CN111077333A - 一种滑行车类游乐设施运行速度测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滑行车类游乐设施运行速度测试系统及方法，该测试系统包括跟随滑行车类游乐设施的行走轮转动的黑白编码盘，还包括安装在滑行车类游乐设施的车体上且朝向所述黑白编码盘设置的颜色识别传感器；所述车体上还设置有：用于采集颜色识别传感器信号的数据采集卡和与数据采集卡相连接的车载控制器。本发明本系统采用颜色识别传感器和黑白编码盘实现了车速的检测，不受检验人员测试操作的影响，具有操作简单、稳定性好、精度高和自动化程度高的优点，并且可以实现全程连续测试，为检验检测和行政许可提供技术支持，为提高滑行车类游乐设施质量水平和乘客安全性提供技术保障，同时还可以对速度进行修正，提高了测试的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试滑行车类游乐设施运行速度的系统，还涉及一种测试其运行速度的方法。
背景技术
滑行车类游乐设施(主要为过山车)的运动原理是，提升后靠惯性滑行，重力势能转换为动能。车体上不配备驱动装置。
运行速度是滑行车类游乐设施的一个重要的动态性能参数，是滑行车类游乐设施综合性能的主要表征之一，也是行政许可和检验检测中的一个关键指标。《游乐设施安全技术监察规程》、《游乐设施监督检验规程》、《GB 8408游乐设施安全规范》等法规标准都对滑行车类游乐设施运行速度的检验检测提出了严格要求。
但是，目前的滑行车车体上没有配备相应的速度检测装置，无法测量其运行速度。运行速度的检测只能由检验人员依靠手持式雷达测速仪分段测试，存在着稳定性差、精度低、易受检验人员手部姿势影响等问题，而且不能实现设备运行全过程的连续测试。
发明内容
本发明提出了一种滑行车类游乐设施运行速度测试系统及方法，其目的是：实现滑行车类游乐设施的运行速度的测试。
本发明技术方案如下：
一种滑行车类游乐设施运行速度测试系统，包括跟随滑行车类游乐设施的行走轮转动的黑白编码盘，还包括安装在滑行车类游乐设施的车体上且朝向所述黑白编码盘设置的颜色识别传感器；所述颜色识别传感器安装在连接板上；
所述车体上还设置有：用于采集颜色识别传感器信号的数据采集卡和与数据采集卡相连接的车载控制器；
还包括用于安装在导轨上测试区间起点和终点处的反光板，所述车体底部还安装有用于感应反光板的反射光线的光电传感器；所述光电传感器与所述数据采集卡相连接。
作为本系统的进一步改进：所述连接板直接固定安装在车体上，或者，通过可调式支架安装在车体上以实现述颜色识别传感器相对于车体的位置调整。
作为本系统的进一步改进：所述支架包括磁性安装座、主架臂和副架臂；所述磁性安装座通过磁吸方式安装在车体上，所述主架臂和副架臂都是伸缩臂；主架臂下端与所述磁性安装座转动连接以实现主架臂在竖直面内的转动，主架臂上端与水平设置的副架臂的一端转动连接以实现副架臂绕自身轴线的回转，副架臂的另一端与所述连接板固定连接。
作为本系统的进一步改进：所述车体上还设置有与车载控制器相连接的数据存储器。
作为本系统的进一步改进：还包括设置在地面端的上位机系统，所述上位机系统与所述数据存储器以及车载控制器通过有线或无线方式进行通讯。
本发明还提供一种基于上述测试系统的侧视方法，步骤如下：
(一)记录黑白编码盘的颜色组数n0，设置数据采集卡的采集周期Δt，记录起点处的反光板和终点处的反光板之间的实测距离S0；
(二)在滑行车类游乐设施运行过程中，采集颜色识别传感器产生的脉冲信号，计算各采集周期的速度：
r为行走轮的半径，i为采集周期的序号，ni为第i个采集周期中颜色识别传感器的脉冲数；
运行过程中还要记录光电传感器经过起点处反光板的时刻t1和经过终点处反光板的时刻t2；
(三)设t1所在的采集周期的序号为p，t2所在的采集周期的序号为q，则根据v0i计算出起点与终点之间的距离为：
则该区间内的修正系数：
各采集周期内修正后的速度为：vi＝kv0i。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：(1)本系统采用颜色识别传感器和黑白编码盘实现了车速的检测，不受检验人员测试操作的影响，具有操作简单、稳定性好、精度高和自动化程度高的优点，并且可以实现全程连续测试，为检验检测和行政许可提供技术支持，为提高滑行车类游乐设施质量水平和乘客安全性提供技术保障；(2)颜色识别传感器通过可调式支架安装在车体上，方便调整颜色识别传感器的位置，适用于不同尺寸的轮架，也有助于提高感应检测的可靠性；(3)本系统还包含了光电传感器和反光板，用于定位测量重要区间起点和终点的经过时刻，根据实测距离和经过时间可以对通过黑白编码盘采集的速度值进行修正，提高了测试数据的准确性。
