專利名稱：鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路、檢測裝置及控制方法
技術領域：
本發明涉及各種鋼箱梁外檢查車變軌行走控制技術，尤其是一種左右小車變軌行走閉環控制電路、變軌行走檢測裝置及變軌行走控制方法。
背景技術：
目前，為了能經濟、有效地對大型鋼箱梁橋梁底和墩臺位置進行全方位檢查、維護保養，鋼箱梁底部懸掛有H型鋼固定軌道和旋轉軌道，以供檢查車運行，其中檢查車的行走執行機構為一套由電動機驅動的齒輪減速箱，并通過該行走執行機構驅動檢查側在軌道上運行，當遇橋墩時需要進行變軌操作。檢查車在進行變軌時，傳統的變軌行走控制中，主要采用開環控制方式來實現左右小車的變軌運行，無位置反饋裝置；由于開環控制，在外部負載和傳動間隙的擾動作用下，活動龍門位置無法控制，將導致活動龍門會與龍門架發生機械碰撞，行走輪卡在軌道上；不僅會縮短機械結構和軌道的使用壽命，而且使檢修人員承受了巨大的心理壓力；所以變軌行走閉環控制已成為具有變軌過墩能力的鋼箱梁外檢查車變軌行走控制技術發展趨勢。傳統的解決方案有
第一， 在龍門架兩端安裝限位保護開關，并且采用點動控制，先選擇運行一側行走執行機構單獨運行，當活動龍門架觸發位置保護開關時，選擇另一側單獨運行，如此交替進行；但是該方法既操作繁瑣，又大大降低了檢修效率； 第二， 采用自動方式與位置保護開關相結合的控制方式，兩側行走執行機構同時運行，當位置開關觸發時，通過程序設置或變頻器參數設置，將快的一側減速并延時，使活動龍門離開極限位置。因為需要快速遠離極限位置，造成極限位置處，一側的速度下降過快，檢查車會出現抖動現象。并且在變軌時，由于兩側行走執行機構的速度特點為在回轉支承轉過的角度0° < Θ <45°，行走執行機構速度一側慢，另一側快；在θ>45°速度大小剛好相反，采用上述控制方式，將增加活動龍門觸發位置保護開關的概率，使檢查車頻繁震動運行。

發明內容
本發明的發明目的在于針對上述存在的問題，提供一種結構簡單、操作簡易、運行可靠、自動化程度高、控制精度高、安全可靠的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路、檢測裝置及控制方法，解決了傳統開環控制操作繁瑣、檢修效率低、運行不平滑的問題。本發明采用的技術方案如下
本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，包括編碼器、直線位移傳感器、控制器、驅動單元以及左、右行走執行機構，所述編碼器、直線位移傳感器、驅動單元分別與控制器相連，所述驅動單元與左、右行走執行機構連接；其中所述編碼器實時地檢測左、右行走執行機構轉動的角度信息并送至控制器；直線位移傳感器用于檢查活動龍門偏離龍門架中心線的直線位移距離信息并送至控制器；所述控制器根據角度信息和位移信息進行邏輯判斷與運算，向驅動單元輸出驅動信號；驅動單元根據驅動信號分別驅動左或右行走執行機構運動。由于采用了上述結構，編碼器、直線位移傳感器、控制器、驅動單元、左行走執行機構和右行走執行機構，形成鋼箱梁外檢查車變軌行走閉環控制方案，其中用編碼器檢測回轉支承轉過的角度，編碼器實時地檢測左、右行走執行機構轉動的角度信息并送至控制器，編碼器與回轉支承同軸或通過一定的變比安裝，編碼器的分辨率決定了角度檢測的精度，編碼器可以通過總線或模擬量數據接口與控制器進行數據交換，控制器讀取編碼器的角度，通過運算，給定驅動單元數據信息，驅動單元根據接收的數據信息，驅動行走機構按給定的速度運行，從而實現對左行走執行機構與右行走執行機構速度的控制，便于精確地控制檢測車兩端在變軌時同步行進，使得檢查車的行進安全可靠。