CN102353328B - 焦炉车辆位置测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焦炉车辆位置测量装置，包括固定在车辆外体上的检测装置和同其配合使用的沿车辆轨道固定的精准定位码牌；定位码牌上设有开槽区，用于表示车辆对应位置信息；检测装置用于检测上述码牌上的车辆对应位置信息，包括红外发射单元、红外接收单元、定位识别单元和调制与信号转换单元；位识别单元检测到定位码牌的存在发出存在信号给同期相连接的调制与信号转换单元，调制与信号转换单元开启红外发射单元和红外接收单元同时记录红外接收单元接收的光源信息，并将该光源信息转化成为二进制数字信息后传送到控制中心中。该位置测量装置具有结构简单、坚固耐用、精度高，并且由于其成本低廉适于在有轨车辆位置检测领域广泛推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种焦炉车辆位置测量装置，尤其涉及一种利用码牌对焦炉车辆进行精准定位的焦炉车辆位置测量装置。
背景技术
焦炉车辆在没有位置识别前，完全靠人工目测对位。不但对不准，而且效率低。对位不准易造成推焦杆刮坏炉壁或推塌炉膛的事故。由于各车无法表示自己的位置，所以要做到联锁是不可能的。这样就会造成推焦机推错炉号，推翻拦焦机，或把红焦炭推到地上的大事故。要解决这一问题，关键是车辆位置的确定。目前国内位置测量，主要是用编码电缆和红外固定尺检测技术。但它们存在的问题是测量误差大，满足不了自动对位的精度要求。另外设备复杂而脆弱、寿命短、维修量大。因此一种新型焦炉车辆位置测量装置急需被研制。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种焦炉车辆位置测量装置。本发明采用的技术手段如下：
一种焦炉车辆位置测量装置，其特征在于包括固定在车辆外体上的检测装置和同其配合使用的沿车辆轨道固定的精准定位码牌；所述定位码牌上设有开槽区，用于表示车辆对应位置信息；所述开槽区由沿定位码牌宽度方向设置的缺口和保留部分构成，缺口由一个以上的单元缺口构成且每个单元缺口用于表示二进制数1或0，所述保留部分由一个以上的单元保留部分构成且每个单元保留部分用于表示二进制数0或1，其中单元缺口宽度和单元保留部分宽度相等；
所述检测装置用于检测上述码牌上的车辆对应位置信息，包括红外发射单元、红外接收单元、定位识别单元和调制与信号转换单元；
所述红外发射单元包含同上述开槽区包含单元缺口个数和单元保留部分个数的和相同，且位置相对应的红外发射光源；相应的红外接收单元设有同所述红外发射单元所含红外发射光源数量相等且位置相对应的红外光源接收元件；
所述调制与信号转换单元，用于控制红外发射单元和红外接收单元的开启，及光电信号的转化；
所述定位识别单元用于检测码牌的存在；
所述定位识别单元检测到定位码牌的存在发出存在信号给同期相连接的调制与信号转换单元，所述调制与信号转换单元开启红外发射单元和红外接收单元同时记录红外接收单元接收的光源信息，并将该光源信息转化成为二进制数字信息后传送到控制中心中。
沿车辆轨道固定的精准位置码牌以等间距单位长度沿轨道设置，并且在车辆的走行轮上还设有旋转编码器用于对两定位码牌之间的位置进行细分测量；所述控制中心在调制与信号转换单元发送过来定位码牌的位置信息后累计相加旋转编码器传回的细分位置信息作为车辆的位置信息，并在调制与信号转换单元发送过来下一定位码牌的位置信息时将旋转编码器传回的数清零从新计数。
所述定位识别单元由设置在红外发射单元和红外接收单元两端的两个发射端和两个接收端相构成，其两个发射端和两个接收端的距离同定位码牌的宽度相等，当其中一端的发射端和接收端被遮挡后，便判断定位码牌的存在，此时调制与信号转换单元处于待定状态，当另一端的发射端和接收端也被遮挡后调制与信号转换单元控制红外发射单元和红外接收单元开启，进行光电信号的转化，并将转化的二进制数字信息传送到控制中心中。
所述定位码牌为不锈钢材质，且其上面的单元缺口宽度和单元保留部分宽度不小于20毫米，且单元缺口宽度和单元保留部分的高度不小于50毫米。
本发明所述的位置测量装置采用分段固定式码牌，不锈钢做载体，红外线做检测光源，其检测精度可达1毫米，另外该装置可与各种智能控制器相配合使用。总体来讲该装置具有结构简单、坚固耐用、精度高，可完全满足焦炉自动对位的要求，使用该装置可提高焦炉机械的生产效率，减轻工人劳动强度，有效避免事故发生，并且由于其成本低廉适于在有轨车辆位置检测领域广泛推广。
