本發明屬于機車制動器耐疲勞檢測技術領域，尤其涉及一種制動控制器疲勞試驗裝置和方法。

背景技術：

制動控制器安裝在機車司機室內，是制動及緩解指令的發出裝置。目前，常用的制動控制器是將自動制動控制器(大閘)與單獨制動控制器(小閘)集成在一起。大閘和小閘分別設有不同的手柄位以實現不同的功能，其中，大閘設有運轉位、初制動位、全制動位、抑制位、重聯位和緊急位；小閘設有運轉位、全制動位和單緩位(通過側壓單獨制動手柄可以單獨緩解機車閘缸，手柄側壓的角度約為7°)。由于在行車過程中，司機要不斷地動作制動控制器來操縱列車，因此要求制動控制器的機械及電氣元件具有較高的可靠性。

2016年2月，鐵路總公司頒布了TJ/JW100-2016《分布式網絡智能模塊機車空氣制動系統暫行技術規范》，其相比以前的標準，增加了制動控制器疲勞試驗相關內容，即使用壽命不應少于1×10⁶次，包括單獨制動手柄從運轉位到全制動位試驗。

然而，對于現有的機車制動控制器耐疲勞測試，尚無專門針對制動控制器的疲勞試驗臺，且多采用人力手動操作待測手柄進行往復運動的方式完成，以此導致對機車制動控制器耐疲勞性能的檢測效率低下。

技術實現要素：

本發明針對現有的機車制動控制器疲勞試驗由于需要人力操作手柄而效率低下的技術問題，提出一種能夠自動進行機車制動控制器疲勞試驗的制動控制器疲勞試驗裝置。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種制動控制器疲勞試驗裝置，用于測試單獨制動手柄在運轉位和全制動位間往復運動時機車制動控制器的使用壽命，包括轉軸與單獨制動手柄轉軸共線的第一轉動件，第一轉動件的轉軸上設置有可驅動第一轉動件往復轉動的第一驅動單元，第一驅動單元連接有可控制第一驅動單元轉動的控制單元，其中，第一轉動件與單獨制動手柄之間設置有用于使第一轉動件與單獨制動手柄同步轉動的第一同步件，第一同步件一端與第一轉動件固定連接，第一同步件另一端設置有可夾緊單獨制動手柄手柄桿的開口，第一同步件與手柄桿之間形成有可使單獨制動手柄運動至單獨制動控制器單緩位的間隙。

作為優選，第一轉動件為齒輪、滾輪、輥筒、凸輪或帶輪其中之一種。

作為優選，對應于單獨制動控制器運轉位設置有可與單獨制動手柄接觸的第一開關，第一開關連接有當單獨制動手柄轉動至運轉位處時計數一次的第一計數器。

作為優選，對應于單獨制動控制器全制動位設置有可與單獨制動手柄接觸的第二開關；控制單元連接有用于采集當單獨制動手柄處于運轉位或全制動位時制動控制器輸出信號的信號采集模塊，信號采集模塊一端與制動控制器連接，信號采集模塊另一端與控制單元連接，以傳遞制動控制器輸出信號至控制單元，第一開關和第二開關分別與控制單元連接，以開啟或關閉控制單元對制動控制器輸出信號的分析過程。

作為優選，對應于單獨制動控制器單緩位設置有可轉動的第二轉動件，對應于第二轉動件設置有可驅動第二轉動件轉動的第二驅動單元，第二轉動件與單獨制動手柄之間設置有可牽引單獨制動手柄至單獨制動控制器單緩位的牽引繩，牽引繩一端固定于單獨制動手柄，牽引繩另一端固定連接于第二轉動件的偏心位置處。

作為優選，對應于單獨制動控制器單緩位設置有可與單獨制動手柄接觸的第三開關，第三開關連接有當單獨制動手柄轉動至單緩位時計數一次的第二計數器。

作為優選，第二轉動件為滾輪、輥筒或凸輪其中之一種。

作為優選，控制單元連接有可采集當單獨制動手柄處于單緩位時制動控制器輸出信號的信號采集模塊，信號采集模塊一端與制動控制器連接，信號采集模塊另一端與控制單元連接，以傳遞制動控制器的輸出信號至控制單元，第三開關與控制單元連接，以開啟或關閉控制單元對制動控制器輸出信號的分析過程。

