电机车及其安全提醒装置的制作方法

1.本发明涉及轨道运输设备技术领域，尤其涉及一种电机车及其安全提醒装置。


背景技术：

2.电机车是轨道车辆运输的一种牵引设备，利用牵引电机驱动车轮转动，借助车轮与轨面间的摩擦力，使机车在轨道上运行。
3.现如今，电机车安全问题受到了国内外社会的持续关注与高度重视，尤其对于工程施工来说，电机车的驾驶安全问题至关重要。司机在驾驶车辆前进或后退行驶时，需全神贯注地驾驶车辆，离开车辆时，需拉起手刹来制动车辆，防止车辆溜车，以防引起安全事故或造成生产损失。
4.然而，在司机长时间驾驶后或某些突发情况下，会发生司机离座而车辆未制动的情况，存在安全隐患。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种安全提醒装置，以即时提醒司机离座制动，防止车辆溜车，保证人员车辆安全。
6.本发明提供一种安全提醒装置，其包括压力开关和报警器；压力开关和报警器串联并电连接至外接电源，压力开关设置在车辆的司机座椅内；其中，压力开关根据检测到的司机座椅的压力改变其通断状态，并控制报警器的工作状态。
7.本发明提供的安全提醒装置，通过在司机座椅内设置压力开关，压力开关与外接电源电连接，来自司机座椅的压力作用于压力开关，通过压力开关检测司机座椅对其产生的压力，判断司机是否离座。当检测到的压力大于预设值时代表司机坐在司机座椅上，此时，压力开关断开；当检测到的压力小于预设值时代表司机离座，此时，压力开关闭合，电路接通，通过设置与压力开关串联的报警器，可在电路接通后实现报警功能。从而，实现司机离座报警，即时提醒司机制动，防止溜车，保证人员车辆安全。
8.在一种实现方式中，当检测到的司机座椅的压力大于预设值时，压力开关断开；当检测到的司机座椅的压力小于预设值时，压力开关闭合，报警器报警。
9.在一种实现方式中，预设值为5kg-20kg，可保证司机离座和入座后，压力开关能够准确控制电路的通断。
10.在一种实现方式中，压力开关设置在司机座椅的座板内，且压力开关靠近座板的座面。通过将压力开关设置在座板内，来自座面的压力直接作用于压力开关，保证压力开关测量的准确性，且座板既能对压力开关形成保护，压力开关又不影响座板外的空间的布局使用；并且通过使压力开关靠近座面设置，压力开关与产生压力的部位更近，可提升压力开关的精准度。
11.在一种实现方式中，外接电源为车辆的控制系统电源。可在启动车辆的同时接通电源，车辆在启动后安全提醒装置即可进入工作状态，可保障安全提醒装置的可靠性。
12.在一种实现方式中，报警器包括蜂鸣器，蜂鸣器设置在车辆的操作台上。
13.在一种实现方式中，报警器还包括提示灯，提示灯与蜂鸣器并联，且提示灯设置在车辆的操作台上。
14.在一种实现方式中，还包括控制开关，控制开关与压力开关串联，且控制开关与车辆的手刹联动，手刹制动时控制开关断开。当司机离座且未制动时装置才会通电发出报警。
15.在一种实现方式中，电源、压力开关、控制开关以及报警器间的连接电线隐藏在车辆的司机座椅内和车辆的车身内。防止连接电线裸露损坏，且保证了车内的整洁美观。
16.本发明提供一种电机车，其包括司机室，司机室内设置有操作台、司机座椅及前述任一项的安全提醒装置。
17.本发明提供的电机车，通过增设安全提醒装置，在司机座椅内设置压力开关，压力开关与外接电源电连接，来自司机座椅的压力作用于压力开关，通过压力开关检测司机座椅对其产生的压力，判断司机是否离座。当检测到的压力大于预设值时代表司机坐在司机座椅上，此时，压力开关断开；当检测到的压力小于预设值时代表司机离座，此时，压力开关闭合，电路接通，通过设置与压力开关串联的报警器，可在电路接通后实现报警功能。从而，实现司机离座报警，即时提醒司机制动，防止溜车，保证人员车辆安全。
18.在一种实现方式中，司机室为敞开式司机室。敞开式司机室可拓宽司机视野，保证车内空气流通，防止环境过于闷热，提高了行车的舒适度；且发生意外时，也方便司机跳车逃生。但敞开式司机室由于没有车门，无法设置安装开门制动装置，本发明通过在敞开式司机室内设置安全提醒装置，可实现司机离座报警，即时提醒司机制动，防止溜车，保证人员车辆安全。
