CN102765407B - 自动化轮廓限界检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动化轮廓限界检测系统，其包括：轨道车；显示输出模块，设置于所述轨道车内；PLC控制模块，设置于所述轨道车内，与所述显示输出模块通讯连接；障碍点检测装置，固定在所述轨道车外部，与所述PLC控制模块相连；里程测量装置，固定在所述轨道车的车轮上，与所述PLC控制模块通讯连接。本发明所述的自动化轮廓限界检测系统整体结构简单，承载能力高，适用性强，投入低，通过自动化系统实现检测区间隧道及车站框的障碍点检测，不需操作人员停车人工标记，省时、省力，在大大减少劳动力同时，大幅度提高了检测效率，整体效益显著。

Description

自动化轮廓限界检测系统

技术领域

本发明属于城市轨道地铁工程动车调试施工技术领域，是一种安装在轨道车上用于检测轮廓限界尺寸的自动化检测系统。

背景技术

随着城市轨道地铁工程的盛行发展，动车调试工程日益增多，现有的隧道轮廓及车站限界检测设备还处于研究阶段，传统方法好多是采用气动传动，结构复杂，制作成本高，维修困难，一旦气路损坏很大程度会影响轨道车制动系统，并且还未实现自动化检测，效率很低。

发明内容

本发明的目的是提供一种能实现自动化控制高效率作业的自动化轮廓限界检测系统。

为了克服现有技术存在的困难，达到上述目的，本发明提供了自动化轮廓限界检测系统，其包括：

轨道车；

显示输出模块，设置于所述轨道车内；

PLC控制模块，设置于所述轨道车内，与所述显示输出模块通讯连接；

障碍点检测装置，固定在所述轨道车外部，与所述PLC控制模块相连；

里程测量装置，固定在所述轨道车的车轮上，与所述PLC控制模块通讯连接。

优选的是，所述障碍点检测装置包括：

钢结构架体，采用不锈钢材料制成；

障碍点感应结构，与所述钢结构架体相连。

优选的是，所述障碍点感应结构包括：

绝缘胶木板；

限位开关，与所述PLC控制模块通讯连接，其一端连接所述绝缘胶木板，另一端固定在所述钢结构架体上，所述限位开关包括弹簧；

其中，当障碍点触碰到所述绝缘胶木板时，所述弹簧处于收缩状态，所述限位开关产生信号并发送给所述PLC控制模块。

优选的是，所述障碍点检测装置还包括驱动机构，包裹在所述钢结构架体内，驱动所述钢结构架体的轮廓尺寸发生变化。

优选的是，所述自动化轮廓限界检测系统还包括显示灯，与所述PLC控制模块连接，所述显示灯的数量与所述绝缘胶木板的数量相同并与其一一对应。

优选的是，所述显示输出模块包括一工业计算机，其显示界面是自主通过VB编制形成的工程块。

优选的是，所述PLC控制模块包括CPU模块和两个扩展模块，所述自动化轮廓限界检测系统在投入使用前向所述PLC控制模块导入前期编制好的程序，所述PLC控制模块接收所述障碍点检测装置和所述里程测量装置发来的信号并根据前期导入的程序进行记录和运算，将结果发送给所述工业计算机并在其界面上显示。

优选的是，所述里程测量装置为8-10个磁性体，均匀设置在所述轨道车的车轮上。

优选的是，所述里程测量装置为拷贝轮，设置在所述轨道车的车轮外沿。

优选的是，所述显示输出模块还包括打印机。

本发明的有益效果是：整体结构简单，承载能力高，适用性强，投入低，设计多种变换尺寸完成全部轮廓限界检测，通过自动化系统实现检测轮廓的障碍点高度段位置及相对于起始点的距离，通过用图形及数据的方式直观显示出来，体现十字定位的功能，并将记录存储在计算机系统中，供随时查询和打印。对工程的二次整改工作提供必要的依据。不需操作人员停车人工标记，省时、省力，在大大减少劳动力同时，大幅度提高了检测效率，整体效益显著。

