專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置，尤其涉及HXD2型電力機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置。
背景技術(shù)：
HXD2型電力機(jī)車(chē)作為大秦鐵路2萬(wàn)噸貨物列車(chē)牽引的主型機(jī)車(chē)，在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生空轉(zhuǎn)及滑行，影響行車(chē)安全，易造成輪對(duì)、鋼軌損傷。當(dāng)天氣不良和困難區(qū)段牽引時(shí)功率難以正常發(fā)揮，極易發(fā)生列車(chē)途停。機(jī)車(chē)回段下載的數(shù)據(jù)中無(wú)相關(guān)記錄，無(wú)法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行研究處理，僅僅通過(guò)技術(shù)人員添乘跟蹤，沒(méi)有詳細(xì)的數(shù)據(jù)可分析，將不能找到解決問(wèn)題的最好辦法。我國(guó)傳統(tǒng)的機(jī)車(chē)空轉(zhuǎn)故障診斷和記錄方法通常采用在機(jī)車(chē)上安裝安全監(jiān)控裝置， 該裝置是在機(jī)車(chē)動(dòng)輪輪軸上安裝一個(gè)光電式速度傳感器，用它發(fā)出的信號(hào)對(duì)列車(chē)運(yùn)行速度進(jìn)行檢測(cè)，然后將檢測(cè)到的速度信號(hào)送至機(jī)車(chē)控制柜，控制柜經(jīng)分析判斷發(fā)出控制指令，來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)車(chē)運(yùn)行速度。另外，當(dāng)機(jī)車(chē)一旦發(fā)生了空轉(zhuǎn)，司機(jī)操縱臺(tái)上的空轉(zhuǎn)指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)機(jī)車(chē)自動(dòng)撒砂，保證機(jī)車(chē)運(yùn)行速度平穩(wěn)。在中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)CN201348738Y中公開(kāi)了一種機(jī)車(chē)空轉(zhuǎn)故障診斷記錄儀，它包括一轉(zhuǎn)儲(chǔ)器、設(shè)置在機(jī)車(chē)控制室的端子柜和一控制主機(jī)，在端子柜內(nèi)裝有4個(gè)輪對(duì)速度信號(hào)端子、一個(gè)機(jī)車(chē)空轉(zhuǎn)信號(hào)端子和一個(gè)IlOV電源端子。這樣的記錄儀雖然可連續(xù)采集四路機(jī)車(chē)運(yùn)行速度傳感器信號(hào)，自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)記錄輪對(duì)空轉(zhuǎn)狀態(tài)，準(zhǔn)確提示空轉(zhuǎn)故障發(fā)生的時(shí)間，但還存在四方面的不足(1)不支持八路機(jī)車(chē)運(yùn)行速度傳感器信號(hào)，且對(duì)變頻變幅的正弦波速度信號(hào)無(wú)法采集與處理；(2)沒(méi)有重聯(lián)接口，不能實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)裝置重聯(lián)時(shí)的數(shù)據(jù)共享；(3)不支持USB轉(zhuǎn)儲(chǔ)功能；(4)沒(méi)有采集機(jī)車(chē)的空間位置坐標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置，不僅可采集八路機(jī)車(chē)速度傳感器的變頻變幅正弦波信號(hào)、機(jī)車(chē)司機(jī)控制器信號(hào)、機(jī)車(chē)TAX2語(yǔ)音箱信號(hào)，記錄機(jī)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)以方便維修和管理人員查看，而且對(duì)機(jī)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)能方便轉(zhuǎn)儲(chǔ)、分析，還能實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)裝置重聯(lián)時(shí)的數(shù)據(jù)共享。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置，包括主機(jī)70、語(yǔ)音顯示器40、地面分析器60和連接電纜73，主機(jī)70包括嵌入式處理器10、轉(zhuǎn)速信號(hào)隔離變送電路20、司控信號(hào)隔離變送電路30、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存電路50。主機(jī)70 安裝在機(jī)車(chē)信號(hào)柜中，通過(guò)連接電纜73分別與機(jī)車(chē)速度傳感器80的接線端子81 88、機(jī)車(chē)TAX2語(yǔ)音箱90的總線端子91、機(jī)車(chē)司機(jī)控制器100的模擬信號(hào)端子101、機(jī)車(chē)系統(tǒng)柜 110的IlOV電源端子111相連接。