其中檢查車的結構為一端是活動龍門，另一端是固定龍門，當檢查車在變軌行進中受到擾動時，活動龍門將在龍門架的極限位置間滑動，其中在活動龍門上安裝有直線位移傳感器，實時檢測活動龍門移動的位置信息，并向控制傳遞該位置信息，控制器采集直線位移傳感器的信息，與標定的活動龍門位置作比較、運算，來判斷兩側行走機構，即左行走執行機構和右行走執行機構運行的快慢，并將位移差轉化為速度信號，對左或右行走執行機構的速度做出及時調整，使活動龍門保持在中間位置，達到快速平滑變軌運行的目的。本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，其中編碼器為絕對值編碼器，數據接口為總線輸出或模擬量輸出。由于采用了上述結構，編碼器的分辨率決定了角度檢測的精度，因此編碼器采用絕對值編碼器，從而能提高其分辨率，編碼器可以通過總線或模擬量數據接口與控制器進行數據交換，從而便于數據的傳輸，保證整個電路的正常連通。本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，所述直線位移傳感器為非接觸式絕對值位移傳感器，數據接口為總線輸出或模擬量輸出。由于采用了上述結構，直線位移傳感器主要用于檢查活動龍門偏離龍門架中心線的直線位移距離信息并送至控制器，采用非接觸式絕對值位移傳感器，能夠精確地對活動龍門的偏離位置進行檢測，其中該傳感器的數據接口采用總線輸出或模擬量輸出與控制器進行數據交換，從而便于數據的傳輸，保證整個電路的正常連通。本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，控制器為能實現總線通訊的PLC或單片機，控制器能與編碼器、直線位移傳感器之間通過總線通訊。由于采用了上述結構，控制器采用PLC或者單片機，從而便于記錄數據并自動化智能化地進行控制左、右行走執行機構行進速度，能夠保證檢查車的變軌運行平滑，通過總線進行通訊，可以用于對變軌行走要求嚴格的系統中，接線簡單，抗干擾性強。本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，所述驅動單元為變頻器、電流調節模塊或電壓調節模塊。由于采用了上述結構，驅動單元可通過調節驅動電機的頻率、電流或者電壓，從而控制驅動電機的速度，繼而對左、右行走執行機構的行進速度進行控制，因此驅動單元采用變頻器、電流調節模塊或電壓調節模塊，從而使得地驅動電機的驅動控制單元有多種選擇，選擇性強，適用性強。
本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，左行走執行機構與右行走執行機構均為驅動電機驅動的齒輪箱。由于采用了上述結構，行走驅動裝置采用驅動電機驅動齒輪箱，從而能夠保證電機驅動行走執行機構在導軌上行走，實現左右行走執行機構拖動檢查車行走，使檢查車前進或后退，對橋梁進行檢測。本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行檢測裝置，左行走執行機構與右行走執行機構的底端上均連接有回轉支承，所述編碼器與回轉支承同軸心安裝，使編碼器隨回轉支承同步轉動；在活動龍門端的龍門架內設有橫隔板，活動龍門可在龍門架內的橫隔板之間移動，所述龍門架上設置有直線位移傳感器，所述直線位移傳感器與活動龍門連接，所述直線位移傳感器以及編碼器連接到控制器上，并向其輸出信息。由于采用了上述結構，檢查車的左行走執行機構與右行走執行機構上分別連接有回轉支承，其中回轉支承連接于行走執行機構的底端，并通過螺栓連接；編碼器與回轉支承同軸心安裝，使編碼器隨回轉支承同步轉動，左、右行走執行機構拖動檢查車變軌行走，左、右行走執行機構的回轉支承就會轉動一定的角度，編碼器與回轉支承同軸心安裝，從而帶動編碼器跟隨回轉支承同步轉動，控制器通過實時讀出編碼器的角度來檢測回轉支承轉過的角度。