附图说明

图1为本发明所述自动化轮廓限界检测系统的结构框图

图2为本发明所述障碍点检测装置的结构示意图

图3为本发明所述自动化轮廓限界检测系统的工业计算机界面显示图

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，以使本领域普通技术人员参照本说明书后能够据以实施。

如图1所示，本发明所述的自动化轮廓限界检测系统，其包括：轨道车，为整个系统的载体，带动检测系统在隧道内前行进行检测工作；显示输出模块，其包括一体化工业计算机PPC-5315，设置于所述轨道车内，为整个系统的输入端和输出端，可通过所述工业计算机设置相关参数数据，同时系统将测量到的数据显示在所述工业计算机的显示屏上，供检测人员参考；PLC控制模块，设置于所述轨道车内，与所述显示输出模块通讯连接，并对所述轨道车进行控制。所述的自动化轮廓限界检测系统还包括障碍点检测装置、里程测量装置和电源，所述障碍点检测装置固定在所述轨道车外部，与所述PLC控制模块相连，对隧道轮廓内的障碍点进行感应，并记录下所述障碍点的高度段数据通过信号传输给所述PLC控制模块，并显示在所述工业计算机的显示屏上；所述里程测量装置，固定在所述轨道车的车轮上，与所述PLC控制模块通讯连接，测量所述轨道车行进的速度和里程，测量所述障碍点与所述轨道车行驶起点的距离，并将相关数据通过信号传输给所述PLC控制系统，并显示在所述工业计算机显示屏的显示界面上；所述电源包括UPS和24V电源，为整个检测系统供电。

如图3所示，所述工业计算机的显示界面，是自主通过VB编制形成的工程块，在使用过程中需要在工业计算机上安装。所述PLC控制模块包括CPU模块和两个扩展模块，所述CPU模块为KDN-K30624AR，所述扩展模块分别为K321-16和K321-08两块，所述两个扩展模块分别采集障碍点所在位置的高度段信息和里程信息，所述CPU模块对整个检测系统进行控制。所述自动化轮廓限界检测系统在投入使用前向所述PLC控制模块导入前期编制好的程序，所述PLC控制模块接收所述障碍点检测装置和所述里程测量装置发来的信号并根据前期导入的程序进行记录和运算，将结果发送给所述工业计算机并在其显示屏的显示界面上显示，使得信息显示直观、明显并一一对应。所述自动化轮廓限界检测系统还包括打印机，可以打印检测后记录的A4显示图表，以备查验。

如图2所示，所述障碍点检测装置包括钢结构架体4和障碍点感应结构，所述钢结构架体4采用不锈钢材料制成，支撑固定整个障碍点检测装置，所述障碍点感应结构与所述钢结构架体4相连，包括绝缘胶木板1和限位开关3，所述限位开关3与所述PLC控制模块通讯连接，其一端连接所述绝缘胶木板1，另一端固定在所述钢结构架体4上，所述限位开关3还包括弹簧。其中，当障碍点触碰到所述绝缘胶木板1时，所述弹簧处于收缩状态，此时所述限位开关3产生信号并发送给所述PLC控制模块，PLC控制模块记录下所述障碍点所处的高度段数据，显示在所述工业计算机的显示屏上。所述障碍点检测装置还包括驱动机构2，优选为四台500W的微特电机，通过联轴器、丝杠、螺母与检测装置钢结构架体4连接，包裹在其中，结构美观实用，所述驱动机构受所述PLC控制模块的控制，根据现场的实际情况驱动所述钢结构架体的上下左右轮廓尺寸的变换，实现尺寸不同的隧道轮廓限界检测。例如，所述钢架体结构中相连的两个部分为两根直径大小不同的钢管，大直径钢管恰好套在小直径钢管上，且二者呈可伸缩滑动连接，当检测轮廓较大时，所述驱动机构2驱动所述钢管向外伸长，架体结构尺寸变大，当检测轮廓较小时，所述驱动机构驱动所述钢管向内收缩，架体结构尺寸缩小。本发明所述自动化轮廓限界检测系统的障碍点检测装置是通过PLC控制模块导入前期编制的程序进行自动检测控制，不需要人工测量，可根据实际需要完成多种尺寸的变换，满足了各种轮廓限界的检测需要。

检测轮廓限界时，所述障碍点感应结构包括24个绝缘胶木板1，分布于所述钢结构架体4的一周，分别感应整个隧道的不同高度段的障碍点，形成24个检测点，其中包括左侧检测点10个、左上检测点2个、右上检测点2个和右侧检测点10个；所述限位开关3为100个，每个所述的绝缘胶木板1连接有多个限位开关3，其目的是为了使测量结果更加准确，且能增加整个感应结构的稳定性。所述自动化轮廓限界检测系统还包括显示灯，与所述PLC控制模块连接，所述显示灯的数量与所述绝缘胶木板1的数量相同并与其一一对应，接收来自所述PLC控制模块的信号，并开启与所述感应到障碍点的绝缘胶木板1相对应的显示灯，提醒相关人员注意。

