CN102454140A - 无砟轨道钢轨精调车的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路工程对无砟轨测量与工程方法，具体为无砟轨道钢轨精调车的控制方法。无砟轨道钢轨精调车的控制方法，包括：模式选择、控制主机按照指令运行、信息显示、调整姿态、信息反馈、钢轨定位、将楔铁顶入轨底、信息发给控制主机、紧固螺栓到位等步骤。本发明效率高，铺装精确。

Description

无砟轨道钢轨精调车的控制方法

技术领域

本发明涉及铁路工程对无砟轨测量与工程方法，具体为无砟轨道钢轨精调车的控制方法。

背景技术

目前，传统的高速铁路无砟轨道钢轨精调车在运作时存在很多问题，比如：无砟轨施工困难、人为施工误差大、施工效率低，管理难度大，给高速铁路无砟轨道钢轨精调车的发展造成一定的阻碍，而高速铁路无砟轨道钢轨精调车的控制系统是整钢轨精调车及其动力系统、制动系统、各种机械手控制终端、无线收发系统、测量系统及其驱动部件等统一协调、指挥和控制的中心，所以研发制造成高精度、高效率的无砟轨道钢轨调轨施工设备，尤其是控制系统的发展尤为重要。

发明内容

本发明正是针对以上技术问题，提供一种设计合理，可保证数据的可靠性的无砟轨道钢轨精调车的控制方法。

本发明的具体技术方案如下：

无砟轨道钢轨精调车的控制方法，包括以下步骤：

步骤1、驾驶员通过控制台显示进入模式选择菜单，精调车工作在驾驶模式下，显示终端有时间、速度、里程、牵引电压电流、驾驶手柄、制动手柄的显示，驾驶员通过点击驾驶手柄或制动手柄来驾驶车辆；

步骤2、控制主机接收驾驶人员命令并处理后传给动力系统控制终端或制动系统控制终端，驱动动力系统、制动系统按照指令运行；

步骤3、动力系统控制终端或制动系统控制终端将速度、电压、电流等信息反馈给控制主机并通过控制显示终端显示；

步骤4、选择自动控制后，首先控制主机通过无线发送设备指挥测量系统工作，获取线路测量数据，运算处理后发布命令给动力系统控制终端或制动系统控制终端驱动驱动精调车行驶到特定位置停下后，控制主机发命令给姿态调整控制终端，姿态调整控制终端驱动姿态调整机械手快速伸出底盘两侧的支腿，使其接触到无砟钢轨的水泥板，并将车缓慢抬起，此时整车包括转向架脱离钢轨约20mm；控制主机发出信号给全站仪，全站仪对点CP3点测量，并对车上的棱镜进行数据采集，以数据无线方式返回给控制主机，控制运算后将命令传给姿态调整控制终端调整支腿油缸，使车体处于准确的工作姿态；

步骤5、控制主机发出指令给定位机械手控制终端，控制终端根据控制中心发出的指令，依次驱动垂直升降机构、水平移动机构、旋转执行机构动作，使靠模到位后，将状态信息反馈给控制主机；

步骤6、控制主机根据此信息，发出指令给抓取机械手控制终端，抓取机械手控制终端根据控制中心发出的指令驱动抓取机械手，首先做下降运动，然后夹紧缸带动抓铁将钢轨夹住，提离地面1～2mm后，做水平方向的调整，再继续向上提升，直至将钢轨送入定位机械手的靠模内腔当中；

步骤7、抓取机械手控制终端将到位信息发给控制主机，控制主机根据运算发指令给顶铁机械手控制终端，顶铁机械手控制终端根据控制中心发出的指令，驱动顶铁机械手先做垂直向下运动，然后夹紧缸带动横扫臂将楔铁顶入轨底；

步骤8、施工人员推动紧固机械手到位后，并将到位信息通过紧固机械手控制终端发给控制主机，控制主机收到指令后，在通过运算后发给紧固机械手控制终端，紧固机械手控制终端控制驱动紧固机械手按预定力度紧固螺母，最后根据预定指令回到初始位，抓取机械手动作，使夹紧缸松开抓铁，然后依次做垂直和水平运动，回到中位后将状态信息发给控制主机；

