CN102031734B - 小型液压自动捣固机的智能控制方法 - Google Patents

Abstract

一种小型液压自动捣固机的智能控制方法，属于铁路工务用养护机械领域。包括机身框架，可沿所述机身框架垂直运动的升降平台(9)，安装在其中一导向轨上的上、下霍尔传感器(23、24)，安装在升降平台(9)上的动力电池组(15)，磁性元件(25)，大功率直流电机(16)，加压油泵(12)，多路换向电磁阀(13)和液压夹实机构(6)，控制多路换向电磁阀的多路继电器开关(14)，驱动所述升降平台(9)垂直运动的液压升降机构(17)和安装在承载梁(19)上方的智能操作平台(10)。具有工作噪声低，环保，节约能源，采用智能控制策略和人机对话模式，降低了操作人员的劳动强度，可操作性增强，又体现了人性化的特点，进一步提高了铁路养护工作的效率和质量等优点。

Description

小型液压自动捣固机的智能控制方法

技术领域

一种小型液压自动捣固机的智能控制方法，属于铁路工务用养护机械领域及控制技术领域。

背景技术

随着列车提速和铁路运输量的加大，铁路线路不可避免产生变形甚至损坏，铁路的定期维护就显得非常重要，而其中的线路捣固作业是保障铁路线路良好运行的关键，捣固机又是捣固作业中能够适用复杂环境下捣固的必备工具。经检索和调查研究，目前市场上广泛使用的捣固机还存在噪音大，操作人员劳动强度大，安全性和人性化欠缺等方面的问题，尤其随着列车提速进程的加快，铁路维护工作量的加大使得这些问题更加突出。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服目前捣固机操作过程中存在的种种缺陷，提供一种可操作性，人性化和节能环保的小型液压自动捣固机的智能控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该小型液压自动捣固机，其特征在于：包括底盘，固定于底盘上的第一导向轨、第二导向轨和固定于第一导向轨、第二导向轨上端的承载梁构成的机身框架，可沿所述机身框架第一导向轨、第二导向轨垂直运动的升降平台，安装在其中一导向轨上的上、下霍尔传感器，安装在升降平台上的动力电池组，磁性元件，大功率直流电机，加压油泵，多路换向电磁阀和液压夹实机构，控制多路换向电磁阀的多路继电器开关，驱动所述升降平台垂直运动的液压升降机构和安装在承载梁上方的智能操作平台，磁性元件安装在其中一导向轨的上、下霍尔传感器之间，加压油泵通过第一信号线与智能操作平台相连，加压油泵通过第二信号线与大功率直流电机和动力电池组相连，液压夹实机构通过第二液压软轴、第三液压软轴与加压油泵相连，加压油泵通过第一液压软轴与液压升降机构相连。加压油泵由智能操作平台控制动力电池组驱动大功率直流电机经机械传动机构驱动。

所述液压夹实机构包括两个相对的镐体、振动装置、第一减震装置、第二减震装置和第三减震装置，第二减震装置和第三减震装置安装在镐体的两侧，第一减震装置安装在镐体中间，第一减震装置、第二减震装置和第三减震装置均安装在振动装置上。

所述动力电池组为超级电容和大容量镍氢动力电池组。具有体积小，可快速充电性，噪音小，比功率大和环保的特点。

所述智能操作平台包括微控单元和人机对话模块。操作人员可根据工作现场实际情况，选择合适的工作模式。

所述人机对话模块，包括夹实工作行程次数设定，启停开关和数据通信接口，数据通信接口的作用在于微控单元的控制策略维护。

所述的小型液压自动捣固机的智能控制方法，其特征在于：所述微控单元内嵌有捣固机智能控制策略，具体控制步骤如下：

步骤1，微控单元进行捣固机软硬件系统自检，等待外部人机对话模块设定信号；转步骤2；

步骤2，微控单元接收到外部人机对话模块设定信号后，进行升降平台行程检测，转步骤3；否则继续等待外部人机对话模块设定信号；

步骤3，若微控单元检测到升降平台处于上限位，则微控单元发出指令控制升降平台垂直换向，转步骤4；否则，微控单元发出指令控制升降平台回归上限位，之后发出指令控制升降平台垂直换向，转步骤4；

步骤4，若微控单元检测到升降平台处于下限位，则微控单元发出指令，并根据外部人机对话模块的设定信号，控制液压夹实机构动作，转步骤5；否则微控单元继续检测升降平台的下限位信号；

步骤5，若微控单元检测到液压夹实机构动作周期达到外部人机对话模块设定上限，则微控单元发出指令控制升降平台垂直换向，转步骤6；否则继续液压夹实机构动作；

步骤6，若微控单元检测升降平台到达上限位的信号，则微控单元发出指令，停止垂直换向操作，进入等待外部人机对话模块设定信号等待模式；否则微控单元继续检测升降平台位置信号。

与现有技术相比，本发明的小型液压自动捣固机所具有的有益效果是：采用动力电池组和大功率直流电机作为动力源，减少了内燃机等带来的工作噪声，同时做到了环保，且具有可重复利用的特点，节约了能源；采用智能控制策略和人机对话模式，降低了操作人员的劳动强度，可操作性增强，又体现了人性化的特点，进一步提高了铁路养护工作的效率和质量。

