CN109683530A - 一种基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统 - Google Patents

一种基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统，包括滑触线单元、电力载波通信机、上级控制单元和至少一个运动对象；滑触线单元包括滑触线滑轨和至少一个集电器，集电器滑设于滑触线滑轨上；电力载波通信机包括主站和至少一个从站，主站一端与上级控制单元相连，另一端与滑触线滑轨相连；从站一端连接集电器，另一端连接运动对象；上级控制单元通过主站将控制指令耦合至滑触线滑轨上、通过主站从滑触线滑轨上获取运动对象的运行参数；运动对象通过从站从滑触线滑轨上获取控制指令并根据控制指令执行相应动作、通过从站将运行参数耦合至滑触线滑轨上。本发明避免了线缆供电易缠绕、采用无线传输时金属环境的反射造成信号损失的缺点。

Description

一种基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统
技术领域
本发明涉及供电及通信技术领域，具体涉及一种基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统。
背景技术
在某些特殊场合下，例如：电网系统中对线路进行自动巡视诊断、物流厂房中对线路进行诊断维护、对探井油田进行智能探测、工业自动化生产线等情况，都需要对运动对象进行控制、维护及测试，并实时将该运动对象的信息传递给后台控制系统，进行信息交互，后台下达指令控制运动对象，例如探测小车，控制该探测小车的运动轨迹、控制该探测小车对目标的测试与诊断等。
常规的供电采用的是电缆及航插电连接器的方式，而无线供电技术传输功率能达到几十瓦，目前更多应用于民用小家电领域，对于大功率的测试设备供电还有许多问题没有解决，无法满足可靠供电的要求。常规的通信采用有线通信，有线通信技术中所使用的传输媒介是电线或者光缆，在多个运动对象实施供电和信号传输时，难以保证数量众多的线缆在运动对象运动过程中与其可靠连接，以及不缠绕、不影响运动对象的运动轨迹。若采用无线信息传输的方式，可能因为金属环境的反射造成信号的损失，同时若运动对象众多的时候，容易造成信息的干扰。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统，避免了采用线缆供电容易缠绕、影响运动对象的运动轨迹的缺点，避免了采用无线传输时金属环境的反射造成信号损失的缺点。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统，其包括滑触线单元、电力载波通信机、上级控制单元和至少一个运动对象；其中，
所述滑触线单元包括滑触线滑轨和至少一个集电器，所述集电器滑设于所述滑触线滑轨上；
所述电力载波通信机包括主站和至少一个从站，所述主站一端与上级控制单元相连，另一端与滑触线滑轨相连；所述从站一端连接一个集电器，另一端连接一个运动对象；
所述上级控制单元用于通过主站将控制指令耦合至滑触线滑轨上，以及通过主站从滑触线滑轨上获取所述运动对象的运行参数；
所述运动对象用于通过从站从滑触线滑轨上获取控制指令并根据控制指令执行相应动作，以及通过从站将其运行参数耦合至滑触线滑轨上。
进一步地，所述运动对象包括：
移动托盘；
设于所述移动托盘上的集装箱；
设于所述集装箱中的运动单元；
设于所述集装箱上的接口单元，所述接口单元一端与运动单元相连，另一端与从站相连，所述接口单元用于接收控制指令并控制移动托盘和运动单元执行相应动作，以及采集移动托盘和运动单元的运行参数并发送至从站。
进一步地，所述接口单元包括数据采集模块和执行模块；
所述数据采集模块用于采集移动托盘和运动单元的运行参数并将所述运行参数并发送至从站；
所述执行模块用于接收所述控制指令并根据所述控制指令控制移动托盘和运动单元执行相应动作。
进一步地，运动单元包括电网巡线机器人。
