一种超声波机车测位仪及超声波机车测位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种超声波机车测位仪，包括壳体，壳体的前侧面中间设置有窗口，所述壳体内设置有超声波探头以及与超声波探头连接的单片机，超声波探头通过窗口将探头露出于壳体外；壳体的两侧端面上各设置有接线口，所述每个接线口包括电源线接口和CAN总线接口；壳体的后侧面上设置有固定板，固定板上设置有若干个螺栓孔。本实用新型专利技术的超声波机车测位仪采用超声波抗干扰技术，定位精度高，响应快，误差小，不易受天气和遮挡物的影响；其次，显著提高了对污秽环境的适应性；而且，功耗≤1W，功耗低，降低了使用成本；另外，简化了现场安装布线的工作，维护方便、省时省力。

An ultrasonic locomotive position measuring instrument and ultrasonic locomotive position measuring system

The utility model discloses a locomotive ultrasonic measuring instruments, which comprises a shell, shell is arranged on the front side of the middle window, which is arranged in the shell is connected with the ultrasonic probe and ultrasonic probe microcontroller, ultrasonic probe through the window of the probe exposed out of the shell; two sides of the shell are respectively arranged on the wiring opening. Each connection port includes power line interface and CAN bus interface; after the side of the shell is arranged on the fixed plate, the fixed plate is provided with a plurality of bolt holes. Using ultrasonic anti jamming technology of the utility model is a locomotive ultrasonic measuring instrument, high positioning accuracy, fast response, small error, not easily affected by the weather and shelter; secondly, significantly improve the environmental adaptability of pollution; moreover, the power consumption is less than or equal to 1W, low power consumption, reduce the use cost; in addition, simplified site installation wiring, convenient maintenance, saving time and effort.

