CN103046468A - 钢箱梁检查车变轨运行控制电路、检测装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢箱梁检查车变轨运行控制电路、检测装置及控制方法，属于检查车变轨行走控制技术领域。本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,所述编码器、直线位移传感器、驱动单元分别与控制器相连，所述驱动单元与左、右行走执行机构连接；其中所述编码器实时地检测左、右行走执行机构转动的角度信息并送至控制器；直线位移传感器用于检查活动龙门偏离龙门架中心线的直线位移距离信息并送至控制器；所述控制器根据角度信息和位移信息进行逻辑判断与运算，向驱动单元输出驱动信号；驱动单元根据驱动信号分别驱动左或右行走执行机构运动。本发明解决了传统开环控制操作繁琐、检修效率低、运行不平滑的问题。

Description

钢箱梁检查车变轨运行控制电路、检测装置及控制方法

技术领域

本发明涉及各种钢箱梁外检查车变轨行走控制技术，尤其是一种左右小车变轨行走闭环控制电路、变轨行走检测装置及变轨行走控制方法。

背景技术

目前，为了能经济、有效地对大型钢箱梁桥梁底和墩台位置进行全方位检查、维护保养，钢箱梁底部悬挂有H型钢固定轨道和旋转轨道，以供检查车运行，其中检查车的行走执行机构为一套由电动机驱动的齿轮减速箱，并通过该行走执行机构驱动检查侧在轨道上运行，当遇桥墩时需要进行变轨操作。

检查车在进行变轨时，传统的变轨行走控制中，主要采用开环控制方式来实现左右小车的变轨运行，无位置反馈装置；由于开环控制，在外部负载和传动间隙的扰动作用下，活动龙门位置无法控制，将导致活动龙门会与龙门架发生机械碰撞，行走轮卡在轨道上；不仅会缩短机械结构和轨道的使用寿命，而且使检修人员承受了巨大的心理压力；所以变轨行走闭环控制已成为具有变轨过墩能力的钢箱梁外检查车变轨行走控制技术发展趋势。

传统的解决方案有：

第一，   在龙门架两端安装限位保护开关，并且采用点动控制，先选择运行一侧行走执行机构单独运行，当活动龙门架触发位置保护开关时，选择另一侧单独运行，如此交替进行；但是该方法既操作繁琐，又大大降低了检修效率；

第二，   采用自动方式与位置保护开关相结合的控制方式，两侧行走执行机构同时运行，当位置开关触发时，通过程序设置或变频器参数设置，将快的一侧减速并延时，使活动龙门离开极限位置。因为需要快速远离极限位置，造成极限位置处，一侧的速度下降过快，检查车会出现抖动现象。并且在变轨时，由于两侧行走执行机构的速度特点为：在回转支承转过的角度0°≤θ≤45°，行走执行机构速度一侧慢，另一侧快；在θ>45°速度大小刚好相反，采用上述控制方式，将增加活动龙门触发位置保护开关的概率，使检查车频繁震动运行。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、操作简易、运行可靠、自动化程度高、控制精度高、安全可靠的钢箱梁检查车变轨运行控制电路、检测装置及控制方法，解决了传统开环控制操作繁琐、检修效率低、运行不平滑的问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,包括编码器、直线位移传感器、控制器、驱动单元以及左、右行走执行机构，所述编码器、直线位移传感器、驱动单元分别与控制器相连，所述驱动单元与左、右行走执行机构连接；其中所述编码器实时地检测左、右行走执行机构转动的角度信息并送至控制器；直线位移传感器用于检查活动龙门偏离龙门架中心线的直线位移距离信息并送至控制器；所述控制器根据角度信息和位移信息进行逻辑判断与运算，向驱动单元输出驱动信号；驱动单元根据驱动信号分别驱动左或右行走执行机构运动。

