车辆制动电路的制作方法

1.本实用新型涉及铁路货车制动控制技术领域，特别是涉及一种车辆制动电路。


背景技术：

2.目前铁路货车制动方式常用的有空气制动和电空制动，空气制动和电空制动采用的能量源均为压缩空气。整列车需要实施制动或缓解，司机必须在机车上发出指令，通过控制列车管压力来执行制动或缓解动作。对单个车辆若想实施缓解或制动则需要拉动缓解拉杆或转动手制动机，该方法效率比较低，尤其是对单个车辆实行制动需要转动手制动机来实现，制动力的大小完全取决于手制动链条的张紧力。如何能简单便捷、安全高效的对单个车辆实行制动和缓解，成为目前亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种可快捷实现单个车辆制动和缓解的车辆制动电路。
4.一种车辆制动电路，应用于车辆，该电路包括：
5.制动缸，用于执行制动或缓解动作；
6.制动缸驱动模块，所述制动缸驱动模块的输出端与所述制动缸传动连接，供电端用于电连接车载电源；
7.车载控制器，所述车载控制器与所述制动缸驱动模块的第一控制端电连接，且用于电连接所述车载电源。
8.在其中一个实施例中，所述制动缸驱动模块为驱动电机，所述车载控制器包括：
9.电机驱动模块，输出端与所述驱动电机的第一控制端连接。
10.在其中一个实施例中，所述车载控制器还包括：
11.制动按钮，一端接地，且另一端与所述电机驱动模块和所述车载电源电连接，被按下时所述制动缸执行制动动作；
12.缓解按钮，一端接地，且另一端与所述电机驱动模块和所述车载电源电连接，被按下时所述制动缸执行缓解动作。
13.在其中一个实施例中，所述制动按钮的数量和所述缓解按钮的数量均至少为两个，且所述车辆的车身两侧均设置有至少一所述制动按钮和所述缓解按钮。
14.在其中一个实施例中，所述电机驱动模块为单片机；
15.所述单片机的第一控制引脚与所述制动按钮的非接地端连接，所述单片机的第二控制引脚与所述缓解按钮的非接地端连接。
16.在其中一个实施例中，所述电机驱动模块还包括：
17.电压转换模块，输入端用于连接所述车载电源，输出端连接所述单片机、所述制动按钮的非接地端和所述缓解按钮的非接地端。
18.在其中一个实施例中，所述单片机为stm32f103型号的单片机，所述单片机的pa1引脚与所述制动按钮的非接地端连接，所述单片机的pa2引脚与所述缓解按钮的非接地端
连接。
19.在其中一个实施例中，所述车载控制器与所述制动缸驱动模块通过can通信电缆电连接。
20.在其中一个实施例中，车辆制动电路还包括：
21.制动提示灯，与所述车载控制器电连接，在所述制动按钮按下时亮起；
22.缓解提示灯，与所述车载控制器电连接，在所述缓解按钮按下时亮起。
23.在其中一个实施例中，车辆制动电路还包括：
24.手动控制模块，所述手动控制模块与所述制动缸驱动模块的第二控制端电连接。
25.上述车辆制动电路，采用制动缸实现方式，在车载电源供电下，车载控制器根据用户动作决定制动缸驱动模块的工作状态，使制动缸驱动模块带动制动缸做机械运动，在制动缸运动过程中实现单个车辆制动或缓解。无需手动转动手制动机等方式来实现，方便快捷且省力。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为一实施例的车辆制动电路的结构示意图；
28.图2为一实施例的车辆制动电路中车载控制器的结构示意图。
具体实施方式
29.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
30.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
31.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。
32.可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
33.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
34.如背景技术中描述，针对单个车辆的制动和缓解，目前主要依赖于手制动机实现，
而该方法效率比较低，且制动力的大小完全取决于手制动链条的张紧力，对操作人员力量要求较高。
35.针对与此，本技术实施例提供了一种车辆制动电路，应用于车辆，如图1所示，该电路包括：制动缸10，用于执行制动或缓解动作。制动缸驱动模块20，所述制动缸驱动模块20的输出端与所述制动缸10传动连接，供电端用于电连接车载电源90。车载控制器30，所述车载控制器30与所述制动缸驱动模块20的第一控制端电连接，且用于电连接所述车载电源90。
