CN213182796U - 运输设备模拟系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种运输设备模拟系统，通过设置行走机构来模拟现场运输设备，同时行走机构连接有读取器，读取器相邻设置有多个标签，读取器的读取面与多个标签对应，在行走机构带动读取器运动过程中，读取器读取各标签以获取标签的位置信息，并传输至处理器以获取行走机构的第一位移，从而模拟对现场运输设备运动状况的检测，利用该运输设备模拟系统可进行现场运输设备的模拟试验，相比于利用现场生产设备进行试验成本更低。

Description

运输设备模拟系统

技术领域

本实用新型涉及生产技术领域，特别是涉及一种运输设备模拟系统。

背景技术

在港口运输中，堆取料机和装船机等物料运输设备运输效率高，便于实现机械的自动化控制，相比于人工运输节省了成本。随着智慧港口建设的逐步展开和深入，技术革新速度越来越快，大型机械设备的无人化、智能化改造日益迫切。

为进行设备改造，需要进行大量试验来检测运输设备的运动状况。然而以现场运输设备进行试验成本过高。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种用于模拟现场运输设备的运输设备模拟系统，以解决背景技术中的问题。

一种运输设备模拟系统，包括：

读取器；

行走机构，与所述读取器连接，用于带动所述读取器运动；

多个标签，与所述读取器相邻设置；

所述读取器的读取面与多个所述标签对应，所述读取器用于在所述行走机构的带动下读取各所述标签并输出标签信息，所述标签信息携带有所述标签的位置信息；

处理器，与所述读取器连接，用于接收所述标签信息，并根据所述标签信息获取所述行走机构的第一位移。

在一个实施例中，所述行走机构包括：

同步带，与所述读取器连接；

驱动装置，与所述同步带传动设置，用于驱动所述同步带带动所述读取器运动以读取各所述标签，并输出所述标签信息。

在一个实施例中，所述标签信息还携带有读取所述标签的第一时刻信息；

所述处理器还用于根据所述第一时刻信息和所述第一位移获取所述同步带的第一速度以进行输出。

在一个实施例中，所述运输设备模拟系统还包括：

MTS位移传感器，分别与所述处理器和所述同步带连接，用于测量所述同步带的第二位移并传输至所述处理器；

所述处理器还用于接收所述第二位移，并在所述第一位移和所述第二位移不相等的情况下输出第一提示信息。

在一个实施例中，所述MTS位移传感器的位置磁块设置在所述同步带和所述读取器之间。

在一个实施例中，所述MTS位移传感器还用于输出测量所述第二位移的第二时刻信息；

所述处理器还与所述MTS位移传感器连接，用于接收所述第二时刻信息并根据所述第二时刻信息和所述第二位移获取所述同步带的第二速度以进行输出。

在一个实施例中，所述驱动装置包括电机，与所述同步带传动设置，所述运输设备模拟系统还包括：

编码器组件，与所述电机同轴设置且与所述处理器连接，用于测量所述电机的线速度和线位移并输出至所述处理器；

所述处理器还用于

接收所述线速度并进行输出；

接收所述线位移，并在所述第一位移和所述线位移不相等的情况下输出第二提示信息。

在一个实施例中，所述运输设备模拟系统还包括：

第一控制器，与所述行走机构连接，用于控制所述行走机构运动。

在一个实施例中，所述运输设备模拟系统还包括：

激光扫描雷达，与所述行走机构连接，用于在所述行走机构的带动下运动，并检测周围的障碍物信息；

所述第一控制器还与所述激光扫描雷达连接，用于根据所述障碍物信息控制所述行走机构停止运动。

在一个实施例中，所述运输设备模拟系统还包括：

第二控制器，与所述第一控制器冗余配置，用于在所述第一控制器失效时，与所述行走机构和激光扫描雷达连接，以控制所述行走机构运动或停止。

上述运输设备模拟系统，通过设置行走机构来模拟现场运输设备，同时行走机构连接有读取器，读取器相邻设置有多个标签，读取器的读取面与多个标签对应，在行走机构带动读取器运动过程中，读取器读取各标签以获取标签的位置信息，并传输至处理器以获取行走机构的第一位移，从而模拟对现场运输设备运动状况的检测，利用该运输设备模拟系统可进行现场运输设备的模拟试验，相比于利用现场生产设备进行试验成本更低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的运输设备模拟系统的结构框图；

