專利名稱：檢測在電觸頭和安裝在檢測電路中的導電元件之間的電中斷的組件的制作方法
檢測在電觸頭和安裝在檢測電路中的導電元件之間的電中
斷的組件本發明涉及檢測電路，其包括通常與公共導電元件接觸的至少兩個電觸頭并允許 檢測這些電觸頭之一與導電元件之間的電中斷，該公共導電元件連接這些電觸頭。本發明還涉及包含這樣的檢測電路的檢測組件。本發明更具體地涉及檢測電路，在該檢測電路中兩個電觸頭沿著例如由陸上車輛 的行駛或導向軌道形成的導電地線移動。在很多領域中，例如在車、商品運輸、裝卸或儲存的領域中，實時地知道兩個元件 是否有接觸是有用的。在這些領域中，常常必須確保應彼此保持接觸但不是一個固定到另一個以便例如 能夠移動或是可移動的某些元件實際上一直是這樣。事實上，應在正常操作或使用狀況下彼此接觸的兩個元件可能由于異常和/或無 法預料的情況而無意或意外地分離。例如為了安全的原因和為了避免功能障礙，實時地檢 測這種情況以便能夠毫不延遲地進行正確的行動或開展安全措施于是非常重要和非常有用。根據本發明的檢測組件允許通過使用兩個元件的導電特征對這樣的需要作出反 應，這兩個元件的接觸將被監視。作為例子，可列舉通過沿著至少一個導向軌道滑動的導向系統引導的車的優選應 用。車可尤其涉及乘客的城市公共交通車、最終自動化的工業搬運車或者還有例如裝卸車。在這種情況下，確保導向系統一直與導向軌道接觸以便檢測并避免任何脫軌危險 是絕對必要的，例如在導向軌道的局部化的中斷、在導向軌道上或沿著導向軌道的未預料 到的障礙或物體的存在、結冰或可引起導向系統的意外提起的任何其它原因的情況下。本發明可用于監視在導向系統和導向軌道之間，更具體地在導向系統的兩個電觸 頭和金屬導向軌道之間的接觸，這兩個電觸頭通過該金屬導向軌道連接。這樣的車有時配備有放置在導向組件之前的安全設備，且其作用是在導向組件通 過之前觸摸導向軌道，以便預先輕松地保證導向軌道及其附近環境的令人滿意的狀態和暢 通。根據本發明的檢測組件于是可有利地在這個程度上被使用，以便監視在安全設備和導 向軌道之間的接觸。還可設想使用根據本發明的檢測組件來監視應與導向軌道保持接觸的元件。然而本發明的應用領域并不限于沿著一個或多個導向或行駛軌道的機動車的情 況，而是可擴展到很多其它的情況。因此例如，這樣的檢測組件可有利地允許監視集裝箱、椅子、一個儲蓄器或另一個 的腿和它被放置的支架之間的接觸，以便例如使其運輸、其裝卸或其儲存安全。為此，集裝箱配備有腿或至少兩個不同的金屬接觸區。同樣，支架在這兩個接觸區 之間應該是導電的，并為了這個目的可以是完全或部分金屬的，覆蓋有導電覆蓋層或簡單 的電連接帶。本領域人員可以沒有困難地設想根據本發明的檢測組件的很多其它應用。
本發明涉及包括兩個電觸頭或兩個電接觸區的檢測組件，電觸頭或電接觸區由地 線或導電元件或弱電阻元件連接。為了檢測至少在兩個電觸頭之一和被認為與其接觸的導電元件之間的接觸的缺 乏，我們力圖檢測在兩個觸頭之間的電中斷的故障，這兩個觸頭在其間通過導電元件連接。本發明因此提供了檢測在電觸頭和導電元件之間的電中斷的組件，該組件包括兩 個不同的電觸頭和連接其的導電元件，這些電觸頭在正常情況下與該導電元件有接觸。根據本發明，檢測組件包括激勵器，激勵器作為負載包括諧振電路，該諧振電路從 激勵器的一個端子出發回到其另一端子包括至少一個電容器、電觸頭之一、至少根據觸頭 之一的斷開或閉合狀態可變的阻抗的一部分以及另一個電觸頭。可變阻抗的該部分在正常接觸情況下包括由導電元件形成的第一電阻和自感分 支以及并聯安裝并由連接兩個觸頭的構造性電連接(liaison constructive)形成的至少 一個第二電阻和自感分支。第一分支至少在觸頭之一斷開時處于斷路狀態。