CN110895189B - 一种基于自动化控制的电磁轨道调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于自动化控制的电磁轨道调节装置，所述电磁轨道调节装置包括数据采集器1、控制系统3、自动化电磁轨道5、两条平行设置的滚轮运行钢轨6、多个滚轮8和拖车平台9。采用自动化电磁轨道，利用液压技术与监测系统实时调节，避免轨道在温度变化、机械振动等环境下对轨道的平行度产生变化，影响拖车的效率以及电机的磨损。

Description

一种基于自动化控制的电磁轨道调节装置

技术领域

本发明属于水动力实验模拟系统技术领域，具体涉及一种基于自动化控制的电磁轨道调节装置。

背景技术

电磁轨道拖车平台是水动力试验过程中的一项重要的试验设备，电磁轨道技术是电磁轨道拖车的核心技术。在水动力试验过程中，电磁轨道拖车广泛应用于飞机模型的水上迫降，水面拖曳等对速度要求较高的重大项目中。电磁轨道技术主要利用的是导电体在恒大磁场的环境下具有力的作用，即受安培力的作用。在电磁轨道设计过程中，为确保足够安培力大小，轨道的大电流电极，为恒定方向的直流电机，并且与两侧的电磁磁极距离较小。

目前，电磁轨道技术为新型的动力技术，具有加速快，运行稳定，易控制等优点。但当前的电磁轨道存在以下不足：(1)在使用过程中，电磁轨道受环境影响较大，温度变化太大或者机械振动，均会产生相应的位移变化，逐渐的降低轨道的平行度，电磁安培力会受到相应的减弱；(2)因电流电机与两侧磁极距离较小，位移的变化同样会导致电极与两侧磁极之间产生摩擦，损坏电极与磁极，影响试验的可行性。

发明内容

本发明的目的：本发明提供一种基于自动化控制的电磁轨道调节装置，采用自动化电磁轨道，利用液压技术与监测系统实时调节，避免轨道在温度变化、机械振动等环境下对轨道的平行度产生变化，影响拖车的效率以及电机的磨损。

本发明的技术方案：一种基于自动化控制的电磁轨道调节装置，所述电磁轨道调节装置包括数据采集器1、控制系统3、自动化电磁轨道5、两条平行设置的滚轮运行钢轨6、多个滚轮8和拖车平台9，

所述拖车平台9转动连接多个滚轮8，多个滚轮8在所述滚轮运行钢轨6上滚动；所述拖车平台9的两侧设置有均设置有多个大电流电极7；

所述自动化电磁轨道5包括电磁轨道基座5-1，电磁轨道基座5-1为U型槽结构，电磁轨道基座5-1的两端分别滑动设置于轨道固定底座5-2上，电磁轨道基座5-1U型槽的相对的两侧面内分别设置有电磁磁极5-5；所述多个大电流电极7位于U型槽内；大电流电极7通电时，电磁磁极5-5产生磁力，推动大电流电极7运动；

电磁轨道基座5-1的两端设置有电子轨道控制装置5-3，所示电子轨道控制装置5-3包括第一限位组件和第二限位组件；所述第一限位组件包括线位移传感器5-3-5、弹性件和固定件；所述线位移传感器5-3-5的一端与轨道固定底座5-2固定连接，另一端与电磁轨道基座5-1连接，用于检测电磁轨道基座5-1的位移量；所述弹性件的一端与电磁轨道基座5-1的一侧接触，另一端与固定件固定连接，固定件与轨道固定底座5-2固定连接；所述第二限位组件包括驱动件，驱动件与轨道固定底座5-2固定连接，驱动件的驱动端与电磁轨道基座5-1的另一侧接触，驱动件的驱动端驱动电磁轨道基座5-1沿轨道固定底座5-2滑动；弹性件与驱动件分别夹持电磁轨道基座5-1相对的两侧，对电磁轨道基座5-1进行限位；