图2为本实用新型另一实施例的运输设备模拟系统的结构框图；

图3为本实用新型一实施例的运输设备模拟系统的结构框图；

图4为本实用新型一实施例的运输设备模拟系统的结构示意图；

图5为本实用新型另一实施例的运输设备模拟系统的结构框图；

图6为本实用新型另一实施例的运输设备模拟系统的结构框图；

图7为本实用新型另一实施例的运输设备模拟系统的结构框图；

图8为本实用新型另一实施例的运输设备模拟系统的结构框图。

附图标记说明：

100行走机构；110读取器；120处理器；101同步带；102驱动装置；130MTS位移传感器；131波导管；132位置磁块；140连接杆；150标签；160第一控制器；170第二控制器；180激光扫描雷达；190第一远程站；191第二远程站

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

图1为本实用新型一实施例的运输设备模拟系统的结构框图，如图1所示，该运输设备模拟系统包括行走机构100、读取器110、多个标签150(请参照图4)和处理器120。

其中,行走机构100与读取器110连接，用于带动读取器110运动。行走机构100用于模拟运输设备，可为能够人为控制而进行移动的物体，例如模型车、模型坦克等可运动装置。读取器110可设置在行走机构100上，以在行走机构100的带动下运动。

多个标签150与读取器110相邻设置，其中，读取器110的读取面与多个标签150对应，读取器110用于在行走机构100的带动下读取各标签150并输出标签150信息，标签150信息携带有标签150的位置信息。

标签150可为二维码、条形码或数字编码的电子标签150，行走机构100的运动轨迹可为直线，多个标签150可以被间隔固定在静止对象(例如墙面)上并以标签150队列的形式排布。在多个标签150静止的情况下，可以通过行走机构100带动读取器110运动，以使读取器110相对于多个标签150运动。

多个标签150的间隔距离可根据读取器110的读取范围进行设定，在一个实施例中，可选择读取范围较小的读取器110，如此则可以以较小的间距设置各标签150，使得读取器110在运动过程中只能同时读取一个标签150并输出标签150信息，同时由于各标签150的间距较小，同一段距离下读取器110能够读取的位置信息更多，数据更精确。

标签150上可印制有读取器110能够识别的图形码或数字编码，通过读取器110可读取标签150上的图形码或数字编码，以解析为标签150信息，每个标签150对应唯一的标签150信息，标签150信息可携带有标签150的位置信息，标签150的位置信息可根据标签150在队列中的位置确定，具体的，在队列中标签150间的距离已知的情况下，可以通过标签150的排列位置得到其空间位置信息。

在一个实施例中，读取器110可为RFID读写器，多个标签150为供RFID读写器读取信息的RFID载码体。

处理器120与读取器110连接，用于接收标签150信息，并根据标签150信息获取行走机构100的第一位移。

可以理解，标签150信息中携带有标签150的位置信息，读取器110每读取到一个标签150便输出标签150信息以传输至处理器120中，处理器120在每接收到一个标签150信息后，会根据预先设置的行走机构100的起始位置信息和该标签150信息中的位置信息计算出一个位移值，该位移值即行走机构100的第一位移。

本实用新型实施例的运输设备模拟系统，通过设置行走机构100来模拟现场运输设备，同时行走机构100连接有读取器110，读取器110相邻设置有多个标签150，读取器110的读取面与多个标签150对应，在行走机构100带动读取器110运动过程中，读取器110读取各标签150以获取标签150的位置信息，并传输至处理器120以获取行走机构100的第一位移，从而模拟对现场运输设备运动状况的检测，利用该运输设备模拟系统可进行现场运输设备的模拟试验，相比于利用现场生产设备进行试验成本更低。

图2为本实用新型另一实施例的运输设备模拟系统的结构框图，如图2所示，本实用新型实施例与图1实施例的区别仅在于行走机构100包括同步带101和驱动装置102。

其中，同步带101与读取器110连接，驱动装置102与同步带101传动设置，用于驱动同步带101带动读取器110运动以读取各标签150，并输出标签150信息，处理器120还用于根据标签150信息获取同步带101的位移以作为第一位移。

可以理解，读取器110可直接设置在同步带101上，或通过其他连接装置与同步带101刚性连接，以与同步带101同步运动。由于同步带101能够实现往复运动，其不需要太大的空间范围即可带动读取器110不停运动，因此相比于利用模型车等带动装置来带动读取器110运动，同步带101不受空间范围的限制，且能够保持读取器110的运动方向和速度稳定，易于控制。