檢測組件還包括電子處理模塊，其接收諧振電路的振蕩頻率并在電中斷的情況下 將其轉換成可利用的故障信號。對于可變阻抗的該部分的兩個并聯分支，優選地使用一方面在一個分支的導電元 件而另一方面在另一分支的任何自然電連接固有的電阻特征和自感效應，該電連接存在于 觸頭之間并且獨立于在導電元件。當這些連接的自然電阻和自感效應太弱而不能以令人滿意的方法被利用在本發 明的檢測電路中時，可能再添加補充的電阻和/或自感電子部件，以便放大所期望的效應。同樣，如果在所涉及的應用中，除了導電元件以外在觸頭之間不存在電連接，則觸 頭由任何適當的有線或自然電連接來連接。本發明提供了完整的檢測組件，其集成檢測電路并此外包括電子處理模塊，電子 處理模塊允許將從檢測電路產生的變化轉換成檢測信號并在輸出提供對被監視的觸頭的 電子狀態可利用的信息。該信息然后可被發送到聲音或視覺警報系統，或可被能夠發起適當的安全測量的 一般監視或管理系統利用。在現有技術中，描述了很多檢測電路，例如在以SEKURIT SAINT GOBAN名義的專利 DE 197 35 282和以PREUS名義的US-A-4. 812. 752中披露的電路。然而，這些電路與本發 明的檢測組件非常不同，且不能解決技術問題。在作為例子給出并附有附圖的接下來的描述中，本發明的其它特征和優點將明 顯，在附圖中-
圖1是根據本發明的適用于任何兩個接觸區的檢測組件的總體功能示意圖；-圖2是根據本發明的檢測電路的方框示意圖；-圖3是表示波形的圖形，該波形示出由于電觸頭的缺乏產生的檢測電路的頻率 的變化；-圖4是根據本發明的檢測組件的電子示意圖的實例；-圖5是適用于沿著金屬導向軌道移動的車的滑塊的一種變形的總體電子示意 圖。為了允許讀者很好地理解本發明，在圖1中示出了根據本發明的檢測組件1的總體全局功能示意圖。該檢測組件1允許監視在圖中被分別稱為觸頭A和觸頭B的一對電觸頭2和3與 導電元件4之間的接觸的存在，電觸頭被認為與導電元件4保持接觸。電觸頭2和3可為固定的或移動的并具有任意性質和大小。根據在圖5中示出的 優選應用，它可每次涉及例如沿著金屬行駛或導向軌道滑動的墊塊。它還可涉及在放置在 導電支架上或支架的導電接收區上之前觸頭的腿或區。當觸頭A和B都與導電元件4接觸時，導電元件4建立觸頭A和B之間的電連接。導電元件可具有任意性質。它可涉及例如地線、型鋼或金屬覆蓋層。它還可涉及 連接準備用于接納觸頭A和B的兩個導電接收區的簡單的有線連接，或本領域人員根據對 依照本發明的檢測組件設想的應用可想象得到的任何其它適當的導電元件。為了認識觸頭2和3相對于導電元件4的電子斷開或閉合狀態，即，知道是否它們 與導電元件4電接觸，利用檢測電路5。檢測電路5形成在檢測組件1中間的參考回路并包括通過一個或多個電容器連接 到觸頭A和B的稱為激勵器6的電子激發設備，參考附圖2將更詳細地研究檢測電路5的 功能。激勵器6是用于諧振電路的能量發生器元件，它涉及例如不穩定運算放大器的電 子組件或電路或任何其它發生器。在這個回路中，從電所角度看，導電元件4可表示地。檢測組件1的操作所必需的供電能量來源于外界，并應優選地與地因而與導電元 件4電絕緣。檢測組件1因此優選地被電絕緣裝置7絕緣。檢測組件1還包括電子處理模塊8，其將來源于檢測電路5的振蕩頻率的變化轉換 成可利用的故障信號。如其后將看到的，根據觸頭A和B與導電元件4有電連接，或該連接由于至少觸頭 A或B之一的斷開或脫離或由于導電元件4的部分的故障包括在兩個觸頭A和B之間而中 斷，檢測電路5的振蕩頻率是不同的。根據檢測電路5的頻率值之間的差異，電子處理模塊8向外部發送表示至少觸頭 之一的電子狀態的可利用的信息。