作為優選，單獨制動控制器全制動位處設置有可與單獨制動手柄接觸的第二開關，信號采集模塊可采集當單獨制動手柄處于運轉位或全制動位時制動控制器輸出的信號，第一開關和第二開關分別與控制單元連接，以開啟或關閉控制單元對制動控制器輸出信號的分析過程。

一種制動控制器疲勞試驗裝置，用于測試自動制動手柄在運轉位和全制動位間往復運動時機車制動控制器的使用壽命，包括轉軸與自動制動手柄轉軸共線的第三轉動件，第三轉動件的轉軸上設置有可驅動第三轉動件往復轉動的第三驅動單元，第三驅動單元連接有可控制第三驅動單元轉動的控制單元，其中，第三轉動件與自動制動手柄之間設置有用于實現第三轉動件與自動制動手柄同步轉動的第二同步件，第二同步件兩端分別與第三轉動件和自動制動手柄固定連接。

與現有技術相比，本發明的優點和積極效果在于：

1、本發明通過設置第一轉動件、第一驅動單元和第一同步件，實現了第一轉動件與單獨制動手柄的同步轉動，從而在機車制動控制器疲勞試驗過程中代替了人力的手動操作，進而提高了對機車制動控制器耐疲勞的檢測效率。

2、本發明通過設置第二轉動件、第二驅動單元和牽引繩，實現了自動對單獨制動手柄從正常位向單緩位的操作過程，從而一方面在機車制動控制器疲勞試驗過程中代替了人力的手動操作，進而提高了對機車制動控制器耐疲勞的檢測效率；另一方面，使得對機車制動控制器的疲勞試驗更加全面。

附圖說明

圖1為本發明制動控制器疲勞試驗裝置的主視圖；

圖2為本發明制動控制器疲勞試驗裝置的后視圖；

圖3為本發明制動控制器疲勞試驗裝置的俯視圖；

圖4為本發明制動控制器疲勞試驗裝置的整體結構示意圖；

以上各圖中：1、第一驅動單元；2、第一轉動件；3、第一同步件；4、控制單元；5、第二驅動單元；6、牽引繩；7、第一開關；8、第一計數器；9、第二開關；10、信號采集模塊；11、第二轉動件；12、第三開關；13、第二計數器；14、過渡齒輪；15、第三驅動單元；16、第三轉動件；17、第二同步件；18、第四開關；19、第三計數器；20、第五開關；21、單獨制動手柄；22、自動制動手柄；23、制動控制器。

具體實施方式

下面，通過示例性的實施方式對本發明進行具體描述。然而應當理解，在沒有進一步敘述的情況下，一個實施方式中的元件、結構和特征也可以有益地結合到其他實施方式中。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“內”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置關系為基于附圖1所示的位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

參見圖1、圖3和圖4，圖1為本發明制動控制器疲勞試驗裝置的主視圖，圖3為本發明制動控制器疲勞試驗裝置的俯視圖，圖4為本發明制動控制器疲勞試驗裝置的整體結構示意圖。如圖1和圖4所示，一種制動控制器疲勞試驗裝置，用于測試單獨制動手柄21在運轉位(如圖3所示的a位置處)和全制動位(如圖3所示的b位置處)間往復運動時機車制動控制器23的使用壽命，包括轉軸與單獨制動手柄21轉軸共線的第一轉動件2，第一轉動件2的轉軸上設置有可驅動第一轉動件2往復轉動的第一驅動單元1，第一驅動單元1連接有可控制第一驅動單元1轉動的控制單元4，其中，第一轉動件2與單獨制動手柄21之間設置有用于使第一轉動件2與單獨制動手柄21同步轉動的第一同步件3，第一同步件3一端與第一轉動件2固定連接，第一同步件3另一端設置有可夾緊單獨制動手柄21手柄桿的開口(可以為如圖4所示的閉環開口，也可以為左端開口的開環開口)，第一同步件3與手柄桿之間形成有可使單獨制動手柄21運動至單獨制動控制器單緩位(如圖3所示的c位置處，通過側壓單獨制動手柄21可以單獨緩解機車閘缸，手柄側壓的角度約為7°)的間隙。

