的一種非接觸的磁浮列車定位裝置的安裝示意圖； 圖3為本發(fā)明提供的第一種感應(yīng)環(huán)線展開后的鋪設(shè)示意圖； 圖4為本發(fā)明提供的一種感應(yīng)環(huán)線產(chǎn)生的感應(yīng)電壓以及過零比較處理后示意圖； 圖5為本發(fā)明提供的第二種感應(yīng)環(huán)線展開后的鋪設(shè)示意圖； 圖6為本發(fā)明提供的第二種非接觸的磁浮列車定位裝置的結(jié)構(gòu)框圖； 圖7為本發(fā)明提供的一種信號處理單元產(chǎn)生的方波信號以及所對應(yīng)的格雷碼； 圖8為本發(fā)明提供的第三種非接觸的磁浮列車定位裝置的結(jié)構(gòu)框圖； 圖9為本發(fā)明提供的一種感應(yīng)環(huán)線產(chǎn)生的電壓信號及其相除后的結(jié)果； 圖10本發(fā)明提供的一種信號處理單元產(chǎn)生的包絡(luò)信號、包絡(luò)信號微分及方波信號； 圖11本發(fā)明實(shí)施方式所提供的一種磁浮列車定位方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0021] 參見圖1-2,圖1為本發(fā)明提供的第一種非接觸的磁浮列車定位裝置實(shí)施例的結(jié) 構(gòu)框圖，圖2為本發(fā)明提供的一種非接觸的磁浮列車定位裝置的安裝示意圖。
[0022] 本實(shí)施例包括發(fā)射天線1、若干對感應(yīng)環(huán)線2和信號處理單元3 ;所述發(fā)射天線1 安裝于磁浮列車的本體上，所述感應(yīng)環(huán)線2鋪設(shè)于軌道上；其中，所述發(fā)射天線1通進(jìn)高頻 交變電流時，在發(fā)射天線四周形成交變磁場，用于交變磁場的激勵源；所述感應(yīng)環(huán)線2,用 于當(dāng)所述發(fā)射天線1沿感應(yīng)環(huán)線2移動時，產(chǎn)生感應(yīng)電壓信號；所述信號處理單元3,用于 根據(jù)所述感應(yīng)環(huán)線2發(fā)送的感應(yīng)電壓信號，獲得磁浮列車的位置信息。
[0023] 當(dāng)安裝于磁浮列車的發(fā)射天線1中通進(jìn)高頻交變電流時，會在發(fā)射天線1四周形 成交變磁場；發(fā)射天線1靠近感應(yīng)環(huán)線2時，感應(yīng)環(huán)線2近似位于一個均勻分布的、交變的 磁場之中，當(dāng)磁浮列車沿軌道運(yùn)行時，發(fā)射天線1沿感應(yīng)環(huán)線移動，感應(yīng)環(huán)線產(chǎn)生感應(yīng)電壓 信號，發(fā)送到信號處理單元3中；信號處理單元3根據(jù)獲得感應(yīng)電壓信號，即可得到磁浮列 車的位置信息。
[0024] 上述實(shí)施方式不需要額外的車地通訊設(shè)備就可以傳送位置信息，從而使得整個列 車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單化，降低了系統(tǒng)建設(shè)成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。
[0025] 進(jìn)一步，發(fā)射天線1安裝于磁浮列車的轉(zhuǎn)向架上，若干對感應(yīng)環(huán)線2鋪設(shè)于軌道長 定子5的齒內(nèi)；發(fā)射天線1作為激勵源使感應(yīng)環(huán)線2產(chǎn)生電壓信號，信號處理單元3根據(jù)獲 得感應(yīng)電壓信號，可得到發(fā)射天線1所在位置，即獲得磁浮列車轉(zhuǎn)向架的位置，而同步直線 電機(jī)的次級安裝在列車轉(zhuǎn)向架的中部，因而獲得同步直線電機(jī)的次級位置，進(jìn)而獲得列車 的位置信息。適用于采用空心線圈結(jié)構(gòu)的長定子作為同步直線電機(jī)初級的磁浮列車。
[0026] 優(yōu)選的，若干對感應(yīng)環(huán)線2埋設(shè)于長定子的齒上表面和側(cè)面開設(shè)的槽中。如圖3所 示，成對的感應(yīng)環(huán)線嵌于長定子的齒上表面槽中，沿長定子側(cè)面開設(shè)的槽鋪設(shè)，每隔一定間 距按一定編碼規(guī)則在長定子的齒上表面槽中交叉換位，而后再沿長定子側(cè)面的槽鋪設(shè)。為 防止感應(yīng)環(huán)線松動，使用壓條將所述感應(yīng)環(huán)線2封閉在槽內(nèi)。在不影響列車正常運(yùn)行的情 況下，進(jìn)一步簡化了列車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
