地铁乘客车门系统的实训装置的制作方法
专利名称：地铁乘客车门系统的实训装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地铁乘客车门系统的实训装置。本发明所属技术领域为城市轨道交通教育装备领域，可实现地铁乘客车门系统的多类型故障模拟，用于地铁乘客车门系统的教学实训和考核以及科学研究。
背景技术：
地铁在我国是ー个新兴行业，具有起步时间短、专业性强、技术复杂、国外设备的引进导致关键设备技术资料不系统等特点。地铁列车为人流密集的公众聚集场所，且处于地下的空间，形成封闭的环境，聚集密集的人员，通风和疏散都受到极大的限制，这是地铁十分突出的特点。一旦发生事故，伤亡损失往往非常惨重。因此故障检修和优秀的应急故障处理能力是地铁从业人员重要培训内容之一。在地铁车辆故障中，车门系统占有较大比例。根据国内外统计资料显示，车门系统的故障占地铁车辆故障的30%以上，是影响地铁运营的重要安全因素。有效的地铁乘客车门系统的实训装置对提高地铁处置突发事故手段和能力有着非常重要的意义。目前乘客车门系统的实训装备以实物或模型展示为主。存在的问题是实物价格昂贵，不能配备多套，不适合开展多人同时教学，同时目前的实物无法实现故障模拟；而模型只能展示外观，无法展示地铁车门内部结构和工作原理，无法开展实训教学。
发明内容为解决上述问题，本发明提供了一种地铁乘客车门系统的虚实协同实训装置，本发明包括内藏门、塞拉门、外挂门、外摆门等类型的所有地铁乘客车门系统。整个装置共六个部分乘客车门总成实验台、一体化总线式控制和采集模块、嵌入式手持故障模拟终端、手动故障设置装置、连接线及数据转换接ロ、主控计算机及模拟仿真和控制软件。通过计算机控制软件设置的实际故障包括EDCU故障、瞬间电器故障、短路、断路、接地、死锁、间歇性故障、器件损坏、信号干扰；可进行的实验研究车门夹紧カ实验、旁路门控线路研究、障碍物检测研究。本发明所采用的技术方案是把地铁乘客车门系统的电子门控单元(EDCU)、ー套门叶、障碍物探测装置、警示装置、支撑装置、车门导轨、制动组件、传动和驱动组件、解锁机构与车门旁路系统以及司机室DDU按照其在车辆上的连接方式连接，将这些实物部件按其、在车辆上的位置缩减比例安装于实验台架上，EDCU安装于台架的控制面板上，控制面板背板上有与线路连接的手动故障设置装置以及线路连接接插件接ロ，以上装置构成车门总成实验台。车门总成实验台通过线路连接接ロ连接一体化总线式控制和采集模块。一体化总线式控制和采集模块采用可独立插拔的模块式设计，每几个模块组成一組，通过数据连接线扩展到多组连接，可设置单一故障上百个。每个模块上有独立的状态指示灯，指示目前故障和采集状态，模块通过控制电路板上继电器、可控硅、数字电位器等元件实现各种故障的模拟和研究性实验。一体化总线式控制和采集模块上配置多种通信接ロ(CANBUS，TCP/IP，DB-25孔/RS485/RS422/TTL电平)，通信接ロ与计算机网ロ或安装于计算机上的数据转换卡连接，形成完整的通信链路，接ロ同时连接嵌入式手持終端。计算机通过模拟仿真和控制软件控制一体化总线式控制和采集模块动作，从而实现控制实验台的开关启停、模拟故障等，同时从实验台上采集的状态数据实时发送给计算机，计算机的自动调用其模拟仿真软件同步仿真其工作过程、工作原理、检修流程。在不连接硬件设备的情况下，模拟仿真软件也可単独作为教学资源使用。本发明的有益效果是(I)将安装在多个车厢和动车上的地铁乘客车门系统实物总成部件集中安装在一个实验台架上，可以了解地铁车辆乘客车门系统的全部组成结构、工作原理。(2)可以使用手动按扭、嵌入式終端、计算机通过网络远程控制三种方式控制实验台的开关启停和故障模拟。控制方式多祥，既可在实验台旁操作，也可通过网络远程操作，使用灵活。(3)本发明包括内藏门、塞拉门、外挂门、外摆门等类型的所有地铁乘客车门系统，适用范围广，可扩展性強。