由于采用了上述结构，编码器、直线位移传感器、控制器、驱动单元、左行走执行机构和右行走执行机构，形成钢箱梁外检查车变轨行走闭环控制方案，其中用编码器检测回转支承转过的角度，编码器实时地检测左、右行走执行机构转动的角度信息并送至控制器，编码器与回转支承同轴或通过一定的变比安装，编码器的分辨率决定了角度检测的精度，编码器可以通过总线或模拟量数据接口与控制器进行数据交换，控制器读取编码器的角度，通过运算，给定驱动单元数据信息，驱动单元根据接收的数据信息，驱动行走机构按给定的速度运行，从而实现对左行走执行机构与右行走执行机构速度的控制，便于精确地控制检测车两端在变轨时同步行进，使得检查车的行进安全可靠。其中检查车的结构为一端是活动龙门，另一端是固定龙门，当检查车在变轨行进中受到扰动时，活动龙门将在龙门架的极限位置间滑动，其中在活动龙门上安装有直线位移传感器，实时检测活动龙门移动的位置信息，并向控制传递该位置信息，控制器采集直线位移传感器的信息，与标定的活动龙门位置作比较、运算，来判断两侧行走机构，即左行走执行机构和右行走执行机构运行的快慢，并将位移差转化为速度信号，对左或右行走执行机构的速度做出及时调整，使活动龙门保持在中间位置，达到快速平滑变轨运行的目的。

本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,其中编码器为绝对值编码器，数据接口为总线输出或模拟量输出。

由于采用了上述结构，编码器的分辨率决定了角度检测的精度，因此编码器采用绝对值编码器，从而能提高其分辨率，编码器可以通过总线或模拟量数据接口与控制器进行数据交换，从而便于数据的传输，保证整个电路的正常连通。

本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,所述直线位移传感器为非接触式绝对值位移传感器，数据接口为总线输出或模拟量输出。

由于采用了上述结构，直线位移传感器主要用于检查活动龙门偏离龙门架中心线的直线位移距离信息并送至控制器，采用非接触式绝对值位移传感器，能够精确地对活动龙门的偏离位置进行检测，其中该传感器的数据接口采用总线输出或模拟量输出与控制器进行数据交换，从而便于数据的传输，保证整个电路的正常连通。

本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,控制器为能实现总线通讯的PLC或单片机，控制器能与编码器、直线位移传感器之间通过总线通讯。

由于采用了上述结构，控制器采用PLC或者单片机，从而便于记录数据并自动化智能化地进行控制左、右行走执行机构行进速度，能够保证检查车的变轨运行平滑，通过总线进行通讯，可以用于对变轨行走要求严格的系统中，接线简单，抗干扰性强。

本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,所述驱动单元为变频器、电流调节模块或电压调节模块。

由于采用了上述结构，驱动单元可通过调节驱动电机的频率、电流或者电压，从而控制驱动电机的速度，继而对左、右行走执行机构的行进速度进行控制，因此驱动单元采用变频器、电流调节模块或电压调节模块，从而使得地驱动电机的驱动控制单元有多种选择，选择性强，适用性强。

本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,左行走执行机构与右行走执行机构均为驱动电机驱动的齿轮箱。

由于采用了上述结构，行走驱动装置采用驱动电机驱动齿轮箱，从而能够保证电机驱动行走执行机构在导轨上行走，实现左右行走执行机构拖动检查车行走，使检查车前进或后退，对桥梁进行检测。

本发明的钢箱梁检查车变轨运行检测装置，左行走执行机构与右行走执行机构的底端上均连接有回转支承，所述编码器与回转支承同轴心安装，使编码器随回转支承同步转动；在活动龙门端的龙门架内设有横隔板，活动龙门可在龙门架内的横隔板之间移动，所述龙门架上设置有直线位移传感器，所述直线位移传感器与活动龙门连接，所述直线位移传感器以及编码器连接到控制器上，并向其输出信息。

由于采用了上述结构，检查车的左行走执行机构与右行走执行机构上分别连接有回转支承，其中回转支承连接于行走执行机构的底端，并通过螺栓连接；编码器与回转支承同轴心安装，使编码器随回转支承同步转动，左、右行走执行机构拖动检查车变轨行走，左、右行走执行机构的回转支承就会转动一定的角度，编码器与回转支承同轴心安装，从而带动编码器跟随回转支承同步转动，控制器通过实时读出编码器的角度来检测回转支承转过的角度。在活动龙门端的龙门架内设有横隔板，横隔板将龙门架隔成一个区域，活动龙门可以在该区域内滑动，且活动龙门最开始位于龙门架的中心，当受传动间隙、外部负载及轨道垂直度、摩擦系数的扰动，活动龙门偏离理想的运行位移，使活动龙门与龙门架发生机械碰撞，并使行走轮卡在轨道上，因此活动龙门相对于龙门架中心发生偏移时，活动龙门上连接的直线位移传感器可检测到该位移量，并将信号传递至控制器上，当检查车受到扰动时，活动龙门将在龙门架的极限位置间滑动，直线位移传感器，实时检测活动龙门位置信息，控制器采集直线位移传感器的信息，与标定的活动龙门位置作比较、运算，来判断两侧行走机构运行的快慢，并将位移差转化为速度信号，对行走执行机构的速度做出及时调整，使活动龙门保持在中间位置，达到快速平滑变轨运行的目的。