步骤9、控制主机再次发出指令给顶铁机械手控制终端，控制终端收到指令后驱动顶铁机械手动作，首先做水平方向的运动，使横扫臂回到初始位置，然后垂直上升，回到中位后将到位信息发给控制主机；

步骤10、控制主机又一次发出指令给定位机械手控制终端，控制终端驱动定位机械手动作，使靠模回到中位后将到位信息发给控制主机；

步骤11、控制主机再一次发出指令给姿态调整控制终端，姿态调整控制终端收到指令后驱动支腿收缩，整车落下，转向架的车轮重新回到钢轨面上；

步骤12、操作人员根据图像监控系统实时显示的紧固机械手和T型螺栓的位置，通过操作操作键盘及手柄移动机械手对准后下移套住螺栓，通过键盘发布紧螺栓命令开始紧固螺栓到位；

步骤13、整个施工作业工作循环完成，开始下一循环，下一循环同此步骤。

所有的命令和数据传输都制定了严格的通信协议，并采取了CRC校验以及无线数据加密方式，系统会定时将每次作业流程存储到数据库中，以供今后的数据分析使用，该记录时间间隔也可由用户根据需要在界面上直接设置。

本发明的技术效果表现在：

一、一台控制主机可最多管理80台控制终端，若增设CAN中继器，可使系统扩展大于80；两台控制显示终端；6套无线发送接收终端，控制量大；

二、可随时查询、以表格形式打印历史数据；可对每一个控制终端设定单独的报警限值，故障诊断信息；

三、可以实时显示精调车位置坐标、速度、里程、各机械手动作状态、网络状态、电源电压、电流；

四、可进行作业流程查询；具有系统自检及故障诊断功能；无线通讯及加密功能；3维数据处理；数据存储、数据分析功能；系统标定误差分析、轨道曲线数据分析、轨道坐标数据数字处理；动作回放功能；调度指挥功能。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例一：

(1)驾驶员通过控制台显示进入模式选择菜单，精调车工作在驾驶模式下，显示终端有时间、速度、里程、牵引电压电流、驾驶手柄、制动手柄的显示，驾驶员通过点击驾驶手柄或制动手柄来驾驶车辆；

(2)控制主机接收驾驶人员命令并处理后传给动力系统控制终端或制动系统控制终端，驱动动力系统、制动系统按照指令运行；

(3)动力系统控制终端或制动系统控制终端将速度、电压、电流等信息反馈给控制主机并通过控制显示终端显示；

(4)选择自动控制后，首先控制主机通过无线发送设备指挥测量系统工作，获取线路测量数据，运算处理后发布命令给动力系统控制终端或制动系统控制终端驱动驱动精调车行驶到特定位置停下后，控制主机发命令给姿态调整控制终端，姿态调整控制终端驱动姿态调整机械手快速伸出底盘两侧的支腿，使其接触到无砟钢轨的水泥板，并将车缓慢抬起，此时整车(包括转向架)脱离钢轨约20mm；控制主机发出信号给全站仪，全站仪对点CP3点测量，并对车上的棱镜进行数据采集，以数据无线方式返回给控制主机，控制运算后将命令传给姿态调整控制终端调整支腿油缸，使车体处于准确的工作姿态；

(5)控制主机发出指令给定位机械手控制终端，控制终端根据控制中心发出的指令，依次驱动垂直升降机构、水平移动机构、旋转执行机构动作，使靠模到位后，将状态信息反馈给控制主机；

(6)控制主机根据此信息，发出指令给抓取机械手控制终端，抓取机械手控制终端根据控制中心发出的指令驱动抓取机械手，首先做下降运动，然后夹紧缸带动抓铁将钢轨夹住，提离地面1～2mm后，做水平方向的调整，再继续向上提升，直至将钢轨送入定位机械手的靠模内腔当中；

(7)抓取机械手控制终端将到位信息发给控制主机，控制主机根据运算发指令给顶铁机械手控制终端，顶铁机械手控制终端根据控制中心发出的指令，驱动顶铁机械手先做垂直向下运动，然后夹紧缸带动横扫臂将楔铁顶入轨底；