附图说明

图1本发明小型液压自动捣固机结构示意图；

图2本发明小型液压自动捣固机工作过程流程图。

图1-2为本发明最佳实施例。其中，1第一导向轨   2第二导向轨   3镐体   4振动装置  5第一减震装置  7第二减震装置  8第三减震装置  6液压夹实机构  9升降平台  10智能操作平台  11第一信号线   18第二信号线   12加压油泵   13多路换向电磁阀   14多路继电器开关   15动力电池组   16大功率直流电机   17液压升降机构   19承载梁   20第一液压软轴   21第二液压软轴   22第三液压软轴   23上霍尔传感器   24下霍尔传感器   25磁性元件   26底盘。

具体实施方式

下面结合附图1-2就本发明的小型液压自动捣固机的智能控制方法作进一步详细说明。

如图1所示：

该小型液压自动捣固机由第一导向轨1、第二导向轨2、镐体3、振动装置4、第一减震装置5、液压夹实机构6、第二减震装置7、第三减震装置8、升降平台9、智能操作平台10、第一信号线11、加压油泵12、多路换向电磁阀13、多路继电器开关14、动力电池组15、大功率直流电机16、液压升降机构17、第二信号线18、承载梁19、第一液压软轴20、第二液压软轴21、第三液压软轴22、上霍尔传感器23、下霍尔传感器24、磁性元件25和底盘26组成。底盘26上固定有第一导向轨1、第二导向轨2，第一导向轨1、第二导向轨2的上端固定承载梁19，升降平台9沿导第一导向轨1、第二导向轨2垂直运动，安装在升降平台9上的动力电池组15向大功率直流电机16输出电能驱动电机运转进而驱动机械联动机构带动加压油泵12，霍尔传感器23，24固定于第一导向轨1或第二导向轨2上，多路换向电磁阀13紧挨加压油泵12并固定在多路继电器开关14的上方，液压夹实机构6通过第二减震装置7和第三减震装置8固定在升降平台9上，智能操作平台10安装在承载梁19的上方，并根据信号线18的传感信号，按照微控单元内嵌的捣固机智能控制策略，通过信号线11控制多路继电器开关14，进而控制多路换向电磁阀13动作，并通过第一液压软轴20、第二液压软轴21和第三液压软轴22来决定液压升降机构17和液压夹实机构6的具体动作。所述液压夹实机构6由两个相对的镐体3、振动装置4、第一减震装置5、第二减震装置7和第三减震装置8组成，第二减震装置7和第三减震装置8安装在镐体3的两侧，第一减震装置5安装在镐体3中间，第一减震装置5、第二减震装置7和第三减震装置8均安装在振动装置4上。所述动力电池组15为超级电容和大容量镍氢动力电池组。所述智能操作平台10由微控单元和人机对话模块组成。所述人机对话模块，包括夹实工作行程次数设定，启停开关和数据通信接口。

小型液压自动捣固机整体控制策略具体步骤如下：

步骤1，微控单元进行捣固机软硬件系统自检，等待外部人机对话模块设定信号；转步骤2；

步骤2，微控单元接收到外部人机对话模块设定信号后，进行升降平台行程检测，转步骤3；否则继续等待外部人机对话模块设定信号；

步骤3，若微控单元检测到升降平台处于上限位，则微控单元发出指令控制升降平台垂直换向，转步骤4；否则，微控单元发出指令控制升降平台回归上限位，之后发出指令控制升降平台垂直换向，转步骤4；

步骤4，若微控单元检测到升降平台处于下限位，则微控单元发出指令，并根据外部人机对话模块的设定信号，控制液压夹实机构动作，转步骤5；否则微控单元继续检测升降平台的下限位信号；

步骤5，若微控单元检测到液压夹实机构动作周期达到外部人机对话模块设定上限，则微控单元发出指令控制升降平台垂直换向，转步骤6；否则继续液压夹实机构动作；

步骤6，若微控单元检测升降平台到达上限位的信号，则微控单元发出指令，停止垂直换向操作，进入等待外部人机对话模块设定信号等待模式；否则微控单元继续检测升降平台位置信号。

升降平台的行程检测和自动换向的实现主要是微控单元检测到上霍尔传感器23或者下霍尔传感器24的开关信号后，通过控制多路继电器开关14的通断控制所述多路换向电磁阀13的换向操作。