【技术实现步骤摘要】
一种超声波机车测位仪及超声波机车测位系统
本技术涉及一种超声波机车测位仪及超声波机车测位系统，属于超声波测量

技术介绍
为了提高机车管理效率，需要及时掌握机车的准确位置，采用GPS等传统方法存在定位精度差（误差约10米）且受天气和遮挡物影响大的弊端；而之前普遍采用的红外车位检测仪虽然定位精度较好，但是也容易受到传感器表面污垢的影响，其维护工作量较大。
技术实现思路
本技术为了克服以上技术的不足，提供了一种超声波机车测位仪，还提供了一种超声波机车测位系统。本技术克服其技术问题所采用的技术方案是：一种超声波机车测位仪，包括壳体，壳体的前侧面中间设置有窗口，所述壳体内设置有超声波探头以及与超声波探头连接的单片机，超声波探头通过窗口将探头露出于壳体外；壳体的两侧端面上各设置有接线口，所述每个接线口包括电源线接口和CAN总线接口；壳体的后侧面上设置有固定板，固定板上设置有若干个螺栓孔。优选的，所述超声波探头包括第一压电陶瓷晶片、第二压电陶瓷晶片、共振板以及两个电极，两个电极与电源连接。优选的，所述壳体上设置有三个指示灯，分别为电源指示灯、运行指示灯和距离指示灯。优选的，所述单片机的型号为STM32F105RBT6。本技术还提供了一种超声波机车测位系统，包括上述所述的至少一个超声波机车测位仪，还包括上位机，所述超声波机车测位仪通过电源线接口与电源连接、通过CAN总线接口与上位机连接。优选的，所述超声波机车测位仪为三个，设为第一超声波机车测位仪、第二超声波机车测位仪和第三超声波机车测位仪，所述第一超声波机车测位仪的一个接线口与第二超声波机车测位仪的一个接线口串联连接，第二超声波机车测位仪的另一个接线口与第三超声波机车测位仪的一个接线口串联连接，第一超声波机车测位仪的另一个接线口的电源线接口与电源连接、CAN总线接口与上位机连接。本技术的有益效果是：1、本技术的超声波机车测位仪采用超声波抗干扰技术，定位精度高，响应快，误差小，不易受天气和遮挡物的影响；其次，显著提高了对污秽环境的适应性；而且，功耗≤1W，功耗低，降低了使用成本；另外，简化了现场安装布线的工作，维护方便、省时省力。2、本技术的超声波机车测位系统可进行自诊断，通过自诊断能够快速准确地定位超声波机车测位仪的故障，便于现场维护，确保了采集数据的准确性。附图说明图1为本实施例的超声波机车测位仪的主视结构示意图。图2为本实施例的超声波机车测位仪的侧视结构示意图。图3为本实施例的超声波探头的结构示意图。图4为本实施例的超声波机车测位系统的结构原理图。图中，1、壳体，11、窗口，2、超声波探头，21、第一压电陶瓷晶片，22、第二压电陶瓷晶片，23、共振板，24、电极，3、接线口，4、固定板，41、螺栓孔，5、指示灯，51、电源指示灯，52、运行指示灯，53、距离指示灯，6、上位机。具体实施方式为了便于本领域人员更好的理解本技术，下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本技术的保护范围。如图1和2所示，本技术公开了一种超声波机车测位仪，包括壳体1，壳体1的前侧面中间设置有窗口11，所述壳体1内设置有超声波探头2以及与超声波探头连接的单片机，所述单片机的型号为STM32F105RBT6，超声波探头2通过窗口11将探头露出于壳体外。壳体1的两侧端面上各设置有接线口3，所述每个接线口3包括电源线接口和CAN总线接口。壳体1的后侧面上设置有固定板4，固定板4上设置有若干个螺栓孔41。本实施例优选超声波探头2为压电式超声波探头，如图3所示，包括第一压电陶瓷晶片21、第二压电陶瓷晶片22、共振板23以及两个电极24，两个电极24与电源连接。其工作原理：当它的两个电极24施加脉冲信号，其频率等于压电陶瓷晶片的固有振荡频率时，第一压电陶瓷晶片21和第二压电陶瓷晶片22就会发生共振，并带动共振板23振动，便产生超声波；反之，如果两个电极24间未加电压，当共振板23接收到超声波时，共振板23将压迫第一压电陶瓷晶片21和第二压电陶瓷晶片22振动将机械能转换为电信号，这时就变成超声波接收器了。所述壳体1上设置有三个指示灯5，分别为电源指示灯51、运行指示灯52和距离指示灯53，其中，电源指示灯51常亮表示超声波机车测位仪正常、熄灭表示超声波机车测位仪故障，运行指示灯52闪烁表示超声波机车测位仪正常、熄灭或常亮表示超声波机车测位仪故障，距离指示灯53常亮表示超声波机车测位仪检测的距离小于设定的最小距离、熄灭表示超声波机车测位仪检测的距离大于设定的最大距离、以不同的频率闪烁表示超声波机车测位仪检测到的距离处于某一设定的距离范围内。本技术还提供了一种超声波机车测位系统，如图4所示，包括上述所述的至少一个超声波机车测位仪，还包括上位机6，所述超声波机车测位仪通过电源线接口与电源连接、通过CAN总线接口与上位机6连接。本实施例优选超声波机车测位仪为三个，设为第一超声波机车测位仪、第二超声波机车测位仪和第三超声波机车测位仪，所述第一超声波机车测位仪的一个接线口与第二超声波机车测位仪的一个接线口串联连接，第二超声波机车测位仪的另一个接线口与第三超声波机车测位仪的一个接线口串联连接，第一超声波机车测位仪的另一个接线口的电源线接口与电源连接、CAN总线接口与上位机6连接。本实施例的超声波机车测位系统的工作原理：将三个超声波机车测位仪作为一组，放置于轨道的一侧使得超声波探头正对着轨道，通过螺栓穿过固定板4上的螺栓孔41将其固定，通过电源线接口3将三个超声波机车测位仪串联起来，第一超声波机车测位仪与电源和上位机6连接。当有机车经过或停靠时，利用超声波遇到障碍物（此处为机车）会反射的原理，由收到反射波的时间差计算出障碍物（此处为机车）的距离，超声波探头2将接收到的信号传输至单片机，单片机与上位机6连接，上位机6可以对数据进行显示、判断、分析、处理等。本实施例中，设定检测的最大距离为6m、最小距离为1m，当机车与测量点的距离为1m-2m范围内时，距离指示灯53以4Hz频率闪烁；当机车与测量点的距离为2m-3m范围内时，距离指示灯53以2Hz频率闪烁；机车与测量点的距离为3m-6m范围内时，距离指示灯53以1Hz频率闪烁，通过距离的不同设定的以不同的闪烁频率，可以大概判断机车的距离。本实施例的超声波机车测位仪能达到的技术指标为：1）检测距离≤7m；2）重复检测误差≤10mm；3）响应时间≤50ms；4）防护等级IP66；5）功耗≤1W。另外，本实施例的超声波机车测位系统还可以进行自诊断，本实施例中超声波机车测位仪以5Hz的频率检测距离，并通过CAN总线将数据传输至上位机6。由于采用了三个超声波机车测位仪，通过上位机6监控这三个超声波机车测位仪传来的数据，如果发现三组数据中有一组与其他两组数据不同，那么可以判定该组数据有错误。通过自诊断能够快速准确地定位超声波机车测位仪的故障，便于现场维护，确保了采集数据的准确性。以上仅描述了本技术的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波机车测位仪，其特征在于：包括壳体（1），壳体（1）的前侧面中间设置有窗口（11），所述壳体（1）内设置有超声波探头（2）以及与超声波探头连接的单片机，超声波探头（2）通过窗口（11）将探头露出于壳体外；壳体（1）的两侧端面上各设置有接线口（3），所述每个接线口（3）包括电源线接口和CAN总线接口；壳体（1）的后侧面上设置有固定板（4），固定板（4）上设置有若干个螺栓孔（41）。

【技术特征摘要】
1.一种超声波机车测位仪，其特征在于：包括壳体（1），壳体（1）的前侧面中间设置有窗口（11），所述壳体（1）内设置有超声波探头（2）以及与超声波探头连接的单片机，超声波探头（2）通过窗口（11）将探头露出于壳体外；壳体（1）的两侧端面上各设置有接线口（3），所述每个接线口（3）包括电源线接口和CAN总线接口；壳体（1）的后侧面上设置有固定板（4），固定板（4）上设置有若干个螺栓孔（41）。2.根据权利要求1所述的超声波机车测位仪，其特征在于：所述超声波探头（2）包括第一压电陶瓷晶片（21）、第二压电陶瓷晶片（22）、共振板（23）以及两个电极（24），两个电极（24）与电源连接。3.根据权利要求1所述的超声波机车测位仪，其特征在于：所述壳体（1）上设置有三个指示灯（5），分别为电源指示灯（51）、运行指示灯（52）...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹幂，瞿跃君，
申请(专利权)人：嘉兴运达智能设备有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33