專利名稱：一種軌道小車行走控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軌道小車，尤其涉及一種軌道小車行走控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在過去，一般采用手動開關(guān)或是行程開關(guān)來實現(xiàn)自動定位。一般的定位方法就是用行程開關(guān)(有觸點，感應(yīng)或光電開關(guān))來限位小車的開、停。當(dāng)運(yùn)動小車沖過定位點后， 就要由行程開關(guān)聯(lián)鎖小車行進(jìn)電機(jī)接觸器(或磁力啟動器)來控制小車的開、停。利用行程開關(guān)的方法達(dá)到了小車自動定位的效果，但在實際運(yùn)用中仍然存在缺點此各處行程開關(guān)都要引接電纜，且控制線路要記憶正、反走向，使控制軟件編制與維護(hù)復(fù)雜化，系統(tǒng)過于復(fù)雜，不利于維護(hù)。
國內(nèi)還出現(xiàn)了其他用來解決小車定位問題的方法一種是使用編碼電纜傳感器， 沿小車軌道設(shè)電纜傳感器，通過感應(yīng)觸發(fā)，并根據(jù)觸發(fā)處的碼號，算出小車起點的距離。 這種方法的缺點是編碼電纜易受外力、環(huán)境因素而致?lián)p壞，如果將它用在焦?fàn)t小車上，易受紅熱焦塊損害、燒損，且投資也較高；另一種是在小車減速機(jī)軸上加編碼器，然后通過移動電纜及無線收發(fā)信方式送出代碼信號。但用在起點及方向經(jīng)常改變的小車，零點易漂，常常需標(biāo)定，較難適用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種軌道小車行走控制系統(tǒng)和方法，解決現(xiàn)在采用行程開關(guān)造成的線路連接復(fù)雜，系統(tǒng)控制復(fù)雜的缺陷和采用編碼器易受外力干擾，計量零點易漂移從而產(chǎn)生誤差的缺陷。
技術(shù)方案
一種軌道小車行走控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在軌道上的小車，其特征在于所述小車上設(shè)置有小車控制箱和與之連接的無線傳輸裝置，所述無線傳輸裝置與系統(tǒng)控制箱的無線傳輸裝置配套，用于對小車控制箱和系統(tǒng)控制箱之間的信號進(jìn)行雙向傳輸，所述系統(tǒng)控制箱連接系統(tǒng)主機(jī)，所述小車控制箱與小車電機(jī)連接，控制小車前進(jìn)或后退，所述小車上還安裝有超聲波或激光測距傳感器，在所述軌道上或軌道旁邊間隔安裝有多塊反射板，反射板面對超聲波或激光測距傳感器安裝，且每塊反射板與所述超聲波或激光測距傳感器的距離均不相同。
進(jìn)一步，在所述軌道中間下凹或兩邊下凹的底面上水平間隔安裝有多塊反射板， 所述超聲波或激光測距傳感器安裝在小車前或小車后且面向反射板安裝，每塊反射板與所述超聲波或激光測距傳感器的距離均不相同。
或者，在所述軌道側(cè)面豎直間隔安裝有多塊反射板，所述超聲波或激光測距傳感器安裝在小車側(cè)面且面向反射板安裝，每塊反射板與所述超聲波或激光測距傳感器的距離均不相同。
一種采用上述的軌道小車行走控制系統(tǒng)的軌道小車行走控制方法，其特征在于包括以下步驟(I)將安裝了超聲波或激光測距傳感器的小車設(shè)置在軌道上，并在軌道上或軌道旁邊且面向所述超聲波或激光測距傳感器的位置安裝多塊反射板，且每塊反射板與小車上的超聲波或激光測距傳感器之間的距離均不相同，標(biāo)定反射板與超聲波或激光測距傳感器之間的距離并將反射板編號，使反射板的編號與距離一一對應(yīng)；(2)系統(tǒng)主機(jī)通過系統(tǒng)控制箱以無線傳輸方式將運(yùn)動控制信號傳輸?shù)叫≤嚳刂葡?，小車控制箱控制小車前進(jìn)， 當(dāng)小車上的超聲波或激光測距傳感器接收到反射板反射的信號并計算出距離，將距離信號傳輸回系統(tǒng)主機(jī)時，即可以通過測得的距離確認(rèn)小車通過的反射板的編號，從而得到小車的具體位置；(3)系統(tǒng)主機(jī)通過得到的小車的位置發(fā)送給小車前進(jìn)或后退控制信號，控制小車電機(jī)使小車前進(jìn)或后退。