本实用新型实施例的行走机构100包括同步带101和驱动同步带101带动读取器110运动的驱动装置102，通过同步带101带动读取器110往复运动，能够较好控制读取器110的运动方向和速度，且避免了运动距离过长导致对空间范围要求过高。

在一个实施例中，标签150信息还携带有读取标签150的第一时刻信息，处理器120还用于根据第一时刻信息和第一位移获取同步带101的第一速度以进行输出。

可以理解，读取器110在读取标签150时，会将标签150的位置信息以及读取标签150的第一时刻信息一同写入标签150信息中并输出至处理器120，处理器120预先储存有行走机构100开始运动时的初始时刻信息，根据第一时刻信息和初始时刻信息即可得到行走机构100的运动时长，再结合第一位移则可计算得到第一速度。

在一个实施例中，可设置行走机构100开始运动时的初始时刻为零时刻，此时读取标签150的第一时刻即与行走机构100的运动时长相同，直接根据获取的第一时刻信息和第一位移即可计算得到第一速度。

处理器120可包括显示器，在获取到第一速度后，可通过显示器进行显示输出，以向工作人员提供行同步带101的运动速度，进而由工作人员进行记录，或进一步调整同步带101的运动速度以进行试验研究。当然，处理器120还可通过显示器显示第一位移。

本实用新型实施例中读取器110输出的标签150信息还包括读取标签150的第一时刻信息，处理器120还根据该第一时刻信息和第一位移获取同步带101的第一速度以进行输出，从而向工作人员提供同步带101的运动速度，以模拟现场环境检测运输设备运输速度的速度检测元件，为进一步调整同步带101的运动速度以进行更多试验研究奠定了基础。

在一个实施例中，如图3所示，运输设备模拟系统还包括MTS位移传感器130，该MTS位移传感器130分别与处理器120和同步带101连接，用于测量同步带101的第二位移并传输至处理器120，处理器120还用于接收第二位移，并在第一位移和第二位移不相等的情况下输出第一提示信息。

MTS位移传感器130用于模拟生产现场检测运输设备位移的传感器，考虑到MTS位移传感器130检测位移可能出现误差，可通过比较第一位移和MTS位移传感器130测得的第二位移的值，在第一位移和第二位移不相等的情况下输出第一提示信息。

其中处理器120可包括比较器，第一位移和第二位移的值可采用比较器进行比较，在两个值不相同的情况下由处理器120输出第一提示信息以提醒工作人员MTS位移传感器130存在检测误差，进而由工作人员进行校准。

处理器120可包括显示器，第一提示信息可通过显示器进行显示；处理器120也可包括报警装置，以通过语音警示输出第一提示信息。

MTS位移传感器130包括一条铁磁材料的测量感应元件，即波导管131，以及可以移动的位置磁块132，位置磁块132与波导管131会产生一个纵向的磁场。当传感器电子头向波导管131以电流脉冲的形式发送询问信号时，波导管131的径向方向会产生第二个磁场。当这两个磁场在波导管131相交的瞬间，波导管131产生“磁致伸缩”现像，并即时产生一个应变脉冲,该应变脉冲作为返回信号以超声的速度从产生点(即位置测量点)运行回传感器电子头并被检测器检测出来，再利用传感器电路的高速计时器探测询问信号发出到返回信号到达的时间周期而计算出磁铁位置，结合位置磁块132的初始位置即可得到第二位移。

其中，MTS位移传感器130的位置磁块132可与同步带101刚性连接，如图4所示，以跟踪同步带101的位移，在一个实施例中，MTS位移传感器130的位置磁块132可设置在同步带101和读取器110之间，以使得同步带101、位置磁块132和读取器110位移同步，使得校准结果更精确。其中，同步带101、位置磁块132和读取器110直接可通过连接杆140刚性连接，连接杆140可为3D打印连接杆。

本实用新型实施例中的运输设备模拟系统还包括MTS位移传感器130，用于模拟生产现场的位移传感器，以用于测量同步带101的第二位移，同时通过比较第一位移和第二位移的值以提示MTS位移传感器130是否存在检测误差，进而通知工作人员进行校准。

在一个实施例中，MTS位移传感器130还用于输出测量第二位移的第二时刻信息；处理器120还与MTS位移传感器130连接，用于接收第二时刻信息并根据第二时刻信息和第二位移获取同步带101的第二速度以进行输出。

