防护式格雷母线定位系统技术方案

本发明专利技术涉及自动控制定位系统，具体是一种基于格雷码的长线定位的防护式格雷母线定位系统。包括信号线、GND线、行走电磁铁，所述n根信号线根据格雷母编码规律上下换位分别布置在各自的由条形绝缘薄板制作的骨架上，一根GND线布置在一个独立的所述骨架的下边缘上，所述n个载有信号线的骨架和一个载有GND线的骨架叠合在一起，组装在一个不导磁的防护罩内构成格雷母线结构；所述行走电磁铁沿所述格雷母线结构平行布置，其产生的磁力线垂直于所述格雷母线结构的侧立面。本发明专利技术定位精度适中，抗干扰能力强，适应恶劣环境，安装简单，可靠性高，适用于冶金、选矿、水泥、发电、运输等行业的轨道式天车、行车、起重机等自动控制定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道式天车、行车、起重机的自动控制定位系统，具体是一种基于格雷码的用于长线定位的防护式格雷母线定位系统。
技术介绍
在冶金、选矿、水泥、发电、运输等行业中，大量使用轨道式天车、行车、起重机，其实现自动控制必须有可靠的定位系统。对这类设备定位的要求是:①一维定位，范围在几百米范围精度要求不高，在数厘米范围即可；③可靠性要求极高，抗电磁干扰，适应恶劣环境。目前应用较多的位置检测的方法有: ①行程开关:安装在轨道旁边，当行车走过来时就会碰到机械开关，从而产生一个开关量送到PLC，说明该机械已到位置。②旋转编码器:通过安装在车轮上的旋转编码器检测机车的位置。上述方法主要缺点是:接触式测量，具有机械动作部件，可靠性低，定位不精确，维护工作量大。③激光:利用激光传输时间来测量距离的基本原理即通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离，是一种连续非接触位置检测。④红外:采用高频调制的编码红外光进行识别定位，是一种连续非接触位置检测。上述方法主要缺点是:抗干扰能力差，不能适应恶劣环境。专利CN1844848、CN2915813描述了一种定位装置及其方法，其特点是设置一条以格雷编码交叉的母线，采用电磁感应原理来进行位置检测和数据通信，是一种连续非接触绝对定位的工作方式。优点是宽容度比较大，可以用在直线或环形位移检测，定位精度适中。但CN1844848、CN2915813具有以下缺点:①母线本身结构复杂，成本高昂，不适合普及生产；②母线本身是以绝缘材料和导体构成，由于原理的限制，无法加金属防护罩，影响了整个系统的可靠性和寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于格雷码的用于长线定位的防护式格雷母线定位系统，其定位精度适中，抗干扰能力强，适应恶劣环境，安装简单，可靠性高，适合普及生产。实现本专利技术目的的技术方案是: 一种防护式格雷母线定位系统，包括信号线、GND线、行走电磁铁，所述η根信号线根据格雷母编码规律上下换位分别布置在各自的由条形绝缘薄板制作的骨架上，一根GND线布置在一个独立的所述骨架的下边缘上，所述η个载有信号线的骨架和一个载有GND线的骨架叠合在一起，组装在一个不导磁的防护罩内构成格雷母线结构；所述行走电磁铁沿所述格雷母线结构平行布置，其产生的磁力线垂直于所述格雷母线结构的侧立面。更进一步，所述构成骨架的条形绝缘薄板，其上边和下边分别钻有一排通孔，所述信号线穿过所述通孔并按格雷码编码规则上下换位；GND线沿所述条形绝缘薄板下边的一排通孔穿线，穿好线的条形绝缘薄板叠合且对齐后穿入所述防护罩罩体，并通过防护罩内灌注的环氧树脂封装固定，形成一节格雷母线。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是: ①检测信号为对地电压信号，以对地电压的大小或有无来定义信号的0、1，这样η位的格雷母线只需要η根信号线和一根地线即可，简化了结构。②用电磁铁产生的低频磁场感应信号，这样磁场能有效穿透不导磁的金属防护罩，实现防护。③采用电磁铁产生磁场，可直接采用工频电源，在行车上可直接将电磁铁并联在抱闸线圈上，现场安装方便，产生的磁场强度大，有利于提高系统的可靠性。附图说明图1为格雷母线定位原理示意图。图2为图1中RO信号线和GND线之间产生的信号电压示意图。图3为信号线和GND线在骨架上布置图。图4为防护式格雷母线结构示意图。图5为控制电路方框图。图中:信号线1，GND线2，行走电磁铁3，条形绝缘薄板4，通孔5，防护罩6，叠合在一起的信号线及其骨架7。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，目的仅在于更好地理解本