所述线位移传感器5-3-5与数据采集器1数据连接，数据采集器1与控制系统3数据连接；所述驱动件与控制系统3数据连接，控制系统3根据数据采集器1采集的电磁轨道基座5-1的位移量，控制驱动件的工作。

进一步地，所述电磁轨道调节装置还包括PC机，所述数据采集器1与PC机数据连接，PC机与控制系统3数据连接，PC机用于显示电磁轨道基座5-1的位移量。

进一步地，所述弹性件为弹簧5-3-4；所述固定件包括线性轴承5-3-2和刚性光杆，所述线性轴承5-3-2的一端与电磁轨道基座5-1固定连接，另一端与刚性光杆连接；弹簧5-3-4的一端套设于刚性光杆，另一端与电磁轨道基座5-1的一侧接触。

进一步地，所述第一限位组件还包括L形固定座5-3-1，L形固定座5-3-1的一侧边与线性轴承5-3-2的一端固定连接，另一侧边与电磁轨道基座5-1固定连接。

进一步地，所述第二限位组件包括缓冲垫座5-3-6；所述驱动件为液压顶杆5-3-7；液压顶杆5-3-7与轨道固定底座5-2固定连接，液压顶杆5-3-7的驱动端与缓冲垫座5-3-6连接，液压顶杆5-3-7的驱动端带动缓冲垫座5-3-6与电磁轨道基座5-1的一侧接触。

进一步地，所述电磁轨道调节装置还包括轨道垂向限位板5-4；所述轨道垂向限位板5-4为Z型结构，所述轨道垂向限位板5-4的一端与电磁轨道基座5-1固定连接，另一端夹持所述电磁轨道基座5-1，对电磁轨道基座5-1在垂直轨道固定底座5-2方向进行限位。

进一步地，所述大电流电极7为直流电极。

进一步地，所述拖车平台为整体焊接件。

本发明的技术效果：

本系统装置具有轨道自动化反馈闭环调节结构系统，能够较好的保持自动化电磁轨道的平行度，从而较好的保证电磁轨道基座上的电磁磁极与大电流电极的稳定间隙，保持稳定的拖车推进力，有利于试验速度的准确性与试验结构的可靠性。自动化控制调节结构系统有利于保护电磁轨道基座上的电磁磁极与大电流电极的稳定间隙，避免了大电流电极与电磁磁极产生较大摩擦，产生效率降低或者损坏，导致试验成本大大提高的现象。

附图说明

图1为本发明的系统装置整体结构示意图；

图2为本发明的自动化电磁轨道结构示意图；

图3为本发明的电磁轨道调节控制系统装置结构示意图。

具体实施方式

实施例1

图1为本发明的系统装置整体结构示意图，如图1所示，本实施例，提供一种基于自动化控制的电磁轨道调节装置，所述电磁轨道调节装置包括数据采集器1、控制系统3、自动化电磁轨道5、两条平行设置的滚轮运行钢轨6、多个滚轮8和拖车平台9。

所述拖车平台9转动连接多个滚轮8，多个滚轮8在所述滚轮运行钢轨6上滚动；所述拖车平台9的两侧设置有均设置有多个大电流电极7。本实施例，所述大电流电极7为直流电极，所述拖车平台为整体焊接件。

图2为本发明的自动化电磁轨道结构示意图，如图2所示，所述自动化电磁轨道5包括电磁轨道基座5-1，电磁轨道基座5-1为U型槽结构，电磁轨道基座5-1的两端分别滑动设置于轨道固定底座5-2上，电磁轨道基座5-1U型槽的相对的两侧面内分别设置有电磁磁极5-5；所述多个大电流电极7位于U型槽内；大电流电极7通电时，电磁磁极5-5产生磁力，推动大电流电极7运动。