本發明通過設置第一轉動件2、第一驅動單元1和第一同步件3，實現了第一轉動件2與單獨制動手柄21的同步轉動，從而在機車制動控制器疲勞試驗過程中代替了人力的手動操作，進而提高了對機車制動控制器耐疲勞性能的檢測效率。

針對上述第一轉動件2的結構，以及與第一驅動單元1的連接關系，具體為：如圖1和圖4所示，第一轉動件2為齒輪，第一轉動件2下方嚙合有過渡齒輪14，第一驅動單元1動力輸出端連接于過渡齒輪14的轉動中心，即第一驅動單元1的動力通過過渡齒輪14傳遞給第一轉動件2，以帶動第一轉動件2轉動。本發明增加過渡齒輪14，使得第一驅動單元1的動力通過齒輪嚙合傳動，提高了第一驅動單元1對第一轉動件2轉動控制的精確性，進而提高了單獨制動手柄21運動的定位精度。

另外，第一轉動件2還可以為帶輪(如同步帶輪)，帶輪數量為兩個并豎直排布，兩個帶輪通過同步帶連接，第一驅動單元1的動力輸出端連接于位于下方的帶輪，即通過同步帶傳動的方式，將第一驅動單元1的動力輸出傳遞給第一轉動件2，以帶動第一轉動件2轉動。本發明采用同步帶傳動的方式，降低了制動控制器疲勞試驗裝置的維護成本。

另外，第一驅動單元1的動力輸出端還可以直接連接于第一轉動件2的轉動中心，即第一驅動單元1的動力輸出可直接傳遞至第一轉動件2，以帶動第一轉動件2的轉動，此時，第一轉動件2可以為滾輪、輥筒和凸輪。該種方式，進一步降低了制動控制器疲勞試驗裝置的維護成本。

優選的，第一同步件3可以為桿件或板件其中之一種，或者二者的結合，其與第一轉動件2的固定連接方式，可以為直接固定在第一轉動件2上，也可以為如圖4所示的通過與固定在第一轉動件2上的同步轉輪固定連接，間接地與第一轉動件2固定。

另外，第一驅動單元1可以為伺服電機、步進電機或者液壓馬達其中之一種。

另外，控制單元4可以為PLC或單片機其中之一種。

進一步，如圖3所示，對應于單獨制動控制器運轉位設置有可與單獨制動手柄21接觸的第一開關7，第一開關7連接有當單獨制動手柄21轉動至運轉位處時計數一次的第一計數器8。本發明通過設置第一開關7和第一計數器8，使得制動控制器疲勞試驗裝置實現對單獨制動手柄21運動周期(一個周期為：單獨制動控制器運轉位-單獨制動控制器全制動位-單獨制動控制器運轉位)的自動計數，進一步提高了對機車制動控制器耐疲勞性能的檢測效率。

進一步參見圖2，圖2為本發明制動控制器疲勞試驗裝置的后視圖。如圖2和圖3所示，對應于單獨制動控制器全制動位設置有可與單獨制動手柄21接觸的第二開關9；控制單元4連接有用于采集當單獨制動手柄21處于運轉位或全制動位時制動控制器輸出信號的信號采集模塊10，信號采集模塊10一端與制動控制器23連接，信號采集模塊10另一端與控制單元4連接，以傳遞制動控制器23輸出信號至控制單元4，第一開關7和第二開關9分別與控制單元4連接，以開啟或關閉控制單元4對制動控制器23輸出信號的分析過程(分析過程為判斷制動控制器23輸出信號值與正常信號值是否匹配，若匹配，則控制單元4指示第一驅動單元1繼續運行；若不匹配，則控制單元4指示第一驅動單元1停止運行)。

本發明通過設置第一開關7、第二開關9和信號采集模塊10，從而一方面使得技術人員可以在單獨制動手柄21往復運動過程中對制動控制器23的工作狀態進行實時監控；另一方面，當控制單元4檢測到制動控制器23發生故障時，可及時停止第一驅動單元1的運行，進而提高了對機車制動控制器耐疲勞性能的檢測效率。

