專利名稱：用于軌道式運輸車輛的磁鋼檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及車輛檢測領域，具體涉及一種現(xiàn)代物流生產(chǎn)和交通運輸管理過程 中用于軌道式運輸車輛的磁鋼檢測裝置。
背景技術：
在現(xiàn)代物流生產(chǎn)、倉儲管理過程中，往往采用車輛調(diào)運大型部件入庫、出庫和生產(chǎn) 轉(zhuǎn)運。傳統(tǒng)管理模式是操作工在地面操作工人的配合下直接操作調(diào)運設備進行裝卸，地面 人員事后記錄和管理庫房中物料及車輛信息。這種人工或半人工管理方法，工作數(shù)據(jù)繁雜、 勞動強度很大，工作效率不高而且容易導致人為事故的出現(xiàn)。因此，傳統(tǒng)倉儲業(yè)向現(xiàn)代物流 轉(zhuǎn)換，應考慮如何提升貨物收、發(fā)、管的自動化和智能化水平，現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)正是順應 這一技術發(fā)展的產(chǎn)物，物聯(lián)網(wǎng)技術實質(zhì)上就是傳感網(wǎng)絡技術，它利用射頻識別(RFID)等技 術通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)與共享，即通過在物品上嵌入電子 標簽、條形碼等能夠存儲物體信息的標識，通過無線網(wǎng)絡等方式將其即時發(fā)送到后臺信息 處理系統(tǒng)，而各大信息系統(tǒng)可互聯(lián)形成一個龐大的網(wǎng)絡，從而達到對物品進行實時跟蹤、監(jiān) 控等智能化管理的目的。但是，RFID技術是物聯(lián)網(wǎng)技術有效推廣和普及的瓶頸。目前，基 于RFID的車輛檢測系統(tǒng)主要存在以下問題(1)可靠性問題。首先，受天線輻射、周圍金屬分布、鐵路機車與周圍環(huán)境的強干擾 噪聲等因素影響，RFID讀寫器難以100%地保證所收集標簽數(shù)據(jù)的完整性；其次，標簽脫落 和失效、安裝在軌道上的天線被異物遮掩等，將直接導致讀寫器讀寫失敗；再次，系統(tǒng)的整 合以及技術本身的成熟度也是影響RFID車輛識別可靠性的重要因素。(2)RFID車輛識別產(chǎn)品成本高，價格昂貴。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種可實現(xiàn)車輛判向、測速、判輛，可 靠性高、抗干擾性強、成本低的用于軌道式運輸車輛的磁鋼檢測裝置。本實用新型采用的技術方案為一種用于軌道式運輸車輛的磁鋼檢測裝置，它包 括傳感單元和處理單元，所述傳感單元包括至少兩個沿著軌道方向依次設置于鋼軌一側(cè)的 檢測磁鋼，所述檢測磁鋼在檢測到車輛的車輪經(jīng)過時輸出檢測信號給處理單元，所述處理 單元根據(jù)傳感單元輸出的檢測信號獲取經(jīng)過車輛的運動方向、速度和經(jīng)過車輛的數(shù)量。作為本實用新型的進一步改進所述傳感單元還包括至少一個校驗磁鋼，所述校 驗磁鋼在檢測到車輛的車輪經(jīng)過時輸出檢測信號給處理單元，每個校驗磁鋼與一個檢測 磁鋼構(gòu)成一組，同組中的校驗磁鋼和檢測磁鋼對應設置于軌道或者鋼軌的兩側(cè)，所述處理 單元根據(jù)對應設置的檢測磁鋼和校驗磁鋼是否同時輸出檢測信號來判斷檢測信號的準確 性；所述傳感單元通過信號轉(zhuǎn)換單元與處理單元相連，所述信號轉(zhuǎn)換單元將所述檢測 磁鋼和校驗磁鋼輸出的檢測信號進行轉(zhuǎn)換和光電隔離后輸出至處理單元。[0009]本實用新型具有下述優(yōu)點本實用新型包括至少兩個沿著軌道方向依次設置于鋼 軌一側(cè)的檢測磁鋼，處理單元可以根據(jù)傳感單元輸出的至少兩個檢測信號獲取經(jīng)過車輛的 運動方向、速度和經(jīng)過車輛的數(shù)量，具有抗干擾性強、成本低、可靠性好的優(yōu)點；處理單元根 據(jù)對應設置的檢測磁鋼和校驗磁鋼是否同時輸出檢測信號來判斷檢測信號的準確性，抗干 擾能力強；信號轉(zhuǎn)換單元通過信號電壓轉(zhuǎn)換和光電耦合，可以進一步提高本實用新型的抗 干擾能力。

