轨道运行设备行走机构自适应曲线轨道控制系统

技术领域

本发明涉及建筑施工或者物流领域。更具体地说，本发明涉及一种轨道运行设备行走机构自适应曲线轨道控制系统。

背景技术

现公路工程施工或桥梁工程施工采用预制箱梁装配工艺范围较广，因场地条件限制，预制厂建设场地存在不规则、有曲线的情况，一般通用的轨道运行设备行走机构、系统只能适用于直线轨道，无法兼容有曲线的轨道情况，特别是曲率半径不断变化的轨道。实际使用中，如果将常规轨道运行设备用在曲线轨道上，极其容易出现啃轨、脱轨，甚至倾覆等问题。目前，因轨道运行设备行走机构没有一种良好的适应曲线轨道的控制手段，对场地规划、施工方案设计造成了较大的限制，从而导致施工成本增加或较大安全隐患。轨道运行设备行走机构自适应曲线轨道控制系统能很好的解决轨道运行设备在曲线轨道上安全行走的问题，使轨道运行设备能在曲线轨道上安全、有效的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道运行设备行走机构自适应曲线轨道控制系统，能使设备在曲线轨道上安全、有效运行。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种轨道运行设备行走机构自适应曲线轨道控制系统，左曲线轨道、右曲线轨道上的同一径向断面对应的两个点设置一组RFID标签，并沿左曲线轨道和右曲线轨道方向每间隔一定距离设置一组RFID标签；

RFID读写器对称设置于左支腿和右支腿上，RFID读写器在其有效读写范围内通过无线射频识别，读取RFID标签的位置信息；

PLC控制器，其与RFID读写器连接；

驱动左支腿和右支腿的电机均与变频器连接，变频器与PLC控制器通过通讯线连接。

优选的是，左支腿和右支腿底部均具有车轮轮箱，车轮轮箱和对应的左支腿/右支腿可水平转动的连接。

优选的是，车轮轮箱和对应的左支腿/右支腿通过水平转铰连接。

优选的是，左曲线轨道的轨道梁和右曲线轨道的轨道梁上均设置有卡槽，所述卡槽用于安装RFID标签，并在卡槽中填充环氧树脂层。

优选的是，所述RFID标签直接贴附于左曲线轨道和右曲线轨道上，或直接贴附于左曲线轨道的轨道梁和右曲线轨道的轨道梁上。

优选的是，RFID读写器通过支架安装于左支腿和右支腿上。

优选的是，所述车轮轮箱底部设置有前后两组行走轮，RFID读写器通过支架安装于左支腿和右支腿上，所述支架位于前后两组行走轮之间的车轮轮箱的一侧；

所述支架包括底板和竖板，所述竖板固定于车轮轮箱的一侧，所述底板垂直设置于竖板的底部，所述RFID读写器固定于底板的底面，所述底板的外周大于所述RFID读写器，以将其遮挡。

优选的是，还包括水平设置于车轮轮箱一侧的连接架，所述竖板通过连接架与所述车轮轮箱固定，所述支架的两侧均设置有清障组件，所述清障组件包括：

电动推杆和推板，所述电动推杆通过连接杆固定，所述电动推杆与所述PLC控制器连接，所述连接杆为L形结构，其一端与连接架固定，所述连接杆的另一端向车轮轮箱的箱体底面延伸，所述电动推杆与连接杆的另一端固定，且所述电动推杆设置为平行于轨道梁的宽度方向向外伸缩，所述电动推杆的伸缩端与推板连接；

转板，其铰接于所述底板的宽度边，所述转板的两侧均延伸出所述底板的宽度边；所述转板的铰接端连接有第一面板；

挡板，其垂直固定于底板的底面，所述挡板设置为当转板转动角度α后对所述转板限位；

第一接近开关和第二接近开关；所述第一接近开关和第二接近开关均与PLC控制器连接，所述第一接近开关设置于所述挡板上，所述底板的宽度边上连接第二面板，所述第二面板上设置有第二接近开关；当转板向挡板方向转动至设定位置后，所述第一接近开关感应到转板将信号发送至PLC控制器，所述PLC控制器控制所述电动推杆顶推所述推板，当转板回位时，第一面板与第二面板接近至设定位置后，所述第二接近开关感应到第一面板将信号发送至PLC控制器，所述PLC控制器控制所述电动推杆缩回。

