CN216546216U - 一种磁浮列车绝对定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁浮列车绝对定位系统，包括编码标志板和读码器，其中，编码标志板设置于轨道线上，读码器设置于列车的外部下方。本实用新型能够准确的实现对磁浮列车的定位和测速，抗干扰能力强；通过读码器的LC并联谐振电路来读取编码标志板上的编码，由于线圈组的电感值只与磁路有关，与磁浮列车的运行速度无关，这就保证了在全速度范围内的检测效果基本不变。

Description

一种磁浮列车绝对定位系统

技术领域

本实用新型属于磁浮列车领域，具体涉及一种磁浮列车绝对定位系统。

背景技术

磁浮列车是一种新型交通工具，依靠电磁力实现车辆的悬浮、导向和牵引，运行过程中车辆和轨道之间没有机械接触，具有低噪声、无磨损、易维护以及环境适应力强的优点，具有广阔的发展前景。在磁浮列车系统中，列车的推进控制、分区供电、定点停车以及安全行车等都是以列车当前位置和运行速度为基础来实现的。目前，轮轨列车通常采用计轴等设备实现列车的测速定位，而磁浮列车在运行过程中悬浮于轨道之上，因此采用计轴的方法实现不了磁浮列车的测速定位。为实现无接触条件下的定位测速，人们提出了多种磁浮列车测速定位方法，如交叉感应回线、计数枕轨以及齿槽检测等。其中，交叉感应回线测速定位法是通过在轨道上铺设交叉回线，在列车上装配车载感应线圈实现；计数轨枕测速定位主要用于中低速磁浮列车，采用接近式传感器检测轨枕的方法进行测速定位；齿槽检测是列车以同步直线电机来牵引和制动，带铁芯的长定子绕组安装在轨道线路上，该定子槽设计为矩形开口槽，测速定位系统采用对长定子直线同步电机定子齿槽进行计数的测速定位方法。但是无论采用哪种方法，实际定位测速系统都可能因干扰、检测与处理过程中的误差等原因产生定位误差。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种磁浮列车绝对定位系统能够准确的对磁浮列车定位。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：一种磁浮列车绝对定位系统，包括编码标志板和读码器，其中，所述编码标志板设置于轨道线上，所述读码器设置于列车的外部下方。

进一步地：所述编码标志板设置有编码，所述编码包括预设的方向编码和位置编码，所述方向编码由位数大于等于2的二进制数信息表示，所述位置编码由位数大于等于1的二进制数信息表示。

上述进一步方案的有益效果为：通过编码标志板预设的方向编码和位置编码，可以帮助读码器读取方向信息与位置信息。

进一步地：所述编码标志板上的编码依次为方向编码、位置编码和方向编码。

上述进一步方案的有益效果为：本实用新型的编码方式更有利于读码器对方向信息与位置信息的读取。

进一步地：所述编码标志板的制作材料为导磁材料，所述编码标志板上根据方向编码和位置编码设置有导磁材料区域和开孔区域，编码为0对应开孔区域，编码为1对应导磁材料区域。

上述进一步方案的有益效果为：根据对编码标志板不同位置是否开孔进行编码，其结构简单且容易实现，大大简化了系统的编码。

进一步地：所述读码器为U型槽结构。

上述进一步方案的有益效果为：通过设置U型槽结构读码器，有利于设置正对的线圈组进行读码操作。

进一步地：所述读码器的U型槽两侧均设置有均匀分布且相互对应的n个线圈，n大于等于1，所述线圈的直径小于编码标志板的开孔直径。

上述进一步方案的有益效果为：可以根据实际需求选择n的大小。

进一步地：所述读码器的U型槽的两侧相互对应的线圈反向串联构成线圈组。

上述进一步方案的有益效果为：本实用新型的线圈组可以组成LC并联谐振电路，实现检测编码标志板上的编码信息。

进一步地：所述读码器的线圈组并联电容形成LC并联谐振电路。

上述进一步方案的有益效果为：读码器通过读取LC并联谐振电路的电路状态，获得编码的二进制信息。

本实用新型的有益效果为：

(1)列车行驶中，通过检测读码器LC并联电路是否处于谐振状态来获取编码标志板的方向编码和位置编码的二进制信息，进而对列车进行绝对定位。

(2)读码器中的线圈组的电感值只与磁路有关，与磁浮列车的运行速度无关，这就保证了在全速度范围内的检测效果基本不变。

(3)读码器每组线圈并联电容形成的谐振电路可以检测编码标志板上的每一个二进制数信息，相当于编码标志板上的编码信息被检测n遍，提高了实际应用中的冗余度。

附图说明

图1为本实用新型的编码位置板和读码器相对位置示意图。

图2为本实用新型的编码标志板示意图。

图3为本实用新型的实施例中读码器线圈分布示意图。

其中：1、编码标志板；2、读码器；3、导磁材料区域；4、开孔区域5、第一线圈；6、第二线圈。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，一种磁浮列车绝对定位系统，包括编码标志板1和读码器2，其中，编码标志板1设置于轨道线上，用于编码位置信息和方向信息；读码器2设置于列车的外部下方，用于读取编码标志板1预设的位置信息和方向信息，实现定位的功能。

如图2所示，编码标志板1设置有编码，所述编码包括预设的方向编码和位置编码，方向编码由位数大于等于2的二进制数信息表示，位置编码由位数大于等于1的二进制数信息表示，编码标志板1上的编码依次为方向编码、位置编码和方向编码。