附图说明
图1为本发明测量装置的电路结构框图；
图2为本发明中检测装置的结构示意图；
图3为图2的A-A向视图；
图4为图2的B-B向视图；
图5为本发明中定位标牌的结构示意图；
图6为本发明安装结构示意图；
图7为本发明处理流程图。
具体实施方式
本发明的检测原理如下：每排车辆中的每个车在相同的碳化位置都对应着一个唯一的特定码的码牌。码牌上的码值是随意的(本实施利定义其为该码牌所在位置的实际距离值)，但不能重码。除碳化室对应的码牌外，炉体其他位置的码牌也是如此。碳化室间码牌的距离是根据各碳化室之间实际距离来定的。其它码牌的位置是根据要求相对最近的碳化室码牌而定。各码牌间的精确距离经测量后都记录在控制中心的计算机中。每排码牌有一个测量用基准码牌。在测量的过程中距离都是相对该码牌来说，由于是事先定位好的精准位置，并且使用高性能检测单元，所以在进行车辆位置测量的精准度非常高能够满足任何场所的需要。另外，为了节省成本可进行固定单位距离设定码牌，码牌与码牌之间距离测量，可在每辆车的走行轮上还装了一个高分辩率的旋转编码器来实现。因走行轮相对轨道有打滑的现象，所以旋转编码器实测的距离都短于实际距离。为了弥补误差，每到一个标志牌时都会把该牌相对应的距离的绝对值从计算机中取出作为实际值，这样可避免累计误差。且把实时测量误差控制在码牌与码牌之间，因码牌与码牌的距离近，所以检测轮打滑误差也就控制在允许的范围内。码牌位置的精确测量，靠的是测量装置凹型槽下方的两个圆形窗口发出的光束。当这两束光同时被牌边沿挡住时，就是该牌的精确位置。也就是读取该牌在计算机中位置值的时刻。用两束光定位，还可知道此刻车辆的移动方向。
具体实例如下：如图1至图6所示本发明所述的焦炉车辆位置测量装置，包括固定在车辆外体上的检测装置和同其配合使用的沿车辆轨道固定的精准定位码牌；定位码牌上设有开槽区6(如图5所示)，用于表示车辆对应位置信息；其中开槽区6由沿定位码牌宽度方向设置的缺口和保留部分构成，缺口由一个以上的单元缺口构成且每个单元缺口用于表示二进制数1或0，所述保留部分由一个以上的单元保留部分构成且每个单元保留部分用于表示二进制数0或1，其中单元缺口宽度和单元保留部分宽度相等；具体二进制数的位数(即码牌上的缺口或保留部分的多少)根据实际现场的距离进行设定。
其中检测装置用于检测上述码牌上的车辆对应位置信息，包括红外发射单元3、红外接收单元4、定位识别单元5和调制与信号转换单元2(如图2至图4所示)；红外发射单元3包含同上述开槽区6包含单元缺口个数和单元保留部分个数的和相同，且位置相对应的红外发射光源；相应的红外接收单元4设有同所述红外发射单元3所含红外发射光源数量相等且位置相对应的红外光源接收元件；调制与信号转换单元2，用于控制红外发射单元3和红外接收单元4的开启，及光电信号的转化；定位识别单元5用于检测码牌的存在，(可以通过磁性或光源等能够产生存在信号的传感器来实现；本发明实施例采用由设置在红外发射单元3和红外接收单元4两端的两个发射端和两个接收端相构成(如图2所示)，其两个发射端和两个接收端的距离同定位码牌的宽度相等，当其中一端的发射端和接收端被遮挡后，便判断定位码牌的存在，此时调制与信号转换单元2处于待定状态，当另一端的发射端和接收端也被遮挡后调制与信号转换单元2控制红外发射单元3和红外接收单元4开启，进行光电信号的转化，并将转化的二进制数字信息传送到控制中心1中。)其中控制中心1可以为对现场进行监控处理的PLC，也可以为汇总现场所有信息的总控制台，由于其主要是对现场实际距离的一个检测中心，同现有技术的控制中心1相同或相类似，只不过是其中处理的信息发生变化，因此本发明就不对控制中心1组成做过多的描述。
定位识别单元5检测到定位码牌的存在发出存在信号给同期相连接的调制与信号转换单元2，所述调制与信号转换单元2开启红外发射单元3和红外接收单元4同时记录红外接收单元4接收的光源信息，并将该光源信息转化成为二进制数字信息后传送到控制中心1中。沿车辆轨道固定的精准位置码牌以等间距单位长度沿轨道设置，并且在车辆的走行轮上还设有旋转编码器用于对两定位码牌之间的位置进行细分测量；所述控制中心1在调制与信号转换单元2发送过来定位码牌的位置信息后累计相加旋转编码器传回的细分位置信息作为车辆的位置信息，并在调制与信号转换单元2发送过来下一定位码牌的位置信息时将旋转编码器传回的数清零从新计数。定位码牌为不锈钢材质，且其上面的单元缺口宽度和单元保留部分宽度不小于20毫米，且单元缺口宽度和单元保留部分的高度不小于50毫米。
