CN203658762U - 轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置，包括安装在桥梁检查车上的采集双轴倾角数据的传感器、微控制器、接口电路、通信口和供电电路，传感器分别与供电电路和微控制器连接，微控制器与接口电路连接，接口电路通过通信口与轨行式桥梁检查车控制***连接。本实用新型为轨行式桥梁检查车控制***提供精确、高灵敏度、安全可靠的双轴倾角监测，适用于各型轨行式桥梁检查车；采用复合数字式传感器取代传统的模拟传感电路，提高装置测量精度和感应灵敏度；现场使用及维护***简单方便，可满足即装即用要求；体积轻小接口简单安装使用方便；装置制造、使用及维护的成本低廉，经济效益优势明显。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁工程装备姿态监测设备领域，具体地指一种轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置。
背景技术
轨行式桥梁检查车利用其夹持器安装于桥梁上弦或下弦布设的轨道上，并在该轨道上做长距离走行和停驻运动；在坡段轨道运行期间，桥梁检查车底盘发生倾斜，其控制***通过对检查车内的载人工作摇篮进行倾斜补偿以使该摇篮始终保持水平状态，即桥梁检查车调平操作；调平过程中，确保载人工作摇篮的摆幅、摇摆率及调平速度等技术指标能够满足载人桥梁检修安全施工作业需要，是该类检查车自动化调平的关键技术和难点技术之一。
轨行式桥梁检查车调平监测***的通常采用“检查车控制***——模拟量变换器——传感器信号放大器——模拟量单倾角传感器”数据传输层级结构，即检查车控制***通过模拟量变换器变算由传感器监测数据得到单向倾角值。该方法的不足主要体现在：专案设计通用性差、单轴倾角测量数据单一且扩展性差、数据变算及传输层级多抗干扰可靠性差、零散部件种类多质量一致性控制难度大、多种供电电源不易管理、现场调校过程繁复，同时也对检查车控制***计算性能要求较高，整体呈现设备及人力成本高、经济效益不佳特点。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置，为轨行式桥梁检查车在大坡段下的运行和停驻的载人平衡监测提供了一种综合成本低、高精度连续和安全易用的实施方法。
为实现上述目的，本实用新型所设计的一种轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置，其特殊之处在于，包括安装在桥梁检查车上的采集双轴倾角数据的传感器、微控制器、接口电路、通信口和供电电路，所述传感器分别与供电电路和微控制器连接，所述微控制器与接口电路连接，所述接口电路通过通信口与轨行式桥梁检查车控制***连接。
进一步地，所述传感器为三轴加速度传感器和陀螺仪。三轴加速度传感器采集加速度三个分量值，陀螺仪采集角速度值。
更进一步地，所述通信口的四线通信缆线与桥梁检查车控制***相连，其中两线提供24V直流电源与供电电路连接，另两线作通信总线与接口电路连接。通信口具备供电功能和通信功能。
更进一步地，所述微控制器与接口电路以异步串行通信UART方式连接。接口电路以异步串行通信UART方式将微控制器与轨行式桥梁检查车控制***连接。
本实用新型通过三轴加速度传感器采集双轴倾角监测值，根据坡行段桥梁检查车双侧不同步造成的弯拉压扭力作用获得矫算参数因子，微控制器对矫算参数因子进行双轴倾角变算得到双轴倾角监测值，接口电路将双轴倾角监测值通过通信总线传输至轨行式桥梁检查车控制***，轨行式桥梁检查车控制***进行倾角补偿运动使检查车保持水平。
与现有技术相比，本实用新型的优点包括：
1）精确、高灵敏度、安全可靠的双轴倾角监测，能普遍适用于各型轨行式桥梁检查车；
2）工厂工装下的嵌入式软件开发与调试替代现场繁复调校工作，更利于产品质量控制；
3）现场应用仅需根据参考基准面设定基准值和通讯方式，组构、使用及维护***简单方便，可满足即装即用要求；
4）采用复合数字式传感器取代传统的模拟传感电路，提高装置的测量精度和感应灵敏度；
5）单一内置电源电路简化了装置电源管理；装置专门处理双轴倾角变算，能降低检查车控制***的性能要求；
6）总线式接口传输抗干扰能力强，便于工作模式指令化管理，可以链式结构扩展多装置应用，适应性强；
7）体积轻小接口简单安装使用方便；装置制造、使用及维护的成本低廉，经济效益优势明显。
附图说明
图1为本实用新型电路原理示意图；
图2为本实用新型应用于桥梁检查车上的示意图。
图中：1.轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置，A.轨行式桥梁检查车，A-1.载人摇篮，A-2.桥梁检查车控制***，A-3.底盘，A-4.驱动推杆。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
