軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置，包括安裝在橋梁檢查車上的采集雙軸傾角數(shù)據(jù)的傳感器、微控制器、接口電路、通信口和供電電路，傳感器分別與供電電路和微控制器連接，微控制器與接口電路連接，接口電路通過通信口與軌行式橋梁檢查車控制系統(tǒng)連接。本實用新型為軌行式橋梁檢查車控制系統(tǒng)提供精確、高靈敏度、安全可靠的雙軸傾角監(jiān)測，適用于各型軌行式橋梁檢查車；采用復(fù)合數(shù)字式傳感器取代傳統(tǒng)的模擬傳感電路，提高裝置測量精度和感應(yīng)靈敏度；現(xiàn)場使用及維護(hù)系統(tǒng)簡單方便，可滿足即裝即用要求；體積輕小接口簡單安裝使用方便；裝置制造、使用及維護(hù)的成本低廉，經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢明顯。
【專利說明】軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及橋梁工程裝備姿態(tài)監(jiān)測設(shè)備領(lǐng)域，具體地指一種軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]軌行式橋梁檢查車?yán)闷鋳A持器安裝于橋梁上弦或下弦布設(shè)的軌道上，并在該軌道上做長距離走行和停駐運(yùn)動；在坡段軌道運(yùn)行期間，橋梁檢查車底盤發(fā)生傾斜，其控制系統(tǒng)通過對檢查車內(nèi)的載人工作搖籃進(jìn)行傾斜補(bǔ)償以使該搖籃始終保持水平狀態(tài)，即橋梁檢查車調(diào)平操作；調(diào)平過程中，確保載人工作搖籃的擺幅、搖擺率及調(diào)平速度等技術(shù)指標(biāo)能夠滿足載人橋梁檢修安全施工作業(yè)需要，是該類檢查車自動化調(diào)平的關(guān)鍵技術(shù)和難點技術(shù)之
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[0003]軌行式橋梁檢查車調(diào)平監(jiān)測系統(tǒng)的通常采用“檢查車控制系統(tǒng)一模擬量變換器——傳感器信號放大器——模擬量單傾角傳感器”數(shù)據(jù)傳輸層級結(jié)構(gòu)，即檢查車控制系統(tǒng)通過模擬量變換器變算由傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)得到單向傾角值。該方法的不足主要體現(xiàn)在:專案設(shè)計通用性差、單軸傾角測量數(shù)據(jù)單一且擴(kuò)展性差、數(shù)據(jù)變算及傳輸層級多抗干擾可靠性差、零散部件種類多質(zhì)量一致性控制難度大、多種供電電源不易管理、現(xiàn)場調(diào)校過程繁復(fù)，同時也對檢查車控制系統(tǒng)計算性能要求較高，整體呈現(xiàn)設(shè)備及人力成本高、經(jīng)濟(jì)效益不佳特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置，為軌行式橋梁檢查車在大坡段下的運(yùn)行和停駐的載人平衡監(jiān)測提供了一種綜合成本低、高精度連續(xù)和安全易用的實施方法。`
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設(shè)計的一種軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置，其特殊之處在于，包括安裝在橋梁檢查車上的采集雙軸傾角數(shù)據(jù)的傳感器、微控制器、接口電路、通信口和供電電路，所述傳感器分別與供電電路和微控制器連接，所述微控制器與接口電路連接，所述接口電路通過通信口與軌行式橋梁檢查車控制系統(tǒng)連接。
[0006]進(jìn)一步地，所述傳感器為三軸加速度傳感器和陀螺儀。三軸加速度傳感器采集加速度三個分量值，陀螺儀采集角速度值。
[0007]更進(jìn)一步地，所述通信口的四線通信纜線與橋梁檢查車控制系統(tǒng)相連，其中兩線提供24V直流電源與供電電路連接，另兩線作通信總線與接口電路連接。通信口具備供電功能和通信功能。
[0008]更進(jìn)一步地，所述微控制器與接口電路以異步串行通信UART方式連接。接口電路以異步串行通信UART方式將微控制器與軌行式橋梁檢查車控制系統(tǒng)連接。
