[发明专利]基于激光测距的直线轨道车定位系统及方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种基于激光测距的直线轨道车定位系统及方法，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。

背景技术

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—对正停车—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：

（1）实用新型专利名称：机械式停车设备搬运器用激光测距定位装置（专利号：98240435.2），该发明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）实用新型专利名称：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）实用新型专利名称：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）发明专利名称：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）发明专利名称：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、y、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）发明专利名称：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。

发明内容

发明目的：

本发明的目的是提供一种基于激光测距的直线轨道车定位系统及方法，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：

本发明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1mm；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—停车—点动对位”控制电机的方法：