БЛОК ЗАДАТЧИКА ПОЗИЦИЙ БЕСКОНТАКТНОГО КОНТРОЛЛЕРА МАШИНИСТА

Полезная модель относится к железнодорожной автоматике, а именно, к системам управления электроподвижным составом и может быть использована в качестве устройства, задающего режим работы силового оборудования электропоезда по команде машиниста.
Для управления железнодорожным подвижным транспортом используются разнообразные контроллеры («Руководство по эксплуатации вагонов метрополитена моделей 81-717.5 и 81-714.5», АО «Метровагонмаш», - М, «Транспорт», 1993 г., с.49 и 91; «Руководство по эксплуатации. «Электровоз ЭП 1», - Ростов-на Дону, ООО «Белая Русь», 2006 г., том 1, с.289). Однако они излишне громоздки из-за сложности применяемых механических конструкций и неудобны в эксплуатации.
Известен блок задатчика позиций бесконтактного контроллера машиниста по патенту РФ на полезную модель №56067, H01H 19/60, опубл. 27.08.2006, содержащий корпус, закрытый кожухом, из которого выступают главная и реверсивная рукоятки, связанные механизмом взаимной блокировки рукояток. Главная рукоятка имеет электромагнитный фиксатор позиций, а реверсивная рукоятка - механический фиксатор позиций. На одном валу с главной рукояткой размещен кодовый диск оптоэлектронного датчика позиций главной рукоятки, а на одном валу с реверсивной рукояткой - флажок оптоэлектронного датчика позиций реверсивной рукоятки.
Недостатки:
- невысокая точность фиксации позиций главной рукоятки;
- необходимость в подаче на катушку электромагнитного фиксатора тока под высоким напряжением;
- относительно большая трудоемкость изготовления.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является блок задатчика позиций бесконтактного контроллера машиниста по патенту РФ на полезную модель №61939, H01H 19/60, опубл. 10.03.2007, содержащий корпус, закрытый кожухом, из которого выступают главная и реверсивная рукоятки, связанные механизмом взаимной блокировки рукояток. Главная и реверсивная рукоятки имеют механизмы фиксации позиций, состоящие из подпружиненного ролика и диска с углублениями под ролик, а корпус выполнен сборным из нескольких плит. В корпусе размещены оптоэлектронные датчики позиций главной и реверсивной рукояток, при этом на одном валу с главной рукояткой размещен кодовый диск оптоэлектронных датчиков позиций главной рукоятки, а на одном валу с реверсивной рукояткой - флажок оптоэлектронных датчиков позиций реверсивной рукоятки.
Недостатки:
- ограниченная область применения устройства вследствие небольшого количества возможных фиксированных позиций рукоятки;
- относительно большие габаритные размеры кодового диска и оптоэлектронных датчиков позиций главной рукоятки.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей блока задатчика позиций бесконтактного контроллера машиниста за счет увеличения количества фиксированных позиций главной рукоятки в результате применения механизма фиксации с несколькими упругими фиксирующими элементами и формирования сигнала с каждой позиции при помощи энкодера, что одновременно позволяет уменьшить габариты и материалоемкость блока.
Технический результат достигается тем, что блок задатчика позиций бесконтактного контроллера машиниста состоит из корпуса с размещенными в нем механизмом фиксации позиций главной рукоятки с упругим фиксирующим и опорным элементами, механизмом фиксации позиций реверсивной рукоятки, датчиками позиций выступающих из кожуха главной и реверсивной рукояток, связанных между собой механизмом взаимной блокировки рукояток, механизм фиксации позиций главной рукоятки содержит, по меньшей мере, один дополнительный упругий фиксирующий элемент, опорный элемент выполнен с дополнительными углублениями, а общее количество и расположение углублений соответствует количеству и расположению позиций главной рукоятки. Причем в качестве датчиков позиций главной рукоятки используется энкодер.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3:
фиг.1 - общий вид блока контроллера машиниста.
фиг.2 - блок в разрезе.
фиг.3 - вид на блок сверху.
