的專用設(shè)備或裝置，也尚未發(fā)現(xiàn)記載有 關(guān)內(nèi)容的文獻(xiàn)資料。有鑒于此，為確保鐵路貨運安全，需要開發(fā)一種高精度、 可移動的安全門標(biāo)定設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明提供一種檢測精度高的鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置， 可以同時對安全門進行標(biāo)準(zhǔn)限界、 一級限界、二級限界標(biāo)定。在此基礎(chǔ)上，本 發(fā)明還提供一種鐵路貨運安全門標(biāo)定車。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置，其技術(shù)方 案是，包括，可伸縮的限界門，其外表面包括標(biāo)準(zhǔn)限界面、 一級限界面及二級 限界面，所述標(biāo)準(zhǔn)限界面、 一級限界面及二級限界面在工況時的形狀、尺寸分
別與標(biāo)準(zhǔn)限界、 一級限界及二級限界的形狀、尺寸相同；伺服系統(tǒng)，包括驅(qū)動 電機，用于控制所述限界門的伸縮；傳動機構(gòu)，其輸出端與所述限界門連接， 其輸入端與所述驅(qū)動電機的輸出軸連接，用于將所述驅(qū)動電機輸出的旋轉(zhuǎn)運動 變換為所述限界門的直線運動。
優(yōu)選地，所述限界門由上限界門、左限界門、右限界門組成；所述上限界 門的上表面設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)上限界、 一級上限界面、二級上限界面；所述左限界門的 外表面設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)左限界面、 一級左限界面、二級左限界面；所述右限界門的外 表面設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)右限界面、 一級右限界面、二級右限界面。
優(yōu)選地，所述伺服系統(tǒng)包括上限界門驅(qū)動電機、左限界門驅(qū)動電機、右限 界門驅(qū)動電機，分別用于控制所述上限界門、左限界門、右限界門的伸縮；所 述傳動機構(gòu)包括上傳動機構(gòu)、左傳動機構(gòu)、右傳動機構(gòu)，分別用于將所述上限 界門驅(qū)動電機、左限界門驅(qū)動電機、右限界門驅(qū)動電機輸出的旋轉(zhuǎn)運動變換為 所述上限界門、左限界門、右限界門的直線運動。
優(yōu)選地，還包括支架和底座；所述上限界門固定在所述支架的上部；所述 左限界門、右限界門對稱設(shè)置在所述支架的兩側(cè)，并分別通過所述左傳動機構(gòu)、右傳動機構(gòu)與所述支架連接；所述支架的底部通過所述上傳動機構(gòu)與所述底座 連接。
優(yōu)選地，所述左限界門的下端設(shè)置可伸縮的左輔助限界門；所述右限界門 的下端設(shè)置可伸縮的右輔助限界門。
優(yōu)選地，所述上限界門的上表面采用3248環(huán)氧玻璃布層壓^1。
優(yōu)選地，所述驅(qū)動電機為伺服電機。
優(yōu)選地，所述傳動機構(gòu)為蝸輪-蝸桿傳動才幾構(gòu)。
在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供的鐵路貨運安全門標(biāo)定車，在車體中安裝所述的 鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置；在該安裝位置的上方，設(shè)置活動頂棚；在該安裝位 置的兩側(cè)設(shè)置側(cè)門。
優(yōu)選地，所述限界門與所述側(cè)門的門框之間設(shè)置間隙。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置，在限界門上同 時設(shè)置三個限界面，在工況時可自動生成標(biāo)準(zhǔn)限界、 一級限界、二級限界，由 此可同時對安全門進行標(biāo)準(zhǔn)限界、 一級限界、二級限界的標(biāo)定；采用伺服系統(tǒng)， 可精確地控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)數(shù)(轉(zhuǎn)動角度)；通過傳動機構(gòu)，輕易實現(xiàn)驅(qū)動電 機的旋轉(zhuǎn)運動到限界門直線運動的轉(zhuǎn)換；由此，在伺服系統(tǒng)的控制下，可精確 地控制限界門伸縮的行程，保證其生成的標(biāo)準(zhǔn)限界、 一級限界、二級限界的形 狀、尺寸符合要求，減小系統(tǒng)誤差，提高對安全門的標(biāo)定精度。
