轨道车辆的障碍物检测自保持电路
阅读说明：本技术 轨道车辆的障碍物检测自保持电路 (Obstacle detection self-holding circuit of railway vehicle ) 是由 梁艺凡 潘夏宁 陈志� 张德峰 庄政杰 漆林 张少华 于 2021-11-09 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种轨道车辆的障碍物检测自保持电路。该电路包括：障碍物检测回路、障碍物信号保持回路、障碍物信号复位回路和障碍物信号输出回路,所述障碍物检测回路、所述障碍物信号保持回路、所述障碍物信号复位回路和所述障碍物信号输出回路并联接入轨道车辆的控制电路中,当轨道车辆撞击到障碍物时,持续给出“有障碍物”信号,让车辆持续施加紧急制动,直到人工排查清除障碍物后,人工通过障碍物信号复位回路进行复位,才能使车辆缓解紧急制动,重新动车,保证了无人驾驶列车的安全行驶。(The application relates to an obstacle detection self-holding circuit of a railway vehicle. The circuit includes: the obstacle detection circuit, the obstacle signal holding circuit, the obstacle signal resetting circuit and the obstacle signal output circuit are connected in parallel into a control circuit of the rail vehicle, when the rail vehicle collides with an obstacle, an obstacle signal is continuously given out, the vehicle is continuously applied with emergency braking, and the vehicle can be manually reset through the obstacle signal resetting circuit until the obstacle is manually checked and cleared, so that the emergency braking of the vehicle can be relieved, the motor car can be restarted, and the safe running of the unmanned train is ensured.)
技术领域
本申请涉及轨道车辆技术领域，特别是涉及一种轨道车辆的障碍物检测自保持电路。
背景技术
障碍物检测系统分为主动式障碍物检测和被动式障碍物检测，均用于无人驾驶的轨道车辆上，用于辅助驾驶。其中被动式障碍物检测系统在车辆头部安装有高度可调节的横梁，用于清除轨道上的障碍物，并在碰到一定范围内的障碍物时，其限位开关动作，发出信号，用于控制车辆的制动系统。
被动式障碍物检测系统在车辆运行过程中碰撞到障碍物后，带动其横梁上的限位开关动作。此限位开关的触点动作给出的信号串联在车辆紧急制动回路中，碰撞到障碍物后，限位开关的常闭触电断开，触发车辆的紧急制动。由于轨道中存在障碍物是极度危险的，会存在使列车脱轨的风险，因此在碰撞到障碍物停车后，车辆还会将此信号发送给调度中心，由人工在现场确认清障后，方可缓解车辆的紧急制动，再次动车。因此，障碍物检测系统在碰撞到障碍物后，能够将此信号保持直到人工确认后方可复位显得尤为重要。
现有的应用于无人驾驶轨道车辆中的障碍物检测系统控制电路，由障碍物检测系统横梁上的左、右限位开关常闭触点串联后，给出“有障碍物”信号，串联在紧急制动回路中。当障碍物检测系统碰撞到障碍物后，限位开关常闭触点断开，车辆施加紧急制动。限位开关复位后，其常闭触点闭合，车辆紧急制动自动缓解，具体如附图1所示，电路保护断路器K7、车辆其他紧急制动的触发条件K8、障碍物左检测限位开关触点EB1-1、障碍物右侧检测限位开关触点EB2-1、紧急制动继电器EBR串联，正常情况下，电路保护断路器K7、车辆其他紧急制动的触发条件K8、障碍物左检测限位开关触点EB1-1、障碍物右侧检测限位开关触点EB2-1均闭合，紧急制动继电器EBR得电，车辆紧急制动缓解；当各紧急制动触发条件正常，但障碍物左检测限位开关触点和障碍物右侧检测限位开关触点因碰撞到障碍物，其常闭触点断开，控制回路失电，紧急制动继电器失电，车辆施加紧急制动。