(4)本发明是一种虚实结合的全新地铁车辆乘客车门系统的协同实训装置，可实现计算机与实验台的双向通信，实现实验台真实状态、工作原理、检修流程的模拟仿真，真实的实现虚实结合的协同实训。(5)基于VR的模拟仿真软件在计算机上真实还原车门系统，与实物按照I : I比例实现三维机械结构展示、解剖结构、虚拟拆装、工作原理、故障诊断与检修、维修考核等功倉^:。(6)本发明的一体化总线式控制和采集模块采用可独立插拔的模块式设计，每几个模块组成ー组，通过数据连接线扩展到多组连接，可设置单一故障可达上百个，复合故障上千个。每个模块上有独立的状态指示灯，指示目前故障和采集状态，扩展性和配置性好。(7)本发明可模拟EDCU故障、瞬间电器故障、短路、断路、接地、死锁、间歇性故障、器件损坏、信号干扰等多种故障，并可根据用户需求模块化的増加故障内容。(8)本发明可进行研究性的实验车门夹紧カ实验、旁路门控线路研究、障碍物检测研究，既可用于维修实训教学，也可作为研究用。(9)本发明可实现计算机通过局域网远程控制，多台计算机可同时控制多个车门系统实验台，实验和教学不受场地限制。(10)软件和硬件联合既可实现理论教学，也可实现实物现场教学，软件展示与现场实物完全一致，通过软件在地铁车辆乘客车门系统实验台上设置的硬故障为真实故障，通过学生测试终端支持多人同时检測。(11)本发明通过教师服务器计算机可为不同实验台分配不同故障，考核模式下，学生使用检测终端和配套软件，同时进行检测和考核，实现理论、实操、考核过程的一体化教学。本装置可用于技能鉴定和技能考核比赛。自学模式可自测进行自学。
图I地铁乘客车门系统的实训装置结构示意图。图2 —体化总线式采集和控制装置结构示意图。、[0021]I电子门控单元(ED⑶)2制动装置3门页4支撑装置5车门导轨6解锁机构7障碍物探測装置及警示装置8传动和驱动组件9线缆10手动故障设置装置11实验台面板12通信及线路接ロ13司机室 DDU14主控计算机15模拟仿真控制和实训软件16乘客车门总成实验台17一体化总线式控制和采集模块18通信连接线19可控硅和继电器组成的故障设置模块20数据采集模块21嵌入式手持故障模拟终端
具体实施方式
本系统的设计以具有专业的电子电路知识，熟练掌握城市轨道交通装备特点和接线规律为前提出发，装置的连接如附图I所示，由门控单元(I)、门叶(3)、障碍物探測装置及警示装置(7)车门导轨(5)、制动装置(2)、传动和驱动组件(8)、解锁机构(6)与车门旁路系统及司机室DDU(13)按照其在车辆上的连接方式连接组成车门系统，由支撑装置(8)固定。车门系统通过线缆(9)、通信及线路接ロ(12)连接到乘客车门总成实验台(16)，通信及线路接ロ(12)通过内部连接装置分别串联手动故障设置装置(10)和一体化总线式控制和采集模块(17)，串联顺序为先连接一体化总线式控制和采集模块(17)，再串联到手动故障设置装置(10)。手动故障设置装置(10)通过连接线缆(9)连接到实验台面板(11)，实验台面板上摆放(13)司机室DDU。以上部件组成了乘客车门总成实验台(16)。乘客车门总成实验台(16)，通过通信及线路接ロ(12)和通信连接线(18)与主控计算机(14)和嵌入式手持故障模拟终端(21)连接，实现物理数据通信链路，计算机可通过此物理连接控制一体化总线式控制和采集模块(17)模拟各种故障，实现对实验台的远程控制。图2是一体化总线式采集和控制装置结构示意图。此装置与乘客车门总成实验台