[0009]本實用新型通過三軸加速度傳感器采集雙軸傾角監(jiān)測值，根據(jù)坡行段橋梁檢查車雙側(cè)不同步造成的彎拉壓扭力作用獲得矯算參數(shù)因子，微控制器對矯算參數(shù)因子進(jìn)行雙軸傾角變算得到雙軸傾角監(jiān)測值，接口電路將雙軸傾角監(jiān)測值通過通信總線傳輸至軌行式橋梁檢查車控制系統(tǒng)，軌行式橋梁檢查車控制系統(tǒng)進(jìn)行傾角補(bǔ)償運(yùn)動使檢查車保持水平。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點包括:
[0011]I)精確、高靈敏度、安全可靠的雙軸傾角監(jiān)測，能普遍適用于各型軌行式橋梁檢查車；
[0012]2)工廠工裝下的嵌入式軟件開發(fā)與調(diào)試替代現(xiàn)場繁復(fù)調(diào)校工作，更利于產(chǎn)品質(zhì)量控制；
[0013]3)現(xiàn)場應(yīng)用僅需根據(jù)參考基準(zhǔn)面設(shè)定基準(zhǔn)值和通訊方式，組構(gòu)、使用及維護(hù)系統(tǒng)簡單方便，可滿足即裝即用要求；
[0014]4)采用復(fù)合數(shù)字式傳感器取代傳統(tǒng)的模擬傳感電路，提高裝置的測量精度和感應(yīng)靈敏度；
[0015]5)單一內(nèi)置電源電路簡化了裝置電源管理；裝置專門處理雙軸傾角變算，能降低檢查車控制系統(tǒng)的性能要求；
[0016]6)總線式接口傳輸抗干擾能力強(qiáng)，便于工作模式指令化管理，可以鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)擴(kuò)展多裝置應(yīng)用，適應(yīng)性強(qiáng)；
[0017]7)體積輕小接口簡單安裝使用方便；裝置制造、使用及維護(hù)的成本低廉，經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型電路原理示意圖；
[0019]圖2為本實用新型應(yīng)用于橋梁檢查車上的示意圖。
[0020]圖中:1.軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置，A.軌行式橋梁檢查車，A-1.載人搖籃，A-2.橋梁檢查車控制系統(tǒng)，A-3.底盤，A-4.驅(qū)動推桿。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0022]如圖1所示，本實用新型一種軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置，包括安裝在橋梁檢查車上的采集雙軸傾角數(shù)據(jù)的傳感器、微控制器、接口電路、通信口和供電電路。傳感器為三軸加速度傳感器和陀螺儀，三軸加速度傳感器采集加速度三個分量值，陀螺儀采集角速度值。傳感器分別與供電電路和微控制器連接，供電電路為傳感器和微控制器提供電源。傳感器通過I2C總線與微控制器連接，微控制器內(nèi)運(yùn)行嵌入式軟件，該軟件實現(xiàn)對傳感器采集數(shù)據(jù)的數(shù)字濾波計算與雙軸傾角變算的計算功能和數(shù)據(jù)傳輸與工作模式的控制功能。微控制器以異步串行通信UART方式與接口電路連接。接口電路通過通信口與軌行式橋梁檢查車控制系統(tǒng)連接。通信口的四線通信纜線與橋梁檢查車控制系統(tǒng)相連，其中兩線提供24V直流電源與供電電路連接，另兩線作通信總線與接口電路連接。
[0023]本實用新型設(shè)計采用ABS或鋁制三防材質(zhì)高強(qiáng)度外殼，滿足工業(yè)及戶外惡劣環(huán)境要求，外殼均可拆解為上蓋和背蓋板兩部分，外殼兩部分間采用螺栓緊固連接；外殼內(nèi)螺栓緊固有電路板，電路板規(guī)劃設(shè)計有安裝孔、供電電路、傳感器、微控制器、接口電路和通信口 ；通信口與檢查車控制系統(tǒng)纜線連接，該多功能接口具備供電功能和通信功能；微控制器內(nèi)運(yùn)行嵌入式軟件，該軟件實現(xiàn)對傳感器采集數(shù)據(jù)的數(shù)字濾波計算與雙軸傾角變算的計算功能和數(shù)據(jù)傳輸與工作模式的控制功能。