如图5所示本实施例中采用的定位码牌为码牌宽160毫米，高140毫米。沿宽度方向每20毫米表示一位二进制数，这样该盘可表示8位二进制数，也就是能表示256个特征位。如果特征位多于此数，可再增加位数，相应加宽牌的宽度。位置码牌开口采用正逻辑，也就是有缺口的位表示为二进制的1。为了防止阅读头随车颠簸而造成读码错误，每位缺口高度应是50毫米。因环境有腐蚀性气体，码牌采用不锈钢制造。
如图2至图4所示检测装置分两部分，一部分是光电检测板，另一部分是不锈钢外壳。光电检测分三块，一块是红外发射板，一块是红外接收板，再一块是红外光调制与信号转换板。因各路光束靠的近，相互干扰，所以要用调制电路，避免干扰可按如图7所示的电路处理流程图进行处理。另外不锈钢壳体在凹槽两侧各有一条玻璃窗和两个圆形玻璃窗。长条玻璃窗中是8位标志码识别口，下方两圆玻璃窗口是定位识别口。
具体安装实例如图6所示，检测装置安装在焦炉车辆上，定位码牌排成一排安装在相对炉体静止并可使阅读头凹槽部从其适当的上方滑过地方。这样当车辆移动时，就可将其牌上的特征码读入。
本发明还可以应用到其它工业有轨车辆测距上进行使用，由于其原理非常的简明，是本领域技术人员能够联想得到的，所以这里就不在赘述。
另外，以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种焦炉车辆位置测量装置，其特征在于包括固定在车辆外体上的检测装置和同其配合使用的沿车辆轨道固定的精准定位码牌；所述定位码牌上设有开槽区，用于表示车辆对应位置信息；所述开槽区由沿定位码牌宽度方向设置的缺口和保留部分构成，缺口由一个以上的单元缺口构成且每个单元缺口用于表示二进制数1或0，所述保留部分由一个以上的单元保留部分构成且每个单元保留部分用于表示二进制数0或1，其中单元缺口宽度和单元保留部分宽度相等；
所述检测装置用于检测上述码牌上的车辆对应位置信息，包括红外发射单元、红外接收单元、定位识别单元和调制与信号转换单元；
所述红外发射单元包含同上述开槽区包含单元缺口个数和单元保留部分个数的和相同，且位置相对应的红外发射光源；相应的红外接收单元设有同所述红外发射单元所含红外发射光源数量相等且位置相对应的红外光源接收元件；
所述调制与信号转换单元，用于控制红外发射单元和红外接收单元的开启，及光电信号的转化；
所述定位识别单元用于检测码牌的存在；
所述定位识别单元检测到定位码牌的存在发出存在信号给同期相连接的调制与信号转换单元，所述调制与信号转换单元开启红外发射单元和红外接收单元同时记录红外接收单元接收的光源信息，并将该光源信息转化成为二进制数字信息后传送到控制中心中。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于沿车辆轨道固定的精准定位码牌以等间距单位长度沿轨道设置，并且在车辆的走行轮上还设有旋转编码器用于对两定位码牌之间的位置进行细分测量；所述控制中心在调制与信号转换单元发送过来定位码牌的位置信息后累计相加旋转编码器传回的细分位置信息作为车辆的位置信息，并在调制与信号转换单元发送过来下一定位码牌的位置信息时将旋转编码器传回的数清零从新计数。
3.根据权利要求1或2所述的测量装置，其特征在于所述定位识别单元由设置在红外发射单元和红外接收单元两端的两个发射端和两个接收端相构成，其两个发射端和两个接收端的距离同定位码牌的宽度相等，当其中一端的发射端和接收端被遮挡后，便判断定位码牌的存在，此时调制与信号转换单元处于待定状态，当另一端的发射端和接收端也被遮挡后调制与信号转换单元控制红外发射单元和红外接收单元开启，进行光电信号的转化，并将转化的二进制数字信息传送到控制中心中。
4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于所述定位码牌为不锈钢材质，且其上面的单元缺口宽度和单元保留部分宽度不小于20毫米，且单元缺口和单元保留部分的高度不小于50毫米。
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