优选的是，还包括人机界面显示模块，其与PLC控制器连接。

本发明至少包括以下有益效果：

在行走设备的基础上，增加了变频驱动和曲线轨道自动适应功能，能够使设备在曲线轨道上安全、有效运行。特别适用于曲线轨道的预制厂进行吊装作业，提高了轨道运行设备的应用范围，减少设备的闲置和资源浪费，可有效节省成本。增加清障组件，能够及时清除碎石，延长RFID读写器的使用寿命。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是轨道运行设备行走机构自适应曲线轨道控制系统结构拓扑图；

图2是左支腿和右支腿设置于左曲线轨道和右曲线轨道上的结构示意图；

图3是车轮轮箱和水平转铰的结构示意图；

图4是RFID标签在左曲线轨道和右曲线轨道上的布置示意图；

图5是清障组件的结构示意图。

附图标记说明：1车轮轮箱，2水平转铰，3支架，4RFID标签，5RFID读写器，6左曲线轨道，7轨道梁，8车轮，9右曲线轨道，10连接架，11连接杆，12电动推杆，13转板，14挡板，15第一接近开关，16第二接近开关，17第一面板，18第二面板，19行走轮，20竖板。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

九绵高速项目采用预制箱梁安装工艺，因场地条件限制，预制箱梁吊装需要用到曲线轨道的门式起重机进行吊装作业。如采用通用门式起重机作业，则会减少场地的使用，制梁数量不能满足要求，将降低施工效率，增加施工成本。因此，将本申请的轨道运行设备行走机构自适应曲线轨道控制系统应用于九绵高速项目预制厂。

如图1～4所示，轨道运行设备行走机构自适应曲线轨道控制系统，左曲线轨道6、右曲线轨道9上的同一径向断面对应的两个点设置一组RFID标签4，并沿左曲线轨道6和右曲线轨道9方向每间隔一定距离设置一组RFID标签4(如图4所示，左曲线轨道6上a1标签、b1标签…i1标签，右曲线轨道9上a2标签、b2标签…i2标签)，RFID标签4在左曲线轨道6和右曲线轨道9上设置的越密集，两条支腿的同步性越好，能够让门式起重机车轮8始终沿轨道切线方向行驶，而不会出现斜交啃轨、脱轨、倾覆等现象。

RFID读写器5对称设置于左支腿和右支腿上，RFID读写器5在其有效读写范围内通过无线射频识别，读取RFID标签4的位置信息；

PLC控制器，其与RFID读写器5连接，从而获得左支腿和右支腿的位置信息，并判定左、右支腿抵达这一组RFID标签4的先后顺序，并计算出不同步的偏差距离。

驱动左支腿和右支腿的电机均与变频器连接，变频器与PLC控制器通过带以太网网络接口的通讯线连接。通过PLC控制左支腿和右支腿的变频器频率，调整左右支腿的电机速度，从而消除不同步的偏差距离，实现在在曲线轨道上的可靠运行。在本实施例中，当门式起重机行走到下一组RFID标签4，再次进行左右支腿的同步对比，消除左右支腿的不同步偏差，如此动态循环，确保左右支腿保持在一定的同步偏差范围内。

进一步地，车轮轮箱1和对应的左支腿/右支腿通过水平转铰2连接，所述水平转铰2相当于一个平面轴承。由于水平转较的存在，车轮8行驶在曲线轨道时，车轮轮箱1可以随着轨道曲线水平旋转，自动适应轨道的弧度变化，可进一步避免啃轨现象。