其特點(diǎn)為，嵌入式處理系統(tǒng)10為整個(gè)裝置的主控功能電路，完成對(duì)本實(shí)用新型的各功能電路控制協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)的處理運(yùn)算及傳輸；轉(zhuǎn)速信號(hào)隔離變送電路20將采集的多路速度傳感器信號(hào)進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換后，在嵌入式處理系統(tǒng)控制下完成信號(hào)的配送；司控信號(hào)隔離變送電路30將采集的司機(jī)控制器模擬量信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，隔離處理后送嵌入式處理系統(tǒng)；語(yǔ)音顯示器40為本實(shí)用新型的人機(jī)交換界面，具有數(shù) 據(jù)顯示和語(yǔ)音提示的功能；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存電路50用于完成本實(shí)用新型實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、下載轉(zhuǎn)儲(chǔ)功能；地面分析器60用于對(duì)本實(shí)用新型下載的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)效果(1)采集機(jī)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)(包括8路速度傳感器信號(hào)、 司機(jī)控制器信號(hào)、TAX語(yǔ)音箱信號(hào))，然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較，并得出運(yùn)行結(jié)果(如空轉(zhuǎn)、滑行、正常)。當(dāng)發(fā)生空轉(zhuǎn)、滑行故障時(shí)，本裝置給出空轉(zhuǎn)、滑行報(bào)警信號(hào)(包括語(yǔ)音報(bào)警及燈光報(bào)警)，提醒機(jī)車(chē)乘務(wù)員采取相應(yīng)措施，防止造成輪軌擦傷。還具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)存儲(chǔ)功能，以便檢修人員在地面對(duì)機(jī)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。(2)語(yǔ)音顯示器作為人機(jī)交換界面，具有數(shù)據(jù)顯示和語(yǔ)音報(bào)警功能。采用8寸觸控液晶顯示屏顯示機(jī)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)，顯示界面直觀、大方。采用語(yǔ)音驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器進(jìn)行語(yǔ)
音報(bào)警。(3)實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)裝置重聯(lián)功能，完成數(shù)據(jù)共享。采用CAN接口作為重聯(lián)通訊接口，重聯(lián)采用主副機(jī)形式，副機(jī)將采集的數(shù)據(jù)送主機(jī)，由主機(jī)統(tǒng)一處理、顯示、保存。(4)可通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口下載存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，并在地面分析軟件上分析機(jī)車(chē)的運(yùn)行情況。該軟件是以功能強(qiáng)大的C++做為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，以VC++為平臺(tái)開(kāi)發(fā)的圖形化處理軟件，具有人機(jī)界面友好、操作簡(jiǎn)單、分析直觀等特點(diǎn)。其主要作用是提取機(jī)車(chē)每天的記錄點(diǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析處理，得出當(dāng)天發(fā)生故障運(yùn)行的次數(shù)，每次故障開(kāi)始時(shí)間、空間位置和結(jié)束時(shí)間、空間位置以及軸位等信息。根據(jù)這些信息繪制出某次故障運(yùn)行時(shí)8路輪對(duì)速度傳感器信號(hào)曲線和司機(jī)控制器信號(hào)曲線，從而可以更加詳細(xì)地分析故障發(fā)生原因。


圖1為本發(fā)明在機(jī)車(chē)上的連接安裝示意圖。圖2為本發(fā)明的電路原理框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明包括主機(jī)70、語(yǔ)音顯示器40、地面分析器60和連接電纜73，其中，主機(jī)70為核心部件，安裝于機(jī)車(chē)的信號(hào)柜中，通過(guò)連接電纜73分別與機(jī)車(chē)速度傳感器 80的接線端子81 88、機(jī)車(chē)TAX2語(yǔ)音箱90的RS485總線端子91、機(jī)車(chē)司機(jī)控制器100的模擬信號(hào)端子101、機(jī)車(chē)系統(tǒng)柜110的IlOV電源端子111相連接，語(yǔ)音顯示器40為數(shù)據(jù)顯示、語(yǔ)音提示部件，通過(guò)電纜與主機(jī)70相連接。如圖2所示，主機(jī)70包括嵌入式處理器10、轉(zhuǎn)速信號(hào)隔離變送電路20、司控信號(hào)隔離變送電路30、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存電路50，其中嵌入式處理器10包括ARM處理器11、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM12、隔離RS485通訊接口 13、 系統(tǒng)時(shí)鐘14、監(jiān)控復(fù)位單元15、RS232接口 16、程序存儲(chǔ)器R0M17、程序下載調(diào)試接口 18、重聯(lián)接口 19，ARM處理器11完成對(duì)各功能電路控制協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)處理運(yùn)算及傳輸，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM12用于暫存ARM處理器11運(yùn)算過(guò)程中的數(shù)據(jù)；隔離RS485通訊接口 13與機(jī)車(chē)TAX2語(yǔ)音箱信號(hào)隔離后輸入到ARM處理器11 ；系統(tǒng)時(shí)鐘14為ARM處理器11提供時(shí)鐘源；監(jiān)控復(fù)位單元15監(jiān)視系統(tǒng)工作的電壓，并根據(jù)條件需要對(duì)ARM處理器11進(jìn)行復(fù)位；RS232接口 16 用于ARM處理器11收發(fā)數(shù)據(jù)的串行接口，與其它功能電路進(jìn)行通訊；程序存儲(chǔ)器R0M17用于保存ARM處理器11運(yùn)行的程序代碼；程序下載調(diào)試接口 18可對(duì)程序代碼進(jìn)行調(diào)試，并將程序代碼下載到程序存儲(chǔ)器R0M17中；重聯(lián)接口 19用于將兩臺(tái)機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置進(jìn)行重聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 轉(zhuǎn)速信號(hào)隔離變送電路20可將變頻變幅的正弦波信號(hào)隔離變換成適于處理的方波信號(hào)，它包括信號(hào)隔離電路21、信號(hào)放大電路22、信號(hào)整形電路23、信號(hào)配送電路24。