(16)的连线方式采用ー进ー出的串联方式，线路类型有线缆(9)和通信连接线(18)两种，线缆直接连接乘客车门系统的线路，通信连接线(18)专门连接主控计算机(14)和嵌入式、手持故障模拟终端(21)用。其内部包括可控硅和继电器组成的故障设置模块(19)和数据采集模块(20)两部分，两部分均采用总线阵列结构，可根据需要自由配置，如单块故障板24个故障，如需要不少于48个故障，则配置两块故障板即可以。每个故障板的故障类型由板上的单片机芯片决定，故障类型可以包括EDCU故障、瞬间电器故障、短路、断路、接地、死锁、间歇性故障、器件损坏、信号干扰等多种故障。权利要求1.一种地铁乘客车门系统的实训装置，其特征在于把地铁乘客车门系统的组成部件按其在车辆上的位置缩减比例安装于实验台架上，EDCU安装于台架的控制面板上，控制面板背板上有与线路连接的手动故障设置装置以及线路连接接插件接口，以上装置构成车门总成实验台，车门总成实验台通过接口连接一体化总线式控制和采集模块，一体化总线式控制和采集模块与计算机连接。
2.根据权利要求I所述地铁乘客车门系统的实训装置，其特征在于一体化总线式控制和采集模块的控制电路板上有继电器、可控硅、数字电位器元件。
3.根据权利要求I所述地铁乘客车门系统的实训装置，其特征在于一体化总线式控制和采集模块采用可独立插拔的模块式设计，每几个模块组成一组，通过数据连接线扩展到多组连接。
4.根据权利要求I所述地铁乘客车门系统的实训装置，其特征在于计算机通过局域网远程控制车门系统实验台，多台计算机可同时控制多个车门系统实验台。
5.根据权利要求I所述地铁乘客车门系统的实训装置，其特征在于每个模块上有独立的状态指示灯。
专利摘要本实用新型涉及一种地铁乘客车门系统的实训装置，属城市轨道交通职业教育装备。可实现地铁乘客车门系统的多类型故障模拟和实训，其特征在于把地铁乘客车门系统的组成部件按其在车辆上的位置缩减比例安装于实验台架上，EDCU安装于台架的控制面板上，控制面板背板上有与线路连接的手动故障设置装置以及线路连接接插件接口，以上装置构成车门总成实验台，车门总成实验台通过接口连接一体化总线式控制和采集模块，一体化总线式控制和采集模块与计算机连接。
文档编号G09B19/16GK202443624SQ20112016939
公开日2012年9月19日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者周利 申请人:天津市维科车辆技术有限公司
技术领域：
本发明涉及一种地铁乘客车门系统的实训装置。本发明所属技术领域为城市轨道交通教育装备领域，可实现地铁乘客车门系统的多类型故障模拟，用于地铁乘客车门系统的教学实训和考核以及科学研究。
背景技术：
地铁在我国是ー个新兴行业，具有起步时间短、专业性强、技术复杂、国外设备的引进导致关键设备技术资料不系统等特点。地铁列车为人流密集的公众聚集场所，且处于地下的空间，形成封闭的环境，聚集密集的人员，通风和疏散都受到极大的限制，这是地铁十分突出的特点。一旦发生事故，伤亡损失往往非常惨重。因此故障检修和优秀的应急故障处理能力是地铁从业人员重要培训内容之一。在地铁车辆故障中，车门系统占有较大比例。根据国内外统计资料显示，车门系统的故障占地铁车辆故障的30%以上，是影响地铁运营的重要安全因素。有效的地铁乘客车门系统的实训装置对提高地铁处置突发事故手段和能力有着非常重要的意义。目前乘客车门系统的实训装备以实物或模型展示为主。存在的问题是实物价格昂贵，不能配备多套，不适合开展多人同时教学，同时目前的实物无法实现故障模拟；而模型只能展示外观，无法展示地铁车门内部结构和工作原理，无法开展实训教学。
发明内容为解决上述问题，本发明提供了一种地铁乘客车门系统的虚实协同实训装置，本发明包括内藏门、塞拉门、外挂门、外摆门等类型的所有地铁乘客车门系统。整个装置共六个部分乘客车门总成实验台、一体化总线式控制和采集模块、嵌入式手持故障模拟终端、手动故障设置装置、连接线及数据转换接ロ、主控计算机及模拟仿真和控制软件。通过计算机控制软件设置的实际故障包括EDCU故障、瞬间电器故障、短路、断路、接地、死锁、间歇性故障、器件损坏、信号干扰；可进行的实验研究车门夹紧カ实验、旁路门控线路研究、障碍物检测研究。