CN111077622B - 一种地铁铺缆小车、控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地铁建设设备技术领域，公开了一种地铁铺缆小车、控制系统及控制方法，工作台推杆调节模块用于将光缆准确地输送到较高的支架上；底盘电机启停模块，用于控制底盘电机转动；光电编码器，用于获取底盘电机转速，计算得到小车前进的速度；主控模块，通过增量式PID调节电机转速，使电机转速能够稳定在某一设定值，并可以通过速度调节旋钮调节PWM占空比达到控制小车加减速，使得电源线放线轮圆周速度与之相等，在小车前进的过程中，以相同速度放出电源线。本发明极大降低工人的劳动强度。极大缩短线缆铺设时间。
Description
技术领域
本发明属于地铁建设设备技术领域，尤其涉及一种地铁铺缆小车、控制系统及控制方法。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：如今社会发展越来越好，诸多城市开始建设地铁。建设过程中侧壁线缆一直是人工铺设，劳动强度大、工作环境差、效率低下。对工人身体健康和工程进度都造成了不良影响。
综上所述，现有技术存在的问题是：地铁建设过程中，侧壁线缆的铺设，劳动强度大、作环境差、效率低下，对工人身体健康和工程进度都造成了不良影响。
现有技术中，当前地铁建设中侧壁线缆铺设智能化、自动化程度低。
解决上述技术问题的难度：地铁隧道内通风不畅，不能采用内燃机，否则其排放物会影响人的健康。
小车行驶速度与送缆装置输送速度同步。
随着光缆盘放缆过程中质量的变化，转盘张力也是变化的。
铺缆高点应随时可调。
由于铺设光缆初期，地铁隧道无吊装机械，光缆铺设设备完全靠人工搬运完成。
解决上述技术问题的意义：利用地铁隧道内每100m有一个电源接口，采用了电源收放装置，以保证小车不间断工作，从而解决小车动力问题以及内燃机对环境的污染。单向轴承是解决电器控制出现速度误差时，改善速度同步问题。
磁粉制动器可解决长时间张力的变化，这是一般摩擦制动器做不到的。其次转盘采用了齿圈设计，可以用较小的力来制动转盘的较大转矩。
采用电动推杆和伸长管可视铺缆高度随机调整。
为减轻人工搬运负重，本专利采用模块化设计。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种地铁铺缆小车、控制系统及控制方法。
本发明是这样实现的，一种地铁铺缆小车的控制系统，包括：
工作台推杆调节模块，用于将光缆准确地输送到较高的支架上；
底盘电机启停模块，用于控制底盘电机转动；
送缆装置，用于通过驱动轮内设计的单向轴承，使小车在牵引力的作用下光缆不受驱动轮的约束，从送缆管中拉出；
转盘下的电机和减速器以及单向轴承，用于转盘由静止过渡到旋转状态时送缆装置阻力过大导致送缆不同步；
磁粉制动器，与主控模块连接，用于转盘转速快过送缆装置的速度和转盘制动，使小车行驶速度与送缆装置输送速度同步；还用于当回转支承转动时提供恒定的阻力，防止转速过快；
小车电机驱动器和送缆装置电机驱动器，分别获取两个电机内部的霍尔位置信号，得到两个电机的实时转速；将两个电机的转速信息输入到控制模块的PLC中；
主控模块，在PLC中利用增量式PID控制算法对小车电机和送缆装置电机两个转速信息进行处理，通过对相关参数进行整定，数据进行放缩，最后得出的数据用PWM的方式输入到送缆装置电机的电机驱动器中，对送缆装置电机进行调速，使与小车行驶速度同步。
进一步，所述地铁铺缆小车的控制系统进一步包括：
车体行进模块，与主控模块连接，通过拨动拨叉调整离合器滑动套和离合器连接套的离合切换实现人力和电力驱动；
放缆装置单向轴承控制模块，与主控模块连接，当回转支承的转速小于驱动齿轮转速时驱动，当回转支承转速大于驱动齿轮转速时不驱动；
电源线收放装置导电滑环模块，与主控模块连接，用于小车在360度旋转过程中避免导线缠绕。
进一步，所述地铁铺缆小车的控制系统进一步包括：