所述里程测量装置为8-10个磁性体，均匀设置在所述轨道车的车轮上，与所述PLC控制模块通讯相连，用于检测所述轨道车的运行距离及速度；所述里程测量模块也可以为拷贝轮，设置在所述轨道车的车轮外沿，与所述PLC控制模块通讯相连，对车轮转动进行感应；所述磁性体或拷贝轮发送信号给所述PLC控制模块，所述PLC控制模块接收所述磁性体或拷贝轮发来的信号，经过记录和运算后，将结果发送给所述工业计算机，并在所述工业计算机的显示界面上显示。当所述里程测量装置为拷贝轮时，通过检测拷贝轮位置来实现里程的测量，车轮每转过一个拷贝轮时给所述PLC控制模块发送一个信号，所述PLC控制模块运行前期编程导入的程序，将每次采集的信号进行记录和运算。当障碍点检测装置检测到障碍点时，所述PLC控制模块按照前期编制的程序运行，将所述里程测量装置发送的所有信号进行处理运算，输出相应数据信息到工业计算机，相应数据信息即显示在显示界面上。所述信号与数据、计算机界面显示信息对应显示过程全部是通过自主研发编程实现的。

在工作过程中，首先根据隧道或车站轮廓的大小调整障碍点检测装置的轮廓尺寸，并将每个检测点的状态输入到所述PLC控制模块中；工作人员通过所述工业计算机的输入端输入相关参数数据在所述轨道车前行过程中，所述PLC控制模块实时监测障碍点检测装置每个检测点的状态和里程测量装置的状态；当所述障碍点检测装置检测到障碍点时，发送信号给所述PLC控制模块，所述PLC控制模块运行前期编程的程序，计算相应障碍点的高度段信息，与此同时所述PLC控制模块控制所述里程检测装置检测信号、显示灯与之对应，形成节点信号；所述PLC控制模块计算输出数值并传输给所述工业计算机，并发送信号给所述显示灯，与感应到障碍点的绝缘胶木板相对应的显示灯开启，工业计算机显示界面显示相关数据，供相关工作人员参考，也可通过打印机打印输出以备查验。其中，所述信号与数据及计算机界面信息显示过程全部通过自主研发编程实现。

本发明所述的自动化轮廓限界检测系统自动化程度高，只要所述轨道车运行一次，就可检测出整个隧道或车站的所有障碍点，自动显示、记录、保存当前检测车的里程位置、障碍点所在高度段等信息。整体结构简单，承载能力高，适用性强，投入低，设计多种变换尺寸完成全部轮廓限界检测，通过自动化系统实现检测轮廓的障碍点高度段位置及相对于起始点的距离通过用图形及数据的方式直观显示出来，体现十字定位的功能，并将记录存储在计算机系统中，供随时查询和打印。对工程的二次整改工作提供必要的依据。不需操作人员停车人工标记，省时、省力，在大大减少劳动力同时，大幅度提高了检测效率，整体效益显著。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.自动化轮廓限界检测系统，其特征在于，包括：

轨道车；

显示输出模块，设置于所述轨道车内；

PLC控制模块，设置于所述轨道车内，与所述显示输出模块通讯连接；

障碍点检测装置，固定在所述轨道车外部，与所述PLC控制模块相连；

里程测量装置，固定在所述轨道车的车轮上，与所述PLC控制模块通讯连接；

其中，所述显示输出模块包括一工业计算机，其显示界面是自主通过VB编制形成的工程块；所述PLC控制模块包括CPU模块和两个扩展模块，其中，所述自动化轮廓限界检测系统在投入使用前向所述PLC控制模块导入前期编制好的程序，所述PLC控制模块接收所述障碍点检测装置和所述里程测量装置发来的信号并根据前期导入的程序进行记录和运算，将结果发送给所述工业计算机并在其界面上显示。

2.如权利要求1所述的自动化轮廓限界检测系统，其特征在于，所述障碍点检测装置包括：

钢结构架体，采用不锈钢材料制成；

障碍点感应结构，与所述钢结构架体相连。

3.如权利要求2所述的自动化轮廓限界检测系统，其特征在于，所述障碍点感应结构包括：

绝缘胶木板；

限位开关，与所述PLC控制模块通讯连接，其一端连接所述绝缘胶木板，另一端固定在所述钢结构架体上，所述限位开关包括弹簧；

其中，当障碍点触碰到所述绝缘胶木板时，所述弹簧处于收缩状态，所述限位开关产生信号并发送给所述PLC控制模块。

4.如权利要求2所述的自动化轮廓限界检测系统，其特征在于，所述障碍点检测装置还包括驱动机构，包裹在所述钢结构架体内，驱动所述钢结构架体的轮廓尺寸发生变化。

5.如权利要求3或4所述的自动化轮廓限界检测系统，其特征在于，还包括显示灯，与所述PLC控制模块连接，所述显示灯的数量与所述绝缘胶木板的数量相同并与其一一对应。

6.如权利要求1所述的自动化轮廓限界检测系统，其特征在于，所述里程测量装置为8-10个磁性体，均匀设置在所述轨道车的车轮上。

7.如权利要求1所述的自动化轮廓限界检测系统，其特征在于，所述里程测量装置为拷贝轮，设置在所述轨道车的车轮外沿。

8.如权利要求1所述的自动化轮廓限界检测系统，其特征在于，所述显示输出模块还包括打印机。