本发明所采用的技术方案是把地铁乘客车门系统的电子门控单元(EDCU)、ー套门叶、障碍物探测装置、警示装置、支撑装置、车门导轨、制动组件、传动和驱动组件、解锁机构与车门旁路系统以及司机室DDU按照其在车辆上的连接方式连接，将这些实物部件按其、在车辆上的位置缩减比例安装于实验台架上，EDCU安装于台架的控制面板上，控制面板背板上有与线路连接的手动故障设置装置以及线路连接接插件接ロ，以上装置构成车门总成实验台。车门总成实验台通过线路连接接ロ连接一体化总线式控制和采集模块。一体化总线式控制和采集模块采用可独立插拔的模块式设计，每几个模块组成一組，通过数据连接线扩展到多组连接，可设置单一故障上百个。每个模块上有独立的状态指示灯，指示目前故障和采集状态，模块通过控制电路板上继电器、可控硅、数字电位器等元件实现各种故障的模拟和研究性实验。一体化总线式控制和采集模块上配置多种通信接ロ(CANBUS，TCP/IP，DB-25孔/RS485/RS422/TTL电平)，通信接ロ与计算机网ロ或安装于计算机上的数据转换卡连接，形成完整的通信链路，接ロ同时连接嵌入式手持終端。计算机通过模拟仿真和控制软件控制一体化总线式控制和采集模块动作，从而实现控制实验台的开关启停、模拟故障等，同时从实验台上采集的状态数据实时发送给计算机，计算机的自动调用其模拟仿真软件同步仿真其工作过程、工作原理、检修流程。在不连接硬件设备的情况下，模拟仿真软件也可単独作为教学资源使用。本发明的有益效果是(I)将安装在多个车厢和动车上的地铁乘客车门系统实物总成部件集中安装在一个实验台架上，可以了解地铁车辆乘客车门系统的全部组成结构、工作原理。(2)可以使用手动按扭、嵌入式終端、计算机通过网络远程控制三种方式控制实验台的开关启停和故障模拟。控制方式多祥，既可在实验台旁操作，也可通过网络远程操作，使用灵活。(3)本发明包括内藏门、塞拉门、外挂门、外摆门等类型的所有地铁乘客车门系统，适用范围广，可扩展性強。(4)本发明是一种虚实结合的全新地铁车辆乘客车门系统的协同实训装置，可实现计算机与实验台的双向通信，实现实验台真实状态、工作原理、检修流程的模拟仿真，真实的实现虚实结合的协同实训。(5)基于VR的模拟仿真软件在计算机上真实还原车门系统，与实物按照I : I比例实现三维机械结构展示、解剖结构、虚拟拆装、工作原理、故障诊断与检修、维修考核等功倉^:。(6)本发明的一体化总线式控制和采集模块采用可独立插拔的模块式设计，每几个模块组成ー组，通过数据连接线扩展到多组连接，可设置单一故障可达上百个，复合故障上千个。每个模块上有独立的状态指示灯，指示目前故障和采集状态，扩展性和配置性好。(7)本发明可模拟EDCU故障、瞬间电器故障、短路、断路、接地、死锁、间歇性故障、器件损坏、信号干扰等多种故障，并可根据用户需求模块化的増加故障内容。(8)本发明可进行研究性的实验车门夹紧カ实验、旁路门控线路研究、障碍物检测研究，既可用于维修实训教学，也可作为研究用。(9)本发明可实现计算机通过局域网远程控制，多台计算机可同时控制多个车门系统实验台，实验和教学不受场地限制。(10)软件和硬件联合既可实现理论教学，也可实现实物现场教学，软件展示与现场实物完全一致，通过软件在地铁车辆乘客车门系统实验台上设置的硬故障为真实故障，通过学生测试终端支持多人同时检測。(11)本发明通过教师服务器计算机可为不同实验台分配不同故障，考核模式下，学生使用检测终端和配套软件，同时进行检测和考核，实现理论、实操、考核过程的一体化教学。本装置可用于技能鉴定和技能考核比赛。自学模式可自测进行自学。
图I地铁乘客车门系统的实训装置结构示意图。图2 —体化总线式采集和控制装置结构示意图。、[0021]I电子门控单元(ED⑶)2制动装置3门页4支撑装置5车门导轨6解锁机构7障碍物探測装置及警示装置8传动和驱动组件9线缆10手动故障设置装置11实验台面板12通信及线路接ロ13司机室 DDU14主控计算机15模拟仿真控制和实训软件16乘客车门总成实验台17一体化总线式控制和采集模块18通信连接线19可控硅和继电器组成的故障设置模块20数据采集模块21嵌入式手持故障模拟终端