编码标志板1的制作材料为导磁材料，编码标志板1上根据方向编码和位置编码设置有导磁材料区域3和开孔区域4，编码为0对应开孔区域4，编码为1对应导磁材料区域3。

根据是否开孔表示为对应的二进制码，实现列车正常运行中二进制数信息的发送。

如图3所示，所述读码器2的U型槽两侧均设置有均匀分布且相互对应的n个线圈，n大于等于1，在本实用新型的一个实施例中n＝8，读码器2的U型槽每边均匀分布有8个线圈，所述线圈的直径小于编码标志板1的开孔直径。

读码器2U型槽的两侧相互对应的线圈反向串联构成线圈组；如本实施例中，第一线圈5和第二线圈6是读码器2的U型槽两边正对的两个线圈，线圈5和线圈6反向串联构成一个线圈组。

读码器2的线圈组并联电容形成LC并联谐振电路，当读码器2的线圈组中间没有编码标志板1或者读码器2的线圈组中间为开孔区域4，读码器2的LC并联谐振电路处于谐振状态；当读码器2的线圈组中间有导磁材料区域3阻挡，读码器2的LC并联谐振电路处于非谐振状态。

LC并联谐振电路处于谐振状态时，线圈组中的两个串联线圈的自感较小，互感的绝对值较大，线圈组总电感L的电感量较小；LC并联谐振电路处于非谐振状态时，线圈组中的两个串联线圈的自感较大，互感的绝对值较小，线圈组总电感L的电感量较大。

读码器2的LC并联谐振电路可以检测编码标志板上的每一个二进制数信息。

当读码器2的LC并联谐振电路处于谐振状态时，读码器2读取到的二进制数信息为0，当读码器2的LC并联谐振电路处于非谐振状态时，读码器2读取到的二进制数信息为1。

在本实用新型的一个实施例中，当列车还未到达编码标志板1所在的位置时，读码器2的LC并联谐振电路处于谐振状态，读码器2读取的二进制数均为0；当列车到达编码标志板1所在的位置并经过编码标志板1所在的位置的过程中，发生如下情况：当编码标志板1相对于读码器2向左边方向移动，读码器会先读取左边方向编码的二进制数信息，读码器2线圈组中间被导磁材料区域3阻挡，LC并联谐振电路处于非谐振状态，进而读码器2读取到二进制数1；编码标志板1继续向左边方向移动，读码器2线圈组中间为开孔区域4，LC并联谐振电路处于谐振状态，进而读码器2读取到二进制数0。

当读码器2的8个线圈组与如图2所示的一种编码标志板正对，由8个LC并联电路读取的二进制数信息为10-1010-01；其中前两位10和后两位01是方向编码，中间四位1010是位置编码。由此便得到了列车的绝对位置信息。

本实用新型系统的工作过程为：根据实际情况，在编码标志板1中预设方向编码和位置编码，并根据预设编码进行开孔。读码器2设置于列车的外部下方，根据实际需求，读码器2中预设n个线圈；当列车未到达编码标志板1所在的位置时，读码器2读取的二进制数为0；当列车到达编码标志板1所在的位置并经过编码标志板1所在的位置的过程中，当线圈组中为导磁材料区域3时，LC并联谐振电路处于非谐振状态，读码器2读取二进制数为1，当线圈组中为开孔区域4时，LC并联谐振电路处于谐振状态，读码器2读取二进制数为0；当列车的读码器2通过编码标志板1，编码标志板1中的编码信息总共检测n遍，完成列车的绝对位置定位。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型能够准确的实现对磁浮列车的定位和测速，抗干扰能力强；通过读码器2的谐振电路来读取编码标志板上的编码，由于线圈组的电感值只与磁路有关，与磁浮列车的运行速度无关，这就保证了在全速度范围内的检测效果基本不变。

列车行驶中，通过检测读码器2的LC并联谐振电路是否处于谐振状态来获取编码标志板1的方向编码和位置编码的二进制信息，进而对列车进行绝对定位。读码器2的每组线圈并联电容形成的谐振电路可以检测编码标志板1上的每一个二进制数信息，相当于编码标志板1上的编码信息被检测n遍，提高了实际应用中的冗余度。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明的技术特征的数量。因此，限定由“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。

Claims (5)

1.一种磁浮列车绝对定位系统，其特征在于，包括编码标志板(1)和读码器(2)，其中，所述编码标志板(1)设置于轨道线上，所述读码器(2)设置于列车的外部下方；

所述编码标志板(1)设置有编码，所述编码包括预设的方向编码和位置编码，所述方向编码由位数大于等于2的二进制数信息表示，所述位置编码由位数大于等于1的二进制数信息表示；

所述编码标志板(1)上的编码依次为方向编码、位置编码和方向编码；

所述编码标志板(1)的制作材料为导磁材料，所述编码标志板(1)上根据方向编码和位置编码设置有导磁材料区域(3)和开孔区域(4)，编码为0对应开孔区域(4)，编码为1对应导磁材料区域(3)。

2.根据权利要求1所述的磁浮列车绝对定位系统，其特征在于，所述读码器(2)为U型槽结构。

3.根据权利要求2所述的磁浮列车绝对定位系统，其特征在于，所述读码器(2)的U型槽两侧均设置有均匀分布且相互对应的n个线圈，n大于等于1，所述线圈的直径小于编码标志板(1)的开孔直径。

4.根据权利要求3所述的磁浮列车绝对定位系统，其特征在于，所述读码器(2)的U型槽的两侧相互对应的线圈反向串联构成线圈组。

5.根据权利要求4所述的磁浮列车绝对定位系统，其特征在于，所述读码器(2)的线圈组并联电容形成LC并联谐振电路。

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