进一步地，所述运行参数包括移动托盘的位置、移动托盘的运动速度、移动托盘的运动轨迹中的至少一种以及电网巡线机器人红外摄像头拍摄的图像。
进一步地，所述控制指令包括移动托盘的运行、停止、移动托盘的运动速度中的至少一种以及电网巡线机器人的红外摄像头拍摄角度、拍摄时长中的至少一种。
进一步地，所述控制系统还包括第一UPS电源，所述第一UPS电源一端与滑触线滑轨相连，另一端与上级控制单元、主站均相连。
进一步地，所述第一UPS电源包括第一整流器、第一逆变器和第一蓄电池，所述第一整流器与滑触线滑轨相连并用于将交流电变换为直流电，所述第一蓄电池与第一整流器相连并用于存蓄经变换获得的直流电，所述第一逆变器一端与第一整流器相连，且另一端与上级控制单元和主站相连，其用于将经变换获得的直流电转变为交流电，并对上级控制单元和主站供电。
进一步地，所述控制系统还包括还包括第二UPS电源，所述第二UPS一端与集电器相连，另一端与从站和运动对象均相连。
进一步地，所述第二UPS电源包括第二整流器、第二逆变器和第二蓄电池，所述第二整流器与集电器相连并用于将交流电变换为直流电，所述第二蓄电池与第二整流器相连并用于存蓄经变换获得的直流电，所述第二逆变器一端与第二整流器相连，且另一端与从站和运动对象相连，其用于将经变换获得的直流电转变为交流电，并对所述从站和运动对象供电。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明结合滑触线和电力载波技术，利用滑触线资源，通过电力载波通信机对滑触线单元施加载波信号，使得滑触线单元既提供电，又提供通信，大大降低了敷设新线路的成本，一方面避免了采用线缆供电容易缠绕、影响运动对象的运动轨迹的缺点，另一方面，避免了采用无线传输时金属环境的反射造成信号损失、运动对象众多容易造成信息的干扰的缺点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统示意图。
图中：1、上级控制单元；2、滑触线滑轨；3、集电器；4、主站；5、从站；6、集装箱；7、运动单元；8、接口单元；9、数据采集模块；10、执行模块；11、第一UPS电源；12、第二UPS电源。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供了一种基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统，其包括滑触线单元、电力载波通信机、上级控制单元1和至少一个运动对象；其中，
滑触线单元包括滑触线滑轨2和至少一个集电器3，滑触线滑轨2沿着运动对象的运动轨迹敷设，集电器3滑设于滑触线滑轨2上；滑触线滑轨2与市电连接，集电器3从滑触线滑轨2上取电；
电力载波通信机包括主站4和至少一个从站5，主站4一端与上级控制单元1相连，另一端与滑触线滑轨2相连；从站5的数量与运动对象数量以及集电器3的数量均相同，每一个运动对象上配置一个从站5，从站5跟着运动对象一起移动，从站5一端连接一个集电器3，另一端连接一个运动对象；
上级控制单元1通过主站4将控制指令耦合至滑触线滑轨2上，以及通过主站4从滑触线滑轨2上获取运动对象的运行参数；
运动对象通过从站5从滑触线滑轨2上获取控制指令并根据控制指令执行相应动作，以及通过从站5将其运行参数耦合至滑触线滑轨2上。
本实施例中，在滑触线滑轨2接入市电，作为整个控制系统的电源，同时作为电力载波的通路。上级控制单元1通过主站4与滑触线滑轨2连接，运动对象通过从站5与集电器3连接，而集电器3与滑触线滑轨2连接，所以，运动对象与上级控制单元1位于同一个通信网络中，从而实现上级控制单元1与运动对象之间的控制和信息传输。上级控制单元1发送控制指令，电力载波通信机的主站4将控制指令耦合至滑触线滑轨2上，相应的从站5经集电器3从滑触线滑轨2上获取控制指令后，将控制指令发送给运动对象，运动对象接收控制指令后执行相应动作；运动对象将运行参数通过从站5耦合至滑触线滑轨2上，主站4从滑触线滑轨2上获取运动对象的运行参数；集电器3从滑触线滑轨2上取电，以供从站5和运动对象用电。主站4和上级控制单元1直接从滑触线滑轨2上取电使用。