(8)施工人员推动紧固机械手到位后，并将到位信息通过紧固机械手控制终端发给控制主机，控制主机收到指令后，在通过运算后发给紧固机械手控制终端，紧固机械手控制终端控制驱动紧固机械手按预定力度紧固螺母，最后根据预定指令回到初始位，抓取机械手动作，使夹紧缸松开抓铁，然后依次做垂直和水平运动，回到中位后将状态信息发给控制主机；

(9)控制主机再次发出指令给顶铁机械手控制终端，控制终端收到指令后驱动顶铁机械手动作，首先做水平方向的运动，使横扫臂回到初始位置，然后垂直上升，回到中位后将到位信息发给控制主机；

(10)控制主机又一次发出指令给定位机械手控制终端，控制终端驱动定位机械手动作，使靠模回到中位后将到位信息发给控制主机；

(11)控制主机再一次发出指令给姿态调整控制终端，姿态调整控制终端收到指令后驱动支腿收缩，整车落下，转向架的车轮重新回到钢轨面上；

(12)操作人员根据图像监控系统实时显示的紧固机械手和T型螺栓的位置，通过操作操作键盘及手柄移动机械手对准后下移套住螺栓，通过键盘发布紧螺栓命令开始紧固螺栓到位；

(13)整个施工作业工作循环完成，开始下一循环，下一循环同此步骤。

实施例二：

(1)驾驶员通过控制台显示进入模式选择菜单，精调车工作在施工作业模式下，显示终端显示施工作业菜单，有系统时间、自动/手动按钮、速度、里程、精调车位置、各种机械手状态等信息显示。若选择手动，则作业流程进行人工操作控制主机将命令发布给各种控制终端动作机械手；

(2)选择自动控制后，首先控制主机通过无线发送设备指挥测量系统工作，获取线路测量数据，运算处理后发布命令给动力系统控制终端或制动系统控制终端驱动驱动精调车行驶到特定位置停下后，控制主机发命令给姿态调整控制终端，姿态调整控制终端驱动姿态调整机械手快速伸出底盘两侧的支腿，使其接触到无砟钢轨的水泥板，并将车缓慢抬起，此时整车(包括转向架)脱离钢轨约20mm；控制主机发出信号给全站仪，全站仪对点CP3点测量，并对车上的棱镜进行数据采集，以数据无线方式返回给控制主机，控制运算后将命令传给姿态调整控制终端调整支腿油缸，使车体处于准确的工作姿态；

(3)控制主机发出指令给定位机械手控制终端，控制终端根据控制中心发出的指令，依次驱动垂直升降机构、水平移动机构、旋转执行机构动作，使靠模到位后，将状态信息反馈给控制主机；

(4)控制主机根据此信息，发出指令给抓取机械手控制终端，抓取机械手控制终端根据控制中心发出的指令驱动抓取机械手，首先做下降运动，然后夹紧缸带动抓铁将钢轨夹住，提离地面1～2mm后，做水平方向的调整，再继续向上提升，直至将钢轨送入定位机械手的靠模内腔当中；

(5)抓取机械手控制终端将到位信息发给控制主机，控制主机根据运算发指令给顶铁机械手控制终端，顶铁机械手控制终端根据控制中心发出的指令，驱动顶铁机械手先做垂直向下运动，然后夹紧缸带动横扫臂将楔铁顶入轨底；

(6)施工人员推动紧固机械手到位后，并将到位信息通过紧固机械手控制终端发给控制主机，控制主机收到指令后，在通过运算后发给紧固机械手控制终端，紧固机械手控制终端控制驱动紧固机械手按预定力度紧固螺母，最后根据预定指令回到初始位，抓取机械手动作，使夹紧缸松开抓铁，然后依次做垂直和水平运动，回到中位后将状态信息发给控制主机；

(7)控制主机再次发出指令给顶铁机械手控制终端，控制终端收到指令后驱动顶铁机械手动作，首先做水平方向的运动，使横扫臂回到初始位置，然后垂直上升，回到中位后将到位信息发给控制主机；

