[发明专利]货车脱轨智能制动停车装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制动装置，特别是一种能监测铁道货车车辆运行 情况并能在脱轨时进行紧急制动的装置，属于铁路车辆领域。

背景技术

目前，由于经济和技术原因，我国只有极少火车路轨段安装了脱 轨监测装置，全国线路安装脱轨监测装置几乎是不可能的，而车装脱 轨制动停车装置因货车没有电源，只能采用机械式原理，存在判据单 一，精度差，可靠性差，不可记录数据，寿命短，安装困难，不适合 恶劣环境，费用高等一系列问题。所以只在少量的货车上试装，并已 停产。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有货车在脱轨时缺乏紧急制动装置 或机械式紧急制动装置的不足之处，设计一种体积小，重量轻，耗电 量小，自动化程度高，能在货车脱轨后及时将列车管与大气相通而紧 急停车的货车脱轨智能制动停车装置。

本发明的货车脱轨智能制动停车装置，其结构包括三通、球阀和 智能型阀门，所述三通的两端串接在列车风管上，球阀的一端与三通 的第三端连接，智能型阀门的进风口与球阀的另一端连接，智能型阀 门的排风口与大气相通。

所述智能型阀门包括三轴加速度传感器IC1、单片机IC2、存储 器IC3、驱动电路、电磁阀F1和高能量小型锂电池，电磁阀F1的进 风口为智能型阀门的进风口，电磁阀F1的出风口为智能型阀门的出 风口，所述三轴加速度传感器IC1的第12脚为信号输出端经电阻与 单片机IC2的第2脚设为信号输入端连接，单片机IC2的第13脚设 为信号输出端经驱动电路与电磁阀F1的电磁线圈连接，存储器IC3 的第4、5、6、7、23和24脚分别与单片机IC2的第37、36、35、 34、11和12脚连接，由三轴加速度传感器IC1的输出信号在单片机 IC2中与事先设定的三个方向的阈值比较，当达到设计阈值时，单片 机IC2的输出信号经驱动电路使电磁阀F1的进风口与出风口由关闭 变为开通而使列车风管排风制动，并将加速度数据存储在存储器IC3 中。

所述驱动电路包括1个四电压比较器IC4，2个P沟道场效应管 Q1和Q2、2个N沟道场效应管Q3和Q4组成的H桥式电路，所述 IC4的6脚和11脚接单片机IC2的13脚，IC4的4脚和9脚经电阻 接单片机IC2第30脚并经阀复位开关K1接电源正极，IC4的第1、 2脚分别接Q1和Q2的栅极，IC4的第13、14脚分别接Q3和Q4的 栅极，Q1和Q2的源极接电源正极，Q3和Q4的源极接电源负极， Q1和Q3的漏极接电磁阀F1电磁线圈的一端，Q2和Q4的漏极接电 磁阀F1电磁线圈的另一端。

为了节约用电，可在货车停运期间处于待机状态，可增设一个气 压式开关，所述气压式开关的进气孔与电磁阀的进气腔或列车风管连 通，气压式开关的常开式触点开关K2串接在单片机IC2的第18脚 与电源正极之间。

为了进一步节约用电，所述智能型阀门的三轴加速度传感器IC1 选用ADXL346、MMA7260型或EXP8X、KXP9X、SCA3000、SMB380 系列的超低功耗三轴加速度传感器，单片机IC2选用ATMEGA162 或PIC16F88X型低功耗单片机，IC3选用AT45DB041或AT45DB161 型存储器，IC4选用LM339或IR2339、AN1339、SF339型四电压比 较器，Q1和Q2选用IRFR5305或IRFU5305、IRF7706、IRFR6215、 IRFR9024型P沟道场效应管，Q3和Q4选用IRFR3706或IRFU3706、 IRFU3709、IRF8513PbF型N沟道场效应管，电磁阀F1选用自保持 先导电磁阀。

本发明的货车脱轨智能制动停车装置，由于选用三轴加速度传感 器，微处理器芯片，自保持先导电磁阀和高能量锂电池，采用微处理 器芯片监测三轴加速度，在多个方向达到振动阈值后计算能量密度作 为判断依据，因此大大提高了判断的准确性，克服了机械式脱轨监测 装置的所有缺点。又由于采用低功耗元器件，自保持先导电磁阀和高 能电池，使装置可做到在成本只有机械式1/3的情况下的使用寿命能 达到8-10年，具有体积小，安装简单，防水处理效果好和使用寿命 长等优点，适合在我国各地区包括在恶劣环境下运行的货车上安装使 用。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明中的智能型阀门的主要电路结构示意图。