如圖2和圖3所示，對應于單獨制動控制器單緩位設置有可轉動的第二轉動件11，對應于第二轉動件11設置有可驅動第二轉動件11轉動的第二驅動單元5，第二轉動件11與單獨制動手柄21之間設置有可牽引單獨制動手柄21至單獨制動控制器單緩位的牽引繩6，牽引繩6一端固定于單獨制動手柄21，牽引繩6另一端固定連接于第二轉動件11的偏心位置處。

需要說明的是，關于鐵路總公司頒布的TJ/JW100-2016《分布式網絡智能模塊機車空氣制動系統暫行技術規范》記載的制動控制器疲勞試驗相關內容，還包括單緩試驗，即單獨制動手柄21從正常位(側壓前單獨制動手柄的位置)到單緩位試驗，其中，單獨制動控制器的使用壽命不應少于2×10⁵次。

基于上述，本發明通過設置第二轉動件11、第二驅動單元5和牽引繩6，實現了自動對單獨制動手柄從正常位向單緩位的操作過程，從而一方面在機車制動控制器疲勞試驗過程中代替了人力的手動操作，進而提高了對機車制動控制器耐疲勞的檢測效率；另一方面，使得對機車制動控制器的疲勞試驗更加全面。

針對上述第二轉動件11的結構，以及與牽引繩6的連接方式，具體為：如圖3所示，第二轉動件11為偏心輪(如凸輪)，其包括轉輪，以及位于偏心輪轉動平面并遠離轉動中心的偏心端(即圖3中所示的凸起結構)，牽引繩6與偏心端固定連接。本發明上述設計的優點在于，可以使得第二轉動件11始終沿一個方向轉動即可使單獨制動手柄21從正常位到單緩位間往復運動。

另外，第二轉動件11還可以為滾輪或輥筒其中之一種。

另外，牽引繩6還可以固定連接于第二轉動件11的轉動側面，即牽引繩6可纏繞在第二轉動件11上，此時，需要第二轉動件11往復轉動，以實現單獨制動手柄21從正常位到單緩位間往復運動。

優選的，第二驅動單元5可以為伺服電機、步進電機或液壓馬達，第二驅動單元5的動力輸出端連接于第二轉動件11的轉動中心。

如圖3所示，對應于單獨制動控制器單緩位設置有可與單獨制動手柄接觸的第三開關12，第三開關12連接有當單獨制動手柄21轉動至單緩位時計數一次的第二計數器13。本發明通過設置第三開關12和第二計數器13，使得制動控制器疲勞試驗裝置實現對單獨制動手柄21運動周期(一個周期為：正常位-單緩位-正常位)的自動計數，進一步提高了對機車制動控制器耐疲勞性能的檢測效率。

進一步，信號采集模塊10還可以采集當單獨制動手柄21處于單緩位時制動控制器23的輸出信號，第三開關12與控制單元4連接，以開啟或關閉控制單元4對制動控制器輸出信號的分析過程(分析過程為判斷制動控制器23輸出信號值與正常信號值是否匹配，若匹配，則控制單元4指示第二驅動單元5繼續運行；若不匹配，則控制單元4指示第二驅動單元5停止運行)。

本發明通過設置第三開關12和信號采集模塊10，從而一方面使得技術人員可以在單獨制動手柄21往復運動過程中對制動控制器23的工作狀態進行實時監控；另一方面，當控制單元4檢測到制動控制器23發生故障時，可及時停止第二驅動單元5的運行，進而提高了對機車制動控制器耐疲勞性能的檢測效率。

進一步，如圖1、圖2和圖4所示，為了測試自動制動手柄21在運轉位(如圖3所示的d位置處)和全制動位(如圖3所示的e位置處)間往復運動的情況下機車制動控制器的使用壽命，本發明制動控制器疲勞試驗裝置還包括第三轉動件16，可驅動第三轉動件16往復轉動的第三驅動單元15，以及用于實現第三轉動件16與自動制動手柄22同步轉動的第二同步件17，第三轉動件16與自動制動手柄22轉軸同心，第二同步件17兩端分別與第三轉動件16和自動制動手柄22固定連接，控制單元4連接第三驅動單元15，以控制第三驅動單元15動力輸出端作往復轉動。

