Устройство для контроля положения деталей в зоне автосцепки вагонов Советский патент 1993 года по МПК B61G7/14 

Изобретемие относится к железнодо- транспорту и может быть использовано для контроля положения деталей в зоне автосцепки вагонов.

Совершенствование устройства контроля тормозной магистрали по величине перепада давления от локомотива не дает достоверной информации о перекрытии магистрали, особенно если оно произведено в конце поезда, Проведение визуализирован- ного контроля расположения рукоятки перекрытия тормозной магистрали повышает достоверность контроля магистрали изнутри. Известен способ визуального контроля перекрытия концевых кранов, заключающийся в том, что на станции осмотрщик визуально убеждается в том, что рукоятки концевых кранов опущены, то есть не перекрывают тормозную магистраль. Поднятые рукоятки концевых кранов, перекрывающие тормозную магистраль, могут быть в вертикальном положении как в результате недосмотра при ремонте, так и после ремонта непосредственно перед отправлением.

Поэтому стоит задача автоматизации контроля уходящего со станции состава с выдачей при необходимости сигнала машинисту поезда и поездному диспетчеру.

Известны устройства изменения длины движущегося объекта со статическим способом контроля, в которых длина измеряет; ся с помощью ряда фотодатчиков, в зоне которых находится объект (метод проекции). Недостаток указанных устройств определяется погрешностью, определяемой дискретным шагом установки датчиков, и невысокой надежностью, уменьшающейся с увеличением числа датчиков, то есть с повышением точности измерения.

Известны технические решения, обеспечивающие данное измерение, когда ряд датчиков заменен специализированными фотоприемниками, преобразующими ширину светового пучка (от Левой шторки до левого края и от правой шторки до правого края) в пропорциональные электрические сигналы. Этим обеспечивается точность измерения, но конструктивно контролируемый объект должен проходить между шторками, что невозможно при быстром чередовании объектов с сильно отличающимися размерами.

Известны также методы автоматического распознавания двумерных образцов с помощьюв оптико-электронных (телевизионный датчик и обработкой сигнала на ЭВМ.

Наиболее близким по технической сущ- ности к заявляемому техническому решению является устройство, содержащее

путевой датчик, реле включения излучателя, излучатель, фотоприемник, блок контроля взаимного положения деталей, компаратор и индикатор. Описанное устройство определяет смещение автосцепок в вертикальной плоскости, но не позволяет выделить конкретную деталь по ее размеру и местоположению.

Целью изобретения является расшире0 ние диапазона контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные излучатель, фотоприемник, компаратор, преобразователь светового

5 сигнала, в электрический, добавлен второй такой же канал, выходы каналов соединены соответственно с первой и второй схемой инверторов и параллельно с первым входом первой схемы И и вторым входом второй

0 схемы И, выход первого инвертора соединен с первыми входами второй и третьей схемы И, выход второго инвертора с вторыми входами первой и третьей схемы И, выход первой схемы И через первый вход

5 четвертой схемы И соединен с первым триггером, выход второй схемы И через второй триггер со вторым входом четвертой схемы . И, выход третьей схемы И через схему ИЛИ соединен со вторым входом второго тригге0 ра; контакт установка нуля через кнопку соединен со вторым входом схемы ИЛИ и вторым входом первого триггера, выход последнего является сигнальным - соединен с индикатором (индикатор может быть распо5 ложен у поездного диспетчера или у дежурного по станции с передачей информации по радиоканалу машинисту локомотива).

При этом повышение достоверности контроля обеспечивается как тем, что про0 веряется положение рукояток концевых кранов уже движущегося поезда (никто их уже не может повернуть), так и оптико-электронной системой, имеющей вероятность пропуска на два-три порядка меньше, чем

5 оператор.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 излучатели, первый 3 и второй 4 фотодио0 ды, первый 5 и второй 6 компараторы, первый 7 и второй 8 преобразователи светового сигнала в электрический, два инвертора 9 и 10, четыре схемы И 11,12,13,14, схему ИЛИ 16, два триггера 15, 17 кнопку установки

5 нуля 18, и индикатор 19.