本發(fā)明提供的鐵路貨運安全門標(biāo)定車，可隨意移動到任何安全門的位置進 行標(biāo)定；在對安全門標(biāo)定時無需現(xiàn)場安裝、調(diào)試，可節(jié)省標(biāo)定時間，提高標(biāo)定 效率。
圖1為本發(fā)明鐵^^貨運安全門標(biāo)定裝置的結(jié)構(gòu)圖； 圖2A為圖1所示限界門中上限界門的主視圖； 圖2B為圖1所示限界門中上限界門的俯視圖； 圖3A為圖1所示限界門中左限界門的主視圖； 圖3B為圖l所示限界門中左限界門的左視圖； 圖4A為圖1所示限界門中右限界門的主視圖； 圖4B為圖1所示限界門中右限界門的右視圖；圖5為圖1中伺服系統(tǒng)的電氣原理圖6為本發(fā)明鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置的動作順序圖(工作狀態(tài))；
圖7A為本發(fā)明鐵路貨運安全門標(biāo)定車的示意圖(主視)；
圖7B為圖7A中鐵路貨運安全門標(biāo)定車在拆去部分組件后的俯視圖。
具體實施例方式
為便于對本發(fā)明進行描述，先對有關(guān)術(shù)語解釋如下
鐵路限界為了確保機車車輛在鐵路線路上運行的安全，防止機車車輛撞 擊鄰近線路的建筑物和設(shè)備，而對機車車輛和鄰近線路的建筑物、設(shè)備所規(guī)定 的不允許超越的輪廓尺寸線，稱為鐵路限界。鐵路機車車輛的外形尺寸不得超 過標(biāo)準(zhǔn)機車車輛限界；同時，貨物裝車后，貨物任何部分的高度和寬度也不得 超過機車車輛限界(以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)限界)。若貨物中某部分的高度和/或?qū)挾?超過標(biāo)準(zhǔn)機車車輛限界時，稱為超限貨物。按貨物超限的程度，將其分為一級 超限限界、二級超限限界(以下分別簡稱一級限界、二級限界)。需說明的是， 上述標(biāo)準(zhǔn)限界、 一級限界與二級限界并不相似，即非成比例縮放關(guān)系，關(guān)于上 述標(biāo)準(zhǔn)限界、 一級限界與二級限界的具體形狀、尺寸，請詳細(xì)參考《標(biāo)準(zhǔn)軌距 鐵路機車車輛限界》及《鐵路超限貨物運輸規(guī)則》。
鐵路貨運安全門用于檢測鐵路運輸中貨物超限的設(shè)備，是保證鐵路安全 運輸?shù)囊豁椉夹g(shù)。該設(shè)備可動態(tài)、實時地^r測出運行中的貨車車輛及裝載貨物 的輪廓，并根據(jù)檢測結(jié)果進行超限報警。為保證鐵路貨運安全門檢測數(shù)據(jù)的可 靠性，該設(shè)備在新裝及安裝后需定期進行標(biāo)定。
伺服驅(qū)動系統(tǒng)，簡稱伺服系統(tǒng)，是一種以機械位置或角度作為控制對象的 自動控制系統(tǒng)，包括控制器、功率驅(qū)動單元、驅(qū)動電機等部分，根據(jù)驅(qū)動電機 的類型，可將其分為直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)。
伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永》茲鐵，伺服驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成 電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給伺服 驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺 服電機的精度，決定于編碼器(控制器)的精度(線數(shù))。
本發(fā)明的基本構(gòu)思是，設(shè)置可伸縮的限界門；在工況時，限界門自動伸展 到設(shè)定尺寸后，分別生成標(biāo)準(zhǔn)限界、 一級限界及二級限界；安全門掃描所生成的標(biāo)準(zhǔn)限界、 一級限界及二級限界，將掃描后形成的檢測數(shù)據(jù)與該標(biāo)準(zhǔn)限界、 一級限界及二級限界的標(biāo)稱值進行?！?，從而完成對安全門的標(biāo)定。 下面結(jié)合實施方式與附圖具體進行說明。
請參考圖l,該圖為本發(fā)明鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的
鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置(以下簡稱標(biāo)定裝置)100 ，包括可伸縮的限界門1, 其外表面包括三個曲面，分別稱為標(biāo)準(zhǔn)限界面、 一級限界面、二級限界面；在 工況時，所述標(biāo)準(zhǔn)限界面、 一級限界面、二級限界面的形狀、尺寸分別與標(biāo)準(zhǔn) 限界S0、 一級限界S1及二級限界S2的形狀、尺寸相同；所述標(biāo)準(zhǔn)限界面、一 級限界面、二級限界面，用于生成標(biāo)準(zhǔn)限界SO、 一級限界S1及二級限界S2， 以便提供安全門標(biāo)定的檢測基準(zhǔn)；伺服系統(tǒng)2，包括驅(qū)動電機，將電能轉(zhuǎn)換為 機械能，用干控制限界門l的伸縮及伸縮的尺寸；傳動機構(gòu)3，其輸出端與限界 門1連接，其輸入端與驅(qū)動電機的輸出軸連接，用于將驅(qū)動電機輸出的旋轉(zhuǎn)運 動變換為限界門的直線運動。
上述部件中所述限界門l為本發(fā)明的關(guān)鍵部件，以下將詳細(xì)描述；所述 伺服系統(tǒng)2、傳動機構(gòu)3可選用多種現(xiàn)有技術(shù)方案，具體可參照有關(guān)文獻(xiàn)資料， 以下僅對與本發(fā)明密切相關(guān)的部分進行說明。
所述限界門l，可為整體結(jié)構(gòu)，也可采用由多部分組成的分體結(jié)構(gòu)，其工 作原理相同。但采用分體結(jié)構(gòu)時，可方便限界門l的安裝，也有利于簡化限界 門l縮放的控制方案。不失一般性，下面以限界門l采用三部分的分體結(jié)構(gòu)具體 進行說明。
如圖l所示，該分體結(jié)構(gòu)的標(biāo)定裝置100,包括，限界門l,由上限界門l-l、 左限界門l-2、右限界門l-3三部分組成；伺服系統(tǒng)2，包括上限界門驅(qū)動電機、 左限界門驅(qū)動電機、右限界門驅(qū)動電機；傳動機構(gòu)3，包括上傳動機構(gòu)3-l、左 傳動機構(gòu)3-2、右傳動機構(gòu)3-3;以及支架4和底座5;所述上限界門1-1固定在支 架4的上部；所述左限界門l-2與右限界門l-3的形狀、尺寸完全相同，對稱設(shè) 置在支架4的兩側(cè)，并分別通過左傳動機構(gòu)3-2、右傳動機構(gòu)3-3與支架4連接； 所述支架4的底部通過上傳動機構(gòu)3-l與底座5連接。
由此，左限界門l-2、右限界門l-3可在水平方向進行伸縮；同時，通過支 架4的升降，上限界門l-l、左限界門l-2、右限界門l-3也可在豎直方向進行伸縮。工況時，上限界門l-l、左限界門l-2、右限界門l-3分別伸展到設(shè)定的尺寸，
就可生成完整的標(biāo)準(zhǔn)限界SO、 一級限界S1及二級限界S2。
為同時生成上述的三種限界，上限界門1-1、左限界門1-2、右限界門1-3 的外表面上分別設(shè)置三個限界面，以下對上限界門1-1、左限界門1-2、右限 界門1-3的結(jié)構(gòu)進行描述。
請參考圖2-4，其中，圖2A、圖2B分別為圖1所示限界門中上限界門的主 視圖、俯視圖；圖3A、圖3B分別為圖1所示限界門中左限界門的主視圖、左視 圖；圖4A、圖4B分別為圖1所示限界門中右限界門的主視圖、右視圖。如圖2-4 所示，所述上限界門l-l的上表面設(shè)置臺階狀分布的標(biāo)準(zhǔn)上限界面1-1-0、 一級 上限界面l-l-l、 二級上限界面l-l-2;所述左限界門l-2的外表面設(shè)置臺階狀分 布的標(biāo)準(zhǔn)左限界面1-2-0、 一級左限界面l-2-l、 二級左限界面l-2-2;所述右限 界門l-2的外表面設(shè)置臺階狀分布的標(biāo)準(zhǔn)右限界面l-3-0、 一級右限界面l-3-l、 二級右限界面1-3-2。上述各部分限界面對接后，可形成完整的標(biāo)準(zhǔn)限界面、 一級限界面、二級限界面。
所述標(biāo)準(zhǔn)上限界面1-1-0、 一級上限界面1-1-1、 二級上限界面1-1-2,標(biāo)準(zhǔn) 左限界面l-2-0、 一級左限界面l-2-l、 二級左限界面1-2-2,標(biāo)準(zhǔn)右限界面l-3-0、 一級右限界面l-3-l、 二級右限界面l-3-2的形狀、尺寸分別按照標(biāo)準(zhǔn)限界SO、 一級限界S1及二級限界S2的上部分、左部分及右部分制作，其對接后形成完整 的標(biāo)準(zhǔn)限界S0、 一級限界S1及二級限界S2。在各限界面的形狀、尺寸滿足精 度要求的前提下，該限界門1生成的標(biāo)準(zhǔn)限界S0、 一級限界S1及二級限界S2， 就可提供符合要求的檢測基準(zhǔn)，從而減小系統(tǒng)誤差，提高標(biāo)定精度。
