CN212447510U - 一种工矿电机车自动驾驶控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种工矿电机车自动驾驶控制装置，用于电机车自动驾驶领域，本实用新型由车载计算机监控模块、定位模块、DSP处理器、速度传感器采集模块、继电器驱动模块、电压信号输出模块与电连接器组成，车载计算机监控模块通过采集定位模块和速度传感器采集模块的速度和位置信息来运算并得出下一步工矿电机车的牵引/制动档位和运行工况，并将牵引/制动档位和运行工况信息传送至DSP处理器，DSP处理器通过控制继电器驱动模块和电压信号输出模块来控制工矿电机车的不同运行工况和速度，从而实现工矿电机车的自动驾驶，本实用新型一种工矿电机车自动驾驶控制装置能够自动调节电机车的运行工况和速度，降低驾驶员工作量，提高运输效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机车自动驾驶领域，具体涉及一种工矿电机车自动驾驶控制装置。
背景技术
工矿电机车是直—交流传动，蓄电池供电的窄轨矿用电机车(以下简称电机车)，其适用于矿山、隧道建设等工程施工现场的窄轨铁路运输牵引。传统的电机车都是驾驶司机来操控运行的，其作业时间长、工序多，极大地耗费了驾驶员的精力，且影响工作效率。为减轻驾驶人员的工作负担，同时提高运输系统的运转效率和自动化水平，开发一种用于电机车的自控驾驶装置成为必要。
电机车的操作主要通过司机控制器(简称司控器)来完成，通过司控器可以控制电机车的运行方向、运行速度、启动和停车。本实用新型就通过对司控器结构和功能的分析，设计出一种自动控制装置，以取代司控器完成电机车的控制，实现电机车的自动驾驶。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种工矿电机车自动驾驶控制装置，以取代司控器完成电机车的控制，实现电机车的自动驾驶，进而减轻驾驶人员的工作负担，提高运输系统的运转效率和自动化水平。
为了解决上述问题，本实用新型提供了如下的技术方案：
一种工矿电机车自动驾驶控制装置，其特征在于：包括车载计算机监控模块(1)、定位模块(2)、DSP处理器(3)、速度传感器采集模块(4)、继电器驱动模块(6)、电压信号输出模块(5)、46芯电连接器(8)与5芯电连接器(7)，车载计算机监控模块(1)通过通信总线分别与定位模块(2)、DSP处理器(3)电连接，DSP处理器 (3)分别与速度传感器采集模块(4)、继电器驱动模块(6)、电压信号输出模块(5)电连接，继电器驱动模块(6)与46芯电连接器 (8)电连接，电压信号输出模块(5)与5芯电连接器(7)电连接。
所述车载计算机监控模块(1)通过通信总线接收定位模块(2) 的位置信息和DSP处理器(3)的速度信息，根据实时位置、速度计算与目标速度的差值，并将速度偏差通过通信总线发送至DSP处理器 (3)，DSP处理器(3)根据速度偏差大小控制继电器驱动模块(6)的线路通断和电压信号输出大小，从而控制工矿电机车的不同工况和速度；所述车载计算机监控模块(1)具备手动/自动驾驶模式切换、运行速度监控、显示工矿电机车位置的功能。
所述定位模块(2)包括车载阅读器(10)、车载天线(11)和地面电子标签(13)组成，当地面电子标签(13)进入阅读区时，地面电子标签(13)就将标签中的信息通过车载天线(11)发送给车载阅读器(10)，不同的电子标签(13)带有不同的信息，不同的信息代表不同的位置，从而实现定位功能。
所述速度传感器采集模块(4)包括速度传感器(18)、信号处理单元(19)、DSP处理器(3)，速度传感器(18)与信号处理单元 (19)电连接，信号处理单元(19)与DSP处理器(3)电连接，信号处理单元(19)对速度传感器(18)的信号进行滤波和逻辑处理后发送至DSP处理器(3)，DSP处理器(3)根据信号处理单元(19) 提供的信号计算工矿电机车(9)当前的速度值。
所述继电器驱动模块(6)包括：DSP处理器(3)、放大电路 (14)、继电器组(15)、110V电源(16)、触头开关组(17)、46芯电连接器(8)，DSP处理器(3)与放大电路(14)电连接，放大电路(14)与继电器组(15)电连接、继电器组(15)与触头开关组 (17)电连接，触头开关组(17)与110V电源(16)和46芯电连接器(8)分别电连接。
所述电压信号输出模块(5)包括：DSP处理器(3)、DA转换电路(20)、电压信号处理电路(21)、5芯电连接器(7)，DSP处理器 (3)与DA转换电路(20)电连接，DA转换电路(20)与电压信号处理电路(21)电连接，电压信号处理电路(21)与5芯电连接器 (7)电连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：
1.手动驾驶模式下采用司控器驾驶电机车，自动驾驶模式下改用自动驾驶控制装置控制电机车。
2.结构简单、成本低、安装方便，输出直接接司控器接口，不改变电机车的牵引控制系统。
3.极大地减轻司机的劳动强度，提高运输系统的运转效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的监控模块速度调整控制程序流程图。
图3是本实用新型的定位模块原理图。