附图说明
图1为本测试系统的结构示意图。
图2为实施例一中颜色识别传感器与黑白编码盘部分的结构示意图。
图3为实施例二中用于安装颜色识别传感器的支架部分的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案：
实施例一
如图1，一种滑行车类游乐设施运行速度测试系统，包括速度信号采集系统、无线控制系统和上位机系统。
如图1和2，所述速度信号采集系统包括跟随滑行车类游乐设施的行走轮1转动的黑白编码盘2，还包括安装在滑行车类游乐设施的车体上且朝向所述黑白编码盘2设置的颜色识别传感器3。所述黑白编码盘2粘贴固定在滑行车类游乐设施的车头处的行走轮1上。所述颜色识别传感器3安装在连接板4上，连接板4上开设有条形孔，颜色识别传感器3穿过该条形孔，两侧使用螺母固定，可以微调颜色识别传感器3的位置。所述连接板4直接固定安装在车体上。所述颜色识别传感器3与所述黑白编码盘2的距离满足所述颜色识别传感器3的感应性能要求。
所述车体上还设置有：用于采集颜色识别传感器3信号的数据采集卡，与数据采集卡相连接的车载控制器，以及与车载控制器相连接的数据存储器。所述车载控制器用于对采集到的数据进行处理，数据存储器用于存储处理后的结果数据。
如图1，速度信号采集系统还包括用于粘贴在导轨上测试区间起点和终点处的反光板，所述车体底部还安装有用于感应反光板的反射光线的光电传感器，所述光电传感器与所述反光板的距离满足所述光电传感器的感应性能要求。所述光电传感器同样与所述数据采集卡相连接。
因为滑行车类游乐设施的车体、轮架、轨道等都是金属，而且存在电磁刹车，采用普通的电感式传感器与金属块的信号采集方案极易遭受干扰，采用光电传感器与反光板的方案则不会受到干扰。
所述反光板成对布置于滑行车类游乐设施的重要运行区间的轨道上，通常为提升段的最低点与最高点、第一个俯冲段的最高点与最低点、立环处的入口点与出口点、最小水平转弯半径处的入口点与出口点、刹车段的开始点与结束点等。
所述上位机系统为设置在地面处的PC，所述上位机系统与所述数据存储器以及车载控制器通过有线或无线方式进行通讯。优选的，采用所述无线控制系统与车载端通讯，无线控制系统包括车载无线模块和地面无线模块。
车载端采集的数据通过所述车载无线模块发送至所述地面无线模块，所述地面无线模块与PC连接，数据再发送至所述PC。PC处也可以将数据发送到车载端。
本实施例中，所述车载控制器是型号为1769-L16ER的控制板，所述车载无线模块的型号为WLAN 5100，所述地面无线模块的型号为WLAN 1100。
本系统工作步骤如下：
(1)颜色识别传感器3固定在滑行车类游乐设施车头处行走轮1的外侧，黑白编码盘2粘贴在该处的行走轮1上，颜色识别传感器3负责采集行走轮1的转速信号。
(2)光电传感器安装固定在滑行车类游乐设施车头处的车体底部，反光板成对粘贴在轨道上的若干重要区间的起点和终点处，光电传感器负责采集反光板的反射光信号。
(3)通过PC端的测试软件，输入行走轮1半径r，黑白编码盘2颜色组数n0，数据采集卡的采集周期Δt(一般为0.2s、0.5s或1s)，成对的两个反光板之间的实测距离S0等数据。通过地面无线模块和车载无线模块将上述数据传输给车载控制器。
(4)在滑行车类游乐设施运行过程中，数据采集卡接收颜色识别传感器3和光电传感器采集的脉冲信号并传输给车载控制器。
(5)车载控制器通过设定的算法程序对采集的数据及通过PC输入的数据进行实时运算，得出滑行车类游乐设施的运行速度，连同原始采集数据一并传输给存储器。
具体计算方法为：
运行过程中，采集颜色识别传感器3产生的脉冲信号，计算各采集周期的速度：
i为采集周期的序号，ni为第i个采集周期中颜色识别传感器3的脉冲数。
过山车运行过程中会出现车轮打滑(经过立环或急转弯的时候)、压缩变形(车轮外覆一层聚氨酯，会出现轻微变形)等情况，如果直接使用黑白编码盘2测取的数值，误差会较大，因此引入了修正系数，提高测试数据的准确性。
修正过程如下：
运行过程中还要记录光电传感器经过起点处反光板的时刻t1和经过终点处反光板的时刻t2。
设t1所在的采集周期的序号为p，t2所在的采集周期的序号为q，则根据v0i计算出起点与终点之间的距离为：
