轨道运输设备控制系统

技术领域

本发明实施例涉及运输设备控制技术，尤其涉及一种轨道运输设备控制系统。

背景技术

如今，随着电力技术的不断发展与用电设备的不断增加，进而导致人们的用电需求也在不断增加，使得输电设备需要同步的增设。

而在输电设备增设过程中需要将各种输电线路材料搬运到施工现场进行安装。由于输电线路材料大都较重以及体积较大，因此多采用轨道运输设备实现对输电线路材料的运输。

然而，在采用轨道运输设备对输电线路材料进行运输时，需要工作人员对轨道运输设备的行进轨道上的障碍物进行观察，并且需要工作人员手动控制轨道运输设备的行进速度，以保证轨道运输设备的安全行驶，对工作人员的需求和依赖较大。

发明内容

本发明提供一种轨道运输设备控制系统，以实现对轨道运输设备的自动化控制，减少对工作人员的需求和依赖。

本发明实施例提供了一种轨道运输设备控制系统，包括：速度采集单元、重量采集单元、坡度采集单元和控制单元；所述速度采集单元、所述重量采集单元和所述坡度采集单元分别与所述控制单元连接；所述速度采集单元采集所述轨道运输设备的运行速度，作为初始速度，所述重量采集单元采集所述轨道运输设备上的承载物的重量信息，所述坡度采集单元采集所述轨道运输设备所处位置的坡度信息；所述控制单元根据所述坡度信息确定所述轨道运输设备的参考速度，所述控制单元根据所述初始速度朝向所述参考速度调整所述轨道运输设备的所述运行速度，所述控制单元根据所述重量信息判断所述承载物是否遗失。

可选的，所述速度采集单元包括转速传感器，所述转速传感器与所述控制单元连接，所述转速传感器设置于所述轨道运输设备的车轮上。

可选的，重量采集单元包括桥式称重传感器、测量电路、偏差增益电路、A/D转换电路和功率放大电路，所述桥式称重传感器设置于所述轨道运输设备上，所述桥式称重传感器、所述测量电路、所述偏差增益电路、所述A/D转换电路和所述功率放大电路依次连接，所述功率放大电路与所述控制单元连接。

可选的，坡度采集单元为坡度传感器、加速度传感器或倾角传感器。

可选的，控制单元包括PID控制器，所述PID控制器以所述初始速度作为输入量，向所述轨道运输设备输出控制信号，调整所述轨道运输设备的速度。

可选的，还包括油门控制器，所述油门控制器与所述PID控制器连接。

可选的，所述油门控制器包括直流电机，所述直流电机的控制端与所述PID控制器连接，所述直流电机的输出端与所述轨道运输设备的油门连接。

可选的，还包括环境采集单元，所述环境采集单元采集所述轨道运输设备的行进路径上的环境信息，所述环境采集单元与所述控制单元连接；

当所述控制单元检测到所述轨道运输设备的行进路径上存在障碍物时，向所述轨道运输设备发出警报信息。

可选的，所述环境采集单元为红外传感器、视觉传感器、激光雷达和/或超声波传感器。

可选的，还包括位置采集单元，所述位置采集单元采集所述轨道运输设备的位置信息，所述采集单元与所述控制单元连接；

当所述控制单元检测到所述轨道运输设备运行至目的地时，向所述轨道运输设备发出停止信号。

本发明通过与控制单元连接的坡度采集单元和速度采集单元对轨道运输设备所处位置的坡度和速度进行采集，实现根据坡度的变化调整轨道运输设备的运行速度，可保证轨道运输设备在运输输电线路材料的过程中的运行稳定性和安全性，并可通过重量采集单元实现对轨道运输设备运输的运输输电线路材料的重量进行监控，在输电线路材料掉落遗失时及时的发现并作出响应，避免在运输的过程中输电线路材料的丢失。

附图说明

图1为本发明实施例提供的气电导管线路检测仪的结构示意图。

图中：

110、控制单元；120、速度采集单元；130、重量采集单元；140、坡度采集单元；150、环境采集单元；160、位置采集单元。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供了一种气电导管线路检测仪，本实施例可适用于对气电导管内的导线的短路情况的检测。

