基于激光測距的直線軌道車定位系統及方法技術方案

本發明專利技術涉及一種基于激光測距的直線軌道車定位系統及方法，包括激光測距儀、控制器PLC和控制電機的交流接觸器，控制器通過控制交流接觸器控制軌道車起停。所述激光測距儀位于軌道車上，且其發射激光與行進軌道相平行，激光反射板由立柱支起，固定在軌道一端。當激光測距儀發出的激光射到反射板上，再反射回激光測距儀，控制器通過接受激光測距儀的數字位置信號，可準確判斷出來該軌道小車的當前位置，并根據要求到達的位置控制電機的啟停。本發明專利技術這種定位方法，可以使軌道車準確的到達目標位置，從而達到軌道車的全自動定位。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，具體說是一種軌道車激光定位系統及控制不可調速電機以達到高精度定位的方法。
技術介紹
軌道車包括焦爐車，列車，地鐵等，都屬于重型機械設備，一般體積較大，行走時慣性較大，軌道機車按照生產工序的要求，需要處于一種“運行一對正停車一運行”的往復行走狀態。如何能實時準確獲得機車當前所處的位置和使機車能自動停車定位在指定的位置，是實現自動化控制的關鍵。隨著激光技術的不斷發展，其誤差小，分辨率高，越來越多的被應用于各種測量領域中。分析已有專利 (I)技術專利名稱機械式停車設備搬運器用激光測距定位裝置(專利號98240435. 2)，該專利技術將與計算機連接的激光測距儀安裝在搬運器上，并在停車設備上裝有激光發射板，激光測距儀將數據傳入計算機控制系統，供定位控制。該專利不涉及機電控制執行裝置和控制定位方法。(2)技術專利名稱軌道小車激光定位系統(專利號200820159345. 1)，激光發射板安裝在小車電機上，激光測距儀安裝在軌道中心線直線平行的地面，激光測距儀連接控制系統。控制系統根據距離值控制電機啟停工作。該專利中控制臺在地面上，與小車連接的電纜需要各種控制線和信號線多達幾十根，滑動連接結構復雜，成本高，可靠性差。該專利不涉及控制定位方法。(3)技術專利名稱一種激光測距定位系統(申請號201120176926. 8)，激光掃描測距儀設置于跟隨機構上，跟隨機構與由處理器控制的電動機相連。由于本方案中需要小車到位后將激光關閉進行下一動作，需要行走時打開激光測距，因此該專利中的高溫報警機構在本方案中沒有必要設置。該專利不涉及機電控制執行裝置和控制定位方法。(4 )專利技術專利名稱電力驅動車輛直線運行定位系統(申請號02111510. 9 )，激光位置檢測器設置在車輛的運行軌道中心線一端的固定物上，控制盤接收該信號并控制車輛驅動電動機。該專利中控制臺在地面上不適合本方案。該專利不涉及機電控制執行裝置。(5)專利技術專利名稱天車定位系統及定位方法(申請號200710061233. 2)，采用高精度激光傳感器和編碼器測取天車X、1、z三個方向的距離。在軌道車行走過程中測量行走方向的距離，沒有必要測量其他兩個方向的距離。該專利不涉及機電控制執行裝置和控制定位方法。(6)專利技術專利名稱核廢料的高精度定位存取系統(申請號200610009875. 3)，兩臺激光測距儀和一臺旋轉編碼器，監測吊具位置，通過變頻系統控制電機。該專利不涉及控制定位方法。通過對已有的定位技術分析可以看出，每個專利都有各自的應用背景，有各自的優點。本方案中需要解決軌道車的操作人員在車上操作，控制臺在車上，所用電機為交流減速電機，抱閘電源進行單獨釋放。如何達到控制精度在±3mm的定位精度，以上專利中都沒有完整方案，而本專利中提出的方案中可以解決以上問題。
技術實現思路
專利技術目的 本專利技術的目的是提供一種，通過現有條件，控制三相異步制動電動機，達到軌道車的全自動定位。技術方案 本專利技術是通過以下技術方案來實現的 一種基于激光測距的直線軌道車定位系統，包括激光測距儀、設置在軌道上的軌道車、控制器、位移數據顯示器，其特征在于激光測距儀安裝在軌道車頂部并可隨軌道車一起移動，在軌道終點與激光測距儀正對處設置反射板，激光測距儀通過數據傳輸線連接控制器，控制器分別連接位移數據顯示器和交流接觸器，交流接觸器連接電機，電機為電磁式制動交流減速電機由交流電機和減速箱組成。所述激光測距儀測量距離為200m，精度為Imm ;輸出信號為RS485接口，接入控制器。所述控制器為西門子PLC S7-200 ;數據傳輸線為485信號線。一種如上所述基于激光測距的直線軌道車定位系統的定位方法，其特征在于激光測距儀開啟時發出激光射到反射板上，再反射回激光測距儀，激光測距儀的數據通過數據傳輸線輸入控制器中，控制器通過計算距離值控制交流接觸器閉合，控制電機通過減速箱使軌道車行走，并將位移值通過位移數據顯示器顯示；具體步驟如下 將控制器接收到的數字量采用滑動平均值法進行濾波，使控制器每次掃描結果始終保留這個最新的采樣結果； 采用“行走一停車一點動對位”控制電機的方法 行走是交流接觸器閉合，軌道車從靜止到勻速行進的過程； 停車是指交流接觸器釋放，電機斷電，軌道車從勻速到停止，由系統慣性產生的滑行；每次停車均存儲更新正行程滑行距離或逆行程滑行距離； 點動是當軌道車停車后，實際位置與目標位置有誤差距離大于最小點動位移時，PLC控制器控制交流接觸器依據最小點動時間定時閉合，軌道車“點動”行走，當軌道車實際停車位置沒有達到目標值時，軌道車正向“點動”到目標值中，反之當軌道車實際停車位置超過目標值時，軌道車反向“點動”回目標值中；軌道車的實際停車位置與目標位置誤差距離小于點動位移時停止操作，抱閘，進入下一步動作。