進(jìn)一步，所述小車有多輛，在步驟I中還包括系統(tǒng)主機(jī)對小車進(jìn)行編號，系統(tǒng)控制箱通過與小車控制箱匹配的無線傳輸裝置，在兩者交互傳輸?shù)男盘栔性O(shè)置小車編號對應(yīng)信號，在步驟2中傳輸距離信號反饋回系統(tǒng)主機(jī)時，同時反饋小車編號對應(yīng)信號，在步驟3中系統(tǒng)主機(jī)傳輸控制信號時，先傳輸小車編號信號，使確認(rèn)編號的小車接收控制信號。
有益效果
本發(fā)明的軌道小車行走控制系統(tǒng)和方法采用超聲波或激光測距傳感器與反射板之間的距離來確定小車位置，利用超聲波或激光測距傳感器測近距精度高，響應(yīng)快的特點， 設(shè)置不同位置的反射板從而可以輕松改變控制點，而且整個系統(tǒng)設(shè)置方便，檢測準(zhǔn)確，效率高，采用無線傳輸使線路和系統(tǒng)控制更簡潔，方便任意設(shè)置控制點多少及控制點位置，實現(xiàn)對軌道小車的自由控制；而且小車上設(shè)置有控制箱，系統(tǒng)控制箱還可以同時控制多輛小車運(yùn)動。


圖I為本發(fā)明控制系統(tǒng)示意圖。
其中I-控制主機(jī)，2-系統(tǒng)控制箱，3-無線傳輸設(shè)備，4-小車控制箱，5-超聲波傳感器，6-反射板，7-支架，8-部分軌道，9-小車的兩車輪之一，10-小車電機(jī)。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例和附圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
目前工業(yè)用超聲波/激光測距儀技術(shù)已經(jīng)成熟，它可測近距，也可測遠(yuǎn)距，精度高，可以不間斷工作，輸出為4-20m A或RS485/232通信信息，相當(dāng)可靠。
因此采用超聲波/激光測距儀設(shè)計一種軌道小車行走控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在軌道上的小車，所述小車上設(shè)置有小車控制箱和與之連接的無線傳輸裝置，所述無線傳輸裝置與系統(tǒng)控制箱的無線傳輸裝置配套，用于對小車控制箱和系統(tǒng)控制箱之間的信號進(jìn)行雙向傳輸，所述系統(tǒng)控制箱連接系統(tǒng)主機(jī)，所述小車控制箱與小車電機(jī)連接，控制小車前進(jìn)或后退，所述小車上還安裝有超聲波或激光測距傳感器，在所述軌道上或軌道旁邊間隔安裝有多塊反射板，反射板面對超聲波或激光測距傳感器安裝，且每塊反射板與所述超聲波或激光測距傳感器的距離均不相同。
如附圖I所示為一種小車在單軌軌道上的設(shè)置圖，圖中8為一段地面軌道示意，9 為在單軌兩旁的小車的車輪，無線傳輸設(shè)備3、小車控制箱4、超聲波傳感器5都設(shè)置在小車上，反射板6設(shè)置在軌道旁邊，通過支架7固定，面向超聲波傳感器5，間隔任意距離設(shè)置多個反射板6，可使運(yùn)動的小車上的超聲波傳感器5不斷測得到旁邊的不同的反射板6之間的距離，因此只要設(shè)置的不同的反射板6與超聲波傳感器5之間的距離均不相同的話，就可根據(jù)測得的距離得知經(jīng)過了哪一塊反射板6。
如果軌道為地面軌道，也可以在所述軌道中間下凹(雙軌，中間下凹)或兩邊下凹 (單軌，中間下凹)的底面上水平間隔安裝有多塊反射板，所述超聲波或激光測距傳感器安裝在小車前或小車后且面向反射板安裝，每塊反射板與所述超聲波或激光測距傳感器的距離均不相同。