接著可根據所涉及的應用以不同的方法利用該信息。它例如被發送到聲音或視覺 警報系統，或在必要時可發起正確或安全行動的一般管理系統。檢測功能從檢測電路5產生，檢測電路5的電子功能在圖2中示意性示出。激勵器6優選地是以提供周期性能量的電路或部件的形式呈現的電子激發設備， 激勵器的每個輸出端子通過至少一個電容器10連接到觸頭A或B之一。在所示的優選實例中，檢測電路5包括插入激勵器6的每個端子和相應的電觸頭 2或3之間的電容器10。電容器10允許防止可能最終來源于導電元件4的連續電壓傳送到激勵器6，且尤 其是到電子處理模塊8。電子處理模塊8因此與觸頭A和B的可能的連續電位隔離。在正常操作情況下，觸頭A和B在其間以兩種方法被電連接通過導電元件4和通 過構造性連接11。這兩個連接分別形成具有兩個并聯分支的電路的第一分支12和第二分 支13，這兩個分支閉合檢測電路5的回路。
構造性連接11是可用任何方法實現的電連接。它可涉及例如通過底盤、機架或安 裝有觸頭2和3的物體的其它元件的結構連接。它還可涉及唯一地用在根據本發明的或具 有一個或多個其它任何功能的檢測電路5中的本質上有線的或其它的特定連接。如果在所涉及的應用中在觸頭2和3之間不存在這樣的電連接，則特定的構造性 連接11應再添加在觸頭之間，以便確保檢測組件1的良好操作。檢測電路5的并聯分支12和13中的每個具有內在的電阻和自感特征，其在圖2 中由串聯連接的電阻和自感線圈表示并等效于電阻和電感，電阻和自感線圈對于第一分支 12分別為14和15而對于第二分支為16和17。具有兩個并聯分支的該電路在正常操作情況下組成激勵器6的負載的一部分， 即，當觸頭A和B都與導電元件4接觸時。負載的另一部分由最終包含電容器10的兩個連 接組成。于是使用激勵器6形成具有諧振部分RLC的振蕩電路，其具有稱為接觸頻率F。的 本征振蕩頻率。當至少觸頭A或B之一與導電元件4不再有接觸時，電路的第一分支12處于斷路 狀態。觸頭A和B則僅被形成電路的第二分支13的構造性連接11連接。激勵器6的負載被更改并等效于電阻和自感值是不同的諧振電路RLC。諧振電路 的振蕩頻率變化并變成更弱的稱為脫離頻率Fd的頻率。振蕩頻率的這樣的變化的實例由圖3示出。諧振電路的振蕩頻率Fe和Fd的值取決于兩個分支12和13的電阻和自感值。在根據本發明的檢測組件應用于導電軌道上被自動引導的車的的情況下，可作為 例子列舉優選地基本等于5MHz的頻率F。和優選地基本等于4MHz的頻率FD。當形成分支12和13的電連接的自然電阻和自感效應太弱而不能在本發明的檢測 電路5中以令人滿意的方式被利用時，可能再添加一個或多個補充的電阻和/或自感電子 部件，以便放大所期望的效應。包括單獨的一個電阻和單獨的一個電感線圈或串聯安裝的這兩個部件的補充分 支則可關于第一分支12和/或關于第二分支13并聯安裝。有利地，根據本發明的檢測電路5允許檢測每個觸頭2或3的脫離，而與另一個觸 頭的狀態無關。因此兩個觸頭不必脫離以便電路檢測到故障。同樣，檢測電路5可檢測兩 個觸頭2和3之間的電路的中斷，即，導電元件4的位于其間的部分的故障。諧振電路的振蕩頻率的這個變化被電子處理模塊8利用，以便將其轉換成其后例 如由監視、管理或警報系統利用的故障信號SD。電子處理模塊8的優選實施方式在圖4的電子示意圖上示出并且現在將被描述。在這個圖中，檢測電路5由等效RLC電路表示，等效RLC電路包括在激勵器6的端 子兩端串聯安裝的固定電容器18、可變電感線圈19和同樣可變的電阻20。電感線圈19和電阻20被表示為可變的，因為它們如前所述可根據檢測電路5包 括分支13或并聯的兩個分支12和13，S卩，根據觸頭A和B都與導電元件4接觸或不接觸而 采用兩個不同的值。