圖1為本實用新型實施例的框架結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例中車輪傳感器單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例的信號轉(zhuǎn)換單元的電路原理示意圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本實施例中的用于軌道式運輸車輛的磁鋼檢測裝置包括傳感 單元1和處理單元2，傳感單元1包括三個沿著軌道方向依次設置于鋼軌3 —側(cè)的檢測磁 鋼11，檢測磁鋼11在檢測到車輛的車輪經(jīng)過時輸出檢測信號給處理單元2，處理單元2根 據(jù)傳感單元1輸出的三個檢測信號獲取經(jīng)過車輛的運動方向、速度和經(jīng)過車輛的數(shù)量。本實施例中，檢測磁鋼11分別為檢測磁鋼11A、1 IB和11C，檢測磁鋼IlA和IlB之 間的距離D為40cm，檢測磁鋼IlB和IlC之間的距離E為40cm，傳感單元1還包括一個校 驗磁鋼12，校驗磁鋼12在檢測到車輛的車輪經(jīng)過時輸出檢測信號給處理單元2，校驗磁鋼 12與檢測磁鋼IlC作為一組，校驗磁鋼12與檢測磁鋼IlC對應設置于鋼軌3的兩側(cè)，處理 單元2根據(jù)對應設置的檢測磁鋼IlC和校驗磁鋼12是否同時輸出檢測信號來判斷檢測信 號的準確性，如果檢測磁鋼IlC和校驗磁鋼12未同時輸出檢測信號，處理單元2就將輸入 的信號視為干擾不做響應。由于永磁型傳感器線圈匝數(shù)多、電感量大、干擾信號強，導致信 噪比下降，而且在長期震動環(huán)境下，永磁會逐漸發(fā)生退磁現(xiàn)象甚至失效，且在列車時速低于 8公里/小時條件下會出現(xiàn)脈沖丟失現(xiàn)象，從而縮短和限制了傳感器的使用壽命，因此本實 施例中檢測磁鋼11A、11B、11C和校驗磁鋼12均采用哈爾濱永嘉科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的 鐵路專用車輪傳感器YJ-I型有源磁鋼，它很好地解決了靈敏度和抗干擾的矛盾，延長了使 用壽命，且適合低速行駛列車的識別，每經(jīng)過一個車輪，相應磁鋼就輸出一個標準的方波。如圖3所示，本實施例中傳感單元1通過信號轉(zhuǎn)換單元21與處理單元2相連，信 號轉(zhuǎn)換單元21主要由光電耦合芯片TLP621-4組成，檢測磁鋼11A、11B、IlC的輸出端口分 別與信號轉(zhuǎn)換單元21的輸入端口 INI、IN2和IN3相連，校驗磁鋼12的輸出端口與信號轉(zhuǎn) 換單元21的輸入端口 IN4相連，信號轉(zhuǎn)換單元21將檢測磁鋼11A、11B、11C和校驗磁鋼12 輸出的TTL電平矩形方波形式的檢測信號轉(zhuǎn)換成+24V的方波信號并進行光電隔離后分別 從0UT1、0UT2、0UT3和0UT4端口輸出至處理單元2。信號轉(zhuǎn)換單元21的0UT1、0UT2、0UT3 和0UT4端口分別與處理單元2的輸入端口 10.0、10. 1、10. 2和10. 3相連，本實施例中的 處理單元2采用PLC和上位機實現(xiàn)。傳感單元1、信號轉(zhuǎn)換單元21、處理單元2分別由電源 單元4提供電源，電源單元4采用中國航天科工集團長峰朝陽電源公司生產(chǎn)的4NIC-X24電 源，輸入 AC220V士 10% /50Hz，輸出 +24V/1A 和 +12V/0. 5A 電源。[0016]處理單元2是本實用新型的核心，PLC與上位機聯(lián)絡的時間為一個掃描周期，本實 施例中掃描周期設置為300ms。由于檢測磁鋼IlC和校驗磁鋼12的信號是同步的，因此統(tǒng) 一計為檢測磁鋼IlC的信號。處理單元2將車輪經(jīng)過檢測磁鋼11A、11B、11C時所發(fā)出的檢 測信號分別標定為1、2、3 ；而依時間順序，處理單元2在一個掃描周期內(nèi)收到的三個檢測信 號依次標定為Ni、N2、N3，處理單元2通過計數(shù)值C來計算經(jīng)過車輪的數(shù)量，車輪正向或者 反向分別經(jīng)過檢測磁鋼11A、1 IBUlC—次，計數(shù)值C自動加1或者減1，然后處理單元2根 據(jù)輸入的檢測信號分別進行濾波處理、判向處理、測速處理和判輛處理濾波處理如果一個掃描周期內(nèi)，檢測磁鋼IlAUlB和IlC中某個有檢測信號輸 出，而其它均無檢測信號輸出，則不滿足條件，則清空Nl、N2、N3。判向處理當車輛正向行駛出庫或者反向行駛?cè)霂鞎r，檢測磁鋼IlAUlB和IlC輸 出的檢測信號如下表兩列所示。 其中第一位對應檢測磁鋼11Α，第二位對應檢測磁鋼11Β，第三位對應檢測磁鋼 11C，該表僅僅為車輛單側(cè)的一個車輪經(jīng)過時的磁鋼輸出，此后經(jīng)過的車輪都是上述數(shù)據(jù)的 重復。根據(jù)處理單元2對檢測信號的標定結(jié)合上表可知000代表車輪沒有與任何檢測磁 鋼相對，100代表車輪與檢測磁鋼IlA相對，處理單元2收到檢測信號后標定為1 ；010代表 車輪與檢測磁鋼IlB相對，處理單元2收到檢測信號后標定為2 ；001代表車輪與檢測磁鋼IlC相對，處理單元2收到檢測信號后標定為3。