19.本发明提供的电机车及其安全提醒装置，其附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.通过参照附图的以下详细描述，本发明实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本发明的多个实施例进行说明，其中：
21.图1为本发明实施例一提供的安全提醒装置的电气示意图；
22.图2为本发明实施例一提供的司机座椅的示意图；
23.图3为本发明实施例二提供的安全提醒装置的电气示意图；
24.图4为本发明实施例三提供的带有敞开式司机室的电机车的侧视图；
25.图5为本发明实施例三提供的带有敞开式司机室的电机车的正视图。
26.附图标记：
27.100-外接电源；
28.200-压力开关；
29.300-报警器；310-蜂鸣器；320-提示灯；
30.400-控制开关；
31.500-司机室；510-操作台；520-司机座椅；530-顶盖；540-框架。
具体实施方式
32.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一些实施例”、“示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明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表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
36.随着社会的发展，电机车驾驶的安全问题受到了国内外社会的持续关注与高度重视，安全问题对于工程施工来说至关重要。
37.以矿用电机车为例，随着城市化进程的加速及道路交通的更加完善，城市人口急剧增加，交通压力增大，发展地下交通势在必行，大量的城市开始兴建地铁，大量的盾构隧道需要矿用电机车水平运输设备来配套，因此，矿用电机车的安全性和舒适性对于施工人员来说是重要的诉求。
38.传统的矿用电机车的司机室为封闭式，为了保证电机车的安全性，在车门处设有开门制动装置，当司机离车时，打开车门后，车辆便会自动制动，避免司机离车忘记制动。
39.为了提高电机车的舒适性，四周通风的敞开式司机室开始运用到了电机车上。但是，由于敞开式司机室没有车门，无法实现开门制动。目前，有些电机车设有防疲劳报警，防疲劳报警器检测到司机长时间未操作时，会发出报警提醒，有些还会控制电机车自动制动。然而，防疲劳报警器根据司机未操作车辆的时长进行提醒或制动，其具有延时性，无法确定司机室内的实时状态，仍旧存在安全隐患。
40.针对上述问题，本实施例提供一种安全提醒装置，通过在司机座椅上设置压力开关，并将压力开关与外接电源电连接，通过压力开关检测司机座椅上的压力大小，从而判断司机是否离座，再将压力开关与报警器连接，即可实现离座即提醒的即时提醒功能。
41.下面结合具体实施例对本发明提供的安全提醒装置进行详细说明。
42.实施例一
43.图1为本发明实施例一提供的安全提醒装置的电气示意图。如图1所示，本发明实施例提供一种安全提醒装置，其包括压力开关200和报警器300。压力开关200和报警器300
串联并电连接至外接电源100，压力开关200设置在车辆的司机座椅内；其中，压力开关200根据检测到的司机座椅的压力改变其通断状态，并控制报警器300的工作状态。
44.本实施例提供的安全提醒装置，通过在司机座椅内设置压力开关200，压力开关200和外接电源100电连接，通过压力开关200检测到的压力大小判断司机是否离座，压力开关200可通过检测到的压力大小改变其通断状态，从而控制安全提醒装置的电路通断状态。并且，压力开关200与报警器300连接，从而实现司机离座报警，即时提醒司机制动，防止溜车，保证了人员车辆安全。
45.具体地，可将压力开关200设置为常闭开关，当检测到的司机座椅的压力大于预设值时，压力开关200断开；当检测到的司机座椅的压力小于预设值时，压力开关200闭合，报警器300报警。
46.当压力开关检测到的压力高于额定的压力时，常闭式压力开关200感应器内的碟片瞬时发生移动，通过连接导杆推动开关接头断开，当压力降至额定的恢复值时，碟片瞬时复位，开关自动复位。简单说来就是，当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端产生位移，直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态，达到控制电路的目的。压力开关200常用的弹性元件有单圈弹簧管、膜片、膜盒及波纹管等。
47.其中，可以将压力开关200的预设值设置为5kg-20kg，以10kg为例，即当压力开关200检测到的压力值大于10kg时，装置判定此时司机在座椅上，压力开关200断开，报警器不工作；当压力开关200检测到的压力值小于10kg时，装置判定此时司机已离座，压力开关200闭合，报警器300工作报警，提醒司机制动。
48.示例性的，由于成年人的重量通常大于20kg，因此，可以将压力开关200的预设值设置为20kg，可保证司机坐下和离开时能够触发开关。或者，压力开关200的预设值也可以设置为5kg，可确保装置需要一定的外力才会触发，避免装置过于敏感，发生错误判断。例如，本实施例中的预设值设置可以为10kg，或者，预设值也可以为8kg、12kg、14kg、16kg等。
49.在另一些实施例中，预设值也可以设置为25kg、30kg等数值，可以理解的是，预设值应当小于成年人的正常体重。
50.另外，压力开关200可以是机械式的。机械式压力开关200通过纯机械形变控制微动开关动作。当压力增加时，压力作用在不同的传感压力元器件(膜片、波纹管、活塞等)上，并使之产生形变、向下移动，通过弹簧等机械结构，最终启动微动开关，使电信号输出。机械式压力开关200价格便宜，无需额外供电，成本低。
51.在另一些示例中，压力开关200也可以是电子式的。电子式压力开关200通过高精度仪表放大器放大压力信号，微控制单元采集并处理数据，继电器信号输出，上下限控制点可以自由设定，内置精密传感器进行补偿。电子式压力开关200抗震动，精度高。
52.图2为实施例一提供的司机座椅的示意图。如图2所示，司机座椅520包括座板和支撑腿。压力开关200可以设置在司机座椅520的座板内，通过将压力开关200限制在座板内，或直接将压力开关200固定在座板内，避免其承受压力时产生位移过大而影响压力感应的准确性，并且，将压力开关200设置在座板内还可以避免对车内其他装置的布局造成影响，以及保护压力开关200避免其暴露在外受到损伤。
53.进一步地，压力开关200可以靠近座板的座面设置，使压力开关200更加靠近压力源，从而提高压力感应在精确度。另外，为了提高舒适性，可以在司机座椅520的座面设置海
绵垫，压力开关200可以设置在海绵垫的下方。
54.本实施例提供的安全提醒装置，其外接电源100为车辆的控制系统电源，以车辆的控制系统电源为dc24v电源为例，安全提醒装置的一端外接控制系统dc24v电源正极，另一端外接控制系统dc24v电源负极。当车辆启动后，控制系统电源接通，此时司机坐在司机座椅上，压力开关200断开，报警器300不工作，司机离座后，压力开关200闭合，报警器300工作；当司机作业结束后，车辆熄火，控制电源断开，司机离座不报警。
55.若外接其他电源，如安全提醒装置通过插线板连接到控制系统电源，司机除启动车辆外，还需记得额外再启动安全提醒装置；若外接电源100为车辆的控制系统电源，司机在开启关闭车辆的同时可以控制安全提醒装置的开闭，无需额外动作，避免司机遗忘开启安全提醒装置的外接电源100，可保障装置提醒的可靠性。
56.示例性的，报警器300可以为蜂鸣器310，司机离座压力开关闭合，安全提醒装置的电路接通后，蜂鸣器310发出声音，通过声音提醒司机离车制动。蜂鸣器310设置在车辆的操作台上，操作台位于司机正前方触手可及，蜂鸣器310离司机座椅较近，声音传播损耗小，可确保司机清楚地听到报警。并且，还可以避免将蜂鸣器310设置在司机室的地板上，以免对司机行走造成阻碍，避免司机或其他人员行走时碰撞到蜂鸣器310，保护蜂鸣器310不被损坏。
57.在另一些实施例中，报警器300还可以为提示灯320，与蜂鸣器310类似的，司机离座压力开关200闭合，安全提醒装置的电路接通后，提示灯320开启，通过灯光提醒司机离车制动。操作台位于司机正前方，提示灯320设置在车辆的操作台上，司机无需向左或向右转动即可看到提示灯，可确保司机能够看到报警。