Основной диагностический признак перекрытого крана тормозной магистрали, выявляемый предлагаемым устройством. - это вертикальное положение рукоятки крана. Признак выявляется на ходу поезда при помощи фотореле, состоящего из осветителя 1. формирующего параллельный световой пучок, направленный на фотоприемник, состоящий в свою очередь из последовательно соединенных фотодиодов 3, и усилителя-компаратора 5. Осветитель и фотоприемник располагается по обе стороны рельсового пути таким образом, чтобы связующий их луч А прерывался вертикально расположенной рукояткой кранз при пере- мещении состава в зоне контроля и не прерывался горизонтально расположенной рукояткой. При этом два возможных значения сигнала А на выходе компаратора соответствуют или беспрепятственному прохождению ( 1) луча А. или его прерыванию (О). Поскольку при движении поезда луч А прерывается не только рукоятками Кранов тормозной магистрали, но и другими деталями вагонов, предлагаемое устройст- во реализует дополнительный принцип распознавания перекрытого крана на фоне помех путем селекции прерывающих луч объектов по их ширине, выделяя лишь те из них, ширина которых равна заданной шири- не рукоятки крана. Объекты иной ширины, попадающие в зону контроля и прерывающие луч, устройством не учитываются. Нечувственность предлагаемого устройства к объектам, ширина которых меньше задан- ной ширины рукоятки крана, достигается тем, что действующая ширина поперечного сечения луча, фокусируемая на светочувствительной поверхности фотоприемника, равна ширина рукоятки. При этом узкие по сравнению с рукояткой крана объекты. пересекая луч А, никогда не прервут его полностью по всему сечению, и некоторая часть светового пучка достигнет светочувствительной поверхности фотоприемника, сигнал А на выходе компаратора не изменит своего начального состояния благодаря ограничению уровня в усилителе. Зато вертикально расположенная рукоятка крана полностью перекроет световой поток луча А, и сигнал на выходе компаратора изменится на обратный (О).

Нечувствительность предлагаемого устройства к объектам, ширина которых превышает заданную величину, обеспечивается тем, что предлагаемое устройство содержит второе фотореле В, которое по составу и расположению относительно рельсового пути аналогично вышеописанному, а луч В параллелен лучу А в горизонтальной плоско- сти и отстоит от него на расстоянии боль- шем, чем ширина рукоятки крана. Мгновенные значения выходных сигналов фотореле каналов А и В подвергаются логической обработке.

Пусть направление движения контролируемого состава таково, что каждый объект его вначале пересекается с лучом А, а затем с лучом В. При этом, как было показано выше, все объекты, ширина которых I равна или больше некоторой заданной величины L, последовательно пересекая лучи А и В, вызовут появление отрицательных импульсов на выходах компараторов каналов А и В. Следует напомнить, что узкие объекты шириной таких сигналов не вызовут, и. следовательно, вообще не будут восприняты настоящим устройством. Объекты же, ширина которых превышает расстояние между лучами А и В (l L), последовательно вызовут появление отрицательных импульсов в каналах А и В, частично совпадающих во времени, Физически это обусловлено тем, что объект, перекрыв вначале луч А, независимо от скорости движения перекрывает затем и луч В, т.е. оба луча вместе, и лишь потом последовательно открывает световые потоки в том же порядке. Сигнал канала А. поступающий на инвертор 9, преобразуется им в инверсный сигнал А. Аналогичное преобразование с сигналом канала В производится инвертором 10. Инверсные сигналы А и В поступают на входы схемы 13 И. на выходе .которой формируется сигнал A-i-B, являющийся критерием ширины объекта. Сигнал А+В принимает значение 1 лишь в том случае, если ширина объекта, последовательно пересекающего лучи А и В, превышает заданное значение 1(т.е. ),