则该区间内的修正系数：
各采集周期内修正后的速度为：vi＝kv0i。
(6)存储器中的数据实时保存，并通过车载无线模块传输给地面无线模块。
(7)PC接收地面无线模块传输的数据，连同先前输入的数据，通过预先开发的测试软件进行显示，包括各时刻的运行速度vi、修正系数k、修正前的速度v0i、起点与终点件的计算距离S、行走轮1半径r、黑白编码盘2颜色组数n0、采集周期Δt、两个反光板之间的实测距离S0等，同时实时显示速度曲线。
实施例二
如图3，本实施例与实施例一的不同之处在于：通过可调式支架安装在车体上以实现述颜色识别传感器3相对于车体的位置调整。
具体结构为：所述支架包括磁性安装座5、主架臂6和副架臂7；所述磁性安装座5通过磁吸方式安装在车体上，所述主架臂6和副架臂7都是伸缩臂，伸缩臂包括一个圆形或方形的套管，和安装在套管中的内臂，套管上安装紧定螺钉，固定内臂。
主架臂6下端与所述磁性安装座5转动连接以实现主架臂6在竖直面内的转动，主架臂6上端与水平设置的副架臂7的一端转动连接以实现副架臂7绕自身轴线的回转，副架臂7的另一端与所述连接板4固定连接。
所述转动连接通过旋钮螺钉实现，松开螺钉，相关部件可以回转，拧紧后可固定其角度。
采用可调式支架安装在车体上，可以方便调整颜色识别传感器3的位置，适用于不同尺寸的轮架，也有助于提高感应检测的可靠性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的范围内，可轻易想到的变化，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种滑行车类游乐设施运行速度测试系统，其特征在于：包括跟随滑行车类游乐设施的行走轮(1)转动的黑白编码盘(2)，还包括安装在滑行车类游乐设施的车体上且朝向所述黑白编码盘(2)设置的颜色识别传感器(3)；所述颜色识别传感器(3)安装在连接板(4)上；
所述车体上还设置有：用于采集颜色识别传感器(3)信号的数据采集卡和与数据采集卡相连接的车载控制器；
还包括用于安装在导轨上测试区间起点和终点处的反光板，所述车体底部还安装有用于感应反光板的反射光线的光电传感器；所述光电传感器与所述数据采集卡相连接。
2.如权利要求1所述的滑行车类游乐设施运行速度测试系统，其特征在于：
所述连接板(4)直接固定安装在车体上，或者，通过可调式支架安装在车体上以实现述颜色识别传感器(3)相对于车体的位置调整。
3.如权利要求2所述的滑行车类游乐设施运行速度测试系统，其特征在于：所述支架包括磁性安装座(5)、主架臂(6)和副架臂(7)；所述磁性安装座(5)通过磁吸方式安装在车体上，所述主架臂(6)和副架臂(7)都是伸缩臂；主架臂(6)下端与所述磁性安装座(5)转动连接以实现主架臂(6)在竖直面内的转动，主架臂(6)上端与水平设置的副架臂(7)的一端转动连接以实现副架臂(7)绕自身轴线的回转，副架臂(7)的另一端与所述连接板(4)固定连接。
4.如权利要求1所述的滑行车类游乐设施运行速度测试系统，其特征在于：所述车体上还设置有与车载控制器相连接的数据存储器。
5.如权利要求4所述的滑行车类游乐设施运行速度测试系统，其特征在于：还包括设置在地面端的上位机系统，所述上位机系统与所述数据存储器以及车载控制器通过有线或无线方式进行通讯。
6.一种滑行车类游乐设施运行速度测试方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的滑行车类游乐设施运行速度测试系统；该测试方法步骤如下：
(一)记录黑白编码盘(2)的颜色组数n0，设置数据采集卡的采集周期Δt，记录起点处的反光板和终点处的反光板之间的实测距离S0；
(二)在滑行车类游乐设施运行过程中，采集颜色识别传感器(3)产生的脉冲信号，计算各采集周期的速度：
r为行走轮(1)的半径，i为采集周期的序号，ni为第i个采集周期中颜色识别传感器(3)的脉冲数；
运行过程中还要记录光电传感器经过起点处反光板的时刻t1和经过终点处反光板的时刻t2；
(三)设t1所在的采集周期的序号为p，t2所在的采集周期的序号为q，则根据v0i计算出起点与终点之间的距离为：
则该区间内的修正系数：
各采集周期内修正后的速度为：vi＝kv0i。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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