一種自動換軌控制系統(tǒng)

陳 濤

株洲時代電子技術(shù)有限公司 湖南 株洲 412007

一種自動換軌控制系統(tǒng),包括：設置在換軌車底部,對鋼軌進行收放操作的換軌機構(gòu),換軌機構(gòu)包括兩個以上沿換軌車作業(yè)方向設置的收放裝置,收放裝置包括比例閥及與比例閥相連的油缸;設置在收放裝置上,在換軌車作業(yè)走行過程中檢測鋼軌相對鐵路道釘位移量的圖像檢測裝置;設置在收放裝置上,檢測油缸動作行程的位移傳感器;與圖像檢測裝置、位移傳感器,以及比例閥相連的控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)獲取鋼軌相對鐵路道釘?shù)奈灰屏?并根據(jù)位移傳感器的檢測值對比例閥的電源和信號輸入進行控制,從而實現(xiàn)油缸的動作控制。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有鐵路換軌施工作業(yè)方式基本靠人力或人工現(xiàn)場控制,人工勞動強度大,且需要較多工作人員的技術(shù)問題。

1 一種自動換軌控制系統(tǒng),其特征在于,包括：

設置在換軌車底部,用于對鋼軌進行收放操作的換軌機構(gòu)(100),所述換軌機構(gòu)(100)包括兩個以上沿換軌車作業(yè)方向設置的收放裝置,所述收放裝置包括比例閥及與所述比例閥相連的油缸;

設置在所述收放裝置上,用于在換軌車作業(yè)走行過程中檢測鋼軌相對鐵路道釘位移量的圖像檢測裝置(200);

設置在所述收放裝置上,用于檢測所述油缸動作行程的位移傳感器(300);

與所述圖像檢測裝置(200)、位移傳感器(300),以及所述比例閥分別相連的控制系統(tǒng)(20),所述控制系統(tǒng)(20)獲取鋼軌相對鐵路道釘?shù)奈灰屏?并根據(jù)所述位移傳感器(300)的檢測值對所述比例閥的電源和信號輸入進行控制,從而實現(xiàn)所述油缸的動作控制。

2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動換軌控制系統(tǒng),其特征在于：所述換軌機構(gòu)(100)包括沿換軌車作業(yè)方向從后至前依次設置的第六收放裝置(6)、第五收放裝置(5)、第四收放裝置(4)、第三收放裝置(3)、第二收放裝置(2)和第一收放裝置(1);由所述第三收放裝置(3)、第四收放裝置(4)實現(xiàn)舊鋼軌的起軌和分軌,由所述第一收放裝置(1)、第二收放裝置(2)、第五收放裝置(5)和第六收放裝置(6)實現(xiàn)新鋼軌(13)的分軌和入槽。

3 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動換軌控制系統(tǒng),其特征在于：所述圖像檢測裝置(200)包括設置在所述第三收放裝置(3)的左側(cè)或右側(cè),用于檢測所述舊鋼軌位置的第一圖像檢測裝置(10),以及設置在所述第六收放裝置(6)的左側(cè)和右側(cè),用于檢測所述新鋼軌(13)位置的一對第二圖像檢測裝置(11)。

4 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動換軌控制系統(tǒng),其特征在于：所述圖像檢測裝置(200)包括設置在所述第三收放裝置(3)的左側(cè)或右側(cè),用于檢測所述舊鋼軌位置的第一圖像檢測裝置(10),以及設置在所述第五收放裝置(5)的左側(cè)和右側(cè),用于檢測所述新鋼軌(13)位置的一對第二圖像檢測裝置(11)。

5 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動換軌控制系統(tǒng),其特征在于：所述圖像檢測裝置(200)包括設置在所述第二收放裝置(2)的左側(cè)或右側(cè),用于檢測所述舊鋼軌位置的第一圖像檢測裝置(10),以及設置在所述第五收放裝置(5)的左側(cè)和右側(cè),用于檢測所述新鋼軌(13)位置的一對第二圖像檢測裝置(11)。

6 根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動換軌控制系統(tǒng),其特征在于：所述控制系統(tǒng)(20)包括橫移位移控制單元(22),當檢測到換軌車工況選擇輸入為手動作業(yè)工況時,則所述橫移位移控制單元(22)根據(jù)手動作業(yè)相關手動輸入命令向所述收放裝置輸出相應的控制信號,所述比例閥接收到控制信號,若此時所述橫移保護控制單元(21)未進入保護程序狀態(tài),則所述比例閥的輸出動作,實現(xiàn)油缸的定量移動;當檢測到換軌車工況選擇輸入為自動作業(yè)工況時,所述橫移位移控制單元(22)根據(jù)所述位移傳感器(300)的檢測值及該位移傳感器(300)相對應的所述收放裝置的位移給定值,并利用PID控制算法對各收放裝置單獨進行精準位移控制;所述橫移位移控制單元(22)根據(jù)經(jīng)過PID計算后的輸出信號直接控制各收放裝置的比例閥,從而實現(xiàn)位移量的精準控制。