或者，類似附圖I的實施例一樣，在所述軌道側(cè)面豎直間隔安裝有多塊反射板，所述超聲波或激光測距傳感器安裝在小車側(cè)面且面向反射板安裝，每塊反射板與所述超聲波或激光測距傳感器的距離均不相同。
采用上述的控制系統(tǒng)的軌道小車行走控制方法，主要包括以下步驟(1)將安裝了超聲波或激光測距傳感器的小車設(shè)置在軌道上，并在軌道上或軌道旁邊且面向所述超聲波或激光測距傳感器的位置安裝多塊反射板，且每塊反射板與小車上的超聲波或激光測距傳感器之間的距離均不相同，標(biāo)定反射板與超聲波或激光測距傳感器之間的距離并將反射板編號，使反射板的編號與距離對應(yīng)；(2)系統(tǒng)主機(jī)通過系統(tǒng)控制箱以無線傳輸方式將運(yùn)動控制信號傳輸?shù)叫≤嚳刂葡?，小車控制箱控制小車前進(jìn)，當(dāng)小車上的超聲波或激光測距傳感器接收到反射板反射的信號并計算出距離，將距離信號傳輸回系統(tǒng)主機(jī)時，即可以通過測得的距離確認(rèn)小車通過的反射板的編號，從而得到小車的具體位置；(3)系統(tǒng)主機(jī)通過得到的小車的位置發(fā)送給小車前進(jìn)或后退控制信號，控制小車電機(jī)使小車前進(jìn)或后退。
由于采用了小車控制箱，因此可以用系統(tǒng)控制箱控制多輛小車。如果所述小車有多輛，在上述步驟I中還包括系統(tǒng)主機(jī)對小車進(jìn)行編號，系統(tǒng)控制箱通過與小車控制箱匹配的無線傳輸裝置，在兩者交互傳輸?shù)男盘栔性O(shè)置小車編號對應(yīng)信號，在步驟2中傳輸距離信號反饋回系統(tǒng)主機(jī)時，同時反饋小車編號對應(yīng)信號，在步驟3中系統(tǒng)主機(jī)傳輸控制信號時，先傳輸小車編號信號，使確認(rèn)編號的小車接收控制信號。
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可用于各種導(dǎo)軌直線導(dǎo)軌，環(huán)形導(dǎo)軌，地面導(dǎo)軌，空中導(dǎo)軌等；區(qū)別于傳統(tǒng)的控制方式，通過無線傳輸可以簡化系統(tǒng)構(gòu)成，減少因為系統(tǒng)復(fù)雜的原因?qū)е碌墓收蠙z修困難，并增加可同時控制的對象；無線傳輸距離可達(dá)到5公里，減少人力需求，并增加安全性；反射板可隨意更改距離也可以脫離導(dǎo)軌單獨安裝，使得距離調(diào)節(jié)更方便。
本系統(tǒng)中使用的是超聲波傳感器和激光傳感器兩者相比，在使用上，如果不考慮相當(dāng)高的精度要求，超聲波傳感器完全能滿足使用需求，而且價格只有同類的激光傳感器的1/4，當(dāng)然激光傳感器的精度更高，但是應(yīng)用場合的限制較多。
相比于其他系統(tǒng)和控制方法，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法有著適應(yīng)性強(qiáng)、簡明、直觀、快速、可靠性高、精度高、維護(hù)量很小等優(yōu)點，具有高性能和廣泛的應(yīng)用前途。
權(quán)利要求
1.一種軌道小車行走控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在軌道上的小車，其特征在于所述小車上設(shè)置有小車控制箱和與之連接的無線傳輸裝置，所述無線傳輸裝置與系統(tǒng)控制箱的無線傳輸裝置配套，用于對小車控制箱和系統(tǒng)控制箱之間的信號進(jìn)行雙向傳輸，所述系統(tǒng)控制箱連接系統(tǒng)主機(jī)，所述小車控制箱與小車電機(jī)連接，控制小車前進(jìn)或后退，所述小車上還安裝有超聲波或激光測距傳感器，在所述軌道上或軌道旁邊間隔安裝有多塊反射板，反射板面對超聲波或激光測距傳感器安裝，且每塊反射板與所述超聲波或激光測距傳感器的距離均不相同。