需要說明的是，關于鐵路總公司頒布的TJ/JW100-2016《分布式網絡智能模塊機車空氣制動系統暫行技術規范》記載的制動控制器疲勞試驗相關內容，還包括自動制動手柄22從其運轉位到全制動位試驗，并要求使用壽命不應少于1×10⁶次。

基于上述，本發明通過設置第三轉動件16、第三驅動單元15和第二同步件17，實現了自動對自動制動手柄22從其正常位向單緩位的操作過程，從而一方面在機車制動控制器疲勞試驗過程中代替了人力的手動操作，進而提高了對機車制動控制器耐疲勞的檢測效率；另一方面，使得對機車制動控制器的疲勞試驗更加全面。

需要說明的是，對于第三轉動件16和第三驅動單元15的結構形式分別與第一轉動件2和第一驅動單元1的結構形式相同，對應的，第三轉動件16和第三驅動單元15之間連接關系的選擇與第一轉動件2和第一驅動單元1之間連接關系的選擇相同。因此，對于第三轉動件16和第三驅動單元15的結構形式，以及第三轉動件16和第三驅動單元15之間連接關系的選擇，參見上文對第一轉動件2和第一驅動單元1的結構形式，以及第一轉動件2和第一驅動單元1之間連接關系的選擇相關內容，在此不再敘述。第二同步件17的結構形式與第一同步件3的結構形式不同之處在于，第二同步件17與自動制動手柄22固定連接的一端可以無需開口并夾緊自動制動手柄22的手柄桿，比如第二同步件17可以焊接在自動制動手柄22上。

進一步，如圖3所示，自動制動控制器運轉位設置有可與自動制動手柄22接觸的第四開關18，第四開關18連接有當自動制動手柄22轉動至運轉位處時計數一次的第三計數器19。本發明通過設置第四開關18和第三計數器19，使得制動控制器疲勞試驗裝置實現對自動制動手柄22運動周期(一個周期為：自動制動控制器運轉位-自動制動控制器全制動位-自動制動控制器運轉位)的自動計數，進一步提高了對機車制動控制器耐疲勞性能的檢測效率。

如圖2和圖3所示，自動制動控制器全制動位設置有可與自動制動手柄22接觸的第五開關20，信號采集模塊10還可以采集當自動制動手柄22處于運轉位或全制動位時制動控制器23的輸出信號，第四開關18和第五開關20分別與控制單元4連接，以開啟或關閉控制單元4對制動控制器23輸出信號的分析過程(分析過程為判斷制動控制器23輸出信號值與正常信號值是否匹配，若匹配，則控制單元4指示第三驅動單元15繼續運行；若不匹配，則控制單元4指示第三驅動單元15停止運行)。

本發明通過設置第四開關18、第五開關20和信號采集模塊10，從而一方面使得技術人員可以在自動制動手柄22往復運動過程中對制動控制器23的工作狀態進行實時監控；另一方面，當控制單元4檢測到制動控制器23發生故障時，可及時停止第三驅動單元15的運行，進而提高了對機車制動控制器耐疲勞性能的檢測效率。

另外，控制單元4還可以連接報警裝置，從而在當控制單元4檢測到制動控制器23發生故障(即判斷制動控制器23輸出信號值與正常信號值不匹配)時，報警裝置發出報警信號，以提醒技術人員注意。其中，上述報警裝置可以為警示燈或蜂鳴器其中之一種，或警示燈和蜂鳴器的組合。