在活動龍門端的龍門架內設有橫隔板，橫隔板將龍門架隔成一個區域，活動龍門可以在該區域內滑動，且活動龍門最開始位于龍門架的中心，當受傳動間隙、外部負載及軌道垂直度、摩擦系數的擾動，活動龍門偏離理想的運行位移，使活動龍門與龍門架發生機械碰撞，并使行走輪卡在軌道上，因此活動龍門相對于龍門架中心發生偏移時，活動龍門上連接的直線位移傳感器可檢測到該位移量，并將信號傳遞至控制器上，當檢查車受到擾動時，活動龍門將在龍門架的極限位置間滑動，直線位移傳感器，實時檢測活動龍門位置信息，控制器采集直線位移傳感器的信息，與標定的活動龍門位置作比較、運算，來判斷兩側行走機構運行的快慢，并將位移差轉化為速度信號，對行走執行機構的速度做出及時調整，使活動龍門保持在中間位置，達到快速平滑變軌運行的目的。本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行檢測裝置，所述直線位移傳感器為拉線盒，其中拉線盒的盒體固定在龍門架上，拉線盒的拉繩環與活動龍門連接，所述拉線盒連接到控制器上，并向其輸出位置信息。由于采用了上述結構，拉線盒的盒體通過螺栓連接固定在活動龍門架上，拉線盒的拉繩環通過簡易裝置與活動龍門連接，當活動龍門在龍門架和橫隔板間移動時，活動龍門將帶動拉繩伸縮，自動測量活動龍門的位置值，并將位置信號傳遞至控制上，便于對行走執行機構的控制。本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制方法，左行走執行機構和右行走執行機構共同作用，拖動檢查車在縱向軌道與橫向軌道上變軌行走，回轉支承轉動一定的角度，帶動編碼器跟隨回轉支承同步轉動，編碼器將回轉支承轉動的角度信息傳輸至控制器，控制器實時地進行邏輯判斷與運算，通過控制變頻器給定驅動電機頻率，調整左或右行走執行機構的行進速度；
當檢查車變軌行進受到擾動，活動龍門偏離龍門架中心線時，直線位移傳感器將檢測活動龍門的位移大小，傳遞至控制器上，控制器根據位移信號進行邏輯判斷與運算，并轉化為變頻器頻率信號，并傳遞至驅動電機上，控制該端的行走執行機構的行進速度，調整活動龍門在龍門架中心線上的位置，形成閉環控制。由于采用了上述方法，在進行軌道的變軌行走時，左行走執行機構和右行走執行機構共同作用拖動檢查車上移動，一行走執行機構在縱向軌道上行進時，另一行走執行機構在橫向軌道上行進，行走執行機構在行進的過程中，回轉支承轉動一定的角度，此時編碼器將回轉支承轉動的角度信息傳輸至控制器上，使控制器能夠實時地檢測，控制器根據該角度信息實時地進行邏輯判斷與運算，調整和匹配左或右行走執行機構的行進速度，保證檢查車平滑地進行變軌行進；檢查小車在行進過程中，受傳動間隙、外部負載及軌道垂直度、摩擦系數的擾動，將偏離理想的運行位移，使活動龍門與龍門架發生機械碰撞，并使行走輪卡在軌道上，最理想的變軌運行，就是讓活動龍門能在運行過程中，保持在龍門架中心線上運行。為了達到這一理想狀態，必須在活動龍門處，安裝直線位移傳感器，控制系統通過編碼器角度檢測，給定變頻器頻率信息，驅動電機運行，閉環控制系統通過檢測活動龍門的位置信號，將位移變化量反饋給控制器，將位移信號轉化為速度信號，在極短的時間內調節行走機構速度，從而使I Λ X I趨近于零，兩側行走機構能夠平穩變軌運行。本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制方法，設左行走執行機構運行位移SI，右行走執行機構的運行位移S2，橫向軌道與縱向軌道互相垂直，編碼器檢測回轉支承轉過的角度由Θ1變為Θ 2，運行時間極短時，角度值變化趨近于0，即θ 1=Θ2，并將該角度信號傳遞至控制器，控制器進行邏輯判斷與運算，當0° ^ Θ ^ 45°時，Vl SV2，控制器調整左行走執行機構行進速度VI，當θ>45°時，V1>V2，控制器調整右行走執行機構行進速度V2;
當檢查車行進受到擾動時，設活動龍門位于龍門架中心線位置時，傳遞至控制器上標定值為Χ0，直線位移傳感器將檢測活動龍門運行的位置坐標為XI，傳遞至控制器上，控制器進行下列邏輯判斷與運算，并進行調整左或右兩行走執行機構的速度Vl或V2，當活動龍門在一個方向上運行，