本发明实施例结合滑触线和电力载波技术，利用滑触线资源，通过电力载波通信机对滑触线单元施加载波信号，使得滑触线单元既提供电，又提供通信，大大降低了敷设新线路的成本，一方面避免了采用线缆供电容易缠绕、影响运动对象的运动轨迹的缺点，另一方面，避免了采用无线传输时金属环境的反射造成信号损失、运动对象众多容易造成信息的干扰的缺点。
参见图1所示，运动对象包括移动托盘、集装箱6、运动单元7和接口单元8，集装箱6设于移动托盘上，运动单元7设于集装箱6中，接口单元8设于集装箱6上，集装箱6、运动单元7和接口单元8一起跟随移动托盘在托盘轨道上沿着托盘轨道延伸方向移动；接口单元8一端通过线缆与运动单元7相连，另一端与从站5相连，接口单元8用于接收控制指令并控制移动托盘和运动单元7执行相应动作，以及采集移动托盘和运动单元7的运行参数并发送至从站5。
集装箱6内可以放置不同类型的运动单元7，由于接口单元8的尺寸和接口统一，因此可以满足不同类型运动单元7的供电及通信需求，实现通用化设计，不改变现有运动单元7对外的供电和通信接口形式。
参见图1所示，接口单元8包括数据采集模块9和执行模块10，数据采集模块9用于采集移动托盘和运动单元7的运行参数并将运行参数并发送至从站5，执行模块10用于接收控制指令并根据控制指令控制移动托盘和运动单元7执行相应动作。
运动单元7采用电网巡线机器人时，运行参数包括移动托盘的位置、移动托盘的运动速度、移动托盘的运动轨迹等等，以及电网巡线机器人红外摄像头拍摄的图像、红外摄像头的内存信息等等呢。控制指令包括控制移动托盘运行、控制移动托盘停止、移动托盘的运动速度等等，以及电网巡线机器人的红外摄像头拍摄角度、拍摄时长、控制红外摄像头开始拍摄、暂停拍摄以及结束拍摄等等，控制指令还包括给移动托盘配电和断电、给电网巡线机器人配电和断电。
参见图1所示，控制系统还包括第一UPS电源11，第一UPS电源11一端与滑触线滑轨2相连，另一端与上级控制单元1、主站4相连。具体地，第一UPS电源11包括第一整流器、第一逆变器和第一蓄电池，第一整流器与滑触线滑轨2相连并用于将交流电变换为直流电，第一蓄电池与第一整流器相连并用于存蓄经变换获得的直流电，第一逆变器一端与第一整流器相连，且另一端与上级控制单元1和主站4相连，其用于将经变换获得的直流电转变为交流电，并对上级控制单元1和主站4供电。一般情况下，整个控制系统由市电供电，市电在供电过程中，第一蓄电池充电，当停电时，由第一蓄电池对滑触线滑轨2和主站4以及上级控制单元1进行供电。
参见图1所示，控制系统还包括还包括第二UPS电源12，第二UPS电源12一端与集电器3相连，另一端与从站5和运动对象相连。具体地，第二UPS电源12包括第二整流器、第二逆变器和第二蓄电池，第二整流器与集电器3相连并用于将交流电变换为直流电，第二蓄电池与第二整流器相连并用于存蓄经变换获得的直流电，第二逆变器一端与第二整流器相连，且另一端与从站5和运动对象相连，其用于将经变换获得的直流电转变为交流电，并对从站5和运动对象供电。一般情况下，整个控制系统由市电供电，市电在供电过程中，第二蓄电池充电，当停电时，由第二蓄电池对运动对象进行供电。
本发明实施例提供的控制系统可以很好的适应于多个运动对象的供电及控制，同时减少电缆了的投入，降低了操作人员数量的要求，也减少了人为干预操作的环节，缩短了反应时间，提高生产效率，更加安全。可以广泛应用在当今发展迅速的电网、物流、测井等领域，或用于军事领域，减少电缆的使用。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统，其特征在于：其包括滑触线单元、电力载波通信机、上级控制单元(1)和至少一个运动对象；其中，
所述滑触线单元包括滑触线滑轨(2)和至少一个集电器(3)，所述集电器(3)滑设于所述滑触线滑轨(2)上；
所述电力载波通信机包括主站(4)和至少一个从站(5)，所述主站(4)一端与上级控制单元(1)相连，另一端与滑触线滑轨(2)相连；所述从站(5)一端连接一个集电器(3)，另一端连接一个运动对象；