本发明的钢箱梁检查车变轨运行检测装置，所述直线位移传感器为拉线盒，其中拉线盒的盒体固定在龙门架上，拉线盒的拉绳环与活动龙门连接，所述拉线盒连接到控制器上，并向其输出位置信息。

由于采用了上述结构，拉线盒的盒体通过螺栓连接固定在活动龙门架上，拉线盒的拉绳环通过简易装置与活动龙门连接，当活动龙门在龙门架和横隔板间移动时，活动龙门将带动拉绳伸缩，自动测量活动龙门的位置值，并将位置信号传递至控制上，便于对行走执行机构的控制。

本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制方法，左行走执行机构和右行走执行机构共同作用，拖动检查车在纵向轨道与横向轨道上变轨行走，回转支承转动一定的角度，带动编码器跟随回转支承同步转动，编码器将回转支承转动的角度信息传输至控制器，控制器实时地进行逻辑判断与运算，通过控制变频器给定驱动电机频率，调整左或右行走执行机构的行进速度；

当检查车变轨行进受到扰动，活动龙门偏离龙门架中心线时，直线位移传感器将检测活动龙门的位移大小，传递至控制器上，控制器根据位移信号进行逻辑判断与运算，并转化为变频器频率信号，并传递至驱动电机上，控制该端的行走执行机构的行进速度，调整活动龙门在龙门架中心线上的位置，形成闭环控制。

由于采用了上述方法，在进行轨道的变轨行走时，左行走执行机构和右行走执行机构共同作用拖动检查车上移动，一行走执行机构在纵向轨道上行进时，另一行走执行机构在横向轨道上行进，行走执行机构在行进的过程中，回转支承转动一定的角度，此时编码器将回转支承转动的角度信息传输至控制器上，使控制器能够实时地检测，控制器根据该角度信息实时地进行逻辑判断与运算，调整和匹配左或右行走执行机构的行进速度，保证检查车平滑地进行变轨行进；检查小车在行进过程中，受传动间隙、外部负载及轨道垂直度、摩擦系数的扰动，将偏离理想的运行位移，使活动龙门与龙门架发生机械碰撞，并使行走轮卡在轨道上，最理想的变轨运行，就是让活动龙门能在运行过程中，保持在龙门架中心线上运行。为了达到这一理想状态，必须在活动龙门处，安装直线位移传感器，控制系统通过编码器角度检测，给定变频器频率信息，驱动电机运行，闭环控制系统通过检测活动龙门的位置信号，将位移变化量反馈给控制器，将位移信号转化为速度信号，在极短的时间内调节行走机构速度，从而使|ΔX |趋近于零，两侧行走机构能够平稳变轨运行。

本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制方法，设左行走执行机构运行位移S1，右行走执行机构的运行位移S2，横向轨道与纵向轨道互相垂直，编码器检测回转支承转过的角度由θ1变为θ2，运行时间极短时，角度值变化趋近于0，即θ1=θ2，并将该角度信号传递至控制器，控制器进行逻辑判断与运算，当0°≤θ≤ 45°时，V1 ≤V2，控制器调整左行走执行机构行进速度V1，当θ>45°时，V1>V2，控制器调整右行走执行机构行进速度V2； 

当检查车行进受到扰动时，设活动龙门位于龙门架中心线位置时，传递至控制器上标定值为X0，直线位移传感器将检测活动龙门运行的位置坐标为X1，传递至控制器上，控制器进行下列逻辑判断与运算，并进行调整左或右两行走执行机构的速度V1或V2，当活动龙门在一个方向上运行，

X1-X0=ΔX > 0, 左行走执行机构运行的位移ΔS1﹥S1，右行走执行机构运行的位移ΔS2≤S2，则V右=V2， V左=V1-K1V1，比例系数K1与|ΔX |成正比，控制器根据|ΔX |值调整K1的大小，控制左行走执行机构的运行速度V左；

