基于激光测距的直线轨道车定位系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于激光测距的直线轨道车定位系统及方法，包括激光测距仪、控制器PLC和控制电机的交流接触器，控制器通过控制交流接触器控制轨道车起停。所述激光测距仪位于轨道车上，且其发射激光与行进轨道相平行，激光反射板由立柱支起，固定在轨道一端。当激光测距仪发出的激光射到反射板上，再反射回激光测距仪，控制器通过接受激光测距仪的数字位置信号，可准确判断出来该轨道小车的当前位置，并根据要求到达的位置控制电机的启停。本发明专利技术这种定位方法，可以使轨道车准确的到达目标位置，从而达到轨道车的全自动定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，具体说是一种轨道车激光定位系统及控制不可调速电机以达到高精度定位的方法。
技术介绍
轨道车包括焦炉车，列车，地铁等，都属于重型机械设备，一般体积较大，行走时惯性较大，轨道机车按照生产工序的要求，需要处于一种“运行一对正停车一运行”的往复行走状态。如何能实时准确获得机车当前所处的位置和使机车能自动停车定位在指定的位置，是实现自动化控制的关键。随着激光技术的不断发展，其误差小，分辨率高，越来越多的被应用于各种测量领域中。分析已有专利 (I)技术专利名称机械式停车设备搬运器用激光测距定位装置(专利号98240435. 2)，该专利技术将与计算机连接的激光测距仪安装在搬运器上，并在停车设备上装有激光发射板，激光测距仪将数据传入计算机控制系统，供定位控制。该专利不涉及机电控制执行装置和控制定位方法。(2)技术专利名称轨道小车激光定位系统(专利号200820159345. 1)，激光发射板安装在小车电机上，激光测距仪安装在轨道中心线直线平行的地面，激光测距仪连接控制系统。控制系统根据距离值控制电机启停工作。该专利中控制台在地面上，与小车连接的电缆需要各种控制线和信号线多达几十根，滑动连接结构复杂，成本高，可靠性差。该专利不涉及控制定位方法。(3)技术专利名称一种激光测距定位系统(申请号201120176926. 8)，激光扫描测距仪设置于跟随机构上，跟随机构与由处理器控制的电动机相连。由于本方案中需要小车到位后将激光关闭进行下一动作，需要行走时打开激光测距，因此该专利中的高温报警机构在本方案中没有必要设置。该专利不涉及机电控制执行装置和控制定位方法。(4 )专利技术专利名称电力驱动车辆直线运行定位系统(申请号02111510. 9 )，激光位置检测器设置在车辆的运行轨道中心线一端的固定物上，控制盘接收该信号并控制车辆驱动电动机。该专利中控制台在地面上不适合本方案。该专利不涉及机电控制执行装置。(5)专利技术专利名称天车定位系统及定位方法(申请号200710061233. 2)，采用高精度激光传感器和编码器测取天车X、1、z三个方向的距离。在轨道车行走过程中测量行走方向的距离，没有必要测量其他两个方向的距离。该专利不涉及机电控制执行装置和控制定位方法。(6)专利技术专利名称核废料的高精度定位存取系统(申请号200610009875. 3)，两台激光测距仪和一台旋转编码器，监测吊具位置，通过变频系统控制电机。该专利不涉及控制定位方法。通过对已有的定位技术分析可以看出，每个专利都有各自的应用背景，有各自的优点。本方案中需要解决轨道车的操作人员在车上操作，控制台在车上，所用电机为交流减速电机，抱闸电源进行单独释放。如何达到控制精度在±3mm的定位精度，以上专利中都没有完整方案，而本专利中提出的方案中可以解决以上问题。
技术实现思路
专利技术目的 本专利技术的目的是提供一种，通过现有条件，控制三相异步制动电动机，达到轨道车的全自动定位。技术方案 本专利技术是通过以下技术方案来实现的 一种基于激光测距的直线轨道车定位系统，包括激光测距仪、设置在轨道上的轨道车、控制器、位移数据显示器，其特征在于激光测距仪安装在轨道车顶部并可随轨道车一起移动，在轨道终点与激光测距仪正对处设置反射板，激光测距仪通过数据传输线连接控制器，控制器分别连接位移数据显示器和交流接触器，交流接触器连接电机，电机为电磁式制动交流减速电机由交流电机和减速箱组成。所述激光测距仪测量距离为200m，精度为Imm ;输出信号为RS485接口，接入控制器。所述控制器为西门子PLC S7-200 ;数据传输线为485信号线。一种如上所述基于激光测距的直线轨道车定位系统的定位方法，其特征在于激光测距仪开启时发出激光射到反射板上，再反射回激光测距仪，激光测距仪的数据通过数据传输线输入控制器中，控制器通过计算距离值控制交流接触器闭合，控制电机通过减速箱使轨道车行走，并将位移值通过位移数据显示器显示；具体步骤如下 将控制器接收到的数字量采用滑动平均值法进行滤波，使控制器每次扫描结果始终保留这个最新的采样结果； 采用“行走一停车一点动对位”控制电机的方法 行走是交流接触器闭合，轨道车从静止到匀速行进的过程； 停车是指交流接触器释放，电机断电，轨道车从匀速到停止，由系统惯性产生的滑行；每次停车均存储更新正行程滑行距离或逆行程滑行距离； 点动是当轨道车停车后，实际位置与目标位置有误差距离大于最小点动位移时，PLC控制器控制交流接触器依据最小点动时间定时闭合，轨道车“点动”行走，当轨道车实际停车位置没有达到目标值时，轨道车正向“点动”到目标值中，反之当轨道车实际停车位置超过目标值时，轨道车反向“点动”回目标值中；轨道车的实际停车位置与目标位置误差距离小于点动位移时停止操作，抱闸，进入下一步动作。