因此，在列车运行中碰撞到障碍物后，障碍物检测装置的限位开关动作，从而触发车辆的紧急制动停车。若是撞击过程中，列车将障碍物撞击后障碍物只移开了一部分但仍留在轨道附近，能够威胁到行车安全时，可能此时障碍物检测装置的限位开关因无障碍物阻挡而复位，那么此时地铁车辆的紧急制动电路会再次接通，紧急制动自动缓解，列车会再次启动撞到障碍物而发生危险。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决上述问题的轨道车辆的障碍物检测自保持电路。
一种轨道车辆的障碍物检测自保持电路，所述电路包括：障碍物检测回路、障碍物信号保持回路、障碍物信号复位回路和障碍物信号输出回路；
所述障碍物检测回路、所述障碍物信号保持回路、所述障碍物信号复位回路和所述障碍物信号输出回路并联接入轨道车辆的控制电路中。
在其中一个实施例中，所述障碍物检测回路包括：第一障碍物左侧检测限位开关触点、第一障碍物右侧检测限位开关触点、第一继电器的第一常开触点、第一继电器线圈和第二继电器的常闭触点；
所述第一障碍物左侧检测限位开关触点的一端连接控制电路的正极，所述第一障碍物左侧检测限位开关触点的另一端与所述第一障碍物右侧检测限位开关触点的一端连接，所述第一障碍物右侧检测限位开关触点的另一端，与所述第一继电器的第一常开触点的一端、所述第二继电器的常闭触点的一端连接，所述第一继电器的第一常开触点的另一端、所述第二继电器的常闭触点的另一端分别与所述第一继电器线圈的一端连接，所述第一继电器线圈的另一端连接控制电路的负极。
在其中一个实施例中，正常情况下，所述第一障碍物左侧检测限位开关触点和所述第一障碍物右侧检测限位开关触点为闭合状态，所述轨道车辆紧急制动缓解。
在其中一个实施例中，当轨道车辆在运行中碰撞到障碍物时，所述第一障碍物左侧检测限位开关触点和所述第一障碍物右侧检测限位开关触点为断开状态，所述轨道车辆紧急制动施加。
在其中一个实施例中，当轨道车辆在运行中碰撞到障碍物后，所述第一障碍物左侧检测限位开关触点和所述第一障碍物右侧检测限位开关触点从断开状态切换为闭合状态时，轨道车辆的紧急制动依然保持施加状态；直至人工排查清除障碍物后，人工通过所述障碍物信号复位回路进行复位，所述轨道车辆紧急制动缓解。
在其中一个实施例中，所述障碍物信号保持回路包括：第三继电器的常闭触点、第一继电器的第二常开触点、第二继电器的常开触点和第二继电器线圈；
所述第三继电器的常闭触点的一端连接控制电路的正极，所述第三继电器的常闭触点的另一端，与所述第一继电器的第二常开触点的一端、所述第二继电器的常开触点的一端连接，所述第一继电器的第二常开触点的另一端、所述第二继电器的常开触点的另一端分别与所述第二继电器线圈的一端连接，所述第二继电器线圈的另一端连接控制电路的负极。
在其中一个实施例中，所述障碍物信号复位回路的步骤，包括：障碍物复位按钮、第三继电器线圈；
所述障碍物复位按钮的一端连接控制电路的正极，所述障碍物复位按钮的另一端与所述第三继电器线圈的一端连接，所述第三继电器线圈的另一端连接控制电路的负极。
在其中一个实施例中，所述障碍物复位按钮为具有2组电气触点的复位按钮。
在其中一个实施例中，所述障碍物信号输出回路包括：第一继电器的第一常闭触点、第一继电器的第二常闭触点、第四继电器线圈和第五继电器线圈；
所述第一继电器的第一常闭触点的一端连接所述控制电路的正极，所述第一继电器的第一常闭触点的另一端连接所述第一继电器的第二常闭触点的一端，所述第一继电器的第二常闭触点的另一端，与所述第四继电器线圈的一端和所述第五继电器线圈的一端连接，所述第四继电器线圈的另一端和所述第五继电器线圈的另一端分别连接所述控制电路的负极。
在其中一个实施例中，控制电路包括：电路保护断路器、车辆其他紧急制动的触发条件、第二障碍物左检测限位开关触点、第二障碍物右侧检测限位开关触点、紧急制动继电器；
所述电路保护断路器、所述车辆其他紧急制动的触发条件、所述第二障碍物左检测限位开关触点、所述第二障碍物右侧检测限位开关触点、所述紧急制动继电器串联。