X1-X0=ΔX = 0， V左=V1，V右=V2；

X1-X0=ΔX < 0, 左行走执行机构运行的位移ΔS1≤S1，右行走执行机构运行的位移ΔS2﹥S2，则V右=V2-K2V2，V左=V1，比例系数K2与|ΔX |成正比，控制器根据|ΔX |值调整K2的大小，控制右行走执行机构的运行速度V右。

由于采用了上述方法，检查车左端瞬间由位置左2运行至左3，运行位移为S1，也即左行走执行机构运行位移S1，编码器检测到回转支承转过的角度由θ1变为θ2；检查车右端由位置右2运行至右3，运行位移为S2，也即右行走执行机构的运行位移S2，忽略现场安装的横向轨道与纵向轨道的角度误差，理论上横向轨道与纵向轨道互相垂直，通过三角函数关系计算可以得出以下数据： 

式一：左右行走执行机构位移比S1/S2=(Cosθ1-Cosθ2)/(Sinθ2-Sinθ1)=Sin[（θ1+θ2）/2]/Cos[(θ1+θ2)/2]=tg[(θ1+θ2)/2]；

式二：当运行时间极短时，因为瞬间角度值变化很小，角度值变化趋近于0，即θ1=θ2， S1/S2= tgθ1；

式三：由S=Vt可知，当时间相同时，左、右行走执行机构速度比V1/V2= S1/S2= tgθ1= tgθ；

因此当0°≤θ≤ 45°时，V1 ≤V2，控制器调整左行走执行机构行进速度V1，匹配左右行走执行机构的速度，当θ>45°时，V1>V2，控制器调整右行走执行机构行进速度V2，匹配左右行走执行机构的速度；控制器根据编码器输出的角度信息，向左右变频器给定频率信息，变频器根据接收的数据信息驱动左右行走机构变轨运行。

由于系统受传动间隙、外部负载及轨道垂直度、摩擦系数的扰动，将偏离理想的运行位移，使活动龙门与龙门架发生机械碰撞，并使行走轮卡在轨道上。最理想的变轨运行，就是让活动龙门能在运行过程中，保持在龙门架中心线上运行。为了达到这一理想状态，必须在活动龙门处，安装直线位移传感器，将位移信号反馈给控制器，进行闭环控制。

当检查车行进受到扰动时，设活动龙门位于龙门架中心线位置时，传递至控制器上标定值为X0，直线位移传感器将检测活动龙门运行的位置坐标为X1，传递至控制器上，控制器进行下列逻辑判断与运算，根据X1-X0的差值关系可以判断出左右行走机构偏离理想状态的速度快慢关系，并进行调整左或右两行走执行机构的速度V1或V2，当活动龙门在一个方向上运行，

X1-X0=ΔX > 0, 左行走执行机构运行的位移ΔS1﹥S1，右行走执行机构运行的位移ΔS2≤S2，则V右=V2， V左=V1-K1V1，检查车左端的左行走执行机构的实际速度过快，比例系数K1与|ΔX |成正比，控制器根据|ΔX |值调整K1的大小，控制左行走执行机构的运行速度V左；

X1-X0=ΔX = 0， V左=V1，V右=V2，检查车左右两端均按理想速度在运行；

X1-X0=ΔX < 0, 左行走执行机构运行的位移ΔS1≤S1，右行走执行机构运行的位移ΔS2﹥S2，则V右=V2-K2V2，检查车右端的实际速度过快，V左=V1，比例系数K2与|ΔX |成正比，控制器根据|ΔX |值调整K2的大小，控制右行走执行机构的运行速度V右。

控制系统通过编码器角度检测，给定变频器频率信息，驱动电机运行，当系统受到扰动时，活动龙门将偏离龙门架中心位置，影响检查车的平稳运行。闭环控制系统通过检测活动龙门的位置信号，将位移变化量反馈给控制器，将位移信号转化为速度信号，在极短的时间内调节行走机构速度，从而使|ΔX |趋近于零，两侧行走机构能够平稳变轨运行。本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制方法，解决了传统开环控制操作繁琐、检修效率低、运行不平滑的问题，控制精度高，安全可靠，大大降低了操作人员的劳动强度和心理压力，并保证了行驶的安全性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、    本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,结构简单、操作简易、运行可靠、自动化程度高、控制精度高、安全可靠；

2、    本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,解决了传统开环控制操作繁琐、检修效率低、运行不平滑的问题；