可以理解，处理器120预先储存有同步带101开始运动时的初始时刻信息，根据第二时刻信息和初始时刻信息即可得到同步带101的运动时长，再结合第二位移则可计算得到第二速度。

在一个实施例中，可设置同步带101开始运动时的初始时刻为零时刻，此时读取标签150的第二时刻即与同步带101的运动时长相同，直接根据获取的第二时刻信息和第二位移即可计算得到第二速度。

处理器120可包括显示器，获取到第二速度后，可通过显示器进行显示输出，以向工作人员提供同步带101的运动速度，进而由工作人员进行记录，或进一步调整同步带101的运动速度以进行试验研究。当然，处理器120还可通过显示器显示第二位移。

本实用新型实施例中MTS位移传感器130还用于输出测量第二位移的第二时刻信息，处理器120还根据该第二时刻信息和第二位移获取同步带101的第二速度以进行输出，从而向工作人员提供同步带101的运动速度，以模拟现场环境检测运输设备运输速度的速度检测元件，为进一步调整同步带101的运动速度以进行更多试验研究奠定了基础。

在一个实施例中，驱动装置102可包括电机，与同步带101传动设置，运输设备模拟系统还包括编码器组件，编码器组件与电机同轴设置且与处理器120连接，用于测量电机的线速度和线位移并输出至处理器120；处理器120还用于接收线速度并进行输出，以及接收线位移并在第一位移和线位移不相等的情况下输出第二提示信息。

其中，驱动装置102还可包括主动轮和从动轮，其中主动轮与电机同轴设置，用于跟随电机旋转，进而带动同步带101进行传动。主动轮和从动轮与同步带101传动设置，由电机通过主动轮输出动力进而带动从动轮和同步带101运动。

处理器120可包括比较器，第一位移和线位移的值可采用比较器进行比较，在两个值不相同的情况下由处理器120输出第二提示信息以提醒工作人员编码器存在检测误差，进而由工作人员进行校准。

处理器120可包括显示器，第二提示信息可通过显示器进行显示；处理器120也可包括报警装置，以通过语音警示输出第二提示信息。此外，处理器120也可通过显示器显示线位移和线速度，以向工作人员提供同步带101的运动速度和运动位移。

本实用新型实施例中的驱动装置102包括与同步带101传动设置的电机，运输设备模拟系统还包括编码器组件，该编码器组件与电机同轴设置，以通过测量电机的线速度和线位移来反映同步带101的位移和速度，以模拟现实生产环境中对运输设备的位移和速度的检测；同时，获取到线速度后可以进行输出以向工作人员提供同步带101的运动速度，进而由工作人员进行记录，或进一步调整同步带101的运动速度以进行试验研究。

图5为另一个实施例中运输设备模拟系统的结构框图，本实施例中的运输设备模拟系统与图1实施例中的运输设备模拟系统相比，区别仅在于增设了第一控制器160，该第一控制器160与行走机构100连接，用于控制行走机构100运动。

在一个实施例中，第一控制器160可为可编辑控制器PLC。其中，处理器120可集成在可编辑控制器PLC中。

在一个实施例中，运输设备模拟系统还包括激光扫描雷达180，如图6所示，激光扫描雷达180与行走机构100连接，用于在行走机构100的带动下运动，并检测周围的障碍物信息；第一控制器160还与激光扫描雷达180连接，用于根据障碍物信息控制行走机构100停止运动。

在一个实施例中，运输设备模拟系统还可包括第二控制器170，第二控制器170与第一控制器160冗余配置，如图6所示，用于在第一控制器160失效时，与行走机构100和激光扫描雷达180连接，以控制行走机构100运动或停止。

可以理解，通过设置与第一控制器160连接的第二控制器170以实现冗余控制，可在第一控制器160发生故障时，由第二控制器170接管第一控制器160的工作，进而控制行走机构100运动。

在一个实施例中，如图7所示，行走机构100可包括图2实施例中的同步带101和驱动装置102，其中驱动装置102与第一控制器160连接，同步带101与读取器110连接。

在一个实施例中，运输设备模拟系统还可包括图3实施例中的MTS位移传感器130，如图7所示，该MTS位移传感器130分别与同步带101和处理器120连接。

在一个实施例中，运输设备模拟系统还可包括第一远程站190，如图8所示，第一控制器160通过第一远程站190控制行走机构100运动，同时处理器120可通过第一远程站190与读取器110、MTS位移传感器130及编码器组件进行数据传输。