[0027] 以下通過兩種實(shí)施方式對感應(yīng)環(huán)線的鋪設(shè)方式分別進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0028] 參見圖3和圖4，圖3為本發(fā)明提供的第一種感應(yīng)環(huán)線展開后的鋪設(shè)示意圖，圖4 為本發(fā)明提供的一種感應(yīng)環(huán)線產(chǎn)生的感應(yīng)電壓以及過零比較處理后示意圖。
[0029] 感應(yīng)環(huán)線2包括一對基準(zhǔn)線R線21和若干對絕對定位線G線22,所述絕對定位 線G線22按編碼規(guī)則交叉換位，所述基準(zhǔn)線R線21不換位。當(dāng)發(fā)射天線1沿感應(yīng)環(huán)線移 動時，每對感應(yīng)環(huán)線都會產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電壓信號，其中，因?yàn)榛鶞?zhǔn)線R線21不交叉換位， 因而其產(chǎn)生的感應(yīng)電壓信號不會隨發(fā)射天線1的位置變化而改變，絕對定位線G線22產(chǎn)生 的感應(yīng)電壓信號隨著發(fā)射天線1的位置變化發(fā)生變化，且絕對定位線G線22的感應(yīng)電壓的 相位還與絕對定位線G線22的交叉步長有關(guān)。
[0030] 優(yōu)選的，絕對定位線G線22按照格雷碼地址編碼規(guī)則交叉換位，即成對的絕對定 位線每隔一定間距按一定格雷碼地址編碼規(guī)則在長定子的齒上表面槽中交叉換位。信號處 理單元3對接收到的基準(zhǔn)線R線21電壓信號和每條絕對定位線G線22電壓信號進(jìn)行相位 比較。如果絕對定位線G線22信號與基準(zhǔn)線R線21信號的相位相同，則代表編碼為"0" ； 若是絕對定位線G線22信號與基準(zhǔn)線R線21信號相位相反，那么代表編碼就為" 1"。為便 于說明，這里以3對絕對定位線G線22為例進(jìn)行闡述。
[0031] 當(dāng)發(fā)射天線位于位置0時，絕對定位線GO, Gl和G2線產(chǎn)生的感應(yīng)電動電壓的傳輸 路徑?jīng)]有交叉，電壓信號的相位與基準(zhǔn)線R線21感應(yīng)電動電壓相同。如圖5所示，4路感應(yīng) 電動勢做過零比較處理后得到用二值邏輯代表的方波信號，將絕對定位線G線22對應(yīng)方波 信號與基準(zhǔn)線R線21對應(yīng)的方波信號做異或處理，即可以得到反映列車位置的格雷編碼信 號。
[0032] 在進(jìn)一步的方案中，絕對定位線對數(shù)和各絕對定位線交叉步長由定位精度和最大 檢測距離確定，其中：根據(jù)實(shí)際需要確定絕對位置的最小定位精度，記為1，那么G。線的交 叉周期長度為21。
[0033] 若所需的最大檢測距離為L，則絕對定位線對數(shù)η滿足：
以G1O) < i < η-1)線的第j個交叉點(diǎn)為例，該交叉點(diǎn)距離絕對定位線線始端的長度 滿足Hl1,，以確定各絕對定位線的交叉點(diǎn)位置：
以一個齒槽結(jié)構(gòu)長度為65. 3mm，若要求感應(yīng)環(huán)線最小定位精度1=65. 3mm為例，那么G。 線的最小交叉距離為兩個齒槽周期的長度65. 3mm*2,當(dāng)最大檢測距離要求為Ikm時，需要 鋪設(shè)14對感應(yīng)環(huán)線。
[0034] 通過上述實(shí)施方式，得到絕對感應(yīng)線對數(shù)和按格雷碼地址編碼規(guī)則交叉的交叉點(diǎn) 位置后，可按計算結(jié)果在長定子上繞制絕對定位線，當(dāng)發(fā)射天線1沿絕對感應(yīng)環(huán)線G線移動 時，信號處理單元3即可以得到反映列車位置的格雷編碼信號，進(jìn)而得到磁浮列車絕對定 位信息。
[0035] 參見圖5,圖5為本發(fā)明提供的第二種感應(yīng)環(huán)線展開后的鋪設(shè)示意圖。
[0036] 感應(yīng)環(huán)線2還包括相對定位線H線和H'線23,所述相對定位線H線和H'線23采 用雙環(huán)線結(jié)構(gòu)，兩對環(huán)線相互錯開若干個交叉周期。當(dāng)發(fā)射天線1沿感應(yīng)環(huán)線2移動時，每 對感應(yīng)環(huán)線都會產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電壓信號，相對定位線H線和H'線23產(chǎn)生的感應(yīng)電壓信 號隨著發(fā)射天線1的位置變化而發(fā)生變化。
[0037] 優(yōu)選的，感應(yīng)環(huán)線中的相對定位線H和H'線采用了錯開半個交叉周期即一個齒槽 周期長度，即相對定位線H和H'線在長定子上繞制錯開一個齒槽交叉換位，即相對定位線H 線和H'線單位環(huán)長度為2個齒槽周期。當(dāng)發(fā)射天線1沿相對定位線H線和H'線23移動 時，