3、    本发明的钢箱梁检查车变轨运行检测装置，编码器能够实时检测行走机构回转支承转过的角度，直线位移传感器能实时检测活动龙门的位移；

4、    本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制方法，解决了传统开环控制操作繁琐、检修效率低、运行不平滑的问题，控制精度高，安全可靠，大大降低了操作人员的劳动强度和心理压力，并保证了行驶的安全性。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明中钢箱梁外检查车变轨行走控制原理方框图；

图2是本发明中钢箱梁外检查车变轨行走示意图；

图3是固定龙门端编码器安装图；

图4是活动龙门端直线位移传感器安装图。

图中标记：1-导轨、2-行走走轮、3-驱动电机、4-回转支承、5-编码器、6-固定托架、7-行走底端、8-活动龙门、9-拉线盒、10-龙门架、11-横隔板。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1 至图4所示，本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,包括编码器5、直线位移传感器、控制器、驱动单元以及左、右行走执行机构，所述编码器5、直线位移传感器、驱动单元分别与控制器相连，所述驱动单元与左、右行走执行机构连接；

其中所述编码器5为绝对值编码器，数据接口为总线输出或模拟量输出，编码器5实时地检测左、右行走执行机构转动的角度信息并送至控制器，其中编码器5外壳由一个固定托架6通过螺栓连接、固定，编码器5的轴套在与回转支承4同轴心的一根空心轴内，编码器5的扁口一侧，用螺丝顶紧，使它能与回转支承同步转动；

所述直线位移传感器为非接触式绝对值位移传感器，数据接口为总线输出或模拟量输出，直线位移传感器用于检查活动龙门8偏离龙门架10中心线的直线位移距离信息并送至控制器；

所述控制器为能实现总线通讯的PLC或单片机，控制器能与编码器5、直线位移传感器之间通过总线通讯，所述控制器根据角度信息和位移信息进行逻辑判断与运算，向驱动单元输出驱动信号；

所述驱动单元为变频器、电流调节模块或电压调节模块，驱动单元根据驱动信号分别驱动左或右行走执行机构运动；

左行走执行机构与右行走执行机构均为驱动电机3驱动的齿轮箱。

本发明的钢箱梁检查车变轨运行检测装置，左行走执行机构与右行走执行机构的底端为行走底端7，左、右行走执行机构的行走底端7通过螺栓连接有回转支承4，所述编码器5与回转支承4同轴心安装，使编码器5随回转支承4同步转动；在活动龙门端的龙门架10内设有横隔板11，活动龙门8可在龙门架10内的横隔板11之间移动，所述龙门架10上设置有直线位移传感器，所述直线位移传感器与活动龙门8连接，所述直线位移传感器以及编码器5连接到控制器上，并向其输出信息。其中直线位移传感器为拉线盒2，其中拉线盒2的盒体固定在龙门架10上，拉线盒2的拉绳环与活动龙门8连接，所述拉线盒2连接到控制器上，并向其输出位置信息。

本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制方法，左行走执行机构和右行走执行机构共同作用，拖动检查车在纵向轨道与横向轨道上变轨行走，回转支承4转动一定的角度，带动编码器5跟随回转支承4同步转动，编码器5将回转支承4转动的角度信息传输至控制器，控制器实时地进行逻辑判断与运算，通过控制变频器给定驱动电机3频率，调整左或右行走执行机构的行进速度；

如图2所示，检查车左端瞬间由位置左2运行至左3，运行位移为S1，也即左行走执行机构运行位移S1，编码器检测到回转支承转过的角度由θ1变为θ2；检查车右端由位置右2运行至右3，运行位移为S2，也即右行走执行机构的运行位移S2，忽略现场安装的横向轨道与纵向轨道的角度误差，理论上横向轨道与纵向轨道互相垂直，通过三角函数关系计算可以得出以下数据： 

式一：左右行走执行机构位移比S1/S2=(Cosθ1-Cosθ2)/(Sinθ2-Sinθ1)=Sin[（θ1+θ2）/2]/Cos[(θ1+θ2)/2]=tg[(θ1+θ2)/2]；

式二：当运行时间极短时，因为瞬间角度值变化很小，角度值变化趋近于0，即θ1=θ2， S1/S2= tgθ1；

式三：由S=Vt可知，当时间相同时，左、右行走执行机构速度比V1/V2= S1/S2= tgθ1= tgθ；

因此当0°≤θ≤ 45°时，V1 ≤V2，控制器调整左行走执行机构行进速度V1，匹配左右行走执行机构的速度，当θ>45°时，V1>V2，控制器调整右行走执行机构行进速度V2，匹配左右行走执行机构的速度；控制器根据编码器输出的角度信息，向左右变频器给定频率信息，变频器根据接收的数据信息驱动左右行走机构变轨运行。

