一種用于果園單軌車的緊急避險(xiǎn)裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及果園單軌車的研究領(lǐng)域，特別涉及一種用于果園單軌車的緊急避險(xiǎn)裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]果園單軌車運(yùn)行過程中是單軌車容易出現(xiàn)事故的環(huán)節(jié)，因此對(duì)于單軌車的緊急避險(xiǎn)尤為關(guān)鍵。果園單軌車在運(yùn)行過程中會(huì)遇到由于速度過大，或者軌道的承受能力有限，使單軌車出現(xiàn)脫軌或者所載水果翻出車廂的危險(xiǎn)情況。
[0003]目前，在果園單軌車中的避險(xiǎn)裝置為人工觸發(fā)式，需要操控人員自行判定需要避險(xiǎn)時(shí)發(fā)出制動(dòng)指令，使單軌車制動(dòng)，但是對(duì)于面積龐大的果園和軌道距離很長(zhǎng)的軌道而言，操控人員很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)與控制單軌車制動(dòng)，人工操控具有很大的局限性，很難使整個(gè)運(yùn)輸過程變得快捷高效，因此需要尋找一種能夠應(yīng)用在果園單軌車的緊急避險(xiǎn)裝置及控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種用于果園單軌車的緊急避險(xiǎn)裝置，該裝置由車載子系統(tǒng)、軌道子系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)服務(wù)端組成緊急避險(xiǎn)控制系統(tǒng)，提高果園單軌車運(yùn)行的安全率，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉重量輕等特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種用于果園單軌車的緊急避險(xiǎn)控制方法。
[0006]為了達(dá)到上述第一目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種用于果園單軌車的緊急避險(xiǎn)裝置，包括軌道子系統(tǒng)、車載子系統(tǒng)以及監(jiān)測(cè)服務(wù)端；
[0008]所述軌道子系統(tǒng)包括多個(gè)相同的軌道節(jié)點(diǎn)，所述軌道節(jié)點(diǎn)包括軌道通信單元、軌道監(jiān)測(cè)單元、微處理器模塊以及軌道子系統(tǒng)電源管理模塊，所述微處理器模塊分別與軌道通信單元、軌道監(jiān)測(cè)單元以及軌道子系統(tǒng)電源管理模塊連接；所述軌道節(jié)點(diǎn)安裝在單軌車軌道的下面，直接與軌道接觸，所述軌道節(jié)點(diǎn)全部可掛接閃速存儲(chǔ)器，不組網(wǎng)仍可以作為數(shù)據(jù)采集器加以應(yīng)用；
[0009]所述車載子系統(tǒng)包括車載節(jié)點(diǎn)和信息處理單元，車載子系統(tǒng)接收軌道子系統(tǒng)的信息，并向軌道子系統(tǒng)發(fā)送信息；所述車載節(jié)點(diǎn)包括微波發(fā)送單元、車輪監(jiān)測(cè)單元、車載節(jié)點(diǎn)電源管理模塊，所述車載節(jié)點(diǎn)電源管理模塊與微波發(fā)送單元、車輪監(jiān)測(cè)單元相連，所述車載節(jié)點(diǎn)可掛接閃速存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
[0010]所述監(jiān)測(cè)服務(wù)端包括數(shù)據(jù)接收單元、Internet接入單元、顯示模塊和監(jiān)測(cè)服務(wù)端電源管理模塊，所述監(jiān)測(cè)服務(wù)端電源管理模塊分別與數(shù)據(jù)接收單元、Internet接入單元、顯示模塊連接，所述數(shù)據(jù)接收單元還分別與Internet接入單元及顯示模塊連接；監(jiān)測(cè)服務(wù)端接收軌道端點(diǎn)處所置軌道節(jié)點(diǎn)通過組網(wǎng)所傳遞的數(shù)據(jù)，并且具有Internet接入功能，可與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通信。
[0011]優(yōu)選的，所述軌道通信單元以AD_H0C的形式組成mesh網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)包以協(xié)作通信的機(jī)制投遞。
[0012]優(yōu)選的，所述軌道監(jiān)測(cè)單元包括軌腰振動(dòng)測(cè)量單元和軌頭應(yīng)力測(cè)量單元，所述軌腰振動(dòng)測(cè)量單元用于檢測(cè)軌道軌腰振動(dòng)的加速度、速度和位移，所述軌頭應(yīng)力測(cè)量單元用于檢測(cè)軌道軌頭與單軌車車輪輪緣接觸部分的切應(yīng)力和形變量，所述軌腰振動(dòng)測(cè)量單元包括三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀以及三軸地磁傳感器。
[0013]優(yōu)選的，所述信息處理單元包括微波處理平臺(tái)、車身監(jiān)測(cè)單元、微處理器單元、控制子單元、電源管理子模塊；所述電源管理子模塊與微波處理模塊、微處理器單元、控制子單元連接；所述微波處理平臺(tái)與車載節(jié)點(diǎn)微波發(fā)送模塊和軌道節(jié)點(diǎn)軌道通信模塊形成應(yīng)答系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所述微波處理平臺(tái)接受微處理器單元控制，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，所述微處理器單元控制微波處理平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送，發(fā)送指令于控制子單元，使其產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，使單軌車制動(dòng)或者解除制動(dòng)狀態(tài)。
[0014]優(yōu)選的，所述微波發(fā)送單元用于向信息處理單元發(fā)送數(shù)據(jù)，所述微波處理模塊控制微波發(fā)送模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，并且能夠采集車輪監(jiān)測(cè)單元的數(shù)據(jù)。
[0015]優(yōu)選的，所述車身監(jiān)測(cè)單元包括車身慣量測(cè)量單元，車身慣量測(cè)量單元檢測(cè)單軌車車身的加速度、速度、位移；