技术实现思路
。因此，所举之例并不限制本专利技术的保护范围。本实施例是一个四位格雷码的防护式格雷母线定位系统，如果基本节距是200，则定位长度为3.2米。参见图1，从上到下分别是产生格雷码位置信号的R3、R2、RU RO的信号线。可以看出每根信号线I根据格雷码编码规律上下换位，GND线2沿下位布设。行走电磁铁3(100X200电磁铁)产生的磁力线垂直于纸面。当电磁铁产生交变磁场时,根据电磁感应原理，在RO信号线和GND线之间产生的信号电压如图2所示。电压值在中值以上作为数字信号1，电压值在中值以下作为数字信号O。行走电磁铁3在不同的位置R3、R2、R1、R0线输出的电压信号构成格雷码，对应不同的位置，从而实现基本定位，分辨率为RO线的基本节距。在一个节距内行走电磁铁3在不同的位置电压也不同，分析电压值，可分辨细分位置，实现精确定位。参见图3，采用条形绝缘薄板4为骨架，条形绝缘薄板4的上边和下边分别钻有一排通孔5，四根信号线I穿过相应通孔5并按格雷码编码规则上下换位；GND线2沿条形绝缘薄板4下边的一排通孔5穿线，穿好线的条形绝缘薄板4叠合且对齐后穿入防护罩6罩体，并通过防护罩6内灌注的环氧树脂封装固定，形成一节格雷母线。可根据现场的需求长度，由不同位数和编码的多节母线构成实际的定位系统的母线。防护罩6选用不导磁的金属材料，如不锈钢或铝合金，有一定的涡流损耗，但电磁铁产生的低频磁场能够有效穿透，形成有效的信号，可靠性和抗干扰性都很强，适合现场安装。参见图5，控制电路控制行走电磁铁3通电工作，行走电磁铁3的磁场在格雷母线上感应电压信号后，经放大、调理后，由单片机完成信号分析、解码等工作，输出位置信息。本实施例所述防护式格雷母线定位系统，适用于冶金、选矿、水泥、发电、运输等行业的轨道式天车、行车、起重机等的自动控制定位。权利要求1.一种防护式格雷母线定位系统，包括信号线、GND线、行走电磁铁，其特征在于，所述η根信号线根据格雷码编码规律上下换位分别布置在各自的由条形绝缘薄板制作的骨架上，一根GND线布置在一个独立的所述骨架的下边缘上，所述η个载有信号线的骨架和一个载有GND线的骨架叠合在一起，组装在一个不导磁的防护罩内构成格雷母线结构；所述行走电磁铁沿所述格雷母线结构平行布置，其产生的磁力线垂直于所述格雷母线结构的侧立面。2.根据权利要求1所述的防护式格雷母线定位系统，其特征在于，所述构成骨架的条形绝缘薄板，其上边和下边分别钻有一排通孔，所述信号线穿过所述通孔并按格雷码编码规则上下换位；GND线沿所述条形绝缘薄板下边的一排通孔穿线，穿好线的条形绝缘薄板叠合且对齐后穿入所述防护罩罩体，并通过防护罩内灌注的环氧树脂封装固定，形成一节格雷母线。全文摘要本专利技术涉及自动控制定位系统，具体是一种基于格雷码的长线定位的防护式格雷母线定位系统。包括信号线、GND线、行走电磁铁，所述n根信号线根据格雷母编码规律上下换位分别布置在各自的由条形绝缘薄板制作的骨架上，一根GND线布置在一个独立的所述骨架的下边缘上，所述n个载有信号线的骨架和一个载有GND线的骨架叠合在一起，组装在一个不导磁的防护罩内构成格雷母线结构；所述行走电磁铁沿所述格雷母线结构平行布置，其产生的磁力线垂直于所述格雷母线结构的侧立面。本专利技术定位精度适中，抗干扰能力强，适应恶劣环境，安装简单，可靠性高，适用于冶金、选矿、水泥、发电、运输等行业的轨道式天车、行车、起重机等自动控制定位。文档编号G01B7/00GK103090776SQ20131001563公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日专利技术者郝成, 梁秀满, 杨志刚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防护式格雷母线定位系统，包括信号线、GND线、行走电磁铁，其特征在于，所述n根信号线根据格雷码编码规律上下换位分别布置在各自的由条形绝缘薄板制作的骨架上，一根GND线布置在一个独立的所述骨架的下边缘上，所述n个载有信号线的骨架和一个载有GND线的骨架叠合在一起，组装在一个不导磁的防护罩内构成格雷母线结构；所述行走电磁铁沿所述格雷母线结构平行布置，其产生的磁力线垂直于所述格雷母线结构的侧立面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝成，梁秀满，杨志刚，王建民，刘振东，崔策，
申请(专利权)人：河北联合大学，
类型：发明
国别省市：