由于系统受传动间隙、外部负载及轨道垂直度、摩擦系数的扰动，将偏离理想的运行位移，使活动龙门与龙门架发生机械碰撞，并使行走轮卡在轨道上。最理想的变轨运行，就是让活动龙门能在运行过程中，保持在龙门架中心线上运行。为了达到这一理想状态，必须在活动龙门处，安装直线位移传感器，将位移信号反馈给控制器，进行闭环控制。

当检查车变轨行进受到扰动，活动龙门8偏离龙门架10中心线时，直线位移传感器将检测活动龙门8的位移大小，传递至控制器上，控制器根据位移信号进行逻辑判断与运算，并转化为变频器频率信号，并传递至驱动电机3上，控制该端的行走执行机构的行进速度，调整活动龙门8在龙门架10中心线上的位置，形成闭环控制。

当检查车行进受到扰动时，设活动龙门位于龙门架中心线位置时，传递至控制器上标定值为X0，直线位移传感器将检测活动龙门运行的位置坐标为X1，传递至控制器上，控制器进行下列逻辑判断与运算，根据X1-X0的差值关系可以判断出左右行走机构偏离理想状态的速度快慢关系，并进行调整左或右两行走执行机构的速度V1或V2，其中左行走执行机构的速度为V1，右行走执行机构的速度为V2，当活动龙门在一个方向上运行，

X1-X0=ΔX > 0, 左行走执行机构运行的位移ΔS1﹥S1，右行走执行机构运行的位移ΔS2≤S2，则V右=V2， V左=V1-K1V1，检查车左端的左行走执行机构的实际速度过快，比例系数K1与|ΔX |成正比，控制器根据|ΔX |值调整K1的大小，控制左行走执行机构的运行速度V左；

X1-X0=ΔX = 0， V左=V1，V右=V2，检查车左右两端均按理想速度在运行；

X1-X0=ΔX < 0, 左行走执行机构运行的位移ΔS1≤S1，右行走执行机构运行的位移ΔS2﹥S2，则V右=V2-K2V2，检查车右端的实际速度过快，V左=V1，比例系数K2与|ΔX |成正比，控制器根据|ΔX |值调整K2的大小，控制右行走执行机构的运行速度V右。

本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制方法，控制系统通过编码器角度检测，给定变频器频率信息，驱动电机运行，当检查车受到扰动时，活动龙门将偏离龙门架中心位置，影响检查车的平稳运行。闭环控制系统通过检测活动龙门的位置信号，将位移变化量反馈给控制器，将位移信号转化为速度信号，在极短的时间内调节行走机构速度，从而使|ΔX |趋近于零，两侧行走机构能够平稳变轨运行。

本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制电路，具有操作简易、运行可靠、自动化程度高的优点，可以用于对变轨行走要求严格的系统中，接线简单，抗干扰性强；本发明的钢箱梁检查车变轨运行检测装置，结构简单、操作简易、运行可靠、自动化程度高、控制精度高、安全可靠，编码器能够实时检测行走机构回转支承转过的角度，直线位移传感器能实时检测活动龙门的位移； 本发明的钢箱梁检查车变轨运行控制方法，解决了传统开环控制操作繁琐、检修效率低、运行不平滑的问题，控制精度高，安全可靠，大大降低了操作人员的劳动强度和心理压力，并保证了行驶的安全性。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。 

Claims (10)

1.钢箱梁检查车变轨运行控制电路,其特征在于：它包括编码器（5）、直线位移传感器、控制器、驱动单元以及左、右行走执行机构，所述编码器（5）、直线位移传感器、驱动单元分别与控制器相连，所述驱动单元与左、右行走执行机构连接；其中所述编码器（5）实时地检测左、右行走执行机构转动的角度信息并送至控制器；直线位移传感器用于检查活动龙门（8）偏离龙门架（10）中心线的直线位移距离信息并送至控制器；所述控制器根据角度信息和位移信息进行逻辑判断与运算，向驱动单元输出驱动信号；驱动单元根据驱动信号分别驱动左或右行走执行机构运动。