Xl-XO=AX > O,左行走執行機構運行的位移ASl > SI，右行走執行機構運行的位移AS2彡S2，則V右=V2，V左=Vl-KlVl,比例系數Kl與I ΛΧ |成正比，控制器根據| ΛX值調整Kl的大小，控制左行走執行機構的運行速度V左；
Xl-XO=AX = O, V 左=V1，V 右=V2;
Xl-XO=AX < O,左行走執行機構運行的位移ASl < SI，右行走執行機構運行的位移AS2 > S2，則V右=V2_K2V2，V左=V1，比例系數K2與| ΛX |成正比，控制器根據| ΛX值調整Κ2的大小，控制右行走執行機構的運行速度V右。由于采用了上述方法，檢查車左端瞬間由位置左2運行至左3，運行位移為SI，也即左行走執行機構運行位移SI，編碼器檢測到回轉支承轉過的角度由Θ1變為Θ2;檢查車右端由位置右2運行至右3,運行位移為S2,也即右行走執行機構的運行位移S2,忽略現場安裝的橫向軌道與縱向軌道的角度誤差，理論上橫向軌道與縱向軌道互相垂直，通過三角函數關系計算可以得出以下數據
式一左右行走執行機構位移比Sl/S2=(Cos Θ1-Cos Θ 2)/(Sin Θ 2-Sin θ I) =Sin[ ( θ 1+ θ 2) /2]/Cos[( θ 1+ θ 2)/2]=tg[( θ 1+ θ 2)/2]；
式二當運行時間極短時，因為瞬間角度值變化很小，角度值變化趨近于0，即Θ 1= Θ 2，S1/S2= tg Θ I；
式三由S=Vt可知，當時間相同時，左、右行走執行機構速度比V1/V2= S1/S2= tg9 1=tg θ ;
因此當0° ^ θ ^ 45°時，Vl <V2，控制器調整左行走執行機構行進速度VI，匹配左右行走執行機構的速度，當θ>45°時，V1>V2，控制器調整右行走執行機構行進速度V2，匹配左右行走執行機構的速度；控制器根據編碼器輸出的角度信息，向左右變頻器給定頻率信息，變頻器根據接收的數據信息驅動左右行走機構變軌運行。由于系統受傳動間隙、外部負載及軌道垂直度、摩擦系數的擾動，將偏離理想的運行位移，使活動龍門與龍門架發生機械碰撞，并使行走輪卡在軌道上。最理想的變軌運行，就是讓活動龍門能在運行過程中，保持在龍門架中心線上運行。為了達到這一理想狀態，必須在活動龍門處，安裝直線位移傳感器，將位移信號反饋給控制器，進行閉環控制。當檢查車行進受到擾動時，設活動龍門位于龍門架中心線位置時，傳遞至控制器上標定值為Χ0，直線位移傳感器將檢測活動龍門運行的位置坐標為XI，傳遞至控制器上，控制器進行下列邏輯判斷與運算，根據Xl-XO的差值關系可以判斷出左右行走機構偏離理想狀態的速度快慢關系，并進行調整左或右兩行走執行機構的速度Vl或V2，當活動龍門在一個方向上運行，
Xl-XO=AX > O,左行走執行機構運行的位移ASl > SI，右行走執行機構運行的位移AS2 ^ S2，則V右=V2，V左=Vl-KlVl,檢查車左端的左行走執行機構的實際速度過快，比例系數Kl與I ΛΧ I成正比，控制器根據I ΛX I值調整Kl的大小，控制左行走執行機構的運行速度V左；
Xl-XO=AX = O, V左=V1，V右=V2，檢查車左右兩端均按理想速度在運行；
Xl-XO=AX < O,左行走執行機構運行的位移ASl < SI，右行走執行機構運行的位移AS2 > S2，則V右=V2-K2V2，檢查車右端的實際速度過快，V左=V1，比例系數K2與|ΛΧ成正比，控制器根據I ΛΧ I值調整Κ2的大小，控制右行走執行機構的運行速度V右。控制系統通過編 碼器角度檢測，給定變頻器頻率信息，驅動電機運行，當系統受到擾動時，活動龍門將偏離龍門架中心位置，影響檢查車的平穩運行。閉環控制系統通過檢測活動龍門的位置信號，將位移變化量反饋給控制器，將位移信號轉化為速度信號，在極短的時間內調節行走機構速度，從而使I ΛΧ I趨近于零，兩側行走機構能夠平穩變軌運行。本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制方法，解決了傳統開環控制操作繁瑣、檢修效率低、運行不平滑的問題，控制精度高，安全可靠，大大降低了操作人員的勞動強度和心理壓力，并保證了行駛的安全性。綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是