36.其中，制动缸10是指电力驱动其机械运动的缸。制动缸驱动模块20是指能够驱动缸运动的模块，例如，可以是步进电机等驱动类电机。车载控制器30是指可以改变电制动驱动模块工作状态的电路。例如，车载控制器30可以是包括按钮和单片机311的模块，由按钮实现触发，单片机311基于现有的利用按钮是否被按下驱动电机21正转或反转的方式，改变制动缸驱动模块20的工作状态，带动制动缸10机械运动。车载电源90通过电源管理系统进行可调控输出。例如，可输出24v直流电给车载控制器30供电，还可以输出48v直流电给制动缸驱动模块20供电。
37.具体的，用户可根据实际需要进行车辆制动和缓解的选择，例如，当车辆为铁路货车时，当其要进站时，需要进行车辆制动，此时用户可通过车载控制器30控制制动缸驱动模块20的工作状态，让其工作并驱动制动缸10进行活塞运动，带动铁路货车制动梁执行制动动作，使单个车辆可进行制动。需要对已经施行的列车解除或减弱其制动作用时，可通过车载控制器30控制制动缸驱动模块20带动制动缸10复位，实现列车缓解。利用该电控制实现，摆脱了传统的对单个车辆进行制动和缓解时依赖人工转动手制动杆的方式，方便操作，提高效率。
38.在其中一个实施例中，车载控制器30记录存储其输出至制动缸驱动模块20的信号和时间，供管理人员追溯和查询，实现电子化管理。
39.在其中一个实施例中，所述制动缸驱动模块20为驱动电机21，所述车载控制器30包括：电机驱动模块31，输出端与所述驱动电机21的第一控制端连接。驱动电机21可以为步进电机。电机驱动模块31可以是单片机311或者其他处理器，可以输出电信号至该驱动电机21，改变该驱动电机21转动方向和转速的电机驱动模块31均属于本技术保护范围。电机驱动模块31的输出端为驱动电机21提供驱动电流，通过改变电机驱动模块31输出至驱动电机21的电流实现驱动电机21的正转、反转，在驱动电机21正转和反转时，分别带动制动缸10做活塞运动或复位。
40.在其中一个实施例中，所述车载控制器30还包括：制动按钮32，一端接地，且另一端与所述电机驱动模块31和所述车载电源90电连接，被按下时所述制动缸10执行制动动作；缓解按钮33，一端接地，且另一端与所述电机驱动模块31和所述车载电源90电连接，被按下时所述制动缸10执行缓解动作。
41.利用简单的制动按钮32和缓解按钮33，当相应的按钮被按下时，按钮过电，与按钮连接的电机驱动模块31检测到与按钮所连接端点的高低电平变化，基于这种变化可以对应改变驱动电机21的工作状态，实现制动和复位。
42.对于铁路货车这种空间较大的车辆，为方便工作人员进行操作，可在车辆的不同侧均设置上述制动按钮32和缓解按钮33。所以，在其中一个实施例中，所述制动按钮32的数
量和所述缓解按钮33的数量均至少为两个，且所述车辆的车身两侧均设置有至少一所述制动按钮32和所述缓解按钮33。用户可以在车辆任一侧进行制动和缓解操作。考虑到车厢长度，在车辆的同一侧的不同位置可以设置有一组制动按钮32和缓解按钮33，方便工作人员进行操作，提高制动和缓解操作的便捷性。
43.在其中一个实施例中，可包括设置在车辆两侧的两组制动按钮32和缓解按钮33。可在方便操作人员操作的同时，降低成本。
44.在其中一个实施例中，所述电机驱动模块31为单片机311；所述单片机311的第一控制引脚与所述制动按钮32的非接地端连接，所述单片机311的第二控制引脚与所述缓解按钮33的非接地端连接。可采用低成本的单片机311实现驱动电机21转速和转向的控制，单片机311中有两个引脚，第一控制引脚与每一个制动按钮32的非接地端连接，制动按钮32未按下时，该第一控制引脚接高电平信号，当制动按钮32按下，第一控制引脚所接电平被拉到地，由高电平变为低电平，此时单片机311控制驱动电机21正转，驱动制动缸10带动制动梁执行制动动作，实现车辆制动。类似的，第二控制引脚与每一个缓解按钮33的非接地端连接，缓解按钮33未按下时，该第二控制引脚接高电平信号，当缓解按钮33按下，第二控制引脚所接电平被拉到地，由高电平变为低电平，此时单片机311控制驱动电机21反转，驱动制动缸10带动制动梁复位，实现缓解。
45.考虑到单片机311的工作电压较低，所以，在其中一个实施例中，所述电机驱动模块31还包括：电压转换模块，输入端用于连接所述车载电源90，输出端连接所述单片机311、所述制动按钮32的非接地端和所述缓解按钮33的非接地端。一方面可以为制动按钮32和缓解按钮33的非接地端提供高电平电位，另一方面，可以提供单片机311的工作电压。
46.例如，在一个实施例中，电压转换模块可以是5v转3.3v的降压芯片，例如可选用型号为lm1117-3.3的降压芯片。在有些实施例中，在电压转换模块的输出端并联有滤波电路，例如，滤波电容，对电压转换模块输出的电压进行滤波，为单片机311、制动按钮32和缓解按钮33提供稳定的电压。