[0016]所述控制子單元包括控制模塊，控制模塊與單軌車驅(qū)動(dòng)電路相連，可直接控制單軌車驅(qū)動(dòng)電路，達(dá)到控制單軌車運(yùn)行的目的。
[0017]優(yōu)選的,述車輪監(jiān)測(cè)單元包括車輪振動(dòng)測(cè)量單元和輪緣應(yīng)力測(cè)量單元,車輪振動(dòng)測(cè)量單元用于檢測(cè)單軌車車輪軸向的加速度、速度和位移，輪緣應(yīng)力測(cè)量單元用于檢測(cè)單軌車車輪輪緣與軌道接觸部分的正應(yīng)力和形變，所述車輪振動(dòng)測(cè)量單元包括三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀以及三軸地磁傳感器。
[0018]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)接收模塊將所接收的數(shù)據(jù)傳遞給Internet接入單元；所述Internet接入單元能夠接收數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)，并能夠和遠(yuǎn)端服務(wù)器保持通信，所述顯示模塊可以顯示軌道節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)并能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
[0019]為了達(dá)到上述第二目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
[0020]一種用于果園單軌車的緊急避險(xiǎn)裝置的控制方法，包括下述步驟:
[0021](I)果園單軌車運(yùn)行前，各子系統(tǒng)自行測(cè)量?jī)?nèi)置鋰電池電壓，若電壓過低則發(fā)出裝置失效預(yù)警；
[0022](2)果園單軌車運(yùn)行前，校準(zhǔn)軌道監(jiān)測(cè)單元和車輪監(jiān)測(cè)單元，消除初始零偏；
[0023](3)果園單軌車運(yùn)行后，單軌車信息處理單元的微處理器單元定時(shí)發(fā)送指令，采集軌道子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和車載節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)和車身測(cè)量單元的數(shù)據(jù)；
[0024](4)對(duì)單軌車車身測(cè)量單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分別采用數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)融合的方法，計(jì)算單軌車當(dāng)前車身的速度、加速度、位移；
[0025](5)對(duì)單軌車車載節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分別采用數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)融合的方法，計(jì)算單軌車當(dāng)前車輪軸向的速度、加速度、位移，以及輪緣與軌道軌頭接觸部分所產(chǎn)生的正應(yīng)力；
[0026](6)對(duì)軌道子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分別采用數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)融合的方法，計(jì)算軌道當(dāng)前軌腰的速度、加速度、位移，以及輪緣與軌道軌頭接觸部分所產(chǎn)生的切應(yīng)力；
[0027](7)基于步驟⑷、步驟(5)、步驟(6)，對(duì)所計(jì)算出來的數(shù)據(jù)與安全運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，分別判斷單軌車身、車輪、軌道是否處于危險(xiǎn)狀態(tài)；
[0028](8)如果某時(shí)刻單軌車身、車輪、軌道三者中任一者處于危險(xiǎn)狀態(tài)，則判定單軌車處于危險(xiǎn)狀態(tài)，并等待一段時(shí)間后再次判斷是否仍處于危險(xiǎn)狀態(tài)；
[0029](9)基于⑶如果仍處于危險(xiǎn)狀態(tài)，微處理器單元通過控制子單元使單軌車制動(dòng)，并通過微波處理模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到所處位置的軌道節(jié)點(diǎn)，由軌道節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)將信息傳遞到監(jiān)測(cè)服務(wù)端，工作人員可以根據(jù)監(jiān)測(cè)服務(wù)端的顯示信息或者遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果進(jìn)行緊急搶救；
[0030](10)基于⑶如果危險(xiǎn)狀態(tài)自動(dòng)解除，則判定單軌車為正常運(yùn)行狀態(tài)，微處理器單元通過控制子單元，解除單軌車制動(dòng)狀態(tài)。
[0031]優(yōu)選的，所述步驟(4)、步驟(5)、步驟￠)中，數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)融合的方法采用卡爾曼法或互補(bǔ)濾波法。
[0032]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0033]1、針對(duì)目前用于果園單軌車的緊急避險(xiǎn)的裝置在果園單軌車安全運(yùn)行中難以及時(shí)、有效的使單軌車避開危險(xiǎn)的問題，本發(fā)明裝置通過獲取當(dāng)前多個(gè)軌道節(jié)點(diǎn)所采集到的軌道數(shù)據(jù)、車載節(jié)點(diǎn)采集的車輪數(shù)據(jù)和信息處理單元所采集的車身數(shù)據(jù)。通過計(jì)算所采集的數(shù)據(jù)，判斷單軌車是否處于危險(xiǎn)狀態(tài)，并采取及時(shí)的避險(xiǎn)行為。提高單軌車安全運(yùn)行的概率，提高了果園單軌車的環(huán)境適應(yīng)能力。
[0034]2、本發(fā)明方法通過獲取當(dāng)前多個(gè)軌道節(jié)點(diǎn)所采集到的軌道數(shù)據(jù)、車載節(jié)點(diǎn)采集的車輪數(shù)據(jù)和信息處理單元所采集的車身數(shù)據(jù)。通過計(jì)算所采集的數(shù)據(jù)，判斷單軌車是否處于危險(xiǎn)狀