1、本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，結構簡單、操作簡易、運行可靠、自動化程度高、控制精度高、安全可靠；
2、本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，解決了傳統開環控制操作繁瑣、檢修效率低、運行不平滑的問題；
3、本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行檢測裝置，編碼器能夠實時檢測行走機構回轉支承轉過的角度，直線位移傳感器能實時檢測活動龍門的位移；
4、本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制方法，解決了傳統開環控制操作繁瑣、檢修效率低、運行不平滑的問題，控制精度高，安全可靠，大大降低了操作人員的勞動強度和心理壓力，并保證了行駛的安全性。


本發明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中
圖1是本發明中鋼箱梁外檢查車變軌行走控制原理方框 圖2是本發明中鋼箱梁外檢查車變軌行走示意 圖3是固定龍門端編碼器安裝 圖4是活動龍門端直線位移傳感器安裝圖。圖中標記1-導軌、2-行走走輪、3-驅動電機、4-回轉支承、5-編碼器、6-固定托架、7-行走底端、8-活動龍門、9-拉線盒、10-龍門架、11-橫隔板。
具體實施例方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。如圖1至圖4所示，本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，包括編碼器5、直線位移傳感器、控制器、驅動單元以及左、右行走執行機構，所述編碼器5、直線位移傳感器、驅動單元分別與控制器相連，所述驅動單元與左、右行走執行機構連接；
其中所述編碼器5為絕對值編碼器，數據接口為總線輸出或模擬量輸出，編碼器5實時地檢測左、右行走執行機構轉動的角度信息并送至控制器，其中編碼器5外殼由一個固定托架6通過螺栓連接、固定，編碼器5的軸套在與回轉支承4同軸心的一根空心軸內，編碼器5的扁口一側，用螺絲頂緊，使它能與回轉支承同步轉動；
所述直線位移傳感器為非接觸式絕對值位移傳感器，數據接口為總線輸出或模擬量輸出，直線位移傳感器用于檢查活動龍門8偏離龍門架10中心線的直線位移距離信息并送至控制器；
所述控制器為能實現總線通訊的PLC或單片機，控制器能與編碼器5、直線位移傳感器之間通過總線通訊，所述控制器根據角度信息和位移信息進行邏輯判斷與運算，向驅動單兀輸出驅動信號；
所述驅動單元為變頻器、電流調節模塊或電壓調節模塊，驅動單元根據驅動信號分別驅動左或右行走執行機構運動；
左行走執行機構與右行走執行機構均為驅動電機3驅動的齒輪箱。本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行檢測裝置，左行走執行機構與右行走執行機構的底端為行走底端7，左、右行走執行機構的行走底端7通過螺栓連接有回轉支承4，所述編碼器5與回轉支承4同軸心安裝，使編碼器5隨回轉支承4同步轉動；在活動龍門端的龍門架10內設有橫隔板11，活動龍門8可在龍門架10內的橫隔板11之間移動，所述龍門架10上設置有直線位移傳感器，所述直線位移傳感器與活動龍門8連接，所述直線位移傳感器以及編碼器5連接到控制器上，并向其輸出信息。