7 所述控制系統(tǒng)包括橫移保護控制單元,當檢測到換軌車工況選擇輸入為手動作業(yè)工況時,所述橫移保護控制單元控制所述收放裝置的比例閥電源開啟,使得所述比例閥供電正常,并等待手動輸入命令。當檢測換軌車工況選擇輸入為自動作業(yè)工況時,所述橫移保護控制單元進行位移檢測數(shù)據(jù)分析,若未出現(xiàn)所述圖像檢測裝置的檢測數(shù)據(jù)超出設定范圍或所述位移傳感器出現(xiàn)異常,則所述橫移保護控制單元控制所述比例閥的電源開啟,使得比例閥供電正常。若出現(xiàn)所述圖像檢測裝置的檢測數(shù)據(jù)超出設定范圍,則默認檢測數(shù)據(jù)有誤,所述橫移保護控制單元進入保護程序狀態(tài),所述比例閥供電失效,所述收放裝置無法進行移動。

8 通過實施上述本發(fā)明提供的自動換軌控制系統(tǒng)的技術(shù)方案,具有如下有益效果：

8.1 本發(fā)明通過對收放裝置橫向位移的精準控制,可以實現(xiàn)換軌車換軌作業(yè)的高度自動化,減少換軌施工人員,節(jié)約人力成本;

8.2 本發(fā)明可以大大降低換軌機構(gòu)的誤動作,可以實現(xiàn)換軌作業(yè)的安全可靠、連續(xù)化作業(yè);

8.3 本發(fā)明實現(xiàn)了換軌作業(yè)的自動化,換軌作業(yè)安全保護,可以提高作業(yè)速度,進一步提高作業(yè)效率。

9 本發(fā)明具體實施例描述的技術(shù)方案提出了一種應用于換軌車的自動換軌控制系統(tǒng),具有鋼軌位置自動檢測功能,其將圖像檢測裝置獲取的鋼軌相對于道釘?shù)奈灰破钭鳛檩斎胄盘?采用基于PID控制的方式實現(xiàn)對各換軌裝置的油缸橫移量的精確、自動控制,能夠?qū)崿F(xiàn)鐵路換軌的自動化作業(yè),能夠滿足作業(yè)速度不低于8Km/h的自動換軌控制需求,大大提高了換軌效率。同時,系統(tǒng)具有作業(yè)安全保護功能,能夠在檢測機構(gòu)誤檢、位移傳感器損壞的情況下保證作業(yè)安全,防止誤檢、漏檢等原因造成的作業(yè)安全事故發(fā)生。如附圖2所示,一種基于上述系統(tǒng)的自動換軌控制方法的具體實施例,自動換軌控制系統(tǒng)包括設置在換軌車底部,用于對鋼軌進行收放操作的換軌機構(gòu)100,換軌機構(gòu)100包括兩個以上沿換軌車作業(yè)方向設置的收放裝置,收放裝置包括比例閥及與比例閥相連的油缸。

自動換軌控制方法包括以下步驟：

A)圖像檢測裝置200在換軌車作業(yè)走行過程中檢測鋼軌相對鐵路道釘位移量;

B)位移傳感器300檢測收放裝置的油缸動作行程;

C)控制系統(tǒng)20獲取鋼軌相對鐵路道釘?shù)奈灰屏?并根據(jù)位移傳感器300的檢測值對比例閥的電源和信號輸入進行控制,從而實現(xiàn)油缸的動作控制;

D)控制系統(tǒng)20通過控制油缸的動作實現(xiàn)對鋼軌的收放操作。

自動換軌控制方法還進一步包括開關控制輸入過程,開關控制輸入過程用于輸入換軌車工況選擇,換軌車工況包括手動作業(yè)、自動作業(yè)及走行工況。其中,手動作業(yè)工況為手動點對點進行各收放裝置的控制;自動作業(yè)工況為控制系統(tǒng)20根據(jù)圖像檢測裝置200的檢測自動完成各收放裝置的控制,實現(xiàn)自動換軌;走行工況為非作業(yè)狀態(tài)。

結(jié)束語

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上,然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領域的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神實質(zhì)和技術(shù)方案的情況下,都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾,或修改為等同變化的等效實施例。因此,凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍。