1. 研究目的与意义（文献综述）

脱轨器顾名思义就是使得列车脱离运行轨道的装置，其应用场合是当车站检修人员进入列车轨道进行工作时，如果有列车误入相应轨道或停在相应轨道上的列车发生滑溜，威胁到检修人员的生命安全，此时脱轨器就将该列车脱轨，以保护检修人员的生命安全。一般情况下列车经脱轨器脱轨的后果都不是很严重，只需要使用复轨器就可以将列车复轨，因此脱轨器就成了列车站点的重要防护设施并被广泛使用。脱轨器能否正常可靠的运行关系着列车检修人员的生命安全。

在脱轨器的发展历程中，最早使用的脱轨器是手动脱轨器，脱轨器的送电、上脱和下脱等工作都要检修人员自行完成，自行确认，往往需要检修人员远距离步行去开启或者关闭脱轨器，并且要到脱轨器旁边确认脱轨器的状态。由此检修人员一天当中的工作量就很大。后来，随着微电子技术的不断发展，微型计算机和可编程控制器被广泛使用到了电动脱轨器的控制当中。值班室的计算机主机作为指挥中心，负责发送命令和观察轨道上的车辆信息和脱轨器的状态；轨道边的监控机作为控制脱轨器的工具和传达值班室命令的桥梁。脱轨器的控制变得不再繁琐，检修人员的工作时间也不会浪费在脱轨器的开启关闭和状态确认当中。检修人员在下轨道工作之前，只需发送信号给值班室申请使用脱轨器，然后值班室根据现场情况决定是否启动脱轨器，检修人员等待脱轨器启动后就可以到轨道上进行工作，工作完成后再给值班室发送信号即可关闭脱轨器。

除了对脱轨器的控制得到较大进步外，脱轨器本身的性能也得到了很大的提升。国产的30型脱轨器在允许脱轨速度上达到了30km/h，允许脱轨机车轴重可达25t。而美国的hayes hb型脱轨器允许脱轨速度为24.1km/h，允许脱轨机车轴重为25.4t；日本的jrs-21703型脱轨器的允许脱轨速度为25km/h，允许脱轨机车轴重为20t。由此可见国产的30型脱轨器在世界上同类型同时期的产品当中性能是比较好的。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计的任务是电动脱轨器控制模块。作为整个脱轨器控制系统中的最重要一环，其性能将直接影响到整个脱轨器的工作。控制模块的主控芯片计划采用性价比较高，使用广泛的stm32f1系列芯片，然后就是控制模块的功能分析。首先控制模块需要对脱轨器的状态进行监控，即判断脱轨器是否上电以及上电后是上脱还是下脱状态，拟定方案是对脱轨器电压进行检测，然后通过电压值判断脱轨器的状态，并通过led进行显示，。然而脱轨器的电压都是高压不适宜直接接到单片机引脚上，因此计划采用分压和光电耦合器的形式；然后就是对脱轨器的开关控制，这个直接使用继电器即可实现；接着就是接收脱轨器请求信号，拟定采用光电耦合器的方式接收；最后就是和计算机的通信问题，考虑到在实际工程当中轨道和值班室的距离非常远，而为了保证传输的速率和准确性，拟定采用can总线的通信方式。除了接收和处理外部信号外，考虑到该模块的工作环境对其本身性能有着不小的影响，因此需要对其自身进行温湿度的检测，以确保各个元器件都能工作在正常条件下，以避免元件问题导致脱轨器的稳定性受到影响。

除了控制模块外，本设计还有一部分就是上位机程序的编写，拟定采用labview开发上位机软件并与控制模块进行通信。

初步设定的系统原理框图如下图所示。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解课题所需解决的问题。确定总体方案，完成开题报告。

第4-5周：拟定测控系统方案，完成英文翻译。

第6-7周：进行硬件图和主电路图设计，进行元器件的价格分析和成本核算。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]喻燕青.智能型电动脱轨器系统方案设计[j].铁路技术监督.2010.38(3)：46-50

[2]王和强.脱轨器微机监控系统（Ⅲ型）的故障分析与改进[j].郑铁科技通讯.2011(1)：15-17

[3]马振生，游金泉.脱轨器微机监控系统[j].铁道车辆.1989(3)：48-50