一种自动换轨控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自动换轨控制系统，包括：设置在换轨车底部，对钢轨进行收放操作的换轨机构，换轨机构包括两个以上沿换轨车作业方向设置的收放装置，收放装置包括比例阀及与比例阀相连的油缸；设置在收放装置上，在换轨车作业走行过程中检测钢轨相对铁路道钉位移量的图像检测装置；设置在收放装置上，检测油缸动作行程的位移传感器；与图像检测装置、位移传感器，以及比例阀相连的控制系统，控制系统获取钢轨相对铁路道钉的位移量，并根据位移传感器的检测值对比例阀的电源和信号输入进行控制，从而实现油缸的动作控制。本发明专利技术能够解决现有铁路换轨施工作业方式基本靠人力或人工现场控制，人工劳动强度大，且需要较多工作人员的技术问题。

Automatic rail change control system

The invention discloses an automatic control system for rail, including: set in the bottom of the car for rail, rail to rail operation and changing mechanism of the rail replacement mechanism comprises a retractable device more than two along the rail car change operation direction set, cylinder retractor comprises a proportional valve and a proportional valve is connected with the set; the retractable device, for rail vehicle moving detection in the process of the rail relative to the image detection device railspike displacement; arranged on the retractable device, displacement sensor to detect the stroke of the cylinder; and the image detecting device, displacement sensor, control system and proportional valve connected with the control system obtains rail relative displacement a railroad spike, and control according to the detection of displacement sensor value proportional valve power supply and signal input, so as to realize the oil cylinder action control. The invention can solve the technical problems that the existing railway track changing construction mode is basically controlled by manpower or artificial field, and the manual labor is strong and requires more staff.

【技术实现步骤摘要】
一种自动换轨控制系统
本专利技术涉及轨道工程机械
，尤其是涉及一种应用于换轨车的自动换轨控制系统。
技术介绍
在铁路工程领域，铁路钢轨达到一定寿命期限需要及时进行更换，我国目前铁路大修或者整修，进行铁路换轨作业时，主要是采用在天窗点内采用人工换轨或者机械换轨的方式。人工换轨方法需要施工人数多、作业效率低、劳动强度大，容易发生安全事故，在大修施工中已经运用的越来越少。而机械换轨是采用换轨设备或者换轨车对钢轨进行更换，现有换轨车通过人为方式操作各作业机构，通过开关直接作用于某个机构，实现对新旧钢轨点对点的控制，从而达到换轨的效果。这两种换轨方式都存在作业效率低下、人工劳动强度大，且要求人力较多的技术缺陷。