具体实施方式
本系统的设计以具有专业的电子电路知识，熟练掌握城市轨道交通装备特点和接线规律为前提出发，装置的连接如附图I所示，由门控单元(I)、门叶(3)、障碍物探測装置及警示装置(7)车门导轨(5)、制动装置(2)、传动和驱动组件(8)、解锁机构(6)与车门旁路系统及司机室DDU(13)按照其在车辆上的连接方式连接组成车门系统，由支撑装置(8)固定。车门系统通过线缆(9)、通信及线路接ロ(12)连接到乘客车门总成实验台(16)，通信及线路接ロ(12)通过内部连接装置分别串联手动故障设置装置(10)和一体化总线式控制和采集模块(17)，串联顺序为先连接一体化总线式控制和采集模块(17)，再串联到手动故障设置装置(10)。手动故障设置装置(10)通过连接线缆(9)连接到实验台面板(11)，实验台面板上摆放(13)司机室DDU。以上部件组成了乘客车门总成实验台(16)。乘客车门总成实验台(16)，通过通信及线路接ロ(12)和通信连接线(18)与主控计算机(14)和嵌入式手持故障模拟终端(21)连接，实现物理数据通信链路，计算机可通过此物理连接控制一体化总线式控制和采集模块(17)模拟各种故障，实现对实验台的远程控制。图2是一体化总线式采集和控制装置结构示意图。此装置与乘客车门总成实验台
(16)的连线方式采用ー进ー出的串联方式，线路类型有线缆(9)和通信连接线(18)两种，线缆直接连接乘客车门系统的线路，通信连接线(18)专门连接主控计算机(14)和嵌入式、手持故障模拟终端(21)用。其内部包括可控硅和继电器组成的故障设置模块(19)和数据采集模块(20)两部分，两部分均采用总线阵列结构，可根据需要自由配置，如单块故障板24个故障，如需要不少于48个故障，则配置两块故障板即可以。每个故障板的故障类型由板上的单片机芯片决定，故障类型可以包括EDCU故障、瞬间电器故障、短路、断路、接地、死锁、间歇性故障、器件损坏、信号干扰等多种故障。权利要求1.一种地铁乘客车门系统的实训装置，其特征在于把地铁乘客车门系统的组成部件按其在车辆上的位置缩减比例安装于实验台架上，EDCU安装于台架的控制面板上，控制面板背板上有与线路连接的手动故障设置装置以及线路连接接插件接口，以上装置构成车门总成实验台，车门总成实验台通过接口连接一体化总线式控制和采集模块，一体化总线式控制和采集模块与计算机连接。
2.根据权利要求I所述地铁乘客车门系统的实训装置，其特征在于一体化总线式控制和采集模块的控制电路板上有继电器、可控硅、数字电位器元件。
3.根据权利要求I所述地铁乘客车门系统的实训装置，其特征在于一体化总线式控制和采集模块采用可独立插拔的模块式设计，每几个模块组成一组，通过数据连接线扩展到多组连接。
4.根据权利要求I所述地铁乘客车门系统的实训装置，其特征在于计算机通过局域网远程控制车门系统实验台，多台计算机可同时控制多个车门系统实验台。
5.根据权利要求I所述地铁乘客车门系统的实训装置，其特征在于每个模块上有独立的状态指示灯。
专利摘要本实用新型涉及一种地铁乘客车门系统的实训装置，属城市轨道交通职业教育装备。可实现地铁乘客车门系统的多类型故障模拟和实训，其特征在于把地铁乘客车门系统的组成部件按其在车辆上的位置缩减比例安装于实验台架上，EDCU安装于台架的控制面板上，控制面板背板上有与线路连接的手动故障设置装置以及线路连接接插件接口，以上装置构成车门总成实验台，车门总成实验台通过接口连接一体化总线式控制和采集模块，一体化总线式控制和采集模块与计算机连接。
文档编号G09B19/16GK202443624SQ20112016939
公开日2012年9月19日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
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