电源线收放装置排线机构，与主控模块连接，用于小车在工作过程中收电源线或放电源线；
送缆装置中送缆管喇叭口，用于线缆从多个方向进入送缆装置；
送缆装置电动推杆，使送缆装置适应多种不同的安装位置；
转盘电机，与主控模块连接，根据小车的运行速度进行调节光缆送出速度；
光缆输送电机，与主控模块连接，根据小车的运行速度进行调节光缆送出速度；
检测避障模块，与主控模块连接，用于检测前方是否存在障碍物。
本发明的另一目的在于提供一种地铁铺缆小车的控制方法包括：
光缆小车开始运作，调节工作台推杆调节按钮，使推杆将光缆准确地输送到较高的支架上；通过小车电机驱动器和送缆装置电机驱动器分别获取两个电机内部的霍尔位置信号，得到两个电机的实时转速；
将得到的两个电机的转速信息输入到PLC中，在PLC中利用增量式PID控制算法对两个电机的实时转速进行处理，并通过对相关参数进行整定，数据进行放缩；
再将放缩后得出的数据用PWM的方式输入到送缆装置电机的驱动器中，对送缆装置电机进行调速，与小车行驶速度同步。
进一步，按钮按下处于关闭状态时，所有电机停止运行；检测避障模块检测到前方存在障碍物时，发出警报并通知各电机停转。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述地铁铺缆小车的控制方法。
本发明的另一目的在于提供一种地铁铺缆小车，设置有车体，所述车体的中部固定安装有放缆装置，所述车体的一侧固定安装有送缆装置，所述车体的尾部固定安装有电源线收放装置，所述车体的头部固定安装有控制装置；
所述控制装置分别与放缆装置、送缆装置、电源线收放装置电连接。
进一步，所述的车体设置有车架，所述车架的前部通过螺钉安装有雷达安装座，所述雷达安装座上安装有倒车雷达；所述车架上还通过螺栓固定安装有电机固定板，所述电机固定板上固定安装有行进电机，所述行进电机的输出端接入行进电机减速机的尾部；
所述行进电机减速机输出轴依次与离合器、传动万向节、行进轮轴与行进轮连接。
进一步，所述车架由矩形钢、角钢和钢板焊接安装。
进一步，所述放缆装置包括放缆电机，所述放缆电机连接放缆电机减速机的尾部，放缆电机减速机安装在安装板下部；
所述放缆电机减速机的输出端依次经驱动轴、单向轴承、驱动齿轮、回转支承、螺钉与托板连接，所述托板中心通过螺钉安装有芯套。
进一步，所述送缆装置包括送缆管，所述送缆管的尾部连接有管套，管套和安装杆通过直杆球头关节轴承连接，安装杆安装在车架一侧；送缆管中部套有连接套，连接套两侧通过万向球头关节轴承和支撑杆连接；
支撑杆通过螺钉与电动推杆上端相连，电动推杆下端和连接座通过插销铰接，连接座通过直杆球头关节轴承安装在车架一侧；电机安装座安装在送缆管上；电机安装座上部装有送缆电机；送缆电机输出轴上装有键、摩擦轮、单向轴承；电机安装座下部装有压轮、压轮轴、滚动轴承、推叉、调整螺钉，送缆管上部装有电动推杆，电动推杆连接伸长管。
进一步，所述电源线收放装置包括收放线电机，所述收放线电机接入收放线电机减速机尾部，收放线电机减速机安装在焊接收放线架中部；收放线电机减速机输出轴两端安装有链轮和离合器；排线机构通过排线机构连接座安装在焊接收放线架尾部两侧；
绕线轮轴、绕线轮通过轴承座、螺栓、垫片、螺母安装在焊接收放线架中部两侧；焊接收放线架通过螺母、螺栓连接在车体尾部。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明在完成同等功效的情况下，可减少6个人，而且极大降低工人的劳动强度。
极大缩短线缆铺设时间。
本发明提供了一种地铁铺缆小车，解决了当前地铁建设中侧壁线缆铺设问题，它利用已建设好的铁轨行进，通过小车上的装置，将待铺线缆铺设到侧壁上，自动化铺设，极大程度上解决了如今地铁建设中的侧壁线缆铺设问题。
