[发明专利]一种码盘式刀闸状态激光监测装置

权利要求书

1.一种码盘式刀闸状态激光监测装置，其特征在于，包括：

激光发射器、光敏元件接收器、码盘；

所述激光发射器用于发射激光；

所述光敏元件接收器用于接收所述激光发射器发射的激光，并在接收到所述激光时输出用于表征所述刀闸发生状态变化的电信号；

所述码盘设置在所述刀闸的刀闸本体的旋转传动轴上，当所述刀闸发生动作时，所述旋转传动轴带动所述码盘旋转；

所述码盘设置在所述激光发射器与所述光敏元件接收器之间，且所述码盘上蚀刻有光栅，在所述码盘转动时，所述激光发射器发出的激光在透过所述光栅后能够被所述光敏元件接收器接收到。

2.根据权利要求1所述的码盘式刀闸状态激光监测装置，其特征在于，还包括：信号处理单元；

所述信号处理单元用于接收所述光敏元件接收器输出的电信号，并根据所述电信号结合时间计算，转换成所述刀闸的机械位移量，并与所述刀闸的理论位置进行比较，从而判断所述刀闸的状态。

3.根据权利要求2所述的码盘式刀闸状态激光监测装置，其特征在于，所述信号处理单元，在用于接收所述光敏元件接收器输出的电信号，并根据所述电信号结合时间计算，转换成所述刀闸的机械位移量，并与所述刀闸的理论位置进行比较，从而判断所述刀闸的状态时，具体用于：

在接收到所述光敏元件接收器输出的电信号时，记录接收到所述电信号的当前时间、光强、码盘位置；所述的光强是指所述光敏元件接收器接收到的激光的强度；所述码盘位置是指所述码盘旋转时所述激光发射器照射的位置；

以所述当前时间为横轴，以所述码盘位置为纵轴，生成离散数据位置的拟合曲线，并根据所述刀闸的操作转动特性，将所述拟合曲线分解为启动阶段、运行阶段、截止阶段；

对所述拟合曲线的启动阶段、运行阶段、截止阶段的特征进行提取；所述特征包括所述光强的大小、各个阶段的持续时间长度；

用所述拟合曲线与预设的自学习数学模型进行比较，通过曲线相似度比较技术判断所述刀闸的分合闸是否到位，并输出刀闸状态识别值；所述刀闸状态识别值包括：合状态有效、分状态有效、不确定状态。

4.根据权利要求3所述的码盘式刀闸状态激光监测装置，其特征在于，所述信号处理单元，还用于：

将所述刀闸每次的分合闸数据作为学习数据，更新所述自学习数学模型；

根据更新的所述自学习数学模型，计算并设置所述刀闸操作时的启动阶段、运行阶段、截止阶段的每个时间点所对应的码盘位置的最大许用区间；所述最大许用区间包括位置上限和位置下限；

根据更新的所述自学习数学模型，计算并设置所述刀闸操作时的启动阶段、运行阶段、截止阶段的合理的工作时间范围；所述工作时间范围包括时间上限和时间下限。

5.根据权利要求3所述的码盘式刀闸状态激光监测装置，其特征在于，所述信号处理单元在用于通过曲线相似度比较技术判断所述刀闸的分合闸是否到位时，具体用于：

在所述启动阶段、所述运行阶段、所述截止阶段中的任意一个阶段，当所述拟合曲线中的所述当前时间对应的幅值高于所在阶段的所述位置上限或者低于所在阶段的所述位置下限时，判定分合闸异常，输出无效状态；

当所述启动阶段、所述运行阶段、所述截止阶段中的任意一个阶段的时间长度高于所在阶段的所述时间上限或者低于所在阶段的所述时间下限时，判定分合闸异常，输出无效状态。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的码盘式刀闸状态激光监测装置，其特征在于：

所述码盘上蚀刻的所述光栅分布在所述码盘的边缘，排布成扇形或者圆环形，且所述光栅的分布参数与所述刀闸状态监测的精度相对应；

所述分布参数包括所述光栅的密度和/或所述光栅到所述旋转传动轴的中心点的距离。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的码盘式刀闸状态激光监测装置，其特征在于：

所述码盘与所述旋转传动轴同轴安装，所述刀闸发生动作时，所述码盘同步旋转，所述码盘上的传感器检测码盘位置；

所述激光发射器与所述光敏元件接收器固定安装在所述刀闸本体的基座上，且不随所述刀闸的动作发生位移变化。