[0024]本實用新型的嵌入式軟件的設(shè)計內(nèi)容包括:維護(hù)模式、運(yùn)行模式兩種工作模式，其中維護(hù)模式包括裝置接口通信參數(shù)設(shè)置、傳感器工作參數(shù)設(shè)置、變算算法選取設(shè)置；查詢模式，連續(xù)上傳模式兩種數(shù)據(jù)交互模式，其中查詢模式下本實用新型裝置僅對主機(jī)的查詢指令響應(yīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)，連續(xù)上傳模式下本實用新型裝置主動按設(shè)定周期不間斷向橋梁檢查車控制系統(tǒng)上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)。
[0025]采用本實用新型軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置進(jìn)行橋梁檢查車的安裝與使用如圖2所示，其步驟如下:
[0026]I)現(xiàn)場監(jiān)測精度需要，用螺栓緊固安裝至少一個軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置I在軌行式橋梁檢查車A中部載人搖籃A-1內(nèi)的橋梁檢查車調(diào)平基準(zhǔn)監(jiān)測參考面上；
[0027]2)橋梁檢查車控制系統(tǒng)A-2與軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置I的通信口用四線通信纜線相連，其中兩線提供24V直流電源，另兩線做總線通信線路；
[0028]3)初次安裝和維護(hù)校準(zhǔn)工作時，通過通信口向軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置I發(fā)送指令，進(jìn)行初始值標(biāo)定校準(zhǔn)和基本工作參數(shù)的修訂；
[0029]4)系統(tǒng)進(jìn)入自主調(diào)平監(jiān)測工作；軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置I接收到橋梁檢查車控制系統(tǒng)的查詢指令后即刻返回當(dāng)前監(jiān)測角度值；
[0030]5)軌行式橋梁檢查車A的底盤A-3在沿軌道走行或停駐期間發(fā)生傾斜后，軌行式橋梁檢查車A的橋梁檢查車控制系統(tǒng)A-2驅(qū)動推桿A-4推動載人搖籃A-1進(jìn)行傾角補(bǔ)償運(yùn)動并使載人搖籃A-1保持水平；
[0031]6)橋梁檢查車控制系統(tǒng)使用該值驅(qū)動調(diào)平機(jī)構(gòu)；
[0032]7)拆除軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置I通信口處纜線，拆除安裝螺栓，完成軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置I的拆卸。
【權(quán)利要求】
1.一種軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置，其特征在于:包括安裝在橋梁檢查車上的采集雙軸傾角數(shù)據(jù)的傳感器、微控制器、接口電路、通信口和供電電路，所述傳感器分別與供電電路和微控制器連接，所述微控制器與接口電路連接，所述接口電路通過通信口與軌行式橋梁檢查車控制系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置，其特征在于:所述傳感器為三軸加速度傳感器和陀螺儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置，其特征在于:所述通信口的四線通信纜線與橋梁檢查車控制系統(tǒng)相連，其中兩線提供24V直流電源與供電電路連接，另兩線作通信總線與接口電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌行式橋梁檢查車姿態(tài)調(diào)平監(jiān)測裝置，其特征在于:所述微控制器與接口電路以異步串行通信UART方式連接。
【文檔編號】G05B19/04GK203658762SQ201320889370
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】熊鍵 申請人:武橋重工集團(tuán)股份有限公司