平時，上限界門l-l、左限界門l-2、右限界門l-3處于收縮狀態(tài)；工作時， 上限界門l-l、左限界門l-2、右限界門l-3均伸展至設(shè)定尺寸的位置。當(dāng)其伸展 到設(shè)定位置時標(biāo)準(zhǔn)上限界面l-l-0、標(biāo)準(zhǔn)左限界面l-2-0、標(biāo)準(zhǔn)右限界面l-3-0 對接后形成標(biāo)準(zhǔn)限界S0; —級上限界面l-l-l、 一級左限界面l-2-l、 一級右限 界面l-3-l對接后形成一級限界Sl; 二級上限界面l-l-2、 二級左限界面l-2-2、 二級右限界面l-3-2對接后形成二級限界S2。由此，用安全門分別掃描限界門l 生成的上述標(biāo)準(zhǔn)限界S0、 一級限界S1及二級限界S2，并將掃描后形成的檢測 數(shù)據(jù)與該標(biāo)準(zhǔn)限界S0、 一級限界S1及二級限界S2的標(biāo)稱值進行校驗，就可以完成安全門的標(biāo)定。
如上述，所述限界門l中，上限界門l-l、左限界門l-2、右限界門l-3均包 括三個限界面，優(yōu)選地，上限界門l-l、左限界門l-2、右限界門l-3采用整體結(jié) 構(gòu)。顯然，上限界門l-l、左限界門l-2、右限界門l-3也可采用分體結(jié)構(gòu)，即分 別設(shè)置三個單體，每個單體設(shè)置一個限界面，其同樣能生成符合要求的標(biāo)準(zhǔn)限 界S0、 一級限界S1及二級限界S2。但是，采用分體結(jié)構(gòu)，需增加傳動機構(gòu)， 也不如采用整體結(jié)構(gòu)緊湊，故不推薦使用。
上述標(biāo)定裝置100，能完成距軌面1000mm以上部分的三級限界，即標(biāo)準(zhǔn)限 界S0、 一級限界S1、 二級限界S2的檢測。特別地，考慮到我國通用貨車的現(xiàn) 狀，可相應(yīng)提高檢測裕量。優(yōu)選地，左限界門l-2下端設(shè)置可伸縮的左輔助限 界門1-4,右限界門1-3的下端設(shè)置可伸縮的右輔助限界門1-5,可向下伸長 100mm左右；所述左輔助限界門l-4、右限界門1-3,非工作狀態(tài)時收縮，工作 狀態(tài)時向下伸出，從而擴展了標(biāo)準(zhǔn)限界SO、 一級限界S1及二級限界S2的范圍， 使得標(biāo)定裝置100可標(biāo)定距軌面900mm以上空間。
特別地，安全門大都位于4失路主要編組站入口，在我國電氣化鐵路的比例 越來越高的情況下，實際上無法解除電網(wǎng)作業(yè)。為此，標(biāo)定裝置100應(yīng)采取一 定的絕緣措施。優(yōu)選地，上限界門1-1的上表面，即標(biāo)準(zhǔn)上限界面1-1-0、 一 級上限界面1-1-1、 二級上限界面1-1-2采用3248環(huán)氧玻璃布層壓板，其厚度 為10mm左右，其絕緣性能好，可有效防止在電網(wǎng)下作業(yè)時發(fā)生意外。
所述伺服系統(tǒng)2，可為開環(huán)或閉環(huán)伺服系統(tǒng)，優(yōu)選地為開環(huán)伺服系統(tǒng)，其 結(jié)構(gòu)較為筒單，也能保證檢測精度。即通過控制驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動角度，就 可相應(yīng)確定傳動機構(gòu)3的行程，4吏得限界門1精確地生成標(biāo)準(zhǔn)限界SO、 一級 限界S1、 二級限界S2，簡述如下
請參考圖5,該圖為圖1中伺服系統(tǒng)的電氣原理圖。該伺服系統(tǒng)2，包括， 驅(qū)動電機組2-1,輸出限界門1所需的功率；伺服驅(qū)動器組2-2,用于調(diào)整驅(qū) 動電機組2-l中各驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度；傳感器組2-3，檢測并輸出限界 門1或其它有關(guān)部件的位置信號；控制器2-4,通過通信串口設(shè)置伺服驅(qū)動器 組2-2的控制參數(shù)，并根據(jù)接收的傳感器組2-3的檢測信號，計算并輸出伺服 驅(qū)動器組2-2的控制信號。所述伺服系統(tǒng)2，可為直流伺服系統(tǒng)，也可為交流伺服系統(tǒng)，優(yōu)選地為交 流伺服系統(tǒng)，其便于利用外界電網(wǎng)電源。在這種交流伺服系統(tǒng)中，利用外接三
相工頻380V交流電源驅(qū)動所述驅(qū)動電機組2-1中的各驅(qū)動電機；并通過伺服 驅(qū)動器組2-2控制各驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動角度；進一步地，就可確定傳動機構(gòu) 3的行程；最終由限界門1精確地生成標(biāo)準(zhǔn)限界SO、 一級限界S1、 二級限界 S2，進而完成安全門的標(biāo)定。