在发明中，通过测得小车主电机转速，再依据与电机相连接的减速器速比和小车驱动轮直径，计算出小车速度，通过控制模块来控制送缆电机的转速，使送缆装置的驱动轮的线速度与小车驱动轮的线速度保持一致，从而完成光缆铺设。因送缆装置中的减速器速比和驱动轮直径也是已知的。由于受控制信号的滞后影响，送缆装置输送速度的也会受到相应影响，为解决这一问题在送缆装置驱动轮内本发明设计了单向轴承，其作用是出现滞后，小车在牵引力的作用下光缆不会受驱动轮的约束，会从送缆管中拉出。
转盘下的电机和减速器以及单向轴承的作用是解决转盘由静止过渡到旋转状态时送缆装置阻力过大而导致送缆不同步问题。
整个系统中急停按钮中断优先级最高，在按下按钮的同时，所有电机停止运行；其次为检测避障装置中断，当检测到前方存在障碍物时，发出警报并使各电机停转，防止各种意外发生。
附图说明
图1是本发明实施例提供的地铁铺缆小车整体结构示意图。
图2是本发明实施例提供的车架的正视图。
图3是本发明实施例提供的车架的剖面示意图。
a、A-A剖面示意图；b、Ⅰ局部图；c、Ⅱ局部图(离合器)。
图4是本发明实施例提供的车架的剖面意图。
a、B-B剖面示意图；b、Ⅰ局部图。
图5是本发明实施例提供的车架的俯视图。
图6是本发明实施例提供的放缆装置的结构示意图；
a、放缆装置的正视图；b、Ⅰ局部图。
图7是本发明实施例提供的放缆装置的俯视图。
图8是本发明实施例提供的送缆装置的示意图。
图9是本发明实施例提供的送缆装置的局部示意图。
图10是本发明实施例提供的电源线收放装置的结构示意图；
a、主视图；b、Ⅰ局部图(离合器)；c、Ⅱ局部图。
图11是本发明实施例提供的电源线收放装置的右视图。
图12是本发明实施例提供的电源线收放装置的俯视图。
图13是本发明实施例提供的地铁铺缆小车控制方法流程图。
图中：1、车体；1.1、倒车雷达；1.2、雷达安装座；1.3、螺钉；1.4、车架；1.5、行进电机；1.6、行进电机减速机；1.7、螺钉；1.8、行进轮顶套；1.9、键；1.10、键；1.11、行进电机固定板；1.12、螺栓；1.13、垫圈；1.14、螺母；1.15、拨叉；1.16、行进电机减速机输出轴；1.17、密封圈；1.18、离合器连接套；1.19、轴承；1.20、轴承顶套；1.21、离合器滑动套；1.22、圆柱销；1.23、离合器滑动轴；1.24、轴承挡圈；1.25、垫圈；1.26、螺钉；1.27、螺钉；1.28、连接座；1.29、传动万向节；1.30、行进轮轴；1.31、行进轮；1.32、轴承座；1.33、螺母；1.34、螺栓；1.35、被动轮；1.36、被动轮顶套；1.37、被动轮轴；1.38、安装座；1.39、垫片；1.40、螺母；1.41、螺钉；1.42、弹簧滚珠；1.43、键；2、放缆装置；2.1、放缆电机；2.2、安装板；2.3、放缆电机减速机；2.4、托板；2.5、螺钉；2.6、驱动齿轮；2.7、单向轴承；2.8、轴用挡圈；2.9、驱动轴；2.10、孔用挡圈；2.11、单向轴承顶套；2.12、螺钉；2.13、回转支承；2.14、螺钉；2.15、芯套；2.16、螺钉；2.17、轴用挡圈；2.18、制动轴；2.19、制动齿轮；2.20、磁粉制动器；3、送缆装置；3.1、螺钉；3.2、安装杆；3.3、喇叭口；3.4、直杆球头关节轴承；3.5、管套；3.6、送缆管；3.7、连接套；3.8、万向球头关节轴承；3.9、支撑杆；3.10、螺钉；3.11、电动推杆；3.12、插销；3.13、连接座；3.14、直杆球头关节轴承；3.15、送缆电机；3.16、电机安装座；3.17、摩擦轮；3.18、键；3.19、单向轴承；3.20、压轮；3.21、压轮轴；3.22滚动轴承；3.23、推叉；3.24、调整螺钉；3.25、电动推杆；3.26、伸长管；4、电源线收放装置；4.1、绕线轮轴；4.2、轴承座；4.3、绕线轮顶套；4.4、连接套；4.5、绕线轮；4.6、导电滑环；4.7、螺栓；4.8、垫片；4.9、螺母；4.10、键；4.11、链轮；4.12、轴用挡圈；4.13、收放线电机减速机；4.14、轴承；4.15、链轮；4.16、轴用挡圈；4.17、离合器滑动套；4.18、收放线电机减速机输出轴；4.19、圆柱销；4.20、挡片；4.21、螺钉；4.22、焊接收放线架；4.23、键；4.24、螺母；4.25、螺栓；4.26、螺钉；4.27、收放线电机；4.28、排线机构连接座；4.29、排线机构；4.30、链轮；4.31、弹簧滚珠；5、控制装置。