CN102937812B - 一种轨道小车行走控制系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轨道小车，属于工业控制领域。一种轨道小车行走控制系统，包括设置在轨道上的小车，其特征在于所述小车上设置有小车控制箱和与之连接的无线传输装置，所述无线传输装置与系统控制箱的无线传输装置配套，所述系统控制箱连接系统主机，所述小车控制箱与小车电机连接，控制小车前进或后退，所述小车上还安装有超声波或激光测距传感器，在所述轨道上或轨道旁边间隔安装有多块反射板，反射板面对超声波或激光测距传感器安装，且每块反射板与所述超声波或激光测距传感器的距离均不相同。采用所述系统中将反射板与超声波或激光测距传感器之间的距离一一对应即可确认小车的位置和控制小车的运动。本发明具有适应性强、可靠性高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种轨道小车，尤其涉及一种轨道小车行走控制系统和方法。
背景技术
在过去,一般采用手动开关或是行程开关来实现自动定位。一般的定位方法就是用行程开关(有触点,感应或光电开关)来限位小车的开、停。当运动小车冲过定位点后,就要由行程开关联锁小车行进电机接触器(或磁力启动器)来控制小车的开、停。利用行程开关的方法达到了小车自动定位的效果,但在实际运用中仍然存在缺点:此各处行程开关都要引接电缆,且控制线路要记忆正、反走向,使控制软件编制与维护复杂化,系统过于复杂,不利于维护。
国内还出现了其他用来解决小车定位问题的方法:一种是使用编码电缆传感器,沿小车轨道设电缆传感器,通过感应触发,并根据触发处的码号,算出小车起点的距离。这种方法的缺点是编码电缆易受外力、环境因素而致损坏,如果将它用在焦炉小车上,易受红热焦块损害、烧损,且投资也较高;另一种是在小车减速机轴上加编码器,然后通过移动电缆及无线收发信方式送出代码信号。但用在起点及方向经常改变的小车,零点易漂,常常需标定,较难适用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种轨道小车行走控制系统和方法，解决现在采用行程开关造成的线路连接复杂，系统控制复杂的缺陷和采用编码器易受外力干扰，计量零点易漂移从而产生误差的缺陷。
技术方案
一种轨道小车行走控制系统，包括设置在轨道上的小车，其特征在于：所述小车上设置有小车控制箱和与之连接的无线传输装置，所述无线传输装置与系统控制箱的无线传输装置配套，用于对小车控制箱和系统控制箱之间的信号进行双向传输，所述系统控制箱连接系统主机，所述小车控制箱与小车电机连接，控制小车前进或后退，所述小车上还安装有超声波或激光测距传感器，在所述轨道上或轨道旁边间隔安装有多块反射板，反射板面对超声波或激光测距传感器安装，且每块反射板与所述超声波或激光测距传感器的距离均不相同。
进一步，在所述轨道中间下凹或两边下凹的底面上水平间隔安装有多块反射板，所述超声波或激光测距传感器安装在小车前或小车后且面向反射板安装，每块反射板与所述超声波或激光测距传感器的距离均不相同。
或者，在所述轨道侧面竖直间隔安装有多块反射板，所述超声波或激光测距传感器安装在小车侧面且面向反射板安装，每块反射板与所述超声波或激光测距传感器的距离均不相同。
一种采用上述的轨道小车行走控制系统的轨道小车行走控制方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将安装了超声波或激光测距传感器的小车设置在轨道上，并在轨道上或轨道旁边且面向所述超声波或激光测距传感器的位置安装多块反射板，且每块反射板与小车上的超声波或激光测距传感器之间的距离均不相同，标定反射板与超声波或激光测距传感器之间的距离并将反射板编号，使反射板的编号与距离一一对应；（2）系统主机通过系统控制箱以无线传输方式将运动控制信号传输到小车控制箱，小车控制箱控制小车前进，当小车上的超声波或激光测距传感器接收到反射板反射的信号并计算出距离，将距离信号传输回系统主机时，即可以通过测得的距离确认小车通过的反射板的编号，从而得到小车的具体位置；（3）系统主机通过得到的小车的位置发送给小车前进或后退控制信号，控制小车电机使小车前进或后退。