此外，伺服系統(tǒng)2中還包括操作按鈕2-5 、顯示器2-6 、驅(qū)動器電源2-7 、 三相變壓器2-8、主接觸器2-9、主斷路器2-10、加熱器2-11、穩(wěn)壓電源2-12 等電氣元件，由此構(gòu)成一個完整的電氣控制系統(tǒng)；鑒于此部分電氣元件的功能、 連接方式為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
如前述，限界門1由上限界門1-1、左限界門1-2、右限界門l-3三部分組 成。相應(yīng)地，伺服系統(tǒng)2中包括三條控制支路，具體是
電機組2-l，包括，上限界門驅(qū)動電機、左限界門驅(qū)動電機、右限界門驅(qū) 動電機，分別輸出上限界門1-1、左限界門1-2、右限界門l-3伸縮時所需要的 功率；所述上限界門驅(qū)動電機、左限界門驅(qū)動電機、右限界門驅(qū)動電機可為伺 服電機或步進電機；優(yōu)選地，為提高驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)動角度的控制精度，各 驅(qū)動電機均為伺服電機，分別稱為上限界門伺服電機2-1-1、左限界門伺服電 機2-1-2,右限界門伺服電機2-1-3。
伺服驅(qū)動器組2-2,包括，上限界門伺服驅(qū)動器2-2-1、左限界門伺服驅(qū)動 器2-2-2、右限界門伺服驅(qū)動器2-2-3，分別用于調(diào)整上限界門伺服電機2-1-1、 左限界門伺服電機2-1-2，右限界門伺服電機2-1-3轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)(轉(zhuǎn)動角度)。
同樣地，傳感器組2-3,包括，左打開傳感器2-3-1、左回零減速傳感器 2-3-2、左關(guān)閉傳感器2-3-3，分別用于檢測并輸出左限界門l-2在打開、回零 減速、關(guān)閉狀態(tài)下的位置信號；右打開傳感器2-3-4、右回零減速傳感器2-3-5、 右關(guān)閉傳感器2-3-6,分別用于檢測并輸出右限界門l-3在打開、回零減速、 關(guān)閉狀態(tài)下的位置信號；下降傳感器2-3-7、回零減速傳感器2-3-8、上升傳感 器2-3-9,分別用于檢測并輸出上限界門1-3在下降、回零減速、上升狀態(tài)下 的位置信號。優(yōu)選地，上述各傳感器為位置傳感器，具體為接近開關(guān)，其檢測 并輸出有關(guān)部件的位置信號。由此，按照圖5所示的電器電氣控制原理，控制器2-4可實時監(jiān)測限門1 的位置。具體是，各傳感器檢測并輸出的位置信號被控制器2-4接收；根據(jù)預(yù) 定的邏輯，控制器2-4計算并輸出合適大小的控制信號，就可精確地控制標(biāo)準(zhǔn) 限界S0、 一級限界S1、 二級限界S2的生成；由此，減小標(biāo)定基準(zhǔn)的系統(tǒng)誤 差，提高安全門的標(biāo)定精度。
所述傳動機構(gòu)3，其輸入端與伺服系統(tǒng)2中的伺服電機連接，其輸出端與限 界門1連接。如前述，在限界門l位分體結(jié)構(gòu)的情況下，傳動機構(gòu)3由上傳動機 構(gòu)3-l、左傳動機構(gòu)3-2、右傳動機構(gòu)3-3三部分組成，其分別將相應(yīng)電機的輸出 功率變換并傳遞到上限界門l-l、左限界門l-2、右限界門l-3上；換言之，也就 是將上限界門伺服電機2-l-l、左限界門伺服電機2-l-2,右限界門伺服電機2-l-3 輸出的旋轉(zhuǎn)運動變換為上限界門l-l、左限界門l-2、右限界門l-3的直線運動， 使得上限界門1-1 、左限界門1-2、右限界門l-3按照控制器2-4設(shè)置的參數(shù)要求 進4亍伸縮。
所述上傳動機構(gòu)3-l、左傳動機構(gòu)3-2、右傳動機構(gòu)3-3,可釆用機械傳動、 電力傳動、液壓傳動、氣壓傳動，或其任意組合的傳動方式。優(yōu)選地，上傳動 才幾構(gòu)3-l、左傳動才幾構(gòu)3-2、右傳動才幾構(gòu)3-3傳動才幾構(gòu)3均采用全才幾械傳動才幾構(gòu)， 其動力源分別為伺服系統(tǒng)2中的上限界門伺服電機2-1-1、左限界門伺服電機 2-1-2,右限界門伺服電機2-1-3。
優(yōu)選地，傳動機構(gòu)3中的各部分，包括上傳動機構(gòu)3-l、左傳動才幾構(gòu)3-2、 右傳動機構(gòu)3-3,均采用蝸輪-蝸桿傳動機構(gòu)，其具有自鎖功能，同時具有無累 計誤差的優(yōu)點，可提高安全門的標(biāo)定精度。由此，上限界門伺服電機2-1-1、 左限界門伺服電機2-1-2,右限界門伺服電機2-1-3轉(zhuǎn)動后，帶動相應(yīng)的蝸輪、 蝸桿動作，就可以完成上限界門1-1、左限界門l-2及右限界門1-3的展開與 收回。特別地，上限界門1-1、左限界門l-2及右限界門1-3均展開至工作位 時，就可生成符合要求的標(biāo)準(zhǔn)限界S0、 一級限界Sl及二級限界S2，并進而 完成安全門的標(biāo)定。