采用位移数据显示器显示相对位移与绝对位移，显示器分为两行，上行显示距离目标值的相对位移，下行显示离反射板的绝对位移。采用的抱闸电源单独进行抱闸释放，轨道车行走时将抱闸释放，定位准确后抱闸，方便进行下一步动作。优点及效果 本专利技术是一种，本专利技术与现有技术相比具有如下优点 本专利技术激光测距与PLC控制系统连接，提高了系统的可靠性和智能性。轨道车控制系统实时准确获得当前所处的位置，是实现自动化控制的关键问题，使机轨道车的操作动作时间缩短，效率提高。没有采用调速控制系统，使结构变得简单可靠，系统的性价比提高。在外部环境发生改变时，系统能够及时的做出调整以实现准确定位。附图说明 图1是本专利技术轨道车定位系统示意 图2是本专利技术电机控制流程 图3是本专利技术电路图，其中图3 (a)为本专利技术主回路电路图，图3 (b)为本专利技术控制回路电路图。其中1.激光测距仪、2.轨道车、3.数据传输线、4.控制器、5.位移数据显示器、6.交流接触器、7.电机、8.减速箱、9.轨道、10.反射板； QMl.微型断路器、KMl.交流接触器、KM2.交流接触器、M.电机、QM2.微型断路器、KM3.交流接触器、YB.电磁制动器。具体实施例方式 下面结合附图和具体的实施例对本专利技术做进一步的说明 本专利技术提出了一种基于激光测距的直线轨道车定位系统，如图1、图2和图3所示，包括激光测距仪1、设置在轨道9上的轨道车2、控制器4、位移数据显示器5，其特征在于激光测距仪I安装在轨道车2顶部，防止在行走过程有障碍物遮挡激光束，激光测距仪可随着轨道车一起移动，在轨道9终点与激光测距仪I正对处设置反射板10，激光测距仪I通过数据传输线3连接控制器4，控制器4分别连接位移数据显示器5和交流接触器6，交流接触器6连接电机，电机为电磁式制动交流减速电机，交流减速电机由交流电机7和减速箱8组成，电机与减速箱的一体化设计使得其安装结构极为紧凑。所述激光测距仪I位于轨道车2上，且其发射激光与行进轨道9相平行，激光反射板10由立柱支起，固定在轨道9的一端。当激光测距仪I发出的激光射到反射板10上，再反射回激光测距仪，控制器通过接受激光测距仪的数字位置信号，可准确判断出来该轨道小车的当前位置，并根据要求到达的位置控制电机的启停。所述激光测距仪I测量距离为200m，精度为Imm ;输出信号为RS485接口，接入控制器4的protO 口。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于激光测距的直线轨道车定位系统，包括激光测距仪（1）、设置在轨道（9）上的轨道车（2）、控制器（4）、位移数据显示器（5），其特征在于：激光测距仪（1）安装在轨道车（2）顶部并可随轨道车一起移动，在轨道（9）终点与激光测距仪（1）正对处设置反射板（10），激光测距仪（1）通过数据传输线（3）连接控制器（4），控制器（4）分别连接位移数据显示器（5）和交流接触器（6），交流接触器（6）连接电机，电机为电磁式制动交流减速电机由交流电机（7）和减速箱（8）组成。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光测距的直线轨道车定位系统，包括激光测距仪(I)、设置在轨道(9)上的轨道车(2)、控制器(4)、位移数据显示器(5)，其特征在于激光测距仪(I)安装在轨道车(2)顶部并可随轨道车一起移动，在轨道(9)终点与激光测距仪(I)正对处设置反射板(10)，激光测距仪(I)通过数据传输线(3)连接控制器(4)，控制器(4)分别连接位移数据显示器(5)和交流接触器(6)，交流接触器(6)连接电机，电机为电磁式制动交流减速电机由交流电机(7 )和减速箱(8 )组成。2.根据权利要求1所述的基于激光测距的直线轨道车定位系统，其特征在于所述激光测距仪(I)测量距离为200m，精度为Imm ;输出信号为RS485接口，接入控制器(4)。3.根据权利要求1所述的基于激光测距的直线轨道车定位系统，其特征在于所述控制器为西门子PLC S7-200 ;数据传输线(3)为485信号线。4.一种如权利要求1所述基于激光测距的直线轨道车定位系统的定位方法，其特征在于激光测距仪(I)开启时发出激光射到反射板(10)上，再反射回激光测距仪(1)，激光测距仪(I)的数据通过数据传输线(3 )输入控制器(4 )中，控制器(4 )通过计算距离值控制交流接触器(6 )闭合，从而控制电机通过减速箱(8 )使轨道车(...

【专利技术属性】
技术研发人员：车新生，刘磊磊，赵庚，何静，许会，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：