采用位移數據顯示器顯示相對位移與絕對位移，顯示器分為兩行，上行顯示距離目標值的相對位移，下行顯示離反射板的絕對位移。采用的抱閘電源單獨進行抱閘釋放，軌道車行走時將抱閘釋放，定位準確后抱閘，方便進行下一步動作。優點及效果 本專利技術是一種，本專利技術與現有技術相比具有如下優點 本專利技術激光測距與PLC控制系統連接，提高了系統的可靠性和智能性。軌道車控制系統實時準確獲得當前所處的位置，是實現自動化控制的關鍵問題，使機軌道車的操作動作時間縮短，效率提高。沒有采用調速控制系統，使結構變得簡單可靠，系統的性價比提高。在外部環境發生改變時，系統能夠及時的做出調整以實現準確定位。附圖說明 圖1是本專利技術軌道車定位系統示意 圖2是本專利技術電機控制流程 圖3是本專利技術電路圖，其中圖3 (a)為本專利技術主回路電路圖，圖3 (b)為本專利技術控制回路電路圖。其中1.激光測距儀、2.軌道車、3.數據傳輸線、4.控制器、5.位移數據顯示器、6.交流接觸器、7.電機、8.減速箱、9.軌道、10.反射板； QMl.微型斷路器、KMl.交流接觸器、KM2.交流接觸器、M.電機、QM2.微型斷路器、KM3.交流接觸器、YB.電磁制動器。具體實施例方式 下面結合附圖和具體的實施例對本專利技術做進一步的說明 本專利技術提出了一種基于激光測距的直線軌道車定位系統，如圖1、圖2和圖3所示，包括激光測距儀1、設置在軌道9上的軌道車2、控制器4、位移數據顯示器5，其特征在于激光測距儀I安裝在軌道車2頂部，防止在行走過程有障礙物遮擋激光束，激光測距儀可隨著軌道車一起移動，在軌道9終點與激光測距儀I正對處設置反射板10，激光測距儀I通過數據傳輸線3連接控制器4，控制器4分別連接位移數據顯示器5和交流接觸器6，交流接觸器6連接電機，電機為電磁式制動交流減速電機，交流減速電機由交流電機7和減速箱8組成，電機與減速箱的一體化設計使得其安裝結構極為緊湊。所述激光測距儀I位于軌道車2上，且其發射激光與行進軌道9相平行，激光反射板10由立柱支起，固定在軌道9的一端。當激光測距儀I發出的激光射到反射板10上，再反射回激光測距儀，控制器通過接受激光測距儀的數字位置信號，可準確判斷出來該軌道小車的當前位置，并根據要求到達的位置控制電機的啟停。所述激光測距儀I測量距離為200m，精度為Imm ;輸出信號為RS485接口，接入控制器4的protO 口。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于激光測距的直線軌道車定位系統，包括激光測距儀（1）、設置在軌道（9）上的軌道車（2）、控制器（4）、位移數據顯示器（5），其特征在于：激光測距儀（1）安裝在軌道車（2）頂部并可隨軌道車一起移動，在軌道（9）終點與激光測距儀（1）正對處設置反射板（10），激光測距儀（1）通過數據傳輸線（3）連接控制器（4），控制器（4）分別連接位移數據顯示器（5）和交流接觸器（6），交流接觸器（6）連接電機，電機為電磁式制動交流減速電機由交流電機（7）和減速箱（8）組成。

【技術特征摘要】
1.一種基于激光測距的直線軌道車定位系統，包括激光測距儀(I)、設置在軌道(9)上的軌道車(2)、控制器(4)、位移數據顯示器(5)，其特征在于激光測距儀(I)安裝在軌道車(2)頂部并可隨軌道車一起移動，在軌道(9)終點與激光測距儀(I)正對處設置反射板(10)，激光測距儀(I)通過數據傳輸線(3)連接控制器(4)，控制器(4)分別連接位移數據顯示器(5)和交流接觸器(6)，交流接觸器(6)連接電機，電機為電磁式制動交流減速電機由交流電機(7 )和減速箱(8 )組成。2.根據權利要求1所述的基于激光測距的直線軌道車定位系統，其特征在于所述激光測距儀(I)測量距離為200m，精度為Imm ;輸出信號為RS485接口，接入控制器(4)。3.根據權利要求1所述的基于激光測距的直線軌道車定位系統，其特征在于所述控制器為西門子PLC S7-200 ;數據傳輸線(3)為485信號線。4.一種如權利要求1所述基于激光測距的直線軌道車定位系統的定位方法，其特征在于激光測距儀(I)開啟時發出激光射到反射板(10)上，再反射回激光測距儀(1)，激光測距儀(I)的數據通過數據傳輸線(3 )輸入控制器(4 )中，控制器(4 )通過計算距離值控制交流接觸器(6 )閉合，從而控制電機通過減速箱(8 )使軌道車(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：車新生，劉磊磊，趙庚，何靜，許會，
申請(專利權)人：沈陽工業大學，
類型：發明
國別省市：