為了便于理解本發明的結構和位置關系，如圖1-圖4所示，本發明的工作過程如下：

當需要進行單獨制動手柄從運轉位到全制動位試驗時，控制單元4控制第一驅動單元1轉動，并通過第一轉動件2和第一同步件3的帶動，使單獨制動手柄21從運轉位轉動至全制動位；單獨制動手柄21觸發第二開關9，信號采集模塊10采集制動控制器23發出的輸出信號并將該輸出信號傳遞給控制單元4；控制單元4判斷制動控制器23輸出信號值與正常信號值是否匹配，若不匹配，則控制單元4指示第一驅動單元1停止運行，報警裝置發出報警指示；若匹配，則控制單元4指示第一驅動單元1反轉，并帶動單獨制動手柄21從全制動位轉動至運轉位，此時，單獨制動手柄21觸發第一開關7，第一計數器8計數一次，同時，信號采集模塊10采集制動控制器23發出的輸出信號并將該輸出信號傳遞給控制單元4，以此完成一個循環周期。

當需要進行單緩試驗時，控制單元4控制第二驅動單元5轉動，并通過第二轉動件11和牽引繩6的帶動，使單獨制動手柄21從正常位轉動至單緩位；單獨制動手柄21觸發第三開關12，第二計數器13計數一次，同時，信號采集模塊10采集制動控制器23發出的輸出信號并將該輸出信號傳遞給控制單元4；控制單元4判斷制動控制器23輸出信號值與正常信號值是否匹配，若不匹配，則控制單元4指示第二驅動單元5停止運行，報警裝置發出報警指示；若匹配，則控制單元4指示第二驅動單元5繼續運轉，以此完成一個循環周期。

當需要進行自動制動手柄從其運轉位到全制動位的試驗時，控制單元4控制第三驅動單元15轉動，并通過第三轉動件16和第二同步件17的帶動，使自動制動手柄22從運轉位轉動至全制動位；自動制動手柄22觸發第五開關20，信號采集模塊10采集制動控制器23發出的輸出信號并將該輸出信號傳遞給控制單元4；控制單元4判斷制動控制器23輸出信號值與正常信號值是否匹配，若不匹配，則控制單元4指示第三驅動單元15停止運行，報警裝置發出報警指示；若匹配，則控制單元4指示第三驅動單元15反轉，并帶動自動制動手柄22從全制動位轉動至運轉位，此時，自動制動手柄22觸發第四開關18，第三計數器19計數一次，同時，信號采集模塊10采集制動控制器23發出的輸出信號并將該輸出信號傳遞給控制單元4，以此完成一個循環周期。

本發明還提供了一種權利要求10的技術方案：

與上述技術方案不同的是，權利要求10的技術方案僅涉及用于測試自動制動手柄21在運轉位(如圖3所示的d位置處)和全制動位(如圖3所示的e位置處)間往復運動的情況下機車制動控制器的使用壽命的制動控制器疲勞試驗裝置，即：

一種制動控制器疲勞試驗裝置，用于測試自動制動手柄21在運轉位(如圖3所示的d位置處)和全制動位(如圖3所示的e位置處)間往復運動時機車制動控制器23的使用壽命，包括轉軸與自動制動手柄轉軸共線的第三轉動件16，第三轉動件16的轉軸上設置有可驅動第三轉動件16往復轉動的第三驅動單元15，第三驅動單元15連接有可控制第三驅動單元15轉動的控制單元4，其中，第三轉動件16與自動制動手柄之間設置有用于實現第三轉動件16與自動制動手柄同步轉動的第二同步件17，第二同步件17兩端分別與第三轉動件16和自動制動手柄固定連接。

進一步，如圖3所示，對應于自動制動控制器運轉位設置有可與自動制動手柄22接觸的第四開關18，第四開關18連接有當自動制動手柄22轉動至運轉位處時計數一次的第三計數器19。

如圖2和圖3所示，對應于自動制動控制器全制動位設置有可與自動制動手柄22接觸的第五開關20；控制單元4連接有用于采集當自動制動手柄22處于運轉位或全制動位時制動控制器輸出信號的信號采集模塊10，信號采集模塊10一端與制動控制器23連接，信號采集模塊10另一端與控制單元4連接，以傳遞制動控制器23輸出信號至控制單元4，第四開關18和第五開關20分別與控制單元4連接，以開啟或關閉控制單元4對制動控制器23輸出信號的分析過程(分析過程為判斷制動控制器23輸出信號值與正常信號值是否匹配，若匹配，則控制單元4指示第三驅動單元15繼續運行；若不匹配，則控制單元4指示第三驅動單元15停止運行)。