如图1所示，本实用新型一种轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置，包括安装在桥梁检查车上的采集双轴倾角数据的传感器、微控制器、接口电路、通信口和供电电路。传感器为三轴加速度传感器和陀螺仪，三轴加速度传感器采集加速度三个分量值，陀螺仪采集角速度值。传感器分别与供电电路和微控制器连接，供电电路为传感器和微控制器提供电源。传感器通过I2C总线与微控制器连接，微控制器内运行嵌入式软件，该软件实现对传感器采集数据的数字滤波计算与双轴倾角变算的计算功能和数据传输与工作模式的控制功能。微控制器以异步串行通信UART方式与接口电路连接。接口电路通过通信口与轨行式桥梁检查车控制***连接。通信口的四线通信缆线与桥梁检查车控制***相连，其中两线提供24V直流电源与供电电路连接，另两线作通信总线与接口电路连接。
本实用新型设计采用ABS或铝制三防材质高强度外壳，满足工业及户外恶劣环境要求，外壳均可拆解为上盖和背盖板两部分，外壳两部分间采用螺栓紧固连接；外壳内螺栓紧固有电路板，电路板规划设计有安装孔、供电电路、传感器、微控制器、接口电路和通信口；通信口与检查车控制***缆线连接，该多功能接口具备供电功能和通信功能；微控制器内运行嵌入式软件，该软件实现对传感器采集数据的数字滤波计算与双轴倾角变算的计算功能和数据传输与工作模式的控制功能。
本实用新型的嵌入式软件的设计内容包括：维护模式、运行模式两种工作模式，其中维护模式包括装置接口通信参数设置、传感器工作参数设置、变算算法选取设置；查询模式，连续上传模式两种数据交互模式，其中查询模式下本实用新型装置仅对主机的查询指令响应监测数据，连续上传模式下本实用新型装置主动按设定周期不间断向桥梁检查车控制***上传监测数据。
采用本实用新型轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置进行桥梁检查车的安装与使用如图2所示，其步骤如下：
1）现场监测精度需要，用螺栓紧固安装至少一个轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置1在轨行式桥梁检查车A中部载人摇篮A-1内的桥梁检查车调平基准监测参考面上；
2）桥梁检查车控制***A-2与轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置1的通信口用四线通信缆线相连，其中两线提供24V直流电源，另两线做总线通信线路；
3）初次安装和维护校准工作时，通过通信口向轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置1发送指令，进行初始值标定校准和基本工作参数的修订；
4）***进入自主调平监测工作；轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置1接收到桥梁检查车控制***的查询指令后即刻返回当前监测角度值；
5）轨行式桥梁检查车A的底盘A-3在沿轨道走行或停驻期间发生倾斜后，轨行式桥梁检查车A的桥梁检查车控制***A-2驱动推杆A-4推动载人摇篮A-1进行倾角补偿运动并使载人摇篮A-1保持水平；
6）桥梁检查车控制***使用该值驱动调平机构；
7）拆除轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置1通信口处缆线，拆除安装螺栓，完成轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置1的拆卸。
Claims (4)
1.一种轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置，其特征在于：包括安装在桥梁检查车上的采集双轴倾角数据的传感器、微控制器、接口电路、通信口和供电电路，所述传感器分别与供电电路和微控制器连接，所述微控制器与接口电路连接，所述接口电路通过通信口与轨行式桥梁检查车控制***连接。
2.根据权利要求1所述的轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置，其特征在于：所述传感器为三轴加速度传感器和陀螺仪。
3.根据权利要求1所述的轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置，其特征在于：所述通信口的四线通信缆线与桥梁检查车控制***相连，其中两线提供24V直流电源与供电电路连接，另两线作通信总线与接口电路连接。
4.根据权利要求1所述的轨行式桥梁检查车姿态调平监测装置，其特征在于：所述微控制器与接口电路以异步串行通信UART方式连接。
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