當處理單元2在一個掃描周期內(nèi)所依次收 到的檢測信號滿足N1 = 1、N2 = 2、N3 = 3時，則可以判斷車輪是依次經(jīng)過檢測磁鋼11A、 11B、11C，即可判定為車輛正向出庫；當處理單元2在一個掃描周期內(nèi)依次收到的檢測信號 滿足N1 = 3、N2 = 2、N3 = 1時，則可以判斷車輪是依次經(jīng)過檢測磁鋼11C、11B、11A，即可 判定為車輛反向入庫。測速 處理通過計算任意兩個檢測磁鋼依次響應車輪輸出的方波的時間間隔t和 兩個檢測磁鋼之間的距離S，再通過ν = S/t即可計算出車輛的運動速度V。本實施例中， 如果檢測磁鋼1IA發(fā)出檢測信號到檢測磁鋼1IB發(fā)出檢測信號的時間間隔為t，而檢測磁鋼 IlAUlB之間的距離D為0. 4m，所以車輛的當前運動速度ν = 0. 4/t。判輛處理在具體實例中，如果車輛車廂單側(cè)有4個車輪，當計數(shù)值C為4時則表 明通過了一個車廂；如果車輛車頭的單側(cè)是6個車輪，當計數(shù)值C為6時則表明通過了一個 車輛車頭。因此，獲取計數(shù)值C后結(jié)合車輛單側(cè)的車輪總數(shù)就可以獲知經(jīng)過車輛的數(shù)量。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于 上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指 出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和 潤飾，例如增加檢測磁鋼11和校驗磁鋼12的個數(shù)，或者將檢測磁鋼11和校驗磁鋼12置于 軌道的外側(cè)，或者將處理單元2采用其他控制元件實現(xiàn)，又或者傳感單元1通過對車輛車軸 計數(shù)來等等，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求一種用于軌道式運輸車輛的磁鋼檢測裝置，其特征在于它包括傳感單元(1)和處理單元(2)，所述傳感單元(1)包括至少兩個沿著軌道方向依次設置于鋼軌(3)一側(cè)的檢測磁鋼(11)，所述檢測磁鋼(11)在檢測到車輛的車輪經(jīng)過時輸出檢測信號給處理單元(2)，所述處理單元(2)根據(jù)傳感單元(1)輸出的檢測信號獲取經(jīng)過車輛的運動方向、速度和經(jīng)過車輛的數(shù)量。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于軌道式運輸車輛的磁鋼檢測裝置，其特征在于所述傳 感單元(1)還包括至少一個校驗磁鋼(12)，所述校驗磁鋼(12)在檢測到車輛的車輪經(jīng)過 時輸出檢測信號給處理單元(2)，每個校驗磁鋼(12)與一個檢測磁鋼(11)構(gòu)成一組，同組 中的校驗磁鋼(12)和檢測磁鋼(11)對應設置于軌道或者鋼軌(3)的兩側(cè)，所述處理單元 (2)根據(jù)對應設置的檢測磁鋼(11)和校驗磁鋼(12)是否同時輸出檢測信號來判斷檢測信 號的準確性。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于軌道式運輸車輛的磁鋼檢測裝置，其特征在于所述傳 感單元(1)通過信號轉(zhuǎn)換單元(21)與處理單元(2)相連，所述信號轉(zhuǎn)換單元(21)將所述檢 測磁鋼(11)和校驗磁鋼(12)輸出的檢測信號進行轉(zhuǎn)換和光電隔離后輸出至處理單元(2)。
專利摘要本實用新型公開了一種用于軌道式運輸車輛的磁鋼檢測裝置，它包括傳感單元(1)和處理單元(2)，所述傳感單元(1)包括至少兩個沿著軌道方向依次設置于鋼軌(3)一側(cè)的檢測磁鋼(11)，所述檢測磁鋼(11)在檢測到車輛的車輪經(jīng)過時輸出檢測信號給處理單元(2)，所述處理單元(2)根據(jù)傳感單元(1)輸出的檢測信號獲取經(jīng)過車輛的運動方向、速度和經(jīng)過車輛的數(shù)量。本實用新型可實現(xiàn)車輛判向、測速、判輛，具有可靠性高、抗干擾性強、成本低的優(yōu)點。
文檔編號G01P3/66GK201633749SQ20102019855
公開日2010年11月17日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權日2010年5月21日
發(fā)明者周曉輝, 楊志和, 粟向軍, 陳勇波, 陳新, 陳進 申請人:岳陽千盟電子有限公司