機(jī)車(chē)8路速度傳感器信號(hào)通過(guò)信號(hào)隔離電路21進(jìn)行隔離處理后，由信號(hào)放大電路22放大、信號(hào)整形電路23整形濾波，再通過(guò)信號(hào)配送電路24配送到ARM處理器11。司控信號(hào)隔離變送電路30包括信號(hào)變換電路31、A/D轉(zhuǎn)換電路32、單片機(jī)系統(tǒng) 33、IO隔離電路34 ；機(jī)車(chē)司機(jī)控制器模擬信號(hào)通過(guò)信號(hào)變換電路31變換處理后，由單片機(jī)系統(tǒng)33控制A/D轉(zhuǎn)換電路32進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，單片機(jī)系統(tǒng)33讀取轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)后送到IO 隔離電路34，通過(guò)IO隔離電路34將數(shù)字信號(hào)隔離輸出到ARM處理器11。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存電路50包括數(shù)據(jù)讀寫(xiě)驅(qū)動(dòng)電路51、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口 52、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器53 ；數(shù)據(jù)讀寫(xiě)驅(qū)動(dòng)電路51與RS232接口 16相連實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，機(jī)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)驅(qū)動(dòng)電路51寫(xiě)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器53，數(shù)據(jù)讀寫(xiě)驅(qū)動(dòng)電路51還可讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器53中的數(shù)據(jù)并通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口 52轉(zhuǎn)儲(chǔ)到其他存儲(chǔ)設(shè)備中。語(yǔ)音顯示器40安裝在司機(jī)室后墻，包括顯示驅(qū)動(dòng)電路41、液晶顯示屏42、語(yǔ)音驅(qū)動(dòng)電路43、揚(yáng)聲器44，它們通過(guò)電纜連接，顯示驅(qū)動(dòng)電路41與主機(jī)RS232接口 16相連實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，液晶顯示屏42顯示機(jī)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)，語(yǔ)音驅(qū)動(dòng)電路43接收主機(jī)ARM處理器11控制指令后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器44進(jìn)行語(yǔ)音提示。 地面分析器60運(yùn)行于通用計(jì)算機(jī)所使用的WINDOWS系統(tǒng)平臺(tái)下，機(jī)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口 52轉(zhuǎn)儲(chǔ)到地面分析軟件進(jìn)行分析，地面分析器還可與RS232接口 16建立通訊，設(shè)置參數(shù)。 本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置，包括主機(jī)(70)、語(yǔ)音顯示器(40)、地面分析器(60)和連接電纜(73)，其特征在于所述主機(jī)(70)包括嵌入式處理器(10)、轉(zhuǎn)速信號(hào)隔離變送電路(20)、司控信號(hào)隔離變送電路(30)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存電路(50)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置，其特征在于所述嵌入式處理器(10)包括對(duì)各功能電路控制協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)處理運(yùn)算及傳輸?shù)腁RM處理器(11)、暫存 ARM處理器(11)運(yùn)算過(guò)程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM(12)、將機(jī)車(chē)TAX2語(yǔ)音箱(90)信號(hào)隔離后輸入到ARM處理器(11)的隔離RS485通訊接口(13)、為ARM處理器(11)提供時(shí)鐘源的系統(tǒng)時(shí)鐘(14)、監(jiān)視系統(tǒng)工作電壓并根據(jù)條件需要對(duì)ARM處理器(11)進(jìn)行復(fù)位的監(jiān)控復(fù)位單元(15)、用于ARM處理器(11)收發(fā)數(shù)據(jù)并與其它功能電路進(jìn)行通訊的串行RS232接口(16)、用于保存ARM處理器(11)運(yùn)行程序代碼的程序存儲(chǔ)器ROM(17)、可調(diào)試程序代碼并將程序代碼下載到程序存儲(chǔ)器ROM(17)中的程序下載調(diào)試接口(18)、用于將兩臺(tái)機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置進(jìn)行重聯(lián)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的重聯(lián)接口(19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)速信號(hào)隔離變送電路(20)包括信號(hào)隔離電路(21)、信號(hào)放大電路(22)、信號(hào)整形電路(23)、信號(hào)配送電路(24)，機(jī)車(chē)八路速度傳感器信號(hào)經(jīng)信號(hào)隔離電路(21)隔離、信號(hào)放大電路(22) 