檢測電路5因此在輸出上具有可根據情況采用接觸值F。或脫離值Fd的振蕩頻率。具有接觸頻率F。或脫離頻率Fd的激勵器6的輸出提供給混頻器21，混頻器21的 另一輸入接收參考頻率Fk，且從其再輸出具有更弱的輸出頻率Fs的周期性信號，該信號表示兩個輸入頻率之間的差異。還可預先或隨后用一個大數(例如1000)除混頻器的輸入頻率，以便能夠使用傳 統商業部件。具有差分輸出頻率Fs的正弦信號接著到達將輸出頻率Fs轉換成輸出電壓Ts的頻 率/電壓轉換器22。輸出電壓Ts在電壓比較器23中與參考電壓Tk比較，從電壓比較器23中再輸出其 后可例如在外部監視系統中被利用的故障信號SD。在正常接觸情況下的諧振電路的振蕩頻率F。和在電中斷情況下的諧振電路的振 蕩頻率Fd之間的差異很大。該差異優選地為至少20%，這允許在混頻、電壓轉換和比較之 后獲得完整和重要的故障信號SD，允許以后的利用。電路組件優選地被調節，以便在通過兩個觸頭2和3的同時電接觸期間，諧振電路 的振蕩頻率Fc在檢測鏈中通過之后相應于不充足的電壓，以引起可利用的故障信號Sd的出 現。為了更完整地示出本發明，本發明的應用的優選但非限制性的實例在圖5中示
出ο在這個應用中，它涉及檢測沿著金屬導向軌道26滑動的一個或兩個滑塊24和25 的稍微提起，這兩個滑塊與軌道26應保持接觸。這些滑塊24和25屬于公共交通自動導向車的導向系統。它可無區別地涉及電地 線滑塊或電流反向滑塊。根據本發明的檢測組件1可安裝在滑塊24、25上并被裝在車上。根據檢測組件1的優選實施方式，它可安置在緊湊箱中，該緊湊箱可安裝在導向 軌道上滑動的主體中的滑塊24和25之上。根據本發明的檢測組件1以與以前相同的方法操作，滑塊24和25分別用于觸頭 A和B，且金屬導向軌道26代替導電元件4。車提供了操作檢測組件1所必需的能量，然而檢測組件1通過電絕緣裝置7與車 保持絕緣。形成檢測電路5的第二分支13的構造性連接11在電地線滑塊的情況下通過車的 底盤或通過對電流反向滑塊在屋頂上的相互連接來保證。電子處理模塊8將關于檢測組件1的狀態的信息實時地傳輸到確保車的中央管理 和運輸安全的總系統，當用信號通知故障時，該系統可在需要時發起安全預防行動，例如緊 急、本丨J ο有利地，根據本發明的檢測組件1允許檢測每個滑塊24或25的脫離，而與另一個 的狀態無關。因此這兩個墊塊不必脫離以便組件檢測到故障。同樣，檢測組件可檢測在兩 個滑塊24和25之間的電路的中斷，即，導向軌道位于其間的部分的故障。有利地，形成導向組件的部分的每個滑塊可并排存在于根據本發明的檢測電路5 中。因而產生的故障信號于是將根據失去接觸的這對滑塊而不同，這允許自動和立即查出 問題。以明顯的方式，本發明不限于前面描述的優選實施方式并在不同的附圖中示出， 本領域人員可對其提供保持在權利要求的范圍內的各種明顯的更改。
權利要求
一種在電觸頭(2，3)和導電元件(4)之間的電中斷的檢測組件(1)，該組件包括兩個不同的電觸頭(2，3)和連接這兩個電觸頭的導電元件(4)，所述電觸頭在正常情況下與所述導電元件保持接觸，其特征在于，所述檢測組件包括激勵器(6)，所述激勵器包括作為負載的諧振電路，所述諧振電路從所述激勵器(6)的一個端子出發回到其另一端子包括至少一個電容器(10)、電觸頭(2，3)之一、根據至少觸頭(2，3)之一的斷開或閉合狀態可變的阻抗的一部分以及另一個電觸頭(2，3)；可變阻抗的所述部分在正常接觸情況下包括由所述導電元件(4)形成的第一電阻和自感分支(12)以及并聯安裝并由連接兩個觸頭(2，3)的構造性電連接形成的至少一個第二電阻和自感分支(13)；所述第一分支(12)至少在觸頭(2，3)之一斷開時處于斷路狀態；所述檢測組件還包括電子處理模塊(8)，電子處理模塊(8)接收諧振電路的振蕩頻率并在電中斷的情況下將其轉換成可利用的故障信號。