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种地铁铺缆小车，解决当前地铁建设中侧壁线缆铺设问题，它利用已建设好的铁轨行进，通过小车上的装置，将待铺线缆铺设到侧壁上，自动化铺设，极大程度上解决如今地铁建设中的侧壁线缆铺设问题。下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1～图2所示，本发明实施例提供的地铁铺缆小车包括车体1、放缆装置2、送缆装置3、电源线收放装置4及控制装置5，放缆装置2安装在车体1中部，送缆装置3安装在车体1一侧，电源线收放装置4安装在车体1尾部，控制装置5安装在车体1头部。
由矩形钢、角钢和钢板焊接形成车架1.4，其前部有螺钉1.3将雷达安装座1.2和车架1.4固连；雷达安装座1.2上安装有倒车雷达1.1；且有螺栓1.12、垫圈1.13、螺母1.14将行进电机固定板1.11和车架1.4固连；行进电机1.5接入行进电机减速机1.6尾部；行进电机减速机1.6固定在行进电机固定板1.11上；动力由行进电机减速机输出轴1.16经车架离合器(图3(c))、传动万向节1.29、行进轮轴1.30等传递给行进轮1.31，并由拨叉1.15控制离合器动力传输；车架1.4尾部有螺钉1.40将安装座1.38固连其上；安装座1.38通过螺母1.40安装有被动轮轴1.37；被动轮轴1.37上通过被动轮顶套1.36将被动轮1.35定位。
作为优选实施例，如图3(c)所示，车架离合器具体包括：行进电机减速机输出轴1.16从右至左依次安装有离合器连接套1.18、密封圈1.17、两个轴承1.19、轴承顶套1.20、轴承挡圈1.24；离合器连接套1.18通过键1.43与轴1.16紧固，轴承顶套1.20卡在两个轴承1.19之间，轴承挡圈1.24通过圆柱销1.22、螺钉1.27和垫圈1.25与行进电机减速机输出轴1.16连接，并定位左侧的轴承1.19，右侧的轴承1.19通过行进电机减速机输出轴1.16的轴肩定位；离合器滑动轴1.23内圈与行进电机减速机输出轴1.16之间套有密封圈1.17和两个轴承1.19，离合器滑动轴1.23外圈套装有离合器滑动套1.21，离合器滑动轴1.23右端顶住离合器连接套1.18左侧，离合器滑动轴1.23左端通过螺钉1.26与连接座1.28连接；拨动拨叉1.15使离合器滑动套1.21在离合器滑动轴1.23外圈滑动，向右滑动时，可与离合器连接套1.18齿接，并传递动力给离合器滑动套1.21，实现电力驱动，向左滑动时，脱开齿接，可由人力推动；离合器滑动套1.21内含弹簧滚珠1.42在行进电机减速机输出轴1.16上起定位作用。
在本发明实施例中，图4是本发明实施例提供的车架的剖面意图。
图中，a、B-B剖面示意图；b、Ⅰ局部图。图5是本发明实施例提供的车架的俯视图。
作为优选实施例，如图6～图7所示，所述的放缆装置2包括放缆电机2.1、安装板2.2、放缆电机减速机2.3、托板2.4、螺钉2.5、驱动齿轮2.6、单向轴承2.7、轴用挡圈2.8、驱动轴2.9、孔用挡圈2.10、单向轴承顶套2.11、螺钉2.12、回转支承2.13、螺钉2.14、芯套2.15、螺钉2.16、轴用挡圈2.17、制动轴2.18、制动齿轮2.19、磁粉制动器2.20；其特征在于：放缆电机2.1接入放缆电机减速机2.3尾部；放缆电机减速机2.3安装在安装板2.2下部；动力经驱动轴2.9、单向轴承2.7、驱动齿轮2.6、回转支承2.13、螺钉2.12传递给托板2.4；托板2.4中心通过螺钉2.16安装有芯套2.15；磁粉制动器2.20安装在安装板2.2下部，接有制动轴2.18；制动轴2.18上有安装制动齿轮2.19；制动齿轮2.19与回转支承2.13齿圈啮合。