图3为本发明的电磁轨道调节控制系统装置结构示意图，结合图2和图3所示，电磁轨道基座5-1的两端均设置有电子轨道控制装置5-3，所示电子轨道控制装置5-3包括第一限位组件和第二限位组件，所述第一限位组件包括线位移传感器5-3-5、弹性件和固定件；所述线位移传感器5-3-5的一端与轨道固定底座5-2固定连接，另一端与电磁轨道基座5-1连接，用于检测电磁轨道基座5-1的位移量；所述弹性件的一端与电磁轨道基座5-1的一侧接触，另一端与固定件固定连接，固定件与轨道固定底座5-2固定连接；所述第二限位组件包括驱动件，驱动件与轨道固定底座5-2固定连接，驱动件的驱动端与电磁轨道基座5-1的另一侧接触，驱动件的驱动端驱动电磁轨道基座5-1沿轨道固定底座5-2滑动；弹性件与驱动件分别夹持电磁轨道基座5-1相对的两侧，对电磁轨道基座5-1进行限位。

本实施例，所述弹性件为弹簧5-3-4；所述固定件包括线性轴承5-3-2和刚性光杆，所述线性轴承5-3-2的一端与电磁轨道基座5-1固定连接，另一端与刚性光杆连接；弹簧5-3-4的一端套设于刚性光杆，另一端与电磁轨道基座5-1的一侧接触。进一步地，所述第一限位组件还包括L形固定座5-3-1，L形固定座5-3-1的一侧边与线性轴承5-3-2的一端固定连接，另一侧边与电磁轨道基座5-1固定连接。

本实施例，所述第二限位组件包括缓冲垫座5-3-6；所述驱动件为液压顶杆5-3-7；液压顶杆5-3-7与轨道固定底座5-2固定连接，液压顶杆5-3-7的驱动端与缓冲垫座5-3-6连接，液压顶杆5-3-7的驱动端带动缓冲垫座5-3-6与电磁轨道基座5-1的一侧接触。

进一步地，如图1所示，所述线位移传感器5-3-5与数据采集器1数据连接，数据采集器1与控制系统3数据连接；所述驱动件与控制系统3数据连接，控制系统3根据数据采集器1采集的电磁轨道基座5-1的位移量，控制驱动件的工作。进一步地，所述电磁轨道调节装置还包括PC机，所述数据采集器1与PC机2数据连接，PC机2与控制系统3数据连接，PC机2用于显示电磁轨道基座5-1的位移量。

进一步地，如图2所示，所述电磁轨道调节装置还包括轨道垂向限位板5-4；所述轨道垂向限位板5-4为Z型结构，所述轨道垂向限位板5-4的一端与电磁轨道基座5-1固定连接，另一端夹持所述电磁轨道基座5-1，对电磁轨道基座5-1在垂直轨道固定底座5-2方向进行限位。

本实施例的大电流电极为直流电极，与电磁磁极距离较小，保持恒定、强劲的安培力，推进拖车前进；所述的高速滚轮包含四个，置于滚动运行钢轨上端；拖车平台为整体焊接件，置于大电流电极与高速滚轮上端，螺栓连接固定，大电流电极在磁场的作用下产生安培力，为拖车高速滚轮提供前进的动力。

此外，自动化电磁轨道结构可以由多个相同的电磁轨道基座模块化单元铰接组成，具有高度的灵活性与高效的安装拆卸特性，维护成本较低，每一个电磁轨道基座配合两组5-3电子轨道控制系统装置进行工作，方法可靠简便，大大提高试验工作效率。电子轨道控制系统装置一端利用液压顶杆技术，一端根据轨道调节特性设计的弹簧与线性轴承组合系统提供预紧力，并利用线位移传感器实时监测5-1电磁轨道基座的位移量。

Claims (8)

1.一种基于自动化控制的电磁轨道调节装置，其特征在于，所述电磁轨道调节装置包括数据采集器(1)、控制系统(3)、自动化电磁轨道(5)、两条平行设置的滚轮运行钢轨(6)、多个滚轮(8)和拖车平台(9)，