其中直線位移傳感器為拉線盒2，其中拉線盒2的盒體固定在龍門架10上，拉線盒2的拉繩環與活動龍門8連接，所述拉線盒2連接至IJ控制器上，并向其輸出位置信息。本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制方法，左行走執行機構和右行走執行機構共同作用，拖動檢查車在縱向軌道與橫向軌道上變軌行走，回轉支承4轉動一定的角度，帶動編碼器5跟隨回轉支承4同步轉動，編碼器5將回轉支承4轉動的角度信息傳輸至控制器，控制器實時地進行邏輯判斷與運算，通過控制變頻器給定驅動電機3頻率，調整左或右行走執行機構的行進速度；
如圖2所示，檢查車左端瞬間由位置左2運行至左3，運行位移為SI，也即左行走執行機構運行位移SI，編碼器檢測到回轉支承轉過的角度由Θ1變為Θ 2;檢查車右端由位置右2運行至右3，運行位移為S2，也即右行走執行機構的運行位移S2，忽略現場安裝的橫向軌道與縱向軌道的角度誤差，理論上橫向軌道與縱向軌道互相垂直，通過三角函數關系計算可以得出以下數據
式一左右行走執行機構位移比Sl/S2=(Cos Θ1-Cos Θ 2)/(Sin Θ 2-Sin θ I) =Sin[ ( θ 1+ θ 2) /2]/Cos[( θ 1+ θ 2)/2]=tg[( θ 1+ θ 2)/2]；
式二當運行時間極短時，因為瞬間角度值變化很小，角度值變化趨近于0，即Θ 1= Θ 2，S1/S2= tg Θ I ；
式三由S=Vt可知，當時間相同時，左、右行走執行機構速度比V1/V2= S1/S2= tg9 1=tg Θ ；
因此當0° ^ Θ ^ 45°時，Vl SV2，控制器調整左行走執行機構行進速度VI，匹配左右行走執行機構的速度，當θ>45°時，V1>V2，控制器調整右行走執行機構行進速度V2，匹配左右行走執行機構的速度；控制器根據編碼器輸出的角度信息，向左右變頻器給定頻率信息，變頻器根據接收的數據信息驅動左右行走機構變軌運行。由于系統受傳動間隙、外部負載及軌道垂直度、摩擦系數的擾動，將偏離理想的運行位移，使活動龍門與龍門架發生機械碰 撞，并使行走輪卡在軌道上。最理想的變軌運行，就是讓活動龍門能在運行過程中，保持在龍門架中心線上運行。為了達到這一理想狀態，必須在活動龍門處，安裝直線位移傳感器，將位移信號反饋給控制器，進行閉環控制。當檢查車變軌行進受到擾動，活動龍門8偏離龍門架10中心線時，直線位移傳感器將檢測活動龍門8的位移大小，傳遞至控制器上，控制器根據位移信號進行邏輯判斷與運算，并轉化為變頻器頻率信號，并傳遞至驅動電機3上，控制該端的行走執行機構的行進速度，調整活動龍門8在龍門架10中心線上的位置，形成閉環控制。當檢查車行進受到擾動時，設活動龍門位于龍門架中心線位置時，傳遞至控制器上標定值為Χ0，直線位移傳感器將檢測活動龍門運行的位置坐標為XI，傳遞至控制器上，控制器進行下列邏輯判斷與運算，根據Xl-XO的差值關系可以判斷出左右行走機構偏離理想狀態的速度快慢關系，并進行調整左或右兩行走執行機構的速度Vl或V2，其中左行走執行機構的速度為VI，右行走執行機構的速度為V2，當活動龍門在一個方向上運行，
Xl-XO=AX > O,左行走執行機構運行的位移ASl > SI，右行走執行機構運行的位移AS2 ^ S2，則V右=V2，V左=Vl-KlVl,檢查車左端的左行走執行機構的實際速度過快，比例系數Kl與I ΛΧ I成正比，控制器根據I ΛX I值調整Kl的大小，控制左行走執行機構的運行速度V左；
