[发明专利]铁路机车前大灯控制装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁路机车的前大灯转向控制装置及其控制方法。本发明包括驱动机车前大灯转动的机械机构和驱动机械机构运动的步进电机。

背景技术

铁路机车的前大灯，也称为前照灯，一般是固定安装在机车前端，当机车运行到铁路弯道时，前照明灯的光束会沿弯道切线方向射出，偏离铁道线路。由于其聚焦光点不能落到车行的前方铁道上，形成弯道内侧照明盲区，存在重大安全隐患。为解决现有技术存在的不足，有多个专利及专利申请公开控制、调整机车前大灯的技术方案。

中国发明专利88105127.6公开一种铁路机车自动转向的前照灯，该专利是由一个采用闭环控制又加校正的自动控制系统和一套与之相适应的机械传动机构所组成，其控制器跟踪机车行驶轨迹提供驱动直流电机的驱动信号，并经由齿轮付和蜗轮付减速后通过拨块拉杆带动向前照灯随机车同步转向和自动复位，使前照灯的灯光始终照射在铁轨中间，从而确保运行安全的前照灯。

中国发明专利200510021088.6公开的铁路机车前照灯自动转向装置包括驱动前照灯灯体偏转的电动回转机构、铁路线路曲线半径探测器和前照灯自身位置传感器、根据检测信号控制前照灯偏转的自动控制器，该专利所用的铁路线路曲线半径探测器采用位移传感器，用于检测车体与转向架之间的相对角位移量，因该角位移量与铁路弯道的曲线半径唯一对应并同步，从而使前照灯的聚焦投光点始终准确地落在安全瞭望距离处的铁道上。

前述专利存在的问题是作为控制参数的物理量及相应的传感器选择不合理，可能会产生误动作；其次这些专利中的执行机构过于的复杂，而且结构不紧凑，可能会产生动作不同步的现象；第三其灵敏度低。为解决这些不足，中国专利申请200610022575.9公开的机车头灯自动寻迹系统，采用GPS定位系统，用计算机接收GPS数据接收机收到的机车经过的路线上的各点的经、纬度信息，并通过计算某一点与它附近点位置关系，确定该点的机车运动方向角度，通过计算该点与头灯期望照亮点的连线方向的角度和该点的运动方向角度差，得到该点头灯要转动的角度，用同样方法计算各点的角度，并将各点角度信息及其经、纬度信息生成路线位置角度表，微处理器，在机车的行车线路上接收GPS数据接收机在当前点的经、纬度信息，从存贮器中读取路线位置角度表中各点的经、纬度信总，计算与其当前点的距离，取路线位置角度表中计算结果距离最小点作为当前点的位置，再从路线位置角度表中取出距离最小点的角度信息，并计算出步进电机驱动脉冲信息。但这一技术需要首先利用GPS获得线路整个路面多个信息点处的经纬度信息，然后经过拟合，得到路况信息图；其次，要用GPS生成的路况信息图，并根据当前点信息和此后第5点信息之间的经纬度正切值，得到当前机车大灯的转动角度，因此还需要对铁路线路的所有点都进行分析，如要运行新的其他线路，则必须经过二次测绘，其工作量巨大。

现有技术除上述不足外，还存在一个共同的缺点，即机车只能是在到达轨道转弯处时才能做出相应的转动控制，这样在弯道的起始处不可避免地会产生一个大灯照射盲区，给机车的运行带来不安全因素。

发明内容

本发明提供一种可以克服现有技术不足，能在列车行驶过程中随轨道的情况自动控制机车头灯旋转，使铁路机车前大灯可以始终照射在机车运行前方300米左右的轨面中心，而不存在照射盲区的装置和控制方法。

本发明的铁路机车前大灯控制装置包括驱动机车前大灯转动的机械机构和驱动机械机构运动的步进电机，本发明的装置中，机车监控器通过带光电隔离的总线与机车运行动态信息接口电路相连，微处理器分别与机车运行动态信息接口电路和步进电机驱动器相连，微处理器的存储器中事先存入机车运行区间的弯道信息和与弯道信息相对应的前大灯转动角度数据表，微处理器根据机车运行动态信息接口电路给出的机车运行前方的弯道信息从其存储器中查找出对应前大灯转动角度输出控制步进电机转动快慢的脉冲信号和转动方向信号至步进电机细分驱动器，由步进电机细分驱动器驱动步进电机运动。

在本发明中所用的步进电机驱动器最好采用步进电机细分驱动器，这样可以消除步进电机的固有的低频振荡；其次还可以得到更高的控制精度。