作为优选实施例，如图8～图9所示，本发明所述的送缆装置3包括螺钉3.1、安装杆3.2、螺钉3.3、直杆球头关节轴承3.4、管套3.5、送缆管3.6、连接套3.7、万向球头关节轴承3.8、支撑杆3.9、螺钉3.10、电动推杆3.11、插销3.12、连接座3.13，直杆球头关节轴承3.14、送缆电机3.15、电机安装座3.16、摩擦轮3.17、键3.18、单向轴承3.19、压轮3.20、压轮轴3.21、滚动轴承3.22、推叉3.23、调整螺钉3.24、电动推杆3.25、伸长管3.26；其特征在于：送缆管3.6尾部连接有管套3.5；管套3.5和安装杆3.2通过直杆球头关节轴承3.4连接；安装杆3.2安装在车架1.4尾部一侧；送缆管3.6中部套有连接套3.7；连接套3.7两侧通过万向球头关节轴承3.8和支撑杆3.9连接；
支撑杆通过螺钉与电动推杆上端相连，电动推杆下端和连接座通过插销铰接，连接座3.13通过直杆球头关节轴承安装在车架一侧；
支撑杆3.9通过螺钉3.10与电动推杆3.11上端相连；电动推杆3.11下端和连接座3.13通过插销3.12铰接；连接座3.13通过直杆球头关节轴承3.14安装在车架1.4一侧；电机安装座3.16安装在送缆管3.6上；电机安装座3.16上部装有送缆电机3.15；送缆电机3.15输出轴上装有键3.18、摩擦轮3.17、单向轴承3.19；电机安装座3.16下部装有压轮3.20、压轮轴3.21、滚动轴承3.22、推叉3.23、调整螺钉3.24；通过调节调整螺钉3.24移动推叉3.23将线缆压在压轮3.20与摩擦轮3.17间，线缆经送缆管3.6前端伸长管3.26送出，从而完成线缆输送；送缆管3.6前端上部装有电动推杆3.25，可调节伸长管3.26伸缩。
作为优选实施例，如图10所示，本发明实施例提供的电源线收放装置的结构示意图；a、主视图；b、Ⅰ局部图；c、Ⅱ局部图。如图11所示，本发明实施例提供的电源线收放装置的右视图。如图12所示，本发明实施例提供的电源线收放装置的俯视图。
其中，所述的电源线收放装置4包括绕线轮轴4.1、轴承座4.2、绕线轮顶套4.3、连接套4.4、绕线轮4.5、导电滑环4.6、螺栓4.7、垫片4.8、螺母4.9、键4.10、链轮4.11、轴用挡圈4.12、收放线电机减速机4.13、轴承4.14、链轮4.15、轴用挡圈4.16、离合器滑动套4.17、收放线电机减速机输出轴4.18、圆柱销4.19、挡片4.20、螺钉4.21、焊接收放线架4.22、键4.23、螺母4.24、螺栓4.25、螺钉2.26、收放线电机4.27、排线机构连接座4.28、排线机构4.29、链轮4.30、弹簧滚珠4.31。
收放线电机4.27接入收放线电机减速机4.13尾部；收放线电机减速机4.13安装在焊接收放线架4.22中部；收放线电机减速机输出轴4.18两端安装有链轮4.15和电源线收放装置离合器(图10(b))等；排线机构4.29通过排线机构连接座4.28安装在焊接收放线架4.22尾部两侧；绕线轮轴4.1、绕线轮4.5等通过轴承座4.2、螺栓4.7、垫片4.8、螺母4.9等安装在焊接收放线架4.22中部两侧；焊接收放线架4.22通过螺母1.33、螺栓1.34连接在车体1尾部。
作为优选实施例，电源线收放装置离合器(图10(b))包括：收放线电机减速机输出轴4.18左侧从右至左依次安装有两轴承4.14、轴用挡圈4.16、滑动套4.17、挡片4.20；链轮4.15与收放线电机减速机输出轴4.18之间固连有两轴承4.14，左侧和右侧的轴承4.14分别通过轴用挡圈4.16和收放线电机减速机输出轴4.18的轴肩定位；离合器滑动套4.17可以在收放线电机减速机输出轴4.18上滑动，向右滑动时，可与链轮4.15左侧齿接，并传递动力给链轮4.15，实现收放线，向左滑动时，脱开齿接，停止传动；挡片4.20通过圆柱销4.19和螺钉4.21与收放线电机减速机输出轴4.18连接。离合器滑动套4.17内含弹簧滚珠4.31在轴4.18上起定位作用。