进一步，所述小车有多辆，在步骤1中还包括系统主机对小车进行编号，系统控制箱通过与小车控制箱匹配的无线传输装置，在两者交互传输的信号中设置小车编号对应信号，在步骤2中传输距离信号反馈回系统主机时，同时反馈小车编号对应信号，在步骤3中系统主机传输控制信号时，先传输小车编号信号，使确认编号的小车接收控制信号。
有益效果
本发明的轨道小车行走控制系统和方法采用超声波或激光测距传感器与反射板之间的距离来确定小车位置，利用超声波或激光测距传感器测近距精度高，响应快的特点，设置不同位置的反射板从而可以轻松改变控制点，而且整个系统设置方便，检测准确，效率高，采用无线传输使线路和系统控制更简洁，方便任意设置控制点多少及控制点位置，实现对轨道小车的自由控制；而且小车上设置有控制箱，系统控制箱还可以同时控制多辆小车运动。
附图说明
图1为本发明控制系统示意图。
其中：1-控制主机，2-系统控制箱，3-无线传输设备，4-小车控制箱，5-超声波传感器，6-反射板，7-支架，8-部分轨道，9-小车的两车轮之一，10-小车电机。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。
目前工业用超声波/激光测距仪技术已经成熟,它可测近距,也可测远距,精度高,可以不间断工作,输出为4-20m A或RS485/232通信信息,相当可靠。
因此采用超声波/激光测距仪设计一种轨道小车行走控制系统，包括设置在轨道上的小车，所述小车上设置有小车控制箱和与之连接的无线传输装置，所述无线传输装置与系统控制箱的无线传输装置配套，用于对小车控制箱和系统控制箱之间的信号进行双向传输，所述系统控制箱连接系统主机，所述小车控制箱与小车电机连接，控制小车前进或后退，所述小车上还安装有超声波或激光测距传感器，在所述轨道上或轨道旁边间隔安装有多块反射板，反射板面对超声波或激光测距传感器安装，且每块反射板与所述超声波或激光测距传感器的距离均不相同。
如附图1所示为一种小车在单轨轨道上的设置图，图中8为一段地面轨道示意，9为在单轨两旁的小车的车轮，无线传输设备3、小车控制箱4、超声波传感器5都设置在小车上，反射板6设置在轨道旁边，通过支架7固定，面向超声波传感器5，间隔任意距离设置多个反射板6，可使运动的小车上的超声波传感器5不断测得到旁边的不同的反射板6之间的距离，因此只要设置的不同的反射板6与超声波传感器5之间的距离均不相同的话，就可根据测得的距离得知经过了哪一块反射板6。
如果轨道为地面轨道，也可以在所述轨道中间下凹（双轨，中间下凹）或两边下凹（单轨，中间下凹）的底面上水平间隔安装有多块反射板，所述超声波或激光测距传感器安装在小车前或小车后且面向反射板安装，每块反射板与所述超声波或激光测距传感器的距离均不相同。
或者，类似附图1的实施例一样，在所述轨道侧面竖直间隔安装有多块反射板，所述超声波或激光测距传感器安装在小车侧面且面向反射板安装，每块反射板与所述超声波或激光测距传感器的距离均不相同。
采用上述的控制系统的轨道小车行走控制方法，主要包括以下步骤：（1）将安装了超声波或激光测距传感器的小车设置在轨道上，并在轨道上或轨道旁边且面向所述超声波或激光测距传感器的位置安装多块反射板，且每块反射板与小车上的超声波或激光测距传感器之间的距离均不相同，标定反射板与超声波或激光测距传感器之间的距离并将反射板编号，使反射板的编号与距离一一对应；（2）系统主机通过系统控制箱以无线传输方式将运动控制信号传输到小车控制箱，小车控制箱控制小车前进，当小车上的超声波或激光测距传感器接收到反射板反射的信号并计算出距离，将距离信号传输回系统主机时，即可以通过测得的距离确认小车通过的反射板的编号，从而得到小车的具体位置；（3）系统主机通过得到的小车的位置发送给小车前进或后退控制信号，控制小车电机使小车前进或后退。