所述拖车平台(9)转动连接多个滚轮(8)，多个滚轮(8)在所述滚轮运行钢轨(6)上滚动；所述拖车平台(9)的两侧边均设置有多个大电流电极(7)；

所述自动化电磁轨道(5)包括电磁轨道基座(5-1)，电磁轨道基座(5-1)为U型槽结构，电磁轨道基座(5-1)的两端分别滑动设置于轨道固定底座(5-2)上，电磁轨道基座(5-1)U型槽的相对的两侧面内分别设置有电磁磁极(5-5)；所述多个大电流电极(7)位于U型槽内；大电流电极(7)通电时，电磁磁极(5-5)产生磁力，推动大电流电极(7)运动；

电磁轨道基座(5-1)的两端设置有电子轨道控制装置(5-3)，所述电子轨道控制装置(5-3)包括第一限位组件和第二限位组件；所述第一限位组件包括线位移传感器(5-3-5)、弹性件和固定件；所述线位移传感器(5-3-5)的一端与轨道固定底座(5-2)固定连接，另一端与电磁轨道基座(5-1)连接，用于检测电磁轨道基座(5-1)的位移量；所述弹性件的一端与电磁轨道基座(5-1)的一侧接触，另一端与固定件固定连接，固定件与轨道固定底座(5-2)固定连接；所述第二限位组件包括驱动件，驱动件与轨道固定底座(5-2)固定连接，驱动件的驱动端与电磁轨道基座(5-1)的另一侧接触，驱动件的驱动端驱动电磁轨道基座(5-1)沿轨道固定底座(5-2)滑动；弹性件与驱动件分别夹持电磁轨道基座(5-1)相对的两侧，对电磁轨道基座(5-1)进行限位；

所述线位移传感器(5-3-5)与数据采集器(1)数据连接，数据采集器(1)与控制系统(3)数据连接；所述驱动件与控制系统(3)数据连接，控制系统(3)根据数据采集器(1)采集的电磁轨道基座(5-1)的位移量，控制驱动件的工作。

2.根据权利要求1所述的电磁轨道调节装置，其特征在于，所述电磁轨道调节装置还包括PC机，所述数据采集器(1)与PC机(2)数据连接，PC机与控制系统(3)数据连接，PC机用于显示电磁轨道基座(5-1)的位移量。

3.根据权利要求1所述的电磁轨道调节装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧(5-3-4)；所述固定件包括线性轴承(5-3-2)和刚性光杆，所述线性轴承(5-3-2)的一端与电磁轨道基座(5-1)固定连接，另一端与刚性光杆连接；弹簧(5-3-4)的一端套设于刚性光杆，另一端与电磁轨道基座(5-1)的一侧接触。

4.根据权利要求3所述的电磁轨道调节装置，其特征在于，所述第一限位组件还包括L形固定座(5-3-1)，L形固定座(5-3-1)的一侧边与线性轴承(5-3-2)的一端固定连接，另一侧边与电磁轨道基座(5-1)固定连接。

5.根据权利要求1所述的电磁轨道调节装置，其特征在于，所述第二限位组件包括缓冲垫座(5-3-6)；所述驱动件为液压顶杆(5-3-7)；液压顶杆(5-3-7)与轨道固定底座(5-2)固定连接，液压顶杆(5-3-7)的驱动端与缓冲垫座(5-3-6)连接，液压顶杆(5-3-7)的驱动端带动缓冲垫座(5-3-6)与电磁轨道基座(5-1)的一侧接触。

6.根据权利要求1所述的电磁轨道调节装置，其特征在于，所述电磁轨道调节装置还包括轨道垂向限位板(5-4)；所述轨道垂向限位板(5-4)为Z型结构，所述轨道垂向限位板(5-4)的一端与电磁轨道基座(5-1)固定连接，另一端夹持所述电磁轨道基座(5-1)，对电磁轨道基座(5-1)在垂直轨道固定底座(5-2)方向进行限位。

7.根据权利要求1所述的电磁轨道调节装置，其特征在于，所述大电流电极(7)为直流电极。

8.根据权利要求1所述的电磁轨道调节装置，其特征在于，所述拖车平台为整体焊接件。

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