其中，驱动装置102可包括电机，电机与同步带101传动设置，运输设备模拟系统还包括编码器组件，编码器组件与电机同轴设置且与处理器120连接，用于测量电机的线速度和线位移并输出至处理器120；处理器120还用于接收线速度并进行输出，以及接收线位移并在第一位移和线位移不相等的情况下输出第二提示信息。

在一个实施例中，运输设备模拟系统还可包括第二远程站191，如图8所示，第一控制器160通过第二远程站191与激光扫描雷达180连接，以进行障碍物信息的传输。

在一个实施例中，运输设备模拟系统还可包括工业网关和光纤中继器，其中工业网关和光纤中继器分别与远程站连接，工业网关用于实现远程站中两个协议不同的网络互连，光纤中继器用于补偿远程站光缆线路光信号的损耗和消除信号畸变及噪声影响。其中工业网关可包括HART网关、串口网关等。

本实用新型实施例通过设置第一远程站190和第二远程站191以实现驱动装置102与第一控制器160之间、读取器110、MTS位移传感器130及编码器组件与处理器120之间的数据通信，模拟了实际生产现场中的通信方式，为新设备、新技术的预研究提供了试验基础。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种运输设备模拟系统，其特征在于，包括：

读取器；

行走机构，与所述读取器连接，用于带动所述读取器运动；

多个标签，与所述读取器相邻设置；

所述读取器的读取面与多个所述标签对应，所述读取器用于在所述行走机构的带动下读取各所述标签并输出标签信息，所述标签信息携带有所述标签的位置信息；

处理器，与所述读取器连接，用于接收所述标签信息，并根据所述标签信息获取所述行走机构的第一位移。

2.根据权利要求1所述的运输设备模拟系统，其特征在于，所述行走机构包括：

同步带，与所述读取器连接；

驱动装置，与所述同步带传动设置，用于驱动所述同步带带动所述读取器运动以读取各所述标签，并输出所述标签信息。

3.根据权利要求2所述的运输设备模拟系统，其特征在于，所述标签信息还携带有读取所述标签的第一时刻信息；

所述处理器还用于根据所述第一时刻信息和所述第一位移获取所述同步带的第一速度以进行输出。

4.根据权利要求2所述的运输设备模拟系统，其特征在于，所述运输设备模拟系统还包括：

MTS位移传感器，分别与所述处理器和所述同步带连接，用于测量所述同步带的第二位移并传输至所述处理器；

所述处理器还用于接收所述第二位移，并在所述第一位移和所述第二位移不相等的情况下输出第一提示信息。

5.根据权利要求4所述的运输设备模拟系统，其特征在于，所述MTS位移传感器的位置磁块设置在所述同步带和所述读取器之间。

6.根据权利要求4所述的运输设备模拟系统，其特征在于，所述MTS位移传感器还用于输出测量所述第二位移的第二时刻信息；

所述处理器还与所述MTS位移传感器连接，用于接收所述第二时刻信息并根据所述第二时刻信息和所述第二位移获取所述同步带的第二速度以进行输出。

7.根据权利要求4所述的运输设备模拟系统，其特征在于，所述驱动装置包括电机，与所述同步带传动设置，所述运输设备模拟系统还包括：

编码器组件，与所述电机同轴设置且与所述处理器连接，用于测量所述电机的线速度和线位移并输出至所述处理器；

所述处理器还用于

接收所述线速度并进行输出；

接收所述线位移，并在所述第一位移和所述线位移不相等的情况下输出第二提示信息。

8.根据权利要求1所述的运输设备模拟系统，其特征在于，所述运输设备模拟系统还包括：

第一控制器，与所述行走机构连接，用于控制所述行走机构运动。

9.根据权利要求8所述的运输设备模拟系统，其特征在于，所述运输设备模拟系统还包括：

激光扫描雷达，与所述行走机构连接，用于在所述行走机构的带动下运动，并检测周围的障碍物信息；

所述第一控制器还与所述激光扫描雷达连接，用于根据所述障碍物信息控制所述行走机构停止运动。

10.根据权利要求8至9任一项所述的运输设备模拟系统，其特征在于，所述运输设备模拟系统还包括：

第二控制器，与所述第一控制器冗余配置，用于在所述第一控制器失效时，与所述行走机构和激光扫描雷达连接，以控制所述行走机构运动或停止。

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