作为优选实施例，所述控制装置5包括：检测避障装置、光缆车行走装置、收放光缆装置、伸缩杆调节装置、灯光等辅助装置。
下面结合本发明结构的功能原理与作用作进一步描述。
本发明工作时，所述的车体1、放缆装置2、送缆装置3、电源线收放装置4及控制装置5每个部分均是相对独立的模块，方便在复杂的工程环境中分别搬运，再在工作场所进行组装。
车体1行进部分的离合器是用作切换电力和人力两种驱动方式。
放缆装置2中的单向轴承2.7的作用在于：仅当回转支承2.13的转速小于驱动齿轮2.6转速时驱动，当回转支承2.13转速大于驱动齿轮2.6转速时不驱动。
放缆装置2中磁粉制动器2.20的作用在于：(1)当回转支承2.13转动时提供恒定的阻力，防止其转速过快。(2)解决转盘转速快过送缆装置的速度和转盘制动，使小车行驶速度与送缆装置输送速度同步。
送缆装置3中送缆管的喇叭口3.3的作用在于：利于线缆从多个方向进入送缆装置3。
送缆装置3中的电动推杆3.11的作用在于：可以使送缆装置3适应多种不同的安装位置。
电源线收放装置4中导电滑环4.6的作用在于：解决设备在360度旋转过程中导线缠绕问题，避免导线在旋转过程中造成损伤。
电源线收放装置4中使用两套排线机构4.30的作用在于：铺缆车在工作过程中可以一套收电源线，一套放电源线，达到不间断工作的目的。
在实施例中，送缆装置3：由送缆电机3.15、电机安装座3.16、摩擦轮3.17、键3.18、单向轴承3.19、压轮3.20、压轮轴3.21、滚动轴承3.22、推叉3.23和调整螺钉3.24构成。
工作过程：调节调整螺钉3.24，推叉3.23推动压轮轴3.21和压轮3.20上移，光缆被夹持在压轮3.20和摩擦轮3.17之间，送缆电机3.15通过键3.18带动单向轴承3.19上的摩擦轮3.17旋转完成光缆输送。
单向轴承3.19的作用：是解决送缆装置3的摩擦轮3.17出现打滑，光缆输送出现滞后的问题。
下面结合控制系统对本发明作进一步描述。
本发明实施例提供的地铁铺缆小车的控制系统，包括：
工作台推杆调节模块，用于将光缆准确地输送到较高的支架上。
底盘电机启停模块，用于控制底盘电机转动。
送缆装置，用于通过驱动轮内设计的单向轴承，使小车在牵引力的作用下光缆不受驱动轮的约束，送缆管中拉出。
转盘下的电机和减速器以及单向轴承，用于转盘由静止过渡到旋转状态时送缆装置阻力过大导致送缆不同步。
磁粉制动器，用于转盘转速快过送缆装置的速度和转盘制动，使小车行驶速度与送缆装置输送速度同步。还用于当回转支承转动时提供恒定的阻力，防止转速过快。
小车电机驱动器和送缆装置电机驱动器，分别获取两个电机内部的霍尔位置信号，得到两个电机的实时转速n1和n2；将两个电机的转速信息输入到控制模块的PLC中。
主控模块，在PLC中利用增量式PID控制算法对小车电机和送缆装置电机两个转速信息进行处理，通过对相关参数进行整定，数据进行放缩，最后得出的数据用PWM的方式输入到送缆装置电机的电机驱动器中，对送缆装置电机进行调速，使与小车行驶速度同步。
所述地铁铺缆小车的控制系统进一步包括：
车体行进模块，与主控模块连接，通过拨动拨叉调整离合器滑动套和离合器连接套的离合切换实现人力和电力驱动。
放缆装置单向轴承控制模块，与主控模块连接，当回转支承的转速小于驱动齿轮转速时驱动，当回转支承转速大于驱动齿轮转速时不驱动。
电源线收放装置导电滑环模块，与主控模块连接，用于小车在360度旋转过程中避免导线缠绕。
电源线收放装置排线机构，与主控模块连接，用于小车在工作过程中收电源线或放电源线。
送缆装置中送缆管喇叭口，用于线缆从多个方向进入送缆装置。
送缆装置电动推杆，使送缆装置适应多种不同的安装位置。
转盘电机，与主控模块连接，根据小车的运行速度进行调节光缆送出速度；
光缆输送电机，与主控模块连接，根据小车的运行速度进行调节光缆送出速度。