Сигналы А и В подаются на входы схемы совпадений 12 И, на выходе которой формируется сигнал А+В, соответствующий прерыванию луча канала В до начала прерывания луча В. Этот сигнал является вспомогательным, он формируется в любом случае при 1 L во время вхождения объекта в зону контроля. Этот сигнал поступает на вход триггера 15, устанавливая последний в состояние 1, едва лишь какой-либо объект перекроет луч А. Таким образом, состояние триггера 15 фиксирует вхождение в зону контроля любого объекта шириной I L. Выход триггера подключен ко входу схемы совпадений, на второй вход которой поступает вспомогательный сигнал А+В с выхода схемы совпадений 11 И. Сигнал А+В соответствует прерыванию луча В после восстановления прохождения луча А во время выхода объекта из зоны контроля. На выходе схемы 14 И этом формируется логический сигнал А+В+Т2, характеризующий единичное состояние триггера 15 Т2 при выходе объекта из зоны контроля. К этому моменту триггер Т2 может быть установлен в состояние О сигналом А+В с выхода схемы 16 ИЛИ. Как было показано выше, сигнал принимает значение 1 лишь при условии Таким образом, в этом последнем случае сигнал А+8+Т2 ста- новится равным нулю, и триггер 17 Т1 сохраняет нулевое состояние, в которое он был предварительно установлен по соответствующему входу сигналом Установка нуля.

Если же к моменту прихода сигнала А+В на один из входов схемы совпадений 14 триггер 15 Т2 окажется в состоянии 1 (т.е. сигнал А+В не принимал значения 1 и, соответственно, (), то сигнал А+В+Т2 1. Здесь следует подчеркнуть, что.условие не-

выполнения неравенства означает, что . В этом случае единичным сигналом с выхода схемы совпадений 14 триггер 17 Т1 устанавливается в состояние 1, и на выходе его формируется аварийный сигнал, соот- ветствующий обнаружению рукоятки перекрытого крана тормозной магистрали контролируемого состава.

Из сказанного следует, что работа логической схемы предлагаемого устройства ос- новывается на анализе фазовых соотношений канальных импульсов А и В, причем эти фазовые соотношения зависят лишь от ширины контролируемых объектов, но не зависит от скорости движения.

Использование: в железнодорожном транспорте для контроля положения деталей в зоне автосцепки. Сущность изобретения: 2 излучателя (1,2), 2 фотодиода (3,4). 2 компаратора (5,6), 2 преобразователя светового сигнала в электрический. 2 инвертора

Формула изобретения Устройство для контроля положения деталей в зоне автосцепки вагонов, содержащее установленные на пути по разные стороны от него излучатель и фотодиод, соединенный с компаратором, к которому под- ключен преобразователь сигнала и индикатор, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона путем контроля положения рукоятки концевых кранов тормозной магистрали/оно снабжено установленными аналогично первым дополнительными излучателями, фотодиодом, подключенным к последнему дополнительным компаратором и соединенным с ним дополнительным преобразователем сигнала, инверторами, элементами И, кнопкой установки нуля и триггерами, выход одного из которых подключен к индикатору, один вход соединен с подключенной, к одному из входов элемента ИЛИ кнопкой установки нуля, а другой соединен с выходом одного из элементов И, один из входов которого соединен с выходом второго триггера, а другой вход - с выходом второго элемента И, один из входов которого соединен с выходом второго триггера, а другой вход - с выходом второго элемента И, один из входов которого соединен с подключенным к одному из входов третьего элемента И выходом первого инвертора, а другой вход подключен к выходу первого преобразователя сигнала, подключенному к входу второго инвертора, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и одним из входов четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго преобразовав теля сигнала, подключенному к второму входу четвертого элемента И, а выход третьего элемента И подключен к второму входу эле- мента ИЛИ, причем излучатели расположены друг от друга, на расстоянии, не превышающем максимальную ширину рукоятки концевого крана, и выполнены с шириной светового пучка, не превышающей минимальной ширины рукоятки.