进一步地，左曲线轨道6的轨道梁7和右曲线轨道9的轨道梁7上均设置有卡槽，所述卡槽用于安装RFID标签4，并在卡槽中填充环氧树脂层。

在其它实施方案中，所述RFID标签4也可以采用直接贴附于左曲线轨道6和右曲线轨道9上，或直接贴附于左曲线轨道6的轨道梁7和右曲线轨道9的轨道梁7上的方式。

进一步地，RFID读写器5通过支架3安装于左支腿和右支腿上，支架3优选可调节式，方便根据现场情况调节RFID读写器5与RFID标签4的距离。

进一步地，所述车轮轮箱底部设置有前后两组行走轮19，RFID读写器通过支架安装于左支腿和右支腿上，所述支架位于前后两组行走轮19之间的车轮轮箱的一侧；

所述支架包括底板和竖板，所述竖板固定于车轮轮箱的一侧，所述底板垂直设置于竖板的底部，所述RFID读写器固定于底板的底面，所述底板的外周大于所述RFID读写器，以将其遮挡。

进一步地，如图5所示，还包括水平设置于车轮轮箱一侧的连接架10，所述竖板20通过连接架10与所述车轮轮箱固定，所述支架的两侧均设置有清障组件，所述清障组件包括：

电动推杆12和推板，所述电动推杆12通过连接杆11固定，所述电动推杆12与所述PLC控制器连接，所述连接杆11为L形结构，其一端与连接架10固定，所述连接杆11的另一端向车轮轮箱的箱体底面延伸，所述电动推杆12与连接杆11的另一端固定，且所述电动推杆12设置为平行于轨道梁的宽度方向向外伸缩，所述电动推杆12的伸缩端与推板连接；

转板13，其铰接于所述底板的宽度边(底板的宽度边与轨道梁的宽度边基本同向)，所述转板13的两侧均延伸出所述底板的宽度边；所述转板13的铰接端连接有第一面板17；

挡板14，其垂直固定于底板的底面，所述挡板14设置为当转板13转动角度α后对所述转板13限位；

第一接近开关15和第二接近开关16；所述第一接近开关15和第二接近开关16均与PLC控制器连接，所述第一接近开关15设置于所述挡板14上，所述底板的宽度边上连接第二面板18，所述第二面板18上设置有第二接近开关16；当转板13向挡板14方向转动至设定位置后，所述第一接近开关15感应到转板13将信号发送至PLC控制器，所述PLC控制器控制所述电动推杆12顶推所述推板，当转板13由于重力作用回位时，第一面板17与第二面板18接近至设定位置后，所述第二接近开关16感应到第一面板17将信号发送至PLC控制器，所述PLC控制器控制所述电动推杆12缩回。

在上述技术方案中，车轮轮箱在轨道上行进时，现场施工会掉落一些混凝土碎块或石块到轨道上影响RFID读写器的行进，设置于车轮轮箱上的RFID读写器的高度不能设置过高，否则无法和RFID标签有效的识别，导致RFID读写器经常与碎块发生碰撞，影响RFID读写器的使用寿命，为此设计了一种清障组件，优选的是转板13竖直设置时，其底面高度与RFID读写器的底面高度一致，当掉落于轨道上的碎块高度低于RFID读写器，则不影响RFID读写器跟随车轮轮箱正常行走，当碎块的高度高于RFID读写器的底面时，碎块首先与转板13接触，车轮轮箱继续向前行走，碎块使转板13发生转动，转板13与挡板14之间达到设定位置后，第一接近开关15感应到转板13将信号发送至PLC控制器，PLC控制器控制所述电动推杆12顶推所述推板，通过推板将碎块从轨道上清除，清除碎块后，转板13由于重力作用回位，第一面板17与第二面板18接近至设定位置后，所述第二接近开关16感应到第一面板17将信号发送至PLC控制器，所述PLC控制器控制所述电动推杆12缩回。车轮轮箱在轨道上可双向运行，因此在RFID读写器的两侧均设置了清障组件。

进一步地，还包括人机界面显示模块，其与PLC控制器连接。

通过轨道运行设备行走机构自适应曲线轨道控制系统解决了门式起重机在曲线轨道上行走的问题，提高了场地的使用面积，增加了预制梁数量，为项目的施工生产带来了切实的好处。

需要说明的是在实际实现过程中，本申请的系统不仅限于本实施例中的门式起重机，也适用于其他轨道运行设备；系统之间的通讯不限于本实施例中的RS-485以及以太网。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。