На чертежах показаны:
1 - корпус;
2 - кожух;
3 - главная рукоятка;
4 - реверсивная рукоятка;
5 - диск главной рукоятки;
6 - горизонтальный вал;
7 - стойка главной рукоятки;
8 - энкодер;
9 - магнит энкодера;
10 - микросхема энкодера;
11 - механизм фиксации позиций главной рукоятки;
12 - упругий фиксирующий элемент;
13 - ролик;
14 - пружина;
15 - рычаг;
16 - опорный элемент;
17 - вал вертикальный;
18 - механизм взаимной блокировки рукояток;
19 - кулачок;
20 - ролик;
21 - рычаг промежуточный;
22 - шток;
23 - механизм фиксации позиций реверсивной рукоятки;
24 - ролик;
25 - пружина;
26 - рычаг;
27 - флажок;
28 - оптоэлектронный датчик позиций реверсивной рукоятки;
29 - втулка;
30 - стойка реверсивной рукоятки;
31 - основание;
32 - уголок,
Блок задатчика позиций бесконтактного контроллера машиниста содержит корпус 1 (фиг.1), закрытый кожухом 2, из которого выступают главная рукоятка 3 и съемная реверсивная рукоятка 4. Главная рукоятка 3 закреплена на диске 5 и имеет возможность поворачиваться на горизонтальном валу 6, закрепленном в стойке 7 главной рукоятки корпуса 1 на двух подшипниках (на фиг. не показаны), вперед и назад относительно нейтрального положения с фиксацией через определенный угол, например, равный 7°. В корпусе 1 с правой стороны вала 6 в качестве датчика позиций главной рукоятки 3 установлен энкодер 8 (см. http://ru.wikipedia.org/wiki/), состоящий, например, из постоянного магнита 9 и микросхемы 10, а с левой стороны вала 6 имеется механизм фиксации позиций 11 главной рукоятки 3, который состоит из упругих фиксирующих элементов 12 (фиг.2), содержащих, например, ролики 13, пружины 14, рычаги 15 и опорный элемент 16 с углублениями, например шаговый диск. Количество и расположение углублений опорного элемента соответствует количеству и расположению позиций главной рукоятки 3. Реверсивная рукоятка 4 расположена слева от главной рукоятки 3 на вертикальном валу 17, который через механизм 18 взаимной блокировки рукояток, состоящий из кулачка 19, ролика 20, промежуточного рычага 21 (фиг.3), штока 22 связан с диском 5 главной рукоятки 3. Кулачок 19 имеет фланец с углублениями, которые с помощью механизма 23 фиксации позиций реверсивной рукоятки 4, состоящего из ролика 24, пружины 25 и рычага 26, фиксируют реверсивную рукоятку 4 в определенных положениях. Снизу кулачок 19 имеет флажок 27, который в крайних зафиксированных положениях связан с датчиками (например, оптоэлектронными) 28 позиций реверсивной рукоятки 4. Вал 17 установлен во втулке 29, закрепленной в стойке 30. Корпус 1, выполненный при помощи процесса гибки из листового материала, например, из стали толщиной 3 мм, состоит из основания 31, стойки 7 главной рукоятки 3 и стойки 30 реверсивной рукоятки 4, соединенных между собой механически, например, винтами (на фиг. не показаны). Основание 31 закреплено к кожуху 2 винтами через уголки 32, приваренные к кожуху 2.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Съемная реверсивная рукоятка 4 вставляется в гнездо вала 17 в нейтральной (средней) позиции кулачка 19. В этой позиции реверсивной рукоятки 4 главная рукоятка 3 заблокирована штоком 22, а вал 17 зафиксирован через кулачок 19, ролик 24 и пружину 25 в среднем углублении фланца кулачка 19. При повороте реверсивной рукоятки 4 в позицию «вперед» (или «назад»), кулачок 19 поворачивается, ролик 24 выходит из среднего углубления фланца кулачка 19, входит в одно из крайних углублений и удерживается там пружиной 25, зафиксировав реверсивную рукоятку 4 в выбранной позиции. При этом флажок 27 кулачка 19 перекрывает зазор в одном из оптоэлектронных датчиков 28, который выдает соответствующий электрический сигнал на адаптер (на фиг. не показан) для дальнейшей обработки команд машиниста. Одновременно ролик 20 кулачка 19 поворачивается в одно из крайних положений, позволяя промежуточному рычагу 21 повернуться вслед за роликом 20 под действием пружины 25, а штоку 22 выйти из блокирующего отверстия шагового диска 16 при помощи вилки (на фиг. не показана), закрепленной на промежуточном рычаге 21, разблокировав тем самым главную рукоятку 3. При повороте разблокированной главной рукоятки 3 на определенный угол вперед (или назад) от нейтральной позиции один из роликов 13 фиксатора позиций 11 главной рукоятки 3 выходит из углубления на шаговом диске 16, а другой ролик входит в соответствующее углубление и удерживается там пружиной 14 зафиксировав главную рукоятку 3 в выбранной позиции, а датчик 8 позиций главной рукоятки (энкодер) при этом выдает соответствующий электрический сигнал на адаптер для дальнейшей обработки. Одновременно блокирующее отверстие шагового диска 16 отходит от штока 22 и торец диска не позволяет штоку двигаться, блокируя через рычаг 21, ролик 20, кулачок 19 и вал 17 реверсивную рукоятку 4 в выбранной позиции («вперед» или «назад»). При возврате главной рукоятки 3 в нейтральную позицию, блокирующее отверстие диска занимает положение напротив штока 22, позволяя штоку двигаться, реверсивная рукоятка 4 освобождается и может быть переведена в другую позицию. Горизонтальный выступ на хвостовике (на фиг. не показан) реверсивной рукоятки 4 не позволяет вынимать рукоятку из гнезда вала 17 ни в одной из позиций, кроме нейтральной, когда выступ хвостовика совпадает с вертикальным пазом и может выходить из горизонтального паза втулки 29. При этом главная рукоятка 3 останется в заблокированном состоянии.
В отличие от прототипа, в предлагаемой полезной модели используется механизм фиксации с несколькими упругими фиксирующими элементами и опорный элемент, который имеет дополнительные углубления; общее количество и расположение углублений опорного элемента соответствует количеству и расположению позиций главной рукоятки, при этом формирование сигнала с каждой позиции главной рукоятки осуществляется с помощью энкодера, что обеспечивает достижение заявленного технического результата - расширение функциональных возможностей предлагаемого устройства, уменьшения его габаритов и материалоемкости.
Заявляемая полезная модель имеет отличия от наиболее близкого аналога, таким образом, она удовлетворяет условию патентоспособности «новизна». Техническое решение может быть реализовано на приборостроительном предприятии и в описании содержатся средства для его реализации. В связи с этим заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».