58.示例性的，提示灯320可以为闪光灯，使灯光提醒更为明显。
59.或者，同时设置提示灯320与蜂鸣器310作为报警器300，提示灯320与蜂鸣器310并联，两者可以一起设置在操作台或司机座椅等其他地方。或者，两者也可以分开设置，例如可以将蜂鸣器310设置在操作台上，提示灯320设置在车外，蜂鸣器310作为离座后的提醒，闪光灯作为离车后的提醒。
60.实施时，连接压力开关200、报警器300以及外接电源100的连接电线可以隐藏设置在司机座椅内和车辆的车身内，如司机座椅的支撑腿内和车辆的地板下。这样不仅可以保证车内的整洁美观，还可以防止电线磨损裸露，车内人员被电线绊倒，对装置的寿命及使用的安全均有保障。
61.另外，本装置也可以采用无线连接，同样能够保证车内整洁美观，防止线路损坏。
62.实施例二
63.本实施例提供一种安全提醒装置。图3为本发明实施例二提供的安全提醒装置的电气示意图。如图3所示，与实施例一不同的是，本实施例提供的安全提醒装置中，还包括控制开关400，即本实施例提供的安全提醒装置，包括压力开关200、控制开关400和报警器300。其中，压力开关200和报警器300串联并电连接至外接电源100，压力开关200设置在车辆的司机座椅内，压力开关200根据检测到的司机座椅的压力改变其通断状态；控制开关400与压力开关200串联，并与手刹联动，当手刹拉起制动时控制开关400断开，当手刹放下时控制开关400闭合。压力开关200与控制开关400同时控制报警器300的工作状态。
64.外接电源100可以为车辆的控制系统电源，一端外接控制系统dc24v电源正极，另
一端外接控制系统dc24v电源负极，可避免司机忘记开启安全提醒装置电源。当车辆启动后，控制系统电源接通，车辆熄火后，控制电源断开。此时，报警器300工作的条件为车辆启动、司机离开座椅且车辆未制动；若司机未离开座椅或车辆已制动，报警器300均不工作。控制开关400与手刹联动，可直接通过机械动作操控开关的开闭，无需另设监控系统，监控车辆制动状态，结构简单，成本低廉。当然，控制开关400也可以与其他制动部件联动，能够实现未制动时控制开关400闭合即可。
65.在另一些示例中，本装置还可以增设一个延时装置，当检测到司机离座且未制动一段时间后，例如，离座且未制动5-10s后，实现自动制动，具体可接入电气制动控制系统，作为防疲劳报警的补充，如疲劳报警失灵，本装置还可以起到自动制动的效果，防止造成安全事故。
66.实施时，连接压力开关200、控制开关400、报警器300以及外接电源100的连接电线可以隐藏设置在司机座椅内和车辆的车身内，如司机座椅的支撑腿内和车辆的地板下。这样不仅可以保证车内的整洁美观，还可以防止电线磨损裸露，车内人员被电线绊倒，对装置的寿命及使用的安全均有保障。
67.另外，本装置也可以采用无线连接，同样能够保证车内整洁美观，防止线路损坏。
68.实施例三
69.图4为本发明实施例三提供的带有敞开式司机室500的电机车的侧视图；
70.图5为本发明实施例三提供的带有敞开式司机室500的电机车的正视图。
71.如图4和图5所示，本实施例提供一种电机车，其包括司机室500，司机室500内设置有操作台510、司机座椅520和安全提醒装置。在实际应用中，该司机室500可以为敞开式司机室500。具体的，敞开式司机室500具体为框架540与顶盖530配合形成的钢结构，四周无门、无遮挡。
72.通过将司机室500设置为敞开式司机室，可拓宽驾驶员视野，保证车内空气流通，防止环境过于闷热，提高了行车的舒适度，适用于热带地区露天矿用电机车或者隧道内部较热的地下矿用电机车。并且，发生意外时，敞开式司机室无需开门动作，也方便司机跳车逃生。
73.由于敞开式司机室无法设置开门制动装置，容易发生司机离车但车辆未制动的状况，故本实施例在司机室设置了安全提醒装置，提醒司机离座制动。
74.作为一种具体实施方式，安全提醒装置包括压力开关200和报警器300，两者串联并电连接至外接电源100，压力开关200设置在车辆的司机座椅520内；其中，压力开关200根据检测到的司机座椅的压力改变其通断状态，并控制报警器300的工作状态，达到离座报警的目的。