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种自动换轨控制系统，以解决现有铁路换轨施工作业方式基本靠人力或人工现场控制，人工劳动强度大，且需要较多工作人员的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术具体提供了一种自动换轨控制系统的技术实现方案，一种自动换轨控制系统，包括：设置在换轨车底部，用于对钢轨进行收放操作的换轨机构，所述换轨机构包括两个以上沿换轨车作业方向设置的收放装置，所述收放装置包括比例阀及与所述比例阀相连的油缸；设置在所述收放装置上，用于在换轨车作业走行过程中检测钢轨相对铁路道钉位移量的图像检测装置；设置在所述收放装置上，用于检测所述油缸动作行程的位移传感器；与所述图像检测装置、位移传感器，以及所述比例阀分别相连的控制系统，所述控制系统获取钢轨相对铁路道钉的位移量，并根据所述位移传感器的检测值对所述比例阀的电源和信号输入进行控制，从而实现所述油缸的动作控制。优选的，所述换轨机构包括沿换轨车作业方向从后至前依次设置的第六收放装置、第五收放装置、第四收放装置、第三收放装置、第二收放装置和第一收放装置。所述位移传感器设置在所述第六收放装置、第五收放装置、第四收放装置、第三收放装置和第二收放装置上。由所述第三收放装置、第四收放装置实现旧钢轨的起轨和分轨，由所述第一收放装置、第二收放装置、第五收放装置和第六收放装置实现新钢轨的分轨和入槽。优选的，所述图像检测装置包括设置在所述第三收放装置的左侧或右侧，用于检测所述旧钢轨位置的第一图像检测装置，以及设置在所述第六收放装置的左侧和右侧，用于检测所述新钢轨位置的一对第二图像检测装置。优选的，所述图像检测装置包括设置在所述第三收放装置的左侧或右侧，用于检测所述旧钢轨位置的第一图像检测装置，以及设置在所述第五收放装置的左侧和右侧，用于检测所述新钢轨位置的一对第二图像检测装置。优选的，所述图像检测装置包括设置在所述第二收放装置的左侧或右侧，用于检测所述旧钢轨位置的第一图像检测装置，以及设置在所述第五收放装置的左侧和右侧，用于检测所述新钢轨位置的一对第二图像检测装置。优选的，所述图像检测装置包括设置在所述第二收放装置的左侧或右侧，用于检测所述旧钢轨位置的第一图像检测装置，以及设置在所述第六收放装置的左侧和右侧，用于检测所述新钢轨位置的一对第二图像检测装置。优选的，所述控制系统还与开关控制输入端相连，所述开关控制输入端用于输入换轨车工况选择，换轨车工况包括手动作业、自动作业及走行工况。手动作业工况为手动点对点进行各收放装置的控制。自动作业工况为所述控制系统根据所述图像检测装置的检测自动完成各收放装置的控制，实现自动换轨。走行工况为非作业状态。优选的，所述控制系统包括横移保护控制单元，当检测到换轨车工况选择输入为手动作业工况时，所述横移保护控制单元控制所述收放装置的比例阀电源开启，使得所述比例阀供电正常，并等待手动输入命令。当检测换轨车工况选择输入为自动作业工况时，所述横移保护控制单元进行位移检测数据分析，若未出现所述图像检测装置的检测数据超出设定范围或所述位移传感器出现异常，则所述横移保护控制单元控制所述比例阀的电源开启，使得比例阀供电正常。若出现所述图像检测装置的检测数据超出设定范围，则默认检测数据有误，所述横移保护控制单元进入保护程序状态，所述比例阀供电失效，所述收放装置无法进行移动。优选的，所述控制系统包括横移位移控制单元，当检测到换轨车工况选择输入为手动作业工况时，则所述横移位移控制单元根据手动作业相关手动输入命令向所述收放装置输出相应的控制信号，所述比例阀接收到控制信号，若此时所述横移保护控制单元未进入保护程序状态，则所述比例阀的输出动作，实现油缸的定量移动。当检测到换轨车工况选择输入为自动作业工况时，所述横移位移控制单元根据所述位移传感器的检测值及该位移传感器相对应的所述收放装置的位移给定值，并利用PID控制算法对各收放装置单独进行精准位移控制。所述横移位移控制单元根据经过PID计算后的输出信号直接控制各收放装置的比例阀，从而实现位移量的精准控制。优选的，所述自动换轨控制系统能满足作业速度不低于8Km/h的自动换轨控制。通过实施上述本专利技术提供的自动换轨控制系统的技术方案，具有如下有益效果：(1)本专利技术通过对收放装置横向位移的精准控制，可以实现换轨车换轨作业的高度自动化，减少换轨施工人员，节约人力成本；(2)本专利技术可以大大降低换轨机构的误动作，可以实现换轨作业的安全可靠、连续化作业；(3)本专利技术实现了换轨作业的自动化，换轨作业安全保护，可以提高作业速度，进一步提高作业效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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实施例。