由于采用了小车控制箱，因此可以用系统控制箱控制多辆小车。如果所述小车有多辆，在上述步骤1中还包括系统主机对小车进行编号，系统控制箱通过与小车控制箱匹配的无线传输装置，在两者交互传输的信号中设置小车编号对应信号，在步骤2中传输距离信号反馈回系统主机时，同时反馈小车编号对应信号，在步骤3中系统主机传输控制信号时，先传输小车编号信号，使确认编号的小车接收控制信号。
本发明的系统和方法可用于各种导轨：直线导轨，环形导轨，地面导轨，空中导轨等；区别于传统的控制方式，通过无线传输可以简化系统构成，减少因为系统复杂的原因导致的故障检修困难，并增加可同时控制的对象；无线传输距离可达到5公里，减少人力需求，并增加安全性；反射板可随意更改距离也可以脱离导轨单独安装，使得距离调节更方便。
本系统中使用的是超声波传感器和激光传感器两者相比，在使用上，如果不考虑相当高的精度要求，超声波传感器完全能满足使用需求，而且价格只有同类的激光传感器的1/4，当然激光传感器的精度更高，但是应用场合的限制较多。
相比于其他系统和控制方法,本发明的系统和方法有着适应性强、简明、直观、快速、可靠性高、精度高、维护量很小等优点，具有高性能和广泛的应用前途。
Claims (5)
1.一种轨道小车行走控制系统，包括设置在轨道上的小车，其特征在于：所述小车上设置有小车控制箱和与之连接的无线传输装置，所述无线传输装置与系统控制箱的无线传输装置配套，用于对小车控制箱和系统控制箱之间的信号进行双向传输，所述系统控制箱连接系统主机，所述小车控制箱与小车电机连接，控制小车前进或后退，所述小车上还安装有超声波或激光测距传感器，在轨道上或轨道旁边间隔安装有多块反射板，反射板面对超声波或激光测距传感器安装，且每块反射板与所述超声波或激光测距传感器的距离均不相同，所述系统主机通过系统控制箱将运动控制信号传输到小车控制箱，小车控制箱控制小车前进，所述小车上的超声波或激光测距传感器接收到反射板反射的信号并计算出距离，通过测得的距离确认小车通过的反射板的编号，从而得到小车的具体位置，系统主机通过得到的小车的位置发送给小车前进或后退控制信号，控制小车电机使小车前进或后退。
2.如权利要求1所述的轨道小车行走控制系统，其特征在于：在所述轨道中间下凹或两边下凹的底面上水平间隔安装有多块反射板，所述超声波或激光测距传感器安装在小车前或小车后且面向反射板安装，每块反射板与所述超声波或激光测距传感器的距离均不相同。
3.如权利要求1所述的轨道小车行走控制系统，其特征在于：在所述轨道侧面竖直间隔安装有多块反射板，所述超声波或激光测距传感器安装在小车侧面且面向反射板安装，每块反射板与所述超声波或激光测距传感器的距离均不相同。
4.一种采用如权利要求1所述的轨道小车行走控制系统的轨道小车行走控制方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将安装了超声波或激光测距传感器的小车设置在轨道上，并在轨道上或轨道旁边且面向所述超声波或激光测距传感器的位置安装多块反射板，且每块反射板与小车上的超声波或激光测距传感器之间的距离均不相同，标定反射板与超声波或激光测距传感器之间的距离并将反射板编号，使反射板的编号与距离一一对应；(2)系统主机通过系统控制箱以无线传输方式将运动控制信号传输到小车控制箱，小车控制箱控制小车前进，当小车上的超声波或激光测距传感器接收到反射板反射的信号并计算出距离，将距离信号传输回系统主机时，即可以通过测得的距离确认小车通过的反射板的编号，从而得到小车的具体位置；(3)系统主机通过得到的小车的位置发送给小车前进或后退控制信号，控制小车电机使小车前进或后退。
5.如权利要求4所述的轨道小车行走控制方法，其特征在于：所述小车有多辆，在步骤1中还包括系统主机对小车进行编号，系统控制箱通过与小车控制箱匹配的无线传输装置，在两者交互传输的信号中设置小车编号对应信号，在步骤2中传输距离信号反馈回系统主机时，同时反馈小车编号对应信号，在步骤3中系统主机传输控制信号时，先传输小车编号信号，使确认编号的小车接收控制信号。
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