Xl-XO=AX = O, V左=V1，V右=V2，檢查車左右兩端均按理想速度在運行；Xl-XO=AX < O,左行走執行機構運行的位移ASl < SI，右行走執行機構運行的位移AS2 > S2，則V右=V2-K2V2，檢查車右端的實際速度過快，V左=V1，比例系數K2與|ΛΧ成正比，控制器根據I Λ X I值調整Κ2的大小，控制右行走執行機構的運行速度V右。本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制方法，控制系統通過編碼器角度檢測，給定變頻器頻率信息，驅動電機運行，當檢查車受到擾動時，活動龍門將偏離龍門架中心位置，影響檢查車的平穩運行。閉環控制系統通過檢測活動龍門的位置信號，將位移變化量反饋給控制器，將位移信號轉化為速度信號，在極短的時間內調節行走機構速度，從而使I Λ X趨近于零，兩側行走機構能夠平 穩變軌運行。本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，具有操作簡易、運行可靠、自動化程度高的優點，可以用于對變軌行走要求嚴格的系統中，接線簡單，抗干擾性強；本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行檢測裝置，結構簡單、操作簡易、運行可靠、自動化程度高、控制精度高、安全可靠，編碼器能夠實時檢測行走機構回轉支承轉過的角度，直線位移傳感器能實時檢測活動龍門的位移；本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制方法，解決了傳統開環控制操作繁瑣、檢修效率低、運行不平滑的問題，控制精度高，安全可靠，大大降低了操作人員的勞動強度和心理壓力，并保證了行駛的安全性。本發明并不局限于前述的具體實施方式
。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權利要求
1.鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，其特征在于它包括編碼器(5)、直線位移傳感器、控制器、驅動單元以及左、右行走執行機構，所述編碼器(5)、直線位移傳感器、驅動單元分別與控制器相連，所述驅動單元與左、右行走執行機構連接；其中所述編碼器(5)實時地檢測左、右行走執行機構轉動的角度信息并送至控制器；直線位移傳感器用于檢查活動龍門(8)偏離龍門架(10)中心線的直線位移距離信息并送至控制器；所述控制器根據角度信息和位移信息進行邏輯判斷與運算，向驅動單元輸出驅動信號；驅動單元根據驅動信號分別驅動左或右行走執行機構運動。
2.如權利要求1所述的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，其特征在于其中編碼器(5)為絕對值編碼器，數據接口為總線輸出或模擬量輸出。
3.如權利要求1所述的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，其特征在于所述直線位移傳感器為非接觸式絕對值位移傳感器，數據接口為總線輸出或模擬量輸出。
4.如權利要求1所述的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，其特征在于控制器為能實現總線通訊的PLC或單片機，控制器能與編碼器(5)、直線位移傳感器之間通過總線通訊。
5.如權利要求1所述的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，其特征在于所述驅動單元為變頻器、電流調節模塊或電壓調節模塊。
6.如權利要求1所述的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路，其特征在于左行走執行機構與右行走執行機構均為驅動電機(3)驅動的齒輪箱。
7.一種設置有權利要求1至6之一的控制電路的鋼箱梁檢查車變軌運行檢測裝置，其特征在于左行走執行機構與右行走執行機構的底端上均連接有回轉支承(4)，所述編碼器(5)與回轉支承(4)同軸心安裝，使編碼器(5)隨回轉支承(4)同步轉動；在活動龍門端的龍門架(10)內設有橫隔板(11)，活動龍門(8)可在龍門架(10)內的橫隔板(11)之間移動，所述龍門架(10 )上設置有直線位移傳感器，所述直線位移傳感器與活動龍門(8 )連接， 所述直線位移傳感器以及編碼器(5 )連接到控制器上，并向其輸出信息。