2.如權利要求1所述的檢測組件，其特征在于，包括插入激勵器(6)的每個端子和相應 的電觸頭(2,3)之間的電容器(10)。
3.如前述權利要求中的任一項所述的檢測組件，其特征在于，相對于第一分支(12)或 第二分支(13)并聯安裝包括電阻、電感或串聯安裝的這兩個部件的補充分支。
4.如前述權利要求中的任一項所述的檢測組件，其特征在于，該檢測組件通過電絕緣 裝置(7)被絕緣。
5.如前述權利要求中的任一項所述的檢測組件，其特征在于，在正常接觸情況下的所 述諧振電路的振蕩頻率F。和在電中斷情況下的所述諧振電路的振蕩頻率Fd之間的差異大 于或等于20%。
6.如前述權利要求中的任一項所述的檢測組件，其特征在于，所述諧振電路的振蕩頻 率在正常接觸情況下基本等于5MHz且在電中斷的情況下基本等于4MHz。
7.如前述權利要求中的任一項所述的檢測組件，其特征在于，所述電子處理模塊(8) 包括接收所述諧振電路的振蕩頻率和參考頻率Fk的混頻器(21)，所述混頻器(21)連接到 頻率/電壓轉換器(22)，所述頻率/電壓轉換器(22)的輸出連接到接收參考電壓Tk的比 較器(23)，以在電中斷的情況下發送故障信號SD，所述電中斷由所述諧振電路的振蕩頻率 的變化表示。
8.如前述權利要求中的任一項所述的檢測組件，其特征在于，所述混頻器(21)的輸入 頻率被作除法，以便使用傳統商業部件。
9.如前述權利要求中的任一項所述的檢測組件，其特征在于，電路組件被調節，以便在 正常接觸情況下，所述諧振電路的振蕩頻率F。在電子處理模塊(8)中通過之后被轉換成不 充足的電壓，以引起可利用的故障信號Sd的出現。
10.如前述權利要求中的任一項所述的檢測組件，其特征在于，所述導電元件(4)是地 線、型鋼或金屬覆蓋層、或連接準備用于接納觸頭(2，3)的兩個導電接收區的有線電連接。
11.如前述權利要求中的任一項所述的檢測組件，其特征在于，所述構造性連接(11) 是結構電連接或特定的電連接。
12.如前述權利要求中的任一項所述的檢測組件，其特征在于，所述觸頭(2，3)在所述 導電元件(4)上是移動的。
13.如前述權利要求中的任一項所述的檢測組件，其特征在于，所述導電元件(4)是金 屬導向或行駛軌道(26)，且所述觸頭(2，3)是沿著所述金屬導向或行駛軌道(26)滑動的滑 塊(24，25)。
14.如前述權利要求中的任一項所述的檢測組件，其特征在于，該檢測組件安置在緊湊 箱中，所述緊湊箱安裝在沿所述導向軌道(26)滑動的主體中的滑塊(24，25)之上。
15.如權利要求13或14所述的檢測組件，其特征在于，所述滑塊(24，25)是電地線滑 塊或電流反向滑塊。
16.如權利要求13到15中的任一項所述的檢測組件，其特征在于，該檢測組件被裝入 由汽車自動導向并供電的公共交通車上。
全文摘要
本發明涉及電中斷的檢測組件(1)，包括通過至少一個電容器連接到兩個觸頭(2，3)的激勵器(6)，觸頭(2，3)在正常情況下在其間由導電元件(4)電連接。在激勵器外部的電路組成諧振電路，諧振電路的阻抗在觸頭之一斷開時改變。在相應于觸頭的斷開或閉合兩個狀態的兩個值之間可變的檢測電路的頻率由電子處理模塊(8)利用，電子處理模塊(8)在觸頭之一斷開時提供故障信號。本發明應用于很多領域運輸、維護、儲藏等。
文檔編號G01R31/02GK101910852SQ200880123416
公開日2010年12月8日 申請日期2008年11月14日 優先權日2007年11月21日
發明者S·瓦諾 申請人:羅爾工業公司