為避免操作失誤，對應(yīng)上限界門1-1、左限界門l-2及右限界門1-3展開 至工作位、或收回至回送位，其分別設(shè)置展開和收縮按鈕；分別操作上述兩個 按鈕，即可時限界門l按規(guī)定順序完成伸縮。為提高可靠性，分別在上限界門1-1、左限界門l-2及右限界門1-3工作位及回送位設(shè)置限位行程開關(guān)，以保證 上傳動機構(gòu)3-l、左傳動機構(gòu)3-2、右傳動機構(gòu)3-3的運行安全、可靠。
所述支架4，用于安裝、固定上限界門l-l、左傳動機構(gòu)3-2、右傳動機構(gòu) 3-3及伺服系統(tǒng)2的有關(guān)部件。優(yōu)選地，采用冷彎型鋼組焊結(jié)構(gòu)，其有利于提高 剛度、減輕自重。
所述底座5,通過上傳動機構(gòu)3-l與用于支架4連接；上限界門伺服電機2-l-l 的轉(zhuǎn)動，通過上傳動機構(gòu)3-l傳到支架4上，帶動支架4作豎直方向的升降運動； 進一步地，就可控制上限界門l-l、左限界門l-2及右限界門l-3的工作高度。
上述標(biāo)定裝置100，設(shè)置伺服系統(tǒng)2，通過應(yīng)用計算機控制技術(shù)，可精確 地實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)限界S、 一級限界S1、 二級限界S2的自動生成，以下簡述其動作 順序。
請參考圖6，該圖為本發(fā)明鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置的動作順序圖(工作 狀態(tài))。在進入工作狀態(tài)時，限界門1按從Q1—Q2—Q3—Q4—Q5的動作順 序，同步實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)限界SO、 一級限界S1、 二級限界S2的自動生成。具體是， 左限界門1-2、右限界門1-3分別通過左傳動機構(gòu)3-2、右傳動機構(gòu)3-3的動作， 同步外伸至行程所設(shè)定尺寸后停止；其次，通過上傳動機構(gòu)3-l的動作，支架 4上升，也使得上限界門1-1、左限界門l-2及右限界門1-3同步上升至設(shè)定限 界高度后停止；再次，左限界門1-2、右限界門1-3分別通過左傳動機構(gòu)3-2、 右傳動機構(gòu)3-3的動作，同步回縮至工作位置；最后，放下左輔助限界門1-4 與右輔助限界門1-5;由此，形成完整的三個限界，從而為安全門標(biāo)定提供標(biāo) 定基準(zhǔn)。需指出的是，左輔助限界門l-4與右輔助限界門l-5的步驟非為必要 操作步驟，可視情況進行取舍。
類似地，標(biāo)定裝置100在非工作狀態(tài)勢其動作順序為待標(biāo)定完安全門后， 按從Q5—Q4—Q3—Q2—Ql的順序即可恢復(fù)至回送狀態(tài)，在此不再贅述。
以上所述的標(biāo)定裝置IOO,在限界門l上同時設(shè)置三個限界面，在工況時可 自動生成標(biāo)準(zhǔn)限界SO、 一級限界S1、 二級限界S2，由此可同時對安全門進行 標(biāo)準(zhǔn)限界、 一級限界、二級限界的標(biāo)定；采用伺服系統(tǒng)2，可精確地控制驅(qū)動 電機的轉(zhuǎn)數(shù)(轉(zhuǎn)動角度)；通過傳動機構(gòu)3，輕易實現(xiàn)驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)運動到 限界門l直線運動的轉(zhuǎn)換。由此，在伺服系統(tǒng)2的控制下，可精確地控制限界門l伸縮的行程，保證其生成的標(biāo)準(zhǔn)限界SO、 一級限界S1、 二級限界S2的形狀、
尺寸符合要求，減小系統(tǒng)誤差，提高對安全門的標(biāo)定精度。
為了減少現(xiàn)場安裝時間、提高標(biāo)定效率，可將上述標(biāo)定裝置100安裝在一 種特種車輛上，以形成了可移動的4失3各貨運安全門標(biāo)定裝置，以下稱其為鐵路 貨運安全門標(biāo)定車(以下簡稱為標(biāo)定車)200,下面對其進行說明。
請同時參考圖7A、圖7B,其中，圖7A為本發(fā)明鐵路貨運安全門標(biāo)定車 的示意圖(主視)；圖7B為圖7A中鐵路貨運安全門標(biāo)定車在拆去部分組件 后的俯視圖。該標(biāo)定車200，在其車體中標(biāo)定裝置100,用于對安全門進行標(biāo) 定。為節(jié)省費用，標(biāo)定車200的車體可由多種車輛改制；優(yōu)選地，采用通用棚 車改造而成，其車體由底架、側(cè)墻、端墻、車頂組成。這種棚車，其本身為一 種鐵路貨車，其改造工作量小，并能逼真地模擬鐵路貨運的運行環(huán)境。
