Система управления штангой токоприемника электротранспорта
ELECTRIC VEHICLE CURRENT COLLECTOR ROD CONTROL SYSTEM

Изобретение относится к городскому электротранспорту, а именно к устройствам подъема и установки токоприемника.
Известен пневматический привод штанги троллейбуса (патент на полезную модель №167733, опубл. 10.01.2017 г.), один конец которой шарнирно закреплен на горизонтальной оси, установленной на поворотном относительно вертикальной оси основании, закрепленном в неподвижном основании на крыше троллейбуса, а другой конец имеет головку с контактным башмаком, взаимодействующим с воздушным токопроводом, состоящий из пневмоцилиндра поворота штанги в вертикальном направлении, закрепленного шарнирно на стойке, установленной на поворотном основании, шток которого закреплен шарнирно на штанге; двух соосно и последовательно расположенных пневмоцилиндров двухстороннего действия поворота штанги относительно вертикальной оси с закрепленным шарнирно на раме троллейбуса концом штока одного пневмоцилиндра и шарнирно закрепленным на штанге концом штока другого пневмоцилиндра; двух предварительно растянутых пружин, один конец каждой из которых закреплен на основании штанги, а другой - на штанге; датчиков, сигнализирующих о положении штанги относительно токопровода; блока пневматической системы управления пневмоцилиндрами, при этом пневмоцилиндр поворота штанги в вертикальном направлении состоит из первого и второго соосно и последовательно расположенных пневмоцилиндров двухстороннего действия со штоком одного из них, закрепленным шарнирно на стойке, различающихся величинами максимального хода.
К недостаткам подобных конструкций, основанных на использовании пневматических приводов, можно отнести низкую эффективность, связанную с потерями давления и сжимаемостью воздуха. Работа на низком давлении приводит к потерям в силе и скоростях. Для поддержания давления компрессор должен работать непрерывно, даже если привода не совершают при этом полезную работу. Несмотря на то, что воздух легкодоступен, он может быть загрязнен маслом, смазкой или конденсатом при низкой температуре, что приводит к простою и необходимости в обслуживание.
Задача настоящего изобретения заключается в создании линейного электропривода штанги токоприемника транспортного средства с высокими показателями надежности и эффективности.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в упреждении схода контактного башмака штанги с контактной сети, в высокой скорости реакции заявляемой системы при сходе контактного башмака штанги с контактной сети путем фиксации штанги при слабом контакте башмака с контактной сетью в начале отрыва до схода контактного башмака штанги с контактной сети, в установке штанги в положение, согласно программе управления, а также в постоянном контроле положения штанг токоприемников блоком управления по данным получаемым с энкодеров.
Указанный результат достигается благодаря тому, что система управления штангой токоприемника транспортного средства включает в себя цифровой блок управления и пульт управления, содержащий дисплей, а также линейный электропривод поворота штанги по горизонтали, содержащий электроцилиндр, один конец которого шарнирно закреплен на раме, расположенной на крыше транспортного средства, а другой шарнирно закреплен на рычаге горизонтальной оси, установленном на поворотном основании штанги, закрепленном на неподвижном основании на раме, расположенной на крыше транспортного средства, также включает в себя линейный электропривод поворота штанги по вертикали, содержащий электроцилиндр, один конец которого шарнирно закреплен на кронштейне вертикальной оси, закрепленном на поворотном основании, а другой через демпфер шарнирно закреплен на штанге токоприемника, при этом на осях поворота штанги по горизонтали и вертикали установлены энкодеры.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 показана штанга токоприемника, на фиг. 2 – общий вид системы управления токоприемника.
Позициями на чертежах обозначены:
1 – рама,
2 – неподвижное основание,
3 – поворотное основание,
4 – энкодер горизонтальной оси,
5 - энкодер вертикальной оси,
6 – штанга токоприемника,
7 – пружина,
8 – электроцилиндр горизонтальной оси,
9 – рычаг горизонтальной оси,
10 – электроцилиндр вертикальной оси,
11 – кронштейн вертикальной оси,
12 – демпфер,
13 – цифровой блок управления,
14 – пульт управления.
Система управления штангой токоприемника содержит линейный электропривод поворота штанги по горизонтали, линейный электропривод поворота штанги по вертикали, цифровой блок управления и пульт управления, содержащий дисплей, подключенный по CAN протоколу.
Линейный электропривод поворота штанги по горизонтали включает в себя электроцилиндр, одним концом шарнирно закрепленный на раме, расположенной на крыше транспортного средства, а другим концом шарнирно закрепленный на рычаге горизонтальной оси, установленном на поворотном основании штанги. Поворотное основание штанги в свою очередь закреплено на неподвижном основании с возможностью вращения относительно вертикальной оси. Неподвижное основание жестко закреплено на раме, расположенной на крыше транспортного средства.
Линейный электропривод поворота штанги по вертикали включает в себя электроцилиндр, одним концом шарнирно закрепленный на кронштейне вертикальной оси, закрепленном на поворотном основании, а другим концом через демпфер, шарнирно закрепленный на штанге токоприемника.
На осях поворота штанги установлены энкодеры – датчики угловых положений штанги.
Электроприводы подключены к цифровому блоку управления, установленному на раме, расположенной на крыше транспортного средства, получающему данные о положении штанг с энкодеров относительно оси транспортного средства.
Блок управления связан с пультом управления по CAN интерфейсу, расположенным в кабине. Пульт управления содержит дисплей, отображающий положение штанг токоприемника относительно оси транспортного средства.
Заявляемый электропривод работает следующим образом.
В начале схода токосъемного башмака с контактной сети, происходит искрение, блок управления фиксирует штангу по вертикальной оси, при этом прижим башмака обеспечивается упругостью штанги, созданной пружинами и свободным ходом демпфера. При прекращении искрения и восстановлении контакта электроцилиндр вертикальной оси расфиксируется и продолжается работа в обычном режиме. При полном сходе токосъемного башмака с контактной сети, предварительно удерживаемая штанга по вертикальной оси фиксируется электроцилиндром горизонтальной оси, предотвращая свободное перемещение по горизонтали, одновременно опускаясь по вертикали на 0,4-0,7м. от точки схода. Далее с пульта управления производится парковка штанги в транспортное положение или иные действия согласно предустановленной программе, а также допускается подключение к контактной сети путем снятия фиксации при натяжении каната и смещении токоприемника вниз, выбирая свободный ход демпфера, энкодеры фиксируют перемещение штанги вниз и снимается фиксация обоих осей.
Таким образом, благодаря использованию линейных электроприводов, обладающих высоким показателями быстродействия, регулируемой скоростью перемещения, точности позиционирования и цифрового блока управления достигается высокая скорость реакции системы в начале схода контактного башмака штанги с контактной сети путем фиксации штанги при слабом контакте башмака с контактной сетью. Благодаря использованию блока управления с предустановленными алгоритмами производится установка штанги в необходимое положение согласно программируемым предустановкам. Наличие пульта управления с дисплеем на панели приборов в кабине обеспечивает визуальный контроль положения штанг токоприемников по полученным данным с энкодеров и предупреждает водителя о критических углах положения штанг визуально и звуковым сигналом.