2.如權(quán)利要求I所述的軌道小車行走控制系統(tǒng)，其特征在于在所述軌道中間下凹或兩邊下凹的底面上水平間隔安裝有多塊反射板，所述超聲波或激光測距傳感器安裝在小車前或小車后且面向反射板安裝，每塊反射板與所述超聲波或激光測距傳感器的距離均不相同。
3.如權(quán)利要求I所述的軌道小車行走控制系統(tǒng)，其特征在于在所述軌道側(cè)面豎直間隔安裝有多塊反射板，所述超聲波或激光測距傳感器安裝在小車側(cè)面且面向反射板安裝， 每塊反射板與所述超聲波或激光測距傳感器的距離均不相同。
4.一種采用如權(quán)利要求I所述的軌道小車行走控制系統(tǒng)的軌道小車行走控制方法，其特征在于包括以下步驟(1)將安裝了超聲波或激光測距傳感器的小車設(shè)置在軌道上，并在軌道上或軌道旁邊且面向所述超聲波或激光測距傳感器的位置安裝多塊反射板，且每塊反射板與小車上的超聲波或激光測距傳感器之間的距離均不相同，標(biāo)定反射板與超聲波或激光測距傳感器之間的距離并將反射板編號，使反射板的編號與距離一一對應(yīng)；(2)系統(tǒng)主機(jī)通過系統(tǒng)控制箱以無線傳輸方式將運(yùn)動控制信號傳輸?shù)叫≤嚳刂葡?，小車控制箱控制小車前進(jìn)，當(dāng)小車上的超聲波或激光測距傳感器接收到反射板反射的信號并計算出距離， 將距離信號傳輸回系統(tǒng)主機(jī)時，即可以通過測得的距離確認(rèn)小車通過的反射板的編號，從而得到小車的具體位置；(3)系統(tǒng)主機(jī)通過得到的小車的位置發(fā)送給小車前進(jìn)或后退控制信號，控制小車電機(jī)使小車前進(jìn)或后退。
5.如權(quán)利要求4所述的軌道小車行走控制方法，其特征在于所述小車有多輛，在步驟 I中還包括系統(tǒng)主機(jī)對小車進(jìn)行編號，系統(tǒng)控制箱通過與小車控制箱匹配的無線傳輸裝置， 在兩者交互傳輸?shù)男盘栔性O(shè)置小車編號對應(yīng)信號，在步驟2中傳輸距離信號反饋回系統(tǒng)主機(jī)時，同時反饋小車編號對應(yīng)信號，在步驟3中系統(tǒng)主機(jī)傳輸控制信號時，先傳輸小車編號信號，使確認(rèn)編號的小車接收控制信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軌道小車，屬于工業(yè)控制領(lǐng)域。一種軌道小車行走控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在軌道上的小車，其特征在于所述小車上設(shè)置有小車控制箱和與之連接的無線傳輸裝置，所述無線傳輸裝置與系統(tǒng)控制箱的無線傳輸裝置配套，所述系統(tǒng)控制箱連接系統(tǒng)主機(jī)，所述小車控制箱與小車電機(jī)連接，控制小車前進(jìn)或后退，所述小車上還安裝有超聲波或激光測距傳感器，在所述軌道上或軌道旁邊間隔安裝有多塊反射板，反射板面對超聲波或激光測距傳感器安裝，且每塊反射板與所述超聲波或激光測距傳感器的距離均不相同。采用所述系統(tǒng)中將反射板與超聲波或激光測距傳感器之間的距離一一對應(yīng)即可確認(rèn)小車的位置和控制小車的運(yùn)動。本發(fā)明具有適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高的優(yōu)點。
文檔編號G05D1/02GK102937812SQ201210459039
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者張業(yè)韡, 顧川川, 張成林 申請人:中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所