47.例如，该滤波电路可选用2.2uf/25v的电容。在一个实施例中，电压转换模块的输入端连接有一滤波电路，例如可选用2.2uf/25v的电容。
48.在其中一个实施例中，如图2所示，所述单片机311为stm32f103型号的单片机311，所述单片机311的pa1引脚与所述制动按钮32的非接地端连接，所述单片机311的pa2引脚与所述缓解按钮33的非接地端连接。利用stm32f103单片机311已有的可根据不同按钮是否被按下控制电机正转和反转的控制实现，将其pa1引脚与所述制动按钮32的非接地端连接，pa2引脚与所述缓解按钮33的非接地端连接，按钮均未被按下时，pa1引脚和pa2引脚接入高电平信号，如上述3.3v高电平信号，当制动按钮32被按下时，pa1引脚接入信号由高电平变为低电平，此时单片机311驱动驱动电机21带动制动缸10执行制动动作。当缓解按钮33按钮被按下时，pa2引脚接入信号由高电平变为低电平，此时单片机311驱动驱动电机21带动制动缸10执行缓解动作。
49.在其中一个实施例中，所述车载控制器30与所述制动缸驱动模块20通过can通信电缆电连接。上述按钮和上述单片机311也可通过can通信线连接。
50.在其中一个实施例中，车辆制动电路还包括：制动提示灯，与所述车载控制器30电连接，在所述制动按钮32按下时亮起；缓解提示灯，与所述车载控制器30电连接，在所述缓
解按钮33按下时亮起。
51.具体的，可以结合图2来理解，车载控制器30选用单片机311时，可利用rs485串口与图中的插针连接器j1连接，接收来自单片机311的led驱动数据，然后通过插针连接器j1的grn+和grn-两个引脚，对应连接绿色led灯的正负极，在缓解按钮33被按下时，单片机311通过led-data引脚和led-clk引脚驱动绿色led灯亮起。在制动提示灯被按下时，单片机311通过led-data引脚和led-clk引脚驱动yel+和yel-引脚的状态变化，驱动黄色led灯亮起。需要说明的是制动提示灯和缓解提示灯选用何种颜色的led灯可根据用户习惯去进行选择，在此不做限制。
52.在其中一个实施例中，车辆制动电路还包括：手动控制模块40，所述手动控制模块40与所述制动缸驱动模块20的第二控制端电连接。例如，可以通过can通信电路实现连接，can通信电路可以包括一条或多条can通信线和/或插针连接器等。可通过手动控制模块40调节上述驱动电机21的转速和方向，例如，可以采用信号发生器，通过手动调节该信号发生器输出至驱动电机21的电流，实现电机转向和转速的控制，不仅可以实现车辆制动和缓解的控制，还可以决定车辆制动和缓解的执行效率。
53.在其中一个实施例中，信号发生器可以包括调节旋钮，工作人员可通过调节旋钮的位置，快速实现车辆制动和缓解的控制，简单快捷。
54.为更好的说明本技术实施例提供的车辆制动电路的工作实现，以车辆为铁路货车为例进行说明，如图2所示：
55.操作人员通过按下制动按钮32或缓解按钮33发出指令(如高低电平变化)，单片机311通过can通信线接收并识别该指令后，通过can通信线控制电驱动上述制动缸10进行相应动作。
56.例如，单片机311对于上述指令的识别，可以是操作人员长按制动按钮323s时识别制动指令，制动指令用于控制电驱动上述制动缸10执行常用的全制动，长按缓解按钮333s可发出缓解指令，单片机311识别该缓解指令并控制电驱动制动缸10缓解预设长度，例如，缓解制动位置到复位点的一半距离，长按缓解按钮3310s可发出另一缓解指令，此时该缓解指令控制电驱动制动缸10缓解至最短位置，实现复位。本技术实施例提供的方案，可对铁路货车等车辆独立进行制动、缓解操作，减轻了操作人员作业强度，提高了作业效率。同时该申请提供的车辆制动电路，具有电动控制的手动控制功能，可以代替传统的手制动机工作，节约了制造成本。
57.可以理解，上述驱动电机21还可以采用步进电机之外的其他电机，而不限于上述实施例已经提到的选择，只要其能够达到完成制动缸10驱动的功能即可。
58.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
59.以上所述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。
60.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，
但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。