图1是本专利技术自动换轨控制系统一种具体实施例的结构组成示意图；图2是基于本专利技术系统的自动换轨控制方法一种具体实施例的程序流程示意图；图3是本专利技术自动换轨控制系统一种具体实施例的控制结构框图；图中：1-第一收放装置，2-第二收放装置，3-第三收放装置，4-第四收放装置，5-第五收放装置，6-第六收放装置，7-分轨导框，8-前转向架，9-后转向架，10-第一图像检测装置，11-第二图像检测装置，12-承轨槽，13-新钢轨，14-内放旧钢轨，15-外放旧钢轨，16-控制点，20-控制系统，21-横移保护控制单元，22-横移位移控制单元，100-换轨机构，200-图像检测装置，300-位移传感器，400-开关控制输入端。具体实施方式为了引用和清楚起见，将下文中使用的技术名词、简写或缩写记载如下：换轨车：一种利用计算机系统控制的自动换轨铁设备；PID控制：比例、积分、微分控制的简称；换轨机构：一种用于换轨车上，能够夹持钢轨并进行上下、左右移动的装置；图像检测装置：一种用于基于图像处理技术对铁路道钉位置进行检测的装置。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如附图1至附图3所示，给出了本专利技术自动换轨控制系统的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动换轨控制系统，其特征在于，包括：设置在换轨车底部，用于对钢轨进行收放操作的换轨机构(100)，所述换轨机构(100)包括两个以上沿换轨车作业方向设置的收放装置，所述收放装置包括比例阀及与所述比例阀相连的油缸；设置在所述收放装置上，用于在换轨车作业走行过程中检测钢轨相对铁路道钉位移量的图像检测装置(200)；设置在所述收放装置上，用于检测所述油缸动作行程的位移传感器(300)；与所述图像检测装置(200)、位移传感器(300)，以及所述比例阀分别相连的控制系统(20)，所述控制系统(20)获取钢轨相对铁路道钉的位移量，并根据所述位移传感器(300)的检测值对所述比例阀的电源和信号输入进行控制，从而实现所述油缸的动作控制。

【技术特征摘要】
1.一种自动换轨控制系统，其特征在于，包括：设置在换轨车底部，用于对钢轨进行收放操作的换轨机构(100)，所述换轨机构(100)包括两个以上沿换轨车作业方向设置的收放装置，所述收放装置包括比例阀及与所述比例阀相连的油缸；设置在所述收放装置上，用于在换轨车作业走行过程中检测钢轨相对铁路道钉位移量的图像检测装置(200)；设置在所述收放装置上，用于检测所述油缸动作行程的位移传感器(300)；与所述图像检测装置(200)、位移传感器(300)，以及所述比例阀分别相连的控制系统(20)，所述控制系统(20)获取钢轨相对铁路道钉的位移量，并根据所述位移传感器(300)的检测值对所述比例阀的电源和信号输入进行控制，从而实现所述油缸的动作控制。2.根据权利要求1所述的自动换轨控制系统，其特征在于：所述换轨机构(100)包括沿换轨车作业方向从后至前依次设置的第六收放装置(6)、第五收放装置(5)、第四收放装置(4)、第三收放装置(3)、第二收放装置(2)和第一收放装置(1)；所述位移传感器(300)设置在所述第六收放装置(6)、第五收放装置(5)、第四收放装置(4)、第三收放装置(3)和第二收放装置(2)上；由所述第三收放装置(3)、第四收放装置(4)实现旧钢轨的起轨和分轨，由所述第一收放装置(1)、第二收放装置(2)、第五收放装置(5)和第六收放装置(6)实现新钢轨(13)的分轨和入槽。3.根据权利要求2所述的自动换轨控制系统，其特征在于：所述图像检测装置(200)包括设置在所述第三收放装置(3)的左侧或右侧，用于检测所述旧钢轨位置的第一图像检测装置(10)，以及设置在所述第六收放装置(6)的左侧和右侧，用于检测所述新钢轨(13)位置的一对第二图像检测装置(11)。4.根据权利要求2所述的自动换轨控制系统，其特征在于：所述图像检测装置(200)包括设置在所述第三收放装置(3)的左侧或右侧，用于检测所述旧钢轨位置的第一图像检测装置(10)，以及设置在所述第五收放装置(5)的左侧和右侧，用于检测所述新钢轨(13)位置的一对第二图像检测装置(11)。5.根据权利要求2所述的自动换轨控制系统，其特征在于：所述图像检测装置(200)包括设置在所述第二收放装置(2)的左侧或右侧，用于检测所述旧钢轨位置的第一图像检测装置(10)，以及设置在所述第五收放装置(5)的左侧和右侧，用于检测所述新钢轨(13)位置的一对第二图像检测装置(11)。6.根据权利要求2所述的自动换轨控制系统，其特征在于：所述图像检测装置(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈平松，陈涛，肖晓芳，颜会东，王东星，
申请(专利权)人：株洲时代电子技术有限公司，中国铁路总公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43