图1为本发明实施例提供的气电导管线路检测仪的结构示意图。本实施例可用于使用轨道运输设备实现输电线路材料的搬运时的轨道运输设备控制的情况。具体的，轨道运输设备控制系统具体包括速度采集单元120、重量采集单元130、坡度采集单元140和控制单元110，并且速度采集单元120、重量采集单元130、坡度采集单元140和控制单元110，速度采集单元120、重量采集单元130和坡度采集单元140分别与控制单元110连接。

速度采集单元120用于采集轨道运输设备的运行速度，作为初始速度，也就是说，速度采集单元120用于采集轨道运输设备当前的运行速度，作为轨道运输设备的初始速度。

速度采集单元120的具体形式可以是多种的，示例性的，速度采集单元120可以是采用速度传感器，或者是加速度传感器，又或者是位移传感器等可满足本发明实施例中速度采集需求的其他形式的速度采集方式，在此不做详尽列出。

重量采集单元130用于采集轨道运输设备上的承载物的重量信息，也就是说，重量采集单元130可实时采集到轨道运输设备运输的货物(输电线路材料)的重量信息。可通过轨道运输设备所承载的货物的重量变化判断在轨道运输设备运输输电线路材料的过程中是否有出现输电线路材料掉落的情况，并及时的发现并提醒输电线路材料遗失的情况。

重量采集单元130可以是设置在轨道运输设备上的压力传感器、桥式称重传感器等可实现对轨道运输设备上的货物称重的传感器。

坡度采集单元140用于采集轨道运输设备所处位置的坡度信息，也就是说，通过坡度采集单元140可采集获得轨道运输设备所处位置的坡度信息，根据轨道运输设备所处位置的坡度可判断轨道运输设备所需的力矩，从而通过调整轨道运输设备的速度实现对轨道运输设备的力矩调整，保证轨道运输设备的稳定运行。

坡度采集单元140可以是采用坡度传感器、加速度传感器或倾角传感器等传感器实现，也可以是其他能够满足本发明实施例中对于轨道运输设备所处位置的坡度采集需求的其他结构，在此不做详尽的列出。

在其他实施例中，对于坡度采集单元140，还可以是其他的形式，示例性的，预先对轨道运输设备的行进轨道进行三维建模，将整个轨道的信息预先构建出来。然后结合位置检测传感器，例如GPS等对轨道运输设备的位置进行实时的获取，然后再在三维模型中获取对应位置的坡度，进而实现对轨道运输设备的行进速度的调整和控制。

在本发明实施例中，控制单元110分别与速度采集单元120、重量采集单元130、坡度采集单元140连接，通过速度采集单元120、重量采集单元130、坡度采集单元140获取轨道运输设备运行过程中的初始速度、重量信息和坡度信息，并根据初始速度、重量信息和坡度信息对轨道运输设备的运行进行控制。控制单元110根据轨道运输设备所处位置的坡度信息确定轨道运输设备运行所需的参考速度，然后结合轨道运输设备的初始速度对轨道运输设备进行调整控制，以使轨道运输设备运行在轨道运输设备所处位置的坡度对应的参考速度下，并且在轨道运输设备运行的过程中监控轨道运输设备的承载重量，以及时的在轨道运输设备上的输电线路材料掉落时做出响应，以提醒工作人员及时的处理输电线路材料掉落的问题，保证输电线路材料被准确的运输到目的地。

在具体实现中，控制单元110可以是单片机、微型计算机等，单片机、微型计算机内储存有与本发明实施例对应的软件程序、计算机可执行程序以及模块，以实现本发明实施例中的控制单元110的功能。

本发明实施例通过与控制单元110连接的坡度采集单元140和速度采集单元120对轨道运输设备所处位置的坡度和速度进行采集，实现根据坡度的变化调整轨道运输设备的运行速度，可保证轨道运输设备在运输输电线路材料的过程中的运行稳定性和安全性，并可通过重量采集单元130实现对轨道运输设备运输的运输输电线路材料的重量进行监控，在输电线路材料掉落遗失时及时的发现并作出响应，避免在运输的过程中输电线路材料的丢失。