如圖7所示，鐵路貨運安全門標(biāo)定裝棄置100安裝在底架21;在該安裝 位置的上方，設(shè)置活動頂棚22;在該安裝位置兩側(cè)的側(cè)墻上，分別安裝側(cè)門 23。
設(shè)置活動頂棚22、側(cè)門23后，標(biāo)定裝置100中的限界門1能自由的伸縮， 即，上限界門1-1、左限界門1-2、右限界門l-3可收回至車體內(nèi)，也可上升至 限界高度；同時，左限界門1-2、右限界門l-3還能進行水平方向的伸縮行程。 在工況時，將活動頂棚22及兩側(cè)門23打開，通過伺服系統(tǒng)2，就可將限界門 l伸展到相應(yīng)得尺寸位置，并生成完整的標(biāo)準(zhǔn)限界SO、 一級限界S1、 二級限 界S2，進而完成安全門的標(biāo)定。
特別地，為保證限界門1,特別是左限界門1-2、右限界門l-3在伸縮過 程中不與門框24干涉，限界門1與門框24之間應(yīng)保持一定間隙；特別地，左 限界門1-2、右限界門l-3與門框24的上側(cè)梁之間應(yīng)分別保持較大的間隙，通 常為145mm左右。
所述活動頂棚22和/或側(cè)門23的開啟、關(guān)閉，可采用人工方式或機械方 式進行；優(yōu)選地，活動頂棚22和/或側(cè)門23釆用開環(huán)控制，以減輕勞動強度。 同時，所述活動頂棚22和/或側(cè)門23可采用旋轉(zhuǎn)門的結(jié)構(gòu)形式，也可采用推 拉門的結(jié)構(gòu)形式；優(yōu)選地，采用推拉門的結(jié)構(gòu)形式，以便利用前述伺服系統(tǒng)2 的電氣控制系統(tǒng)。在這種情況下，只要增加一條控制支路，而不必另行設(shè)計控制方案，具體如下述
如圖5所示，在伺服系統(tǒng)2中，增設(shè)推拉門控制支路，包括，推拉門伺服 電機2-1-4，用于輸出活動頂棚22、側(cè)門23開啟或關(guān)閉所需的功率；推拉門 伺服驅(qū)動器2-2-4,調(diào)整推拉門伺服電機2-1-4轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動角度；推拉門打開傳 感器2-3-9、推拉門回零減速傳感器2-3-10、推拉門關(guān)閉傳感器2-3-12,分別 用于檢測活動頂棚22、側(cè)門23在打開、回零減速、關(guān)閉狀態(tài)下的位置信號。 推拉門伺服電機2-1-4啟動后，通過推拉門傳動機構(gòu)3-4,就可開啟或關(guān)閉活 動頂棚22、側(cè)門23。
特別地，采用圖5所示伺服系統(tǒng)2后，限界門1與活動頂棚22、側(cè)門23 可實現(xiàn)互鎖保護。如活動頂棚22和/或側(cè)門23未打開或開度不足，限界門1 不會向外伸出，由此防止限界門1與側(cè)門23或活動頂棚22發(fā)生碰撞，損壞設(shè) 備。
該標(biāo)定車200，在現(xiàn)有車輛技術(shù)基礎(chǔ)上安裝標(biāo)定裝置100,使得標(biāo)定裝置 100可隨意移動到任何安全門位置，即成為一種可移動標(biāo)定裝置；由此，無需 現(xiàn)場安裝、調(diào)試，節(jié)省標(biāo)定時間，提高標(biāo)定效率。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實施方式 不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為 準(zhǔn)。對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)， 還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置，其特征在于包括，可伸縮的限界門，其外表面包括標(biāo)準(zhǔn)限界面、一級限界面及二級限界面，所述標(biāo)準(zhǔn)限界面、一級限界面及二級限界面在工況時的形狀、尺寸分別與標(biāo)準(zhǔn)限界、一級限界及二級限界的形狀、尺寸相同；伺服系統(tǒng)，包括驅(qū)動電機，用于控制所述限界門的伸縮；傳動機構(gòu)，其輸出端與所述限界門連接，其輸入端與所述驅(qū)動電機的輸出軸連接，用于將所述驅(qū)動電機輸出的旋轉(zhuǎn)運動變換為所述限界門的直線運動。