上述轨道车辆的障碍物检测自保持电路，包括：障碍物检测回路、障碍物信号保持回路、障碍物信号复位回路和障碍物信号输出回路，所述障碍物检测回路、所述障碍物信号保持回路、所述障碍物信号复位回路和所述障碍物信号输出回路并联接入轨道车辆的控制电路中，当轨道车辆撞击到障碍物时，持续给出“有障碍物”信号，让车辆持续施加紧急制动，直到人工排查清除障碍物后，人工通过障碍物信号复位回路进行复位，才能使车辆缓解紧急制动，重新动车，保证了无人驾驶列车的安全行驶。
附图说明
图1为一个实施例中现有技术中的控制电路的结构示意图；
图2为一个实施例中轨道车辆的障碍物检测自保持电路的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种轨道车辆的障碍物检测自保持电路，包括：障碍物检测回路10、障碍物信号保持回路20、障碍物信号复位回路30和障碍物信号输出回路40；
障碍物检测回路10、障碍物信号保持回路20、障碍物信号复位回路30和障碍物信号输出回路40并联接入轨道车辆的控制电路50中。
上述轨道车辆的障碍物检测自保持电路，包括：障碍物检测回路10、障碍物信号保持回路20、障碍物信号复位回路30和障碍物信号输出回路40，障碍物检测回路10、障碍物信号保持回路20、障碍物信号复位回路30和障碍物信号输出回路40并联接入轨道车辆的控制电路50中，当轨道车辆撞击到障碍物时，持续给出“有障碍物”信号，让车辆持续施加紧急制动，直到人工排查清除障碍物后，人工通过障碍物信号复位回路30进行复位，才能使车辆缓解紧急制动，重新动车，保证了无人驾驶列车的安全行驶。
在一个实施例中，障碍物检测回路10包括：障碍物左侧检测限位开关触点K1、障碍物右侧检测限位开关触点K2、第一继电器的第一常开触点K3-1、第一继电器线圈K3和第二继电器的常闭触点K4-1；障碍物左侧检测限位开关触点K1的一端连接控制电路50的正极，障碍物左侧检测限位开关触点K1的另一端与障碍物右侧检测限位开关触点K2的一端连接，障碍物右侧检测限位开关触点K2的另一端，与第一继电器的第一常开触点K3-1的一端、第二继电器的常闭触点K4-1的一端连接，第一继电器的第一常开触点K3-1的另一端、第二继电器的常闭触点K4-1的另一端分别与第一继电器线圈K3的一端连接，第一继电器线圈K3的另一端连接控制电路50的负极。
其中，正常情况下，第一障碍物左侧检测限位开关触点和第一障碍物右侧检测限位开关触点为闭合状态，轨道车辆紧急制动缓解。当轨道车辆在运行中碰撞到障碍物时，第一障碍物左侧检测限位开关触点和第一障碍物右侧检测限位开关触点为断开状态，轨道车辆紧急制动施加。当轨道车辆在运行中碰撞到障碍物后，第一障碍物左侧检测限位开关触点和第一障碍物右侧检测限位开关触点从断开状态切换为闭合状态时，轨道车辆的紧急制动依然保持施加状态；直至人工排查清除障碍物后，人工通过障碍物信号复位回路进行复位，轨道车辆紧急制动缓解。
在一个实施例中，障碍物信号保持回路20包括：第三继电器的常闭触点K5-1、第一继电器的第二常开触点K3-2、第二继电器的常开触点K4-2和第二继电器线圈K4；第三继电器的常闭触点K5-1的一端连接控制电路50的正极，第三继电器的常闭触点K5-1的另一端，与第一继电器的第二常开触点K3-2的一端、第二继电器的常开触点K4-2的一端连接，第一继电器的第二常开触点K3-2的另一端、第二继电器的常开触点K4-2的另一端分别与第二继电器线圈K4的一端连接，第二继电器线圈K4的另一端连接控制电路50的负极。
在一个实施例中，障碍物信号复位回路30的步骤，包括：障碍物复位按钮K6、第三继电器线圈K5；障碍物复位按钮K6的一端连接控制电路50的正极，障碍物复位按钮K6的另一端与第三继电器线圈K5的一端连接，第三继电器线圈K5的另一端连接控制电路50的负极。
其中，根据障碍物信号复位回路30的相关电气参数，如额定工作电压、工作电流、峰值电流、峰值电流持续时间等，以及障碍物复位按钮K6的使用频率，选择了能够匹配这些条件的障碍物复位按钮K6。障碍物复位按钮K6的型号为GDZ-3SU10600JB100AA0/K-20-B-20094，具有2组电气触点。
