基于车轮角位移定点修正的走行控制系统的制作方法

1.本实用新型属于铁路工程机械技术领域，具体涉及一种基于车轮角位移定点修正的走行控制系统。


背景技术：

2.转运装置在轨道板运输车上行走至目标轨道板位置，停车位置需要在理论目标位置的一定范围，超出一定范围，转运装置的抓取机构将不能直接抓取轨道板。现有技术中，转运装置在槽型导轨中行走，转运装置车轮装有编码器，控制系统可根据车轮转角位移计算转运装置在运输车上的位移状态，由于轨道板在运输车的位置为固定位置，轨道板以及专用夹具尺寸也为固定尺寸，因此自动转运装置可实现无人化进行轨道板的抓取和转运。为了实现一键式的轨道板自动抓取和移位操作，这就要求转运装置的位置信息准确无误，否则，转运装置将不能停在目标轨道板位置，转运装置将不能实现完全的自动化抓取并移位轨道板的目的。现在尽管可以通过在转运装置车轮处安装编码器来采集转运装置的车轮转角大小，通过车轮几何关系换算可以得到转运装置的位置信息，但是，在特殊工况下，如紧急制动或者转运装置车轮加速起动时，转运装置启动/停车的冲击会造成车轮与轨道之间发生相对滑动，会造成转运装置在运输车上的位移和车轮转动的角位移比例关系丧失，两者存在误差，随着打滑次数增加，累积误差将持续增大，从而造成自动转运装置定位误差偏大，不能实现自动对轨道板进行抓取。因此，为了实现长期精确的定点停车要求，需要对转运装置的行走进行修正。因此有必要提出改进。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的技术问题：提供一种基于车轮角位移定点修正的走行控制系统，本实用新型通过在槽型导轨上一设定位置上安装光电开关，自动转运装置行走至光电开关位置时，光电开关信号触发，强制对自动转运装置车轮轴上的编码器电信号进行校准归零，从而避免自动转运装置车轮长期使用或多次打滑导致的累积误差过大的问题，保证自动转运装置能够对轨道板进行精确抓取。
4.本实用新型采用的技术方案：基于车轮角位移定点修正的走行控制系统，包括设于轨道运输车上的槽型导轨，自动转运装置在槽型导轨上行走，所述自动转运装置上走行控制系统，所述走行控制系统包括设于自动转运装置上的电机、液压泵、比例换向阀、梭阀、液压马达a、液压马达b、制动缸a、制动缸b、编码器b、编码器a，所述液压马达a、制动缸a安装在自动转运装置的前左车轮轴系上，所述液压马达b、制动缸b安装在自动转运装置的前右车轮轴系上，所述编码器a安装在自动转运装置后左车轮轴系，所述编码器b安装在自动转运装置后右车轮轴系；所述电机与液压泵连接，所述液压泵通过单向阀和高压过滤器与比例换向阀连接，所述比例换向阀将液压泵的高压油路和回油路分别与液压马达a、液压马达b的进油口和出油口连接，所述梭阀将连接液压马达a和液压马达b进出油口的高压油连通至制动缸a和制动缸b；所述液压马达a和液压马达b驱动自动转运装置在槽型导轨上行走，
所述槽型导轨上一设定位置上设有光电开关，所述光电开关对行走至此的自动转运装置上的编码器b和编码器a强制进行校准归零。
5.对上述技术方案的进一步限定，所述液压泵的出油口为高压油，吸油口为低压油；所述液压泵吸油口通过散热器和回油过滤器连接油箱，液压泵的高压油上并联有安全溢流阀；所述比例换向阀与液压马达a和液压马达b的进出油管路上连接有截止阀，比例换向阀与液压马达a和液压马达b之间还设置有双向平衡阀。
6.对上述技术方案的进一步限定，所述液压马达a和液压马达b采用摆线液压马达。
7.本实用新型与现有技术相比的优点：
8.1、本方案通过在槽型导轨上一设定位置上安装一光电开关，自动转运装置行走至光电开关位置时，光电开关信号触发，强制对自动转运装置车轮轴上的编码器电信号进行校准归零，从而避免自动转运装置车轮长期使用或多次打滑导致的累积误差过大的问题，保证自动转运装置能够对轨道板进行精确抓取；
9.2、本方案中的走形控制系统通过控制比例换向阀的左右电磁铁得电情况和电流大小来实现液压泵对车轮的前进、后退控制以及速度控制，从而能够实现自动转运装置准确的定点停车功能。
附图说明
10.图1为本实用新型的结构示意图；
11.图2为本实用新型中走行控制系统的原理图。
具体实施方式
12.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
13.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
14.请参阅图1-2，详述本实用新型的实施例。
15.基于车轮角位移定点修正的走行控制系统，包括设于轨道运输车上的槽型导轨19，自动转运装置20在槽型导轨19上行走，所述自动转运装置20上设有走行控制系统，所述走行控制系统包括设于自动转运装置20上的电机1、液压泵2、比例换向阀6、梭阀7、液压马达a10、液压马达b11、制动缸a12、制动缸b13、编码器b14、编码器a15；所述液压马达a10、制动缸a12安装在自动转运装置20的前左车轮轴系上，所述液压马达b11、制动缸b13安装在自动转运装置20的前右车轮轴系上，所述编码器a15安装在自动转运装置20后左车轮轴系，所述编码器b14安装在自动转运装置20后右车轮轴系；所述电机1与液压泵2连接，所述液压泵2通过单向阀4和高压过滤器5与比例换向阀6连接，所述比例换向阀6将液压泵2的高压油路