图4是本实用新型的速度传感器采集模块结构原理图。
图5是本实用新型的继电器驱动模块结构原理图。
图6是本实用新型的电压信号输出模块结构原理图。
图中标号：1、车载计算机监控模块；2、定位模块；3、DSP处理器；4、速度传感器采集模块；5、电压信号输出模块；6、继电器驱动模块；7、5芯电连接器；8、46芯电连接器；9、工矿电机车； 10、车载阅读器；11、车载天线；12、轨道；13、电子标签；14、放大电路；15、继电器组；16、直流110V电源；17、触头开关组；18、速度传感器；19、信号处理单元；20、D/A数模转换电路；21、电压信号处理电路；
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
本实施例的一种工矿电机车自动驾驶控制装置，如图1所示，由车载计算机监控模块1、定位模块2、DSP处理器3、速度传感器采集模块4、继电器驱动模块6、电压信号输出模块5、46芯电连接器8、5 芯电连接器7组成；车载计算机监控模块1通过通信总线分别与定位模块2、DSP处理器3电连接，DSP处理器3分别与速度传感器采集模块4、继电器驱动模块6、电压信号输出模块5电连接，继电器驱动模块6与46芯电连接器8电连接，电压信号输出模块5与5芯电连接器7电连接。
如图2所示，所述车载计算机监控模块1输入速度-距离(V-S) 曲线和档位与加速度对应表，根据定位模块2所提供实时位置信息判断方向手柄的前进/后退状态，选择速度档位牵引1档；通过速度传感器采集模块4得到实际速度，当实际速度和理论速度的差值不为0 时，计算加速度
不同的加速度a值代表不同的牵引/制动级位(档位)；当实际速度和理论速度均为0时，速度手柄至 0位，方向手柄至0位，工矿电机车9停车。
如图3所示，所述定位模块2由车载阅读器10、车载天线11、地面电子标签13组成，当地面电子标签13进入阅读区时，地面电子标签13就将标签中的信息通过车载天线11发送给车载阅读器10，不同的电子标签13带有不同的信息，不同的信息代表不同的位置，从而实现定位功能。
如图4所示，所述速度传感器采集模块4包括速度传感器18、信号处理单元19、DSP处理器3，速度传感器18与信号处理单元19 电连接，信号处理单元19与DSP处理器3电连接，信号处理单元19 对速度传感器18的信号进行滤波和逻辑处理后发送至DSP处理器3， DSP处理器3根据信号处理单元19提供的信号计算工矿电机车9当前的速度值。
如图5所示，所述继电器驱动模块6包括：DSP处理器3、放大电路14、继电器组15、110V电源16、触头开关组17、46芯电连接器8，DSP处理器3与放大电路14电连接，放大电路14与继电器组15 电连接、继电器组15与触头开关组17电连接，触头开关组17与110V 电源16和46芯电连接器8分别电连接；DSP处理器3根据工矿电机车9所处的工况控制不同继电器的通断，从而实现工矿电机车的不同工况。
如图6所示，所述电压信号输出模块5包括：DSP处理器3、DA 转换电路20、电压信号处理电路21、5芯电连接器7，DSP处理器3 与DA转换电路20电连接，DA转换电路20与电压信号处理电路21 电连接，电压信号处理电路21与5芯电连接器7电连接。
Claims (4)
1.一种工矿电机车自动驾驶控制装置，其特征在于：包括车载计算机监控模块(1)、定位模块(2)、DSP处理器(3)、速度传感器采集模块(4)、继电器驱动模块(6)、电压信号输出模块(5)、46芯电连接器(8)与5芯电连接器(7)，车载计算机监控模块(1)通过通信总线分别与定位模块(2)、DSP处理器(3)电连接，DSP处理器(3)分别与速度传感器采集模块(4)、继电器驱动模块(6)、电压信号输出模块(5)电连接，继电器驱动模块(6)与46芯电连接器(8)电连接，电压信号输出模块(5)与5芯电连接器(7)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种工矿电机车自动驾驶控制装置，其特征在于：所述速度传感器采集模块(4)包括速度传感器(18)、信号处理单元(19)、DSP处理器(3)，速度传感器(18)与信号处理单元(19)电连接，信号处理单元(19)与DSP处理器(3)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种工矿电机车自动驾驶控制装置，其特征在于：所述继电器驱动模块(6)包括：DSP处理器(3)、放大电路(14)、继电器组(15)、110V电源(16)、触头开关组(17)、46芯电连接器(8)，DSP处理器(3)与放大电路(14)电连接，放大电路(14)与继电器组(15)电连接、继电器组(15)与触头开关组(17)电连接，触头开关组(17)与110V电源(16)和46芯电连接器(8)分别电连接。
4.根据权利要求1所述的一种工矿电机车自动驾驶控制装置，其特征在于：所述电压信号输出模块(5)包括：DSP处理器(3)、DA转换电路(20)、电压信号处理电路(21)、5芯电连接器(7)，DSP处理器(3)与DA转换电路(20)电连接，DA转换电路(20)与电压信号处理电路(21)电连接，电压信号处理电路(21)与5芯电连接器(7)电连接。
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