在一个实施例中，障碍物信号输出回路40包括：第一继电器的第一常闭触点K3-3、第一继电器的第二常闭触点K3-4、第四继电器线圈EB1和第五继电器线圈EB2；第一继电器的第一常闭触点K3-3的一端连接控制电路的正极，第一继电器的第一常闭触点K3-3的另一端连接第一继电器的第二常闭触点K3-4的一端，第一继电器的第二常闭触点K3-4的另一端，与第四继电器线圈EB1的一端和第五继电器线圈EB2的一端连接，第四继电器线圈EB1的另一端和第五继电器线圈EB2的另一端分别连接控制电路50的负极。
其中，根据障碍物检测回路10的相关电气参数，如额定工作电压、工作电流、峰值电流、峰值电流持续时间等，以及继电器触点使用数量，选择了能够匹配这些条件的继电器，如：第一继电器、第二继电器和第三继电器的继电器型号为F470-H4V-XUV，第四继电器和第五继电器的继电器型号为BG400-115-EG-SVF1。
在一个实施例中，控制电路包括：电路保护断路器、车辆其他紧急制动的触发条件、第二障碍物左检测限位开关触点、第二障碍物右侧检测限位开关触点、紧急制动继电器；电路保护断路器、车辆其他紧急制动的触发条件、第二障碍物左检测限位开关触点、第二障碍物右侧检测限位开关触点、紧急制动继电器串联。
上述轨道车辆的障碍物检测自保持电路，通过几个回路的继电器线圈和触点动作来进行相应的逻辑控制，具体控制逻辑如下：
(1)正常情况下，障碍物左侧检测限位开关触点K1和障碍物右侧检测限位开关触点K2闭合，第一继电器线圈K3得电，使得第一继电器的第一常闭触点K3-3和第一继电器的第二常闭触点K3-4断开，第四继电器线圈EB1和第五继电器线圈EB2失电，使得障碍物左检测限位开关触点EB1-1和障碍物右侧检测限位开关触点EB2-1失电闭合，在没有其他条件触发轨道车辆的紧急制动情况下，紧急制动继电器EBR得电，轨道车辆紧急制动缓解。
(2)当车辆在运行中碰撞到障碍物时，障碍物左侧检测限位开关触点K1和障碍物右侧检测限位开关触点K2断开，第一继电器线圈K3失电，使得第一继电器的第一常闭触点K3-3和第一继电器的第二常闭触点K3-4闭合，障碍物左检测限位开关触点EB1-1和障碍物右侧检测限位开关触点EB2-1得电，使得障碍物左检测限位开关触点EB1-1和障碍物右侧检测限位开关触点EB2-1得电断开，紧急制动继电器EBR失电，轨道车辆紧急制动施加。
(3)此时若因某些原因，障碍物检测限位开关触点复位，则障碍物左侧检测限位开关触点K1和障碍物右侧检测限位开关触点K2闭合。此时由于第二继电器线圈K4自系统上电开始便处于得电(由第一继电器的第二常开触点K3-2、第二继电器的常开触点K4-2闭合实现)的状态，使得第二继电器的常闭触点K4-1得电断开，而在碰撞到障碍物时，第一继电器线圈K3失电使得第一继电器的第一常开触点K3-1失电断开，那么第一继电器线圈K3会依然保持线圈失电的状态。就使得第一继电器的第一常闭触点K3-3和第一继电器的第二常闭触点K3-4闭合，第四继电器线圈EB1和第五继电器线圈EB2得电，使得障碍物左检测限位开关触点EB1-1和障碍物右侧检测限位开关触点EB2-1得电断开，紧急制动继电器EBR失电，轨道车辆紧急制动依然保持施加状态。
(4)人工现场清障(清障后障碍物检测限位开关复位)并确认能够动车后，按下复位按钮，障碍物复位按钮K6闭合，第三继电器线圈K5得电，使得第三继电器的常闭触点K5-1断开，第二继电器线圈K4失电。此时由于障碍物左侧检测限位开关触点K1和障碍物右侧检测限位开关触点K2闭合，第二继电器的常闭触点K4-1失电闭合，那么第一继电器线圈K3得电，使得第一继电器的第一常闭触点K3-3和第一继电器的第二常闭触点K3-4得电断开，第四继电器线圈EB1和第五继电器线圈EB2失电，使得障碍物左检测限位开关触点EB1-1和障碍物右侧检测限位开关触点EB2-1闭合。此时若无其他条件触发轨道车辆紧急制动的情况下，紧急制动继电器EBR得电，轨道车辆紧急制动缓解。
此方案的优点在于：使无人驾驶列车在撞击到障碍物后，即使因各种原因使障碍物检测横梁的限位开关触点复位，也会通过自保持电路持续给出“有障碍物”信号，直到人工现场确认清障后，人工复位此信号才会缓解轨道车辆的紧急制动，用较小的成本即可达到保证行车安全的目的。且此电路构造简单，通用性强，适用于各种无人驾驶车辆的障碍物检测系统。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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