和回油路分别与液压马达a10、液压马达b11的进油口和出油口连接，所述梭阀7将连接液压马达a10和液压马达b11进出油口的高压油连通至制动缸a12和制动缸b13；所述液压马达a10和液压马达b11驱动自动转运装置20在槽型导轨19上行走，所述槽型导轨19上一设定位置上设有光电开关21，所述光电开关21对行走至此的自动转运装置20上的编码器b14和编码器a15强制进行校准归零。
16.所述液压泵2的出油口为高压油，吸油口为低压油；所述液压泵2吸油口通过散热器16和回油过滤器17连接油箱18，液压泵2的高压油上并联有安全溢流阀3；所述比例换向阀6与液压马达a10和液压马达b11的进出油管路上连接有截止阀9，比例换向阀6与液压马达a10和液压马达b11之间还设置有双向平衡阀8。
17.走行控制系统原理：电机1驱动液压泵2旋转，液压泵2出油口为高压油，吸油口为低压油，连接油箱18。液压泵2高压油口与安全溢流阀3并联，安全溢流阀3用来限制液压系统液压泵最高压力，防止任何意外导致的液压泵出口压力超高液压系统所能承受的最高压力。本方案液压泵2为恒压变量泵，液压泵出口压力为恒定值，小于安全溢流阀3设定的最高压力。单向阀4防止电机1停止时反正转动导致液压油液反向流动。液压泵2高压油经单向阀4流经高压过滤器5，高压过滤器5用来过滤液压油中的杂质，高压过滤器5带有堵塞报警装置，杂质堵塞时发出报警信号。高压油流经高压过滤器5连接比例换向阀6，比例换向阀6为三位四通比例阀，中位状态时，液压泵2排量处于最小排量，液压管路无油液流动。比例换向阀6左电磁铁或右电磁铁得电时，液压泵高压油和回油路分别与液压马达a10、液压马达b11的进油口和出油口连接，液压马达进出油口在压力差的作用下产生输出扭矩。此时，梭阀7将连接液压马达a10和液压马达b11进出油口的高压油连通至制动缸a12和制动缸b13，制动缸a12和制动缸b13在高压油作用下打开，制动缸a12与液压马达a10主轴机械脱离，制动缸b13与液压马达b11主轴机械脱离，液压马达a10和液压马达b11开始旋转，从而驱动车轮前进或者后退。车轮前进或者后退速度大小和比例换向阀6阀口开度大小成正比，阀口开发大小又和比例阀电磁铁得电电流大小成正比，因此，通过控制比例换向阀6电磁铁大小即可控制车轮前进或者后退速度的大小。本实用新型涉及的液压马达采用摆线液压马达，可实现低速转动。为防止大坡道转运装置车轮出现负负载而溜车，比例换向阀6和液压马达之间设置双向平衡阀8，起到背压作用，防止负负载情况下液压马达速度失控，液压马达需要在高压油液作用下方能旋转。当油箱温度达到设定温度时，散热器16开始工作，散热器16选用风冷散热器。回油过滤器17用来过滤液压管路中的杂志颗粒，保证液压系统油液清洁度满足使用要求。本实用新型涉及的走行控制系统可以根据控制指令实现精确定位的功能，编码器a15和编码器b14反馈车辆当前的位置，当位置与指令有偏差时，走形控制系统通过控制比例阀6左右电磁铁得电情况和电流大小来实现车轮的前进、后退控制以及速度控制，从而实现准确的定点停车功能。
18.为了实现自动转运装置对目标轨道板位置的识别和自动转运功能，自动转运装置的位置信息需要准确计算，本实用新型通过在车轮处安装绝对值型编码器，由于自动转运装置速度低，自重大，车轮与槽型轨道基本无滑动发生，因此车轮转动的角位移和转运装置在运输车上的位移成比例关系，通过以下公式计算：s
vehicle
＝f(θ
wheel
)+∑δerr
19.从以上公式可以看出，转运装置的位置信息由编码器的转角通过公式换算而来。
20.然而在特殊工况下，如紧急制动或者转运装置车轮加速起动时，车轮与槽型轨道
可能会发生相对滑动，会造成转运装置在运输车上的位移和车轮转动的角位移比例关系丧失，两者存在误差，随着打滑次数增加，累积误差将持续增大，从而造成自动转运装置定位误差偏大，不能自动对轨道板进行抓取。为避免此类问题发生和保证定位精度，本实用新型在所述槽型导轨19上一设定位置上设有光电开关21，转运装置行走至光电开关位置时，光电开关信号触发，强制对编码器电信号进行校准归零，从而避免转运装置车轮长期使用时导致的累积误差不断积累。
21.本实用新型中，自动转运装置中车轮处采用编码器来采集自动转运装置的位移和速度状态信息，其中的编码器可选用增量式编码器，也可采用其他类型角度传感器，或使用拉线式位移传感器，使用拉线式位移传感器时，传感器钢丝绳在轴上进行缠绕来实现车轮角度的测试，达到编码器的效果。
22.本实用新型中涉及的比例换向阀不限于某种比例换向阀，可扩大为带补偿器的比例换向阀、先导比例换向阀、以及多路阀等。
23.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
24.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。