75.作为另一种具体实施方式，安全提醒装置还包括控制开关400，控制开关400与压力开关200串联，并与手刹联动，当手刹拉起制动时控制开关400断开，当手刹放下时控制开关400闭合。压力开关200与控制开关400同时控制报警器300的工作状态，以达到司机离座且未制动时，警报器才报警的目的。
76.结合图2所示，本实施例的安全提醒装置的压力开关200设置在司机座椅520上，连接电线隐藏在司机座椅520的支撑腿内。本实施例提供的司机座椅520未设靠背，另一些实施例的司机座椅520可以设有靠背。报警器300可以设在司机座椅520的靠背上，由于压力开
关200设置在司机座椅520的座板内，报警器300设置在靠背上距离本装置的压力开关200较近；报警器300也可以设在操作台510上，若外接电源100为控制系统电源，报警器300距离本装置的外接电源100较近，无需设置较长的连接电线。若为无线连接，报警器300距装置的其他部件的距离更近，信号也会更好。
77.本实施例的安全提醒装置，其他技术特征与实施例一和实施例二相同，并能达到相同的技术效果，在此不再一一赘述
78.需要说明的是，司机室500也可以是封闭式司机室，对于已设有开门制动的封闭式司机室，安全提醒装置可以作为补充设置，避免开门制动意外失效。
79.在另一些示例中，本发明实施例提供的安全提醒装置也可以用于除电机车外的其他车辆，如汽车、火车等。
80.以上结合附图详细的描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行各种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
81.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
82.此外，本发明的各种不同实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

技术特征：
1.一种安全提醒装置，其特征在于，包括压力开关和报警器；所述压力开关和所述报警器串联并电连接至外接电源，所述压力开关设置在车辆的司机座椅内；其中，所述压力开关根据检测到的所述司机座椅的压力改变其通断状态，并控制所述报警器的工作状态。2.根据权利要求1所述的安全提醒装置，其特征在于，当检测到的所述司机座椅的压力大于预设值时，所述压力开关断开；当检测到的所述司机座椅的压力小于预设值时，所述压力开关闭合，所述报警器报警。3.根据权利要求2所述的安全提醒装置，其特征在于，所述预设值为5kg-20kg。4.根据权利要求1-3任一项所述的安全提醒装置，其特征在于，所述压力开关设置在所述司机座椅的座板内，且所述压力开关靠近所述座板的座面。5.根据权利要求1-3任一项所述的安全提醒装置，其特征在于，所述外接电源为所述车辆的控制系统电源。6.根据权利要求1-3任一项所述的安全提醒装置，其特征在于，所述报警器包括蜂鸣器，所述蜂鸣器设置在所述车辆的操作台上。7.根据权利要求6所述的安全提醒装置，其特征在于，所述报警器还包括提示灯，所述提示灯与所述蜂鸣器并联，且所述提示灯设置在所述车辆的操作台上或所述车辆的外部。8.根据权利要求1-3任一项所述的安全提醒装置，其特征在于，还包括控制开关，所述控制开关与所述压力开关串联，且所述控制开关与所述车辆的手刹联动，所述手刹制动时所述控制开关断开。9.一种电机车，其特征在于，包括司机室，所述司机室内设置有操作台、司机座椅及权利要求1-8任一项所述的安全提醒装置。10.根据权利要求9所述的电机车，其特征在于，所述司机室为敞开式司机室。

技术总结
本发明提供一种电机车及其安全提醒装置。其中，安全提醒装置包括压力开关和报警器；压力开关和报警器串联并电连接至外接电源，压力开关设置在车辆的司机座椅内；压力开关根据检测到的司机座椅的压力改变其通断状态，并控制报警器的工作状态。电机车包括司机室，司机室内设置有操作台、司机座椅及安全提醒装置。本发明能够即时提醒司机离座制动，防止车辆溜车，保证人员车辆安全。保证人员车辆安全。保证人员车辆安全。


技术研发人员：孛琪山 靳永强 张飞飞 俞长英 闫立宏 张任远 李剑佩
受保护的技术使用者：中车兰州机车有限公司
技术研发日：2021.09.03
技术公布日：2023/3/6