检测避障模块，与主控模块连接，用于检测前方是否存在障碍物。
下面结合本发明控制方法作进一步描述。
通电后，在急停按钮没有按下的情况下，光缆小车开始运作，首先调节工作台推杆调节按钮，使推杆能够将光缆准确地输送到较高的支架上，再通过控制操作台上的底盘电机启停按钮，控制底盘电机转动，底盘电机设有光电编码器，使底盘电机闭环，再通过增量式PID调节电机转速，使电机转速能够稳定在某一设定值，并可以通过速度调节旋钮调节PWM占空比从而达到控制小车加减速的目的。
具体的，如图13所示，本发明实施例提供的地铁铺缆小车控制方法为：电源线通电，首先通过控制装置5工作台控制，将送缆装置3送缆管准确对准地铁隧道内壁较高处铺缆支架，然后，在行进电机的驱动下，地铁铺缆小车车体1在铁轨上行驶，同时放缆装置2放缆转盘在放缆电机的驱动下开始转动，将线缆经由送缆装置3输送至内壁铺缆支架上。在铺缆车工作过程中，小车车体1行驶速度与送缆装置3输送速度同步，控制装置5控制电机启停以及实现小车车体1行驶时正反方向转换，电源线收放装置4使用两套排线机构，实现不间断工作的目的。
在本发明实施例中，通过测得小车主电机转速，再依据与电机相连接的减速器速比和小车驱动轮直径，计算出小车速度，通过控制模块来控制送缆电机的转速，使送缆装置的驱动轮的线速度与小车驱动轮的线速度保持一致，从而完成光缆铺设。因送缆装置中的减速器速比和驱动轮直径也是已知的。由于受控制信号的滞后影响，送缆装置输送速度的也会受到相应影响，为解决这一问题在送缆装置驱动轮内设计了单向轴承，其作用是出现滞后，小车在牵引力的作用下光缆不会受驱动轮的约束，会从送缆管中拉出。
转盘下的电机和减速器以及单向轴承的作用是解决转盘由静止过渡到旋转状态时送缆装置阻力过大而导致送缆不同步问题。
通过小车电机驱动器和送缆装置电机驱动器分别获取两个电机内部的霍尔位置信号，从而得到两个电机的实时转速n1和n2。将两个电机的转速信息输入到PLC中，在PLC中利用增量式PID控制算法对两个转速信息进行处理，通过对相关参数进行整定，数据进行放缩，最后得出的数据用PWM(脉冲宽度调制)的方式输入到送缆装置电机的驱动器中，对送缆装置电机进行调速，使其与小车行驶速度同步。
整个系统中急停按钮中断优先级最高，在按下按钮的同时，所有电机停止运行；其次为检测避障装置中断，当检测到前方存在障碍物时，发出警报并使各电机停转，防止各种意外发生。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种地铁铺缆小车的控制系统，其特征在于，所述地铁铺缆小车的控制系统包括：
工作台推杆调节模块，用于将光缆准确地输送到较高的支架上；
底盘电机启停模块，用于控制底盘电机转动；
送缆装置，用于通过驱动轮内设计的单向轴承，使小车在牵引力的作用下光缆不受驱动轮的约束，从送缆管中拉出；
转盘下的电机和减速器以及单向轴承，用于转盘由静止过渡到旋转状态时送缆装置阻力过大导致送缆不同步；
磁粉制动器，与主控模块连接，用于转盘转速快过送缆装置的速度和转盘制动，使小车行驶速度与送缆装置输送速度同步；还用于当回转支承转动时提供恒定的阻力，防止转速过快；
小车电机驱动器和送缆装置电机驱动器，分别获取两个电机内部的霍尔位置信号，得到两个电机的实时转速；将两个电机的转速信息输入到控制模块的PLC中；
主控模块，在PLC中利用增量式PID控制算法对小车电机和送缆装置电机两个转速信息进行处理，通过对相关参数进行整定，数据进行放缩，再得出的数据用PWM的方式输入到送缆装置电机的电机驱动器中，对送缆装置电机进行调速，使与小车行驶速度同步；
所述地铁铺缆小车的控制系统进一步包括：
电源线收放装置排线机构，与主控模块连接，用于小车在工作过程中收电源线或放电源线；
送缆装置中送缆管喇叭口，用于线缆从多个方向进入送缆装置；
送缆装置电动推杆，使送缆装置适应多种不同的安装位置；
转盘电机，与主控模块连接，根据小车的运行速度进行调节光缆送出速度；