放大、信號(hào)整形電路(23)整形濾波后，通過(guò)信號(hào)配送電路(24)配送到ARM處理器(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置，其特征在于所述司控信號(hào)隔離變送電 路(30)包括信號(hào)變換電路(31)、A/D轉(zhuǎn)換電路(32)、單片機(jī)系統(tǒng)(33)、IO 隔離電路(34)，司機(jī)控制器模擬信號(hào)通過(guò)信號(hào)變換電路(31)變換處理后，由A/D轉(zhuǎn)換電路 (32)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，單片機(jī)系統(tǒng)(33)讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)后，通過(guò)IO隔離電路(34)將數(shù)字信號(hào)隔離輸出到ARM處理器(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存電路(50)包括與主機(jī)(70)RS232接口(16)相連的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)驅(qū)動(dòng)電路(51)、可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)到其他存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口(52)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(53)，機(jī)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)驅(qū)動(dòng)電路(51)寫(xiě)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(53)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口(52)為一個(gè)USB接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置，其特征在于所述語(yǔ)音顯示器(40)包括與主機(jī)(70)RS232接口(16)相連的顯示驅(qū)動(dòng)電路(41)、顯示機(jī)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)的液晶顯示屏(42)、揚(yáng)聲器(44)、接收ARM處理器(11)控制指令后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器(44)進(jìn)行語(yǔ)音提示的語(yǔ)音驅(qū)動(dòng)電路(43)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置，其特征在于所述主機(jī) (70)安裝在機(jī)車(chē)信號(hào)柜中，通過(guò)連接電纜(73)分別與機(jī)車(chē)速度傳感器(80)的接線端子 (81、82、83、84、85、86、87、88)、機(jī)車(chē)1六乂2語(yǔ)音箱(90)的總線端子(91)、機(jī)車(chē)司機(jī)控制器 (100)的模擬信號(hào)端子(101)、機(jī)車(chē)系統(tǒng)柜(110)的IlOV電源端子(111)相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)車(chē)軸速記錄、空轉(zhuǎn)診斷預(yù)報(bào)裝置，包括主機(jī)、語(yǔ)音顯示器、地面分析器和連接電纜。主機(jī)包括嵌入式處理器、轉(zhuǎn)速信號(hào)隔離變送電路、司控信號(hào)隔離變送電路、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存電路，機(jī)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)可用U盤(pán)通過(guò)主機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)接口轉(zhuǎn)儲(chǔ)到地面分析器中進(jìn)行分析。使用該裝置不僅可采集八路機(jī)車(chē)速度傳感器的變頻變幅正弦波信號(hào)、機(jī)車(chē)司機(jī)控制器信號(hào)、機(jī)車(chē)TAX2語(yǔ)音箱信號(hào)，記錄機(jī)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)以方便維修和管理人員查看，而且對(duì)機(jī)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)能方便轉(zhuǎn)儲(chǔ)、分析，還能實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)裝置重聯(lián)時(shí)的數(shù)據(jù)共享。
文檔編號(hào)G07C5/08GK102419872SQ201110260129
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者汪宏偉, 蘇昌平 申請(qǐng)人:株洲豐達(dá)電力機(jī)車(chē)配件實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司