8.如權利要求7所述的鋼箱梁檢查車變軌運行檢測裝置，其特征在于所述直線位移傳感器為拉線盒(2)，其中拉線盒(2)的盒體固定在龍門架(10)上，拉線盒(2)的拉繩環與活動龍門(8)連接，所述拉線盒(2)連接到控制器上，并向其輸出位置信息。
9.一種采用權利要求7或8所述的檢測裝置的鋼箱梁檢查車變軌運行控制方法，其特征在于左行走執行機構和右行走執行機構共同作用，拖動檢查車在縱向軌道與橫向軌道上變軌行走，回轉支承(4 )轉動一定的角度，帶動編碼器(5 )跟隨回轉支承(4 )同步轉動，編碼器(5)將回轉支承(4)轉動的角度信息傳輸至控制器，控制器實時地進行邏輯判斷與運算，通過控制變頻器給定驅動電機(3)頻率，調整左或右行走執行機構的行進速度；當檢查車變軌行進受到擾動，活動龍門(8)偏離龍門架(10)中心線時，直線位移傳感器將檢測活動龍門(8)的位移大小，傳遞至控制器上，控制器根據位移信號進行邏輯判斷與運算，并轉化為變頻器頻率信號，并傳遞至驅動電機(3)上，控制該端的行走執行機構的行進速度，調整活動龍門(8)在龍門架(10)中心線上的位置，形成閉環控制。
10.如權利要求9所述的檢測裝置的鋼箱梁檢查車變軌運行控制方法，其特征在于 設左行走執行機構運行位移SI,右行走執行機構的運行位移S2，橫向軌道與縱向軌道互相垂直，編碼器(5)檢測回轉支承(4)轉過的角度由Θ1變為Θ 2，運行時間極短時，角度值變化趨近于0，即Θ 1= Θ 2，并將該角度信號傳遞至控制器，控制器進行邏輯判斷與運算，當0° < Θ < 45°時，Vl < V2，控制器調整左行走執行機構行進速度VI，當θ>45°時， V1>V2，控制器調整右行走執行機構行進速度V2 ；當檢`查車行進受到擾動時，設活動龍門(8)位于龍門架(10)中心線位置時，傳遞至控制器上標定值為Χ0，直線位移傳感器將檢測活動龍門(8)運行的位置坐標為XI，傳遞至控制器上，控制器進行下列邏輯判斷與運算，并進行調整左或右兩行走執行機構的速度Vl或 V2,當活動龍門(8)在一個方向上運行，Xl-XO=AX > O,左行走執行機構運行的位移ASl > SI，右行走執行機構運行的位移 AS2彡S2，則V右=V2，V左=Vl-KlVl,比例系數Kl與I ΛΧ |成正比，控制器根據| ΛX 值調整Kl的大小，控制左行走執行機構的運行速度V左；Xl-XO=AX = O, V 左=V1，V 右=V2;Xl-XO=AX < O,左行走執行機構運行的位移ASl < SI，右行走執行機構運行的位移 AS2 > S2，則V右=V2_K2V2，V左=V1，比例系數K2與| Λ X |成正比，控制器根據| Λ X 值調整Κ2的大小，控制右行走執行機構的運行速度V右。
全文摘要
本發明公開了一種鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路、檢測裝置及控制方法，屬于檢查車變軌行走控制技術領域。本發明的鋼箱梁檢查車變軌運行控制電路,所述編碼器、直線位移傳感器、驅動單元分別與控制器相連，所述驅動單元與左、右行走執行機構連接；其中所述編碼器實時地檢測左、右行走執行機構轉動的角度信息并送至控制器；直線位移傳感器用于檢查活動龍門偏離龍門架中心線的直線位移距離信息并送至控制器；所述控制器根據角度信息和位移信息進行邏輯判斷與運算，向驅動單元輸出驅動信號；驅動單元根據驅動信號分別驅動左或右行走執行機構運動。本發明解決了傳統開環控制操作繁瑣、檢修效率低、運行不平滑的問題。
文檔編號E01D19/10GK103046468SQ20131002064
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月21日 優先權日2013年1月21日
發明者楊兵 申請人:成都市新筑路橋機械股份有限公司