光缆输送电机，与主控模块连接，根据小车的运行速度进行调节光缆送出速度；
检测避障模块，与主控模块连接，用于检测前方是否存在障碍物。
2.如权利要求1所述的地铁铺缆小车的控制系统，其特征在于，所述地铁铺缆小车的控制系统进一步包括：
车体行进模块，与主控模块连接，通过拨动拨叉调整离合器滑动套和离合器连接套的离合切换实现人力和电力驱动；
放缆装置单向轴承控制模块，与主控模块连接，当回转支承的转速小于驱动齿轮转速时驱动，当回转支承转速大于驱动齿轮转速时不驱动；
电源线收放装置导电滑环模块，与主控模块连接，用于小车在360度旋转过程中避免导线缠绕。
3.一种如权利要求1~2任意一项所述地铁铺缆小车的控制系统的地铁铺缆小车的控制方法，其特征在于，所述地铁铺缆小车的控制方法包括：
光缆小车开始运作，调节工作台推杆调节按钮，使推杆将光缆准确地输送到较高的支架上；通过小车电机驱动器和送缆装置电机驱动器分别获取两个电机内部的霍尔位置信号，得到两个电机的实时转速；
将得到的两个电机的转速信息输入到PLC中，在PLC中利用增量式PID控制算法对两个电机的实时转速进行处理，并通过对相关参数进行整定，数据进行放缩；
再将放缩后得出的数据用PWM的方式输入到送缆装置电机的驱动器中，对送缆装置电机进行调速，与小车行驶速度同步。
4.如权利要求3所述的地铁铺缆小车的控制方法，其特征在于，按钮按下处于关闭状态时，所有电机停止运行；检测避障模块检测到前方存在障碍物时，发出警报并通知各电机停转。
5.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求3~4任意一项所述地铁铺缆小车的控制方法。
6.一种搭载权利要求1~2任意一项所述地铁铺缆小车的控制系统的地铁铺缆小车，其特征在于，所述地铁铺缆小车设置有车体，所述车体的中部固定安装有放缆装置，所述车体的一侧固定安装有送缆装置，所述车体的尾部固定安装有电源线收放装置，所述车体的头部固定安装有控制装置；
所述控制装置分别与放缆装置、送缆装置、电源线收放装置电连接；
所述的车体设置有车架，所述车架的前部通过螺钉安装有雷达安装座，所述雷达安装座上安装有倒车雷达；所述车架上还通过螺栓固定安装有行进电机固定板，所述行进电机固定板上固定安装有行进电机；所述行进电机的输出端接入行进电机减速机的尾部；
所述行进电机减速机输出轴依次与离合器、传动万向节、行进轮轴与行进轮连接。
7.如权利要求6所述地铁铺缆小车，其特征在于，所述车架由矩形钢、角钢和钢板焊接安装；
所述放缆装置包括放缆电机，所述放缆电机连接放缆电机减速机的尾部，放缆电机减速机安装在安装板下部；
所述放缆电机减速机的输出端依次经驱动轴、单向轴承、驱动齿轮、回转支承、螺钉与托板连接，所述托板中心通过螺钉安装有芯套。
8.如权利要求6所述地铁铺缆小车，其特征在于，所述送缆装置包括送缆管，所述送缆管的尾部连接有管套，管套和安装杆通过直杆球头关节轴承连接，安装杆安装在车架一侧；送缆管中部套有连接套，连接套两侧通过万向球头关节轴承和支撑杆连接；
支撑杆通过螺钉与电动推杆上端相连，电动推杆下端和连接座通过插销铰接，连接座通过直杆球头关节轴承安装在车架一侧；电机安装座安装在送缆管上；电机安装座上部装有送缆电机；送缆电机输出轴上装有键、摩擦轮、单向轴承；电机安装座下部装有压轮、压轮轴、滚动轴承、推叉、调整螺钉，送缆管上部装有电动推杆，电动推杆连接伸长管。
9.如权利要求6所述地铁铺缆小车，其特征在于，所述电源线收放装置包括收放线电机，所述收放线电机接入收放线电机减速机尾部，收放线电机减速机安装在焊接收放线架中部；收放线电机减速机输出轴两端安装有链轮和离合器；排线机构通过排线机构连接座安装在焊接收放线架尾部两侧；
绕线轮轴、绕线轮通过轴承座、螺栓、垫片、螺母安装在焊接收放线架中部两侧；焊接收放线架通过螺母、螺栓连接在车体尾部。
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