(8)控制主机又一次发出指令给定位机械手控制终端，控制终端驱动定位机械手动作，使靠模回到中位后将到位信息发给控制主机；

(9)控制主机再一次发出指令给姿态调整控制终端，姿态调整控制终端收到指令后驱动支腿收缩，整车落下，转向架的车轮重新回到钢轨面上；

(10)操作人员根据图像监控系统实时显示的紧固机械手和T型螺栓的位置，通过操作操作键盘及手柄移动机械手对准后下移套住螺栓，通过键盘发布紧螺栓命令开始紧固螺栓到位；

(11)整个施工作业工作循环完成，开始下一循环，下一循环同此步骤。

Claims (1)

1.无砟轨道钢轨精调车的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、驾驶员通过控制台显示进入模式选择菜单，精调车工作在驾驶模式下，显示终端有时间、速度、里程、牵引电压电流、驾驶手柄、制动手柄的显示，驾驶员通过点击驾驶手柄或制动手柄来驾驶车辆；

步骤2、控制主机接收驾驶人员命令并处理后传给动力系统控制终端或制动系统控制终端，驱动动力系统、制动系统按照指令运行；

步骤3、动力系统控制终端或制动系统控制终端将速度、电压、电流等信息反馈给控制主机并通过控制显示终端显示；

步骤4、选择自动控制后，首先控制主机通过无线发送设备指挥测量系统工作，获取线路测量数据，运算处理后发布命令给动力系统控制终端或制动系统控制终端驱动驱动精调车行驶到特定位置停下后，控制主机发命令给姿态调整控制终端，姿态调整控制终端驱动姿态调整机械于快速伸出底盘两侧的支腿，使其接触到无砟钢轨的水泥板，并将车缓慢抬起，此时整车包括转向架脱离钢轨约20mm；控制主机发出信号给全站仪，全站仪对点CP3点测量，并对车上的棱镜进行数据采集，以数据无线方式返回给控制主机，控制运算后将命令传给姿态调整控制终端调整支腿油缸，使车体处于准确的工作姿态；

步骤5、控制主机发出指令给定位机械手控制终端，控制终端根据控制中心发出的指令，依次驱动垂直升降机构、水平移动机构、旋转执行机构动作，使靠模到位后，将状态信息反馈给控制主机；

步骤6、控制主机根据此信息，发出指令给抓取机械手控制终端，抓取机械手控制终端根据控制中心发出的指令驱动抓取机械手，首先做下降运动，然后夹紧缸带动抓铁将钢轨夹住，提离地面1～2mm后，做水平方向的调整，再继续向上提升，直至将钢轨送入定位机械手的靠模内腔当中；

步骤7、抓取机械手控制终端将到位信息发给控制主机，控制主机根据运算发指令给顶铁机械手控制终端，顶铁机械手控制终端根据控制中心发出的指令，驱动顶铁机械手先做垂直向下运动，然后夹紧缸带动横扫臂将楔铁顶入轨底；

步骤8、施工人员推动紧固机械手到位后，并将到位信息通过紧固机械手控制终端发给控制主机，控制主机收到指令后，在通过运算后发给紧固机械手控制终端，紧固机械手控制终端控制驱动紧固机械手按预定力度紧固螺母，最后根据预定指令回到初始位，抓取机械手动作，使夹紧缸松开抓铁，然后依次做垂直和水平运动，回到中位后将状态信息发给控制主机；

步骤9、控制主机再次发出指令给顶铁机械手控制终端，控制终端收到指令后驱动顶铁机械手动作，首先做水平方向的运动，使横扫臂回到初始位置，然后垂直上升，回到中位后将到位信息发给控制主机；

步骤10、控制主机又一次发出指令给定位机械手控制终端，控制终端驱动定位机械手动作，使靠模回到中位后将到位信息发给控制主机；

步骤11、控制主机再一次发出指令给姿态调整控制终端，姿态调整控制终端收到指令后驱动支腿收缩，整车落下，转向架的车轮重新回到钢轨面上；

步骤12、操作人员根据图像监控系统实时显示的紧固机械手和T型螺栓的位置，通过操作操作键盘及手柄移动机械手对准后下移套住螺栓，通过键盘发布紧螺栓命令开始紧固螺栓到位；

步骤13、整个施工作业工作循环完成，开始下一循环，下一循环同此步骤。