2、 如權(quán)利要求l所述的鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置，其特征在于所述限 界門由上限界門、左限界門、右限界門組成；所述上限界門的上表面設(shè)置標(biāo) 準(zhǔn)上限界、 一級上限界面、二級上限界面；所述左限界門的外表面設(shè)置標(biāo)準(zhǔn) 左限界面、 一級左限界面、二級左限界面；所述右限界門的外表面設(shè)置標(biāo)準(zhǔn) 右限界面、 一級右限界面、二級右限界面。
3、 如權(quán)利要求2所述的鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置，其特征在于所述伺 服系統(tǒng)包括上限界門驅(qū)動電機、左限界門驅(qū)動電機、右限界門驅(qū)動電機，分 別用于控制所述上限界門、左限界門、右限界門的伸縮；所述傳動機構(gòu)包括 上傳動機構(gòu)、左傳動機構(gòu)、右傳動機構(gòu)，分別用于將所述上限界門驅(qū)動電機、 左限界門驅(qū)動電機、右限界門驅(qū)動電機輸出的旋轉(zhuǎn)運動變換為所述上限界門、 左限界門、右限界門的直線運動。
4、 如權(quán)利要求3所述的鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置，其特征在于還包括 支架和底座；所述上限界門固定在所述支架的上部；所述左限界門、右限界 門對稱設(shè)置在所述支架的兩側(cè)，并分別通過所述左傳動機構(gòu)、右傳動機構(gòu)與 所述支架連接；所述支架的底部通過所述上傳動機構(gòu)與所述底座連接。
5、 如權(quán)利要求4所述的鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置，其特征在于所述左 限界門的下端設(shè)置可伸縮的左輔助限界門；所述右限界門的下端設(shè)置可伸縮 的右輔助限界門。
6、 如權(quán)利要求5所述的鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置，其特征在于所述上 限界門的上表面采用3248環(huán)氧玻璃布層壓板。
7、 如權(quán)利要求l-6任一項所述的鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置，其特征在于所述驅(qū)動電機為伺服電機。
8、 如權(quán)利要求7所述的鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置，其特征在于所述傳 動才幾構(gòu)為蝸4侖-蝸4干傳動才幾構(gòu)。
9、 一種鐵路貨運安全門標(biāo)定車，其特征在于在車體中安裝如權(quán)利要求 l-6任一項所述的鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置；在該安裝位置的上方，設(shè)置活動 頂棚；在該安裝位置的兩側(cè)設(shè)置側(cè)門。
10、 如權(quán)利要求9所述的鐵路貨運安全門標(biāo)定車，其特征在于所述限 界門與所述側(cè)門的門框之間設(shè)置間隙。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置，包括，可伸縮的限界門，其外表面包括標(biāo)準(zhǔn)限界面、一級限界面及二級限界面，所述標(biāo)準(zhǔn)限界面、一級限界面及二級限界面在工況時的形狀、尺寸分別與標(biāo)準(zhǔn)限界、一級限界及二級限界的形狀、尺寸相同；伺服系統(tǒng)，包括驅(qū)動電機，用于控制所述限界門的伸縮；傳動機構(gòu)，其輸出端與所述限界門連接，其輸入端與所述驅(qū)動電機的輸出軸連接，用于將所述驅(qū)動電機輸出的旋轉(zhuǎn)運動變換為所述限界門的直線運動。該鐵路貨運安全門標(biāo)定裝置，可同時對安全門進行標(biāo)準(zhǔn)限界、一級限界、二級限界的標(biāo)定，其標(biāo)定精度較高。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還公開一種鐵路貨運安全門標(biāo)定車，無需現(xiàn)場安裝、調(diào)試，可節(jié)省標(biāo)定時間，提高標(biāo)定效率。
文檔編號B61K9/02GK101285678SQ20081010042
公開日2008年10月15日 申請日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者于躍斌, 勇 付, 周志剛, 張俊林, 震 祝, 魏鴻亮 申請人:齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司