2.如权利要求1所述的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,其特征在于：其中编码器（5）为绝对值编码器，数据接口为总线输出或模拟量输出。

3.如权利要求1所述的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,其特征在于：所述直线位移传感器为非接触式绝对值位移传感器，数据接口为总线输出或模拟量输出。

4.如权利要求1所述的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,其特征在于：控制器为能实现总线通讯的PLC或单片机，控制器能与编码器（5）、直线位移传感器之间通过总线通讯。

5.如权利要求1所述的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,其特征在于：所述驱动单元为变频器、电流调节模块或电压调节模块。

6.如权利要求1所述的钢箱梁检查车变轨运行控制电路,其特征在于：左行走执行机构与右行走执行机构均为驱动电机（3）驱动的齿轮箱。

7.一种设置有权利要求1至6之一的控制电路的钢箱梁检查车变轨运行检测装置，其特征在于：左行走执行机构与右行走执行机构的底端上均连接有回转支承（4），所述编码器（5）与回转支承（4）同轴心安装，使编码器（5）随回转支承（4）同步转动；在活动龙门端的龙门架（10）内设有横隔板（11），活动龙门（8）可在龙门架（10）内的横隔板（11）之间移动，所述龙门架（10）上设置有直线位移传感器，所述直线位移传感器与活动龙门（8）连接，所述直线位移传感器以及编码器（5）连接到控制器上，并向其输出信息。

8.如权利要求7所述的钢箱梁检查车变轨运行检测装置，其特征在于：所述直线位移传感器为拉线盒（2），其中拉线盒（2）的盒体固定在龙门架（10）上，拉线盒（2）的拉绳环与活动龙门（8）连接，所述拉线盒（2）连接到控制器上，并向其输出位置信息。

9.一种采用权利要求7或8所述的检测装置的钢箱梁检查车变轨运行控制方法，其特征在于：左行走执行机构和右行走执行机构共同作用，拖动检查车在纵向轨道与横向轨道上变轨行走，回转支承（4）转动一定的角度，带动编码器（5）跟随回转支承（4）同步转动，编码器（5）将回转支承（4）转动的角度信息传输至控制器，控制器实时地进行逻辑判断与运算，通过控制变频器给定驱动电机（3）频率，调整左或右行走执行机构的行进速度；

当检查车变轨行进受到扰动，活动龙门（8）偏离龙门架（10）中心线时，直线位移传感器将检测活动龙门（8）的位移大小，传递至控制器上，控制器根据位移信号进行逻辑判断与运算，并转化为变频器频率信号，并传递至驱动电机（3）上，控制该端的行走执行机构的行进速度，调整活动龙门（8）在龙门架（10）中心线上的位置，形成闭环控制。

10.如权利要求9所述的检测装置的钢箱梁检查车变轨运行控制方法，其特征在于：设左行走执行机构运行位移S1，右行走执行机构的运行位移S2，横向轨道与纵向轨道互相垂直，编码器（5）检测回转支承（4）转过的角度由θ1变为θ2，运行时间极短时，角度值变化趋近于0，即θ1=θ2，并将该角度信号传递至控制器，控制器进行逻辑判断与运算，当0°≤θ≤ 45°时，V1 ≤V2，控制器调整左行走执行机构行进速度V1，当θ>45°时，V1>V2，控制器调整右行走执行机构行进速度V2； 

当检查车行进受到扰动时，设活动龙门（8）位于龙门架（10）中心线位置时，传递至控制器上标定值为X0，直线位移传感器将检测活动龙门（8）运行的位置坐标为X1，传递至控制器上，控制器进行下列逻辑判断与运算，并进行调整左或右两行走执行机构的速度V1或V2，当活动龙门（8）在一个方向上运行，

X1-X0=ΔX > 0, 左行走执行机构运行的位移ΔS1﹥S1，右行走执行机构运行的位移ΔS2≤S2，则V右=V2， V左=V1-K1V1，比例系数K1与|ΔX |成正比，控制器根据|ΔX |值调整K1的大小，控制左行走执行机构的运行速度V左；

X1-X0=ΔX = 0， V左=V1，V右=V2；

X1-X0=ΔX < 0, 左行走执行机构运行的位移ΔS1≤S1，右行走执行机构运行的位移ΔS2﹥S2，则V右=V2-K2V2，V左=V1，比例系数K2与|ΔX |成正比，控制器根据|ΔX |值调整K2的大小，控制右行走执行机构的运行速度V右。

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