液压夹实机构6的控制主要是微控单元通过输出脉冲时间段控制多路继电器开关14的通断进而控制多路换向电磁阀13的换向操作，从而达到控制液压夹实机构6工作行程的目的。

整个工作过程微控单元通过信号线18实时监控动力电池组15的工作电压，工作电流和工作荷电状态，监控大功率直流电机16的工作电流，工作温度和功率输出。

智能操作平台10的人机对话模块的作用在于设定夹实工作行程次数，启动和停止液压捣固机的工作电源，以及微控单元内嵌的捣固机智能控制策略的定期维护。

如图2所示：

本发明小型液压自动捣固机操作过程如下：

启动智能操作平台10的电源开关，操作人员根据维护现场实际工况通过人机对话模块设定夹实行程数，即工作周期内的夹实次数，由微控单元工作周期内发送脉冲信号具体控制液压夹实操作；微控单元接收到设定确认电平信号后，即进行微控单元内部系统自检操作，主要是动力电池组，大功率直流电机和加压油泵的工况等，一旦出现动力不足，油压不足或是夹实行程数确认信号未获得的情况，微控单元将不输出信号，并蜂鸣报警；微控单元系统内部自检成功后，即按照其内嵌的捣固机智能控制策略根据霍尔传感器23，24的开关信号先进行升降平台的升降行程检测，当判断升降平台9到达上限位时，微控单元发出电平信号控制多路继电器开关14进而控制多路换向电磁阀13进行垂直换向操作，否则微控单元判断升降平台9是否到达下限位；若微控单元收到传感信号确定升降平台9到达下限位，则发出电平信号控制多路继电器开关14进而控制多路换向电磁阀13停止垂直换向操作，并同时控制多路继电器开关14进而控制多路换向电磁阀13进行水平换向，开始左右夹实操作；夹实操作的行程根据微控单元发送的脉冲信号周期性运动，直至达到设定的夹实工作行程数，否则继续夹实操作；若达到设定的夹实工作行程数，则微控单元发出电平信号控制多路继电器开关14进而控制多路换向电磁阀13停止夹实操作，同时发出电平信号控制多路继电器开关14进而控制多路换向电磁阀13进行垂直换向操作，并开始进行升降平台9的升降行程检测，直至判断升降平台9到达上限位时，微控单元发出电平信号断开多路继电器开关14进行控制多路换向电磁阀13停止垂直换向操作，并返回夹实工作行程数设定模式，等待下一次操作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种小型液压自动捣固机的智能控制方法，所述小型液压自动捣固机包括底盘(26)，固定于底盘(26)上的第一导向轨(1)、第二导向轨(2)和固定于第一导向轨(1)、第二导向轨(2)上端的承载梁(19)构成的机身框架，可沿所述机身框架第一导向轨(1)、第二导向轨(2)垂直运动的升降平台(9)，安装在其中一导向轨上的上、下霍尔传感器(23、24)，安装在升降平台(9)上的动力电池组(15)，磁性元件(25)，大功率直流电机(16)，加压油泵(12)，多路换向电磁阀(13)和液压夹实机构(6)，控制多路换向电磁阀的多路继电器开关(14)，驱动所述升降平台(9)垂直运动的液压升降机构(17)和安装在承载梁(19)上方的智能操作平台(10)，所述智能操作平台(10)包括微控单元和人机对话模块，所述人机对话模块，包括夹实工作行程次数设定，启停开关和数据通信接口；磁性元件(25)安装在其中一导向轨的上、下霍尔传感器(23、24)之间，加压油泵(12)通过第一信号线与智能操作平台(10)相连，加压油泵(12)通过第二信号线与大功率直流电机(16)和动力电池组(15)相连，液压夹实机构(6)通过第二液压软轴(21)、第三液压软轴(22)与加压油泵(12)相连，加压油泵(12)通过第一液压软轴(20)与液压升降机构(17)相连；其特征在于：所述微控单元内嵌有捣固机智能控制策略，具体控制步骤如下：

步骤1，微控单元进行捣固机软硬件系统自检，等待外部人机对话模块设定信号；转步骤2；

步骤2，微控单元接收到外部人机对话模块设定信号后，进行升降平台行程检测，转步骤3；否则继续等待外部人机对话模块设定信号；

步骤3，若微控单元检测到升降平台处于上限位，则微控单元发出指令控制升降平台垂直换向，转步骤4；否则，微控单元发出指令控制升降平台回归上限位，之后发出指令控制升降平台垂直换向，转步骤4；

步骤4，若微控单元检测到升降平台处于下限位，则微控单元发出指令，并根据外部人机对话模块的设定信号，控制液压夹实机构动作，转步骤5；否则微控单元继续检测升降平台的下限位信号；

步骤5，若微控单元检测到液压夹实机构动作周期达到外部人机对话模块设定上限，则微控单元发出指令控制升降平台垂直换向，转步骤6；否则继续液压夹实机构动作；

步骤6，若微控单元检测升降平台到达上限位的信号，则微控单元发出指令，停止垂直换向操作，进入等待外部人机对话模块设定信号等待模式；否则微控单元继续检测升降平台位置信号；

升降平台的行程检测和自动换向的实现主要是微控单元检测到上霍尔传感器(23)或者下霍尔传感器(24)的开关信号后，通过控制多路继电器开关(14)的通断控制所述多路换向电磁阀(13)的换向操作；

液压夹实机构(6)的控制主要是微控单元通过输出脉冲时间段控制多路继电器开关(14)的通断进而控制多路换向电磁阀(13)的换向操作，从而达到控制液压夹实机构(6)工作行程的目的。

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