所述上级控制单元(1)用于通过主站(4)将控制指令耦合至滑触线滑轨(2)上，以及通过主站(4)从滑触线滑轨(2)上获取所述运动对象的运行参数；
所述运动对象用于通过从站(5)从滑触线滑轨(2)上获取控制指令并根据控制指令执行相应动作，以及通过从站(5)将其运行参数耦合至滑触线滑轨(2)上。
2.如权利要求1所述的基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统，其特征在于，所述运动对象包括：
移动托盘；
设于所述移动托盘上的集装箱(6)；
设于所述集装箱(6)中的运动单元(7)；
设于所述集装箱(6)上的接口单元(8)，所述接口单元(8)一端与运动单元(7)相连，另一端与从站(5)相连，所述接口单元(8)用于接收控制指令并控制移动托盘和运动单元(7)执行相应动作，以及采集移动托盘和运动单元(7)的运行参数并发送至从站(5)。
3.如权利要求2所述的基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统，其特征在于，所述接口单元(8)包括数据采集模块(9)和执行模块(10)；
所述数据采集模块(9)用于采集移动托盘和运动单元(7)的运行参数并将所述运行参数并发送至从站(5)；
所述执行模块(10)用于接收所述控制指令并根据所述控制指令控制移动托盘和运动单元(7)执行相应动作。
4.如权利要求2所述的基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统，其特征在于：运动单元(7)包括电网巡线机器人。
5.如权利要求4所述的基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统，其特征在于：所述运行参数包括移动托盘的位置、移动托盘的运动速度、移动托盘的运动轨迹中的至少一种以及电网巡线机器人红外摄像头拍摄的图像。
6.如权利要求4所述的基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统，其特征在于：所述控制指令包括移动托盘的运行、停止、移动托盘的运动速度中的至少一种以及电网巡线机器人的红外摄像头拍摄角度、拍摄时长中的至少一种。
7.如权利要求1所述的基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括第一UPS电源(11)，所述第一UPS电源(11)一端与滑触线滑轨(2)相连，另一端与上级控制单元(1)、主站(4)均相连。
8.如权利要求7所述的基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统，其特征在于：所述第一UPS电源(11)包括第一整流器、第一逆变器和第一蓄电池，所述第一整流器与滑触线滑轨(2)相连并用于将交流电变换为直流电，所述第一蓄电池与第一整流器相连并用于存蓄经变换获得的直流电，所述第一逆变器一端与第一整流器相连，且另一端与上级控制单元(1)和主站(4)相连，其用于将经变换获得的直流电转变为交流电，并对上级控制单元(1)和主站(4)供电。
9.如权利要求1所述的基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括还包括第二UPS电源(12)，所述第二UPS(12)一端与集电器(3)相连，另一端与从站(5)和运动对象均相连。
10.如权利要求9所述的基于滑触线及电力载波的运动对象控制系统，其特征在于：所述第二UPS电源(12)包括第二整流器、第二逆变器和第二蓄电池，所述第二整流器与集电器(3)相连并用于将交流电变换为直流电，所述第二蓄电池与第二整流器相连并用于存蓄经变换获得的直流电，所述第二逆变器一端与第二整流器相连，且另一端与从站(5)和运动对象相连，其用于将经变换获得的直流电转变为交流电，并对所述从站(5)和运动对象供电。
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