在本发明实施例中，速度采集单元120、重量采集单元130、坡度采集单元140与控制单元110的连接采用通讯连接。通讯连接是一种连接方式，通过信号的传输交互，在连接的设备之间构成通讯。通讯连接可包括有线连接和无线连接。

在一些示例中，速度采集单元120可包括转速传感器，并将转速传感器与控制单元110连接，而转速传感器则设置于轨道运输设备的车轮上。在轨道运输设备运行过程中转速传感器随轨道运输设备的车轮一起转动，从而使得控制单元110可通过转速传感器获取到车轮的转速，进而获取轨道运输设备的运行速度，作为参考速度。在其他实施例中，除了上述的转速传感器还可以是其他的结构形式，只要能够实现速度的采集即可。

在一个具体的示例中，重量采集单元130包括桥式称重传感器、测量电路、偏差增益电路、A/D转换电路和功率放大电路，桥式称重传感器设置于轨道运输设备上，桥式称重传感器、测量电路、偏差增益电路、A/D转换电路和功率放大电路依次连接，功率放大电路与控制单元110连接。通过桥式称重传感器对轨道运输设备的重量进行检测，然后通过测量电路对桥式称重传感器的电流信号进行采集，最后通过偏差增益电路、A/D转换电路和功率放大电路对桥式称重传感器的检测信号进行增益、转换和放大，最终以使控制单元110可通过桥式称重传感器获取轨道运输设备的载重信息。

在本发明的一个可选的实施例中，控制单元110包括PID控制器，PID控制器以初始速度作为输入量，向轨道运输设备输出控制信号，调整轨道运输设备的速度。

PID控制器(比例-积分-微分控制器)，由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同，PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，这样可以使系统更加准确，更加稳定。可以通过数学的方法证明，在其他控制方法导致系统有稳定误差或过程反复的情况下，一个PID反馈回路却可以保持系统的稳定。

在具体实现中，还包括油门控制器，PID控制器以初始速度作为输入量，以油门控制器的控制信号作为输出量，从而实现根据初始速度与参考速度的比较控制油门控制器的油门开合，从而实现对轨道运输设备的速度控制，以使轨道运输设备运行在根据轨道运输设备所处位置的坡度确定的参考速度下。

具体的，油门控制器包括直流电机，直流电机的控制端与PID控制器连接，直流电机的输出端与轨道运输设备的油门连接。通过PID控制器对直流电机的电流控制，从而实现对轨道运输设备的油门的大小控制，进而实现对轨道运输设备的速度控制。

可选的，还包括环境集单元150，环境集单元150采集轨道运输设备的行进路径上的环境信息，环境集单元150与控制单元110连接，当控制单元110检测到轨道运输设备的行进路径上存在障碍物时，向轨道运输设备发出警报信息。

具体的，环境集单元150为红外传感器、视觉传感器、激光雷达和/或超声波传感器。环境集单元150可通过传感器(红外传感器、视觉传感器、激光雷达、超声波传感器等)感知周围环境，其中，通过红外传感器能够感知温度发现周围活体动物，通过视觉传感器感知识别物体种类，通过激光雷达对周围环境进行三维建模，通过超声波传感器感知近距离的障碍，当轨道运输设备的周围(3m之内)出现活体动物或人员和阻碍轨道运输设备正常运行的物体，控制单元110可控制轨道运输设备制动停下，并发出警报信号。

在一个可选的实施例中，还包括位置集单元160，位置集单元160采集轨道运输设备的位置信息，采集单元与控制单元110连接，当控制单元110检测到轨道运输设备运行至目的地时，向轨道运输设备发出停止信号。

控制单元110通过位置集单元160可实时获取轨道运输设备所处的位置，以根据轨道运输设备的位置控制轨道运输设备的运行状态，例如在轨道运输设备行驶到目的地时控制轨道运输设备停下，以便于工作人员装卸输电线路材料，或者是辅助工作人员对轨道运输设备进行定位，在发生故障或发生其他情况时对轨道运输设备进行定位，以便于工作人员对轨道运输设备进行相应的操作。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。