專利名稱：焦?fàn)t車輛位置測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焦?fàn)t車輛位置測(cè)量裝置，尤其涉及一種利用碼牌對(duì)焦?fàn)t車輛進(jìn)行精準(zhǔn)定位的焦?fàn)t車輛位置測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
焦?fàn)t車輛在沒有位置識(shí)別前，完全靠人工目測(cè)對(duì)位。不但對(duì)不準(zhǔn)，而且效率低。對(duì)位不準(zhǔn)易造成推焦桿刮壞爐壁或推塌爐膛的事故。由于各車無法表示自己的位置，所以要做到聯(lián)鎖是不可能的。這樣就會(huì)造成推焦機(jī)推錯(cuò)爐號(hào)，推翻攔焦機(jī)，或把紅焦炭推到地上的大事故。要解決這一問題，關(guān)鍵是車輛位置的確定。目前國內(nèi)位置測(cè)量，主要是用編碼電纜和紅外固定尺檢測(cè)技術(shù)。但它們存在的問題是測(cè)量誤差大，滿足不了自動(dòng)對(duì)位的精度要求。 另外設(shè)備復(fù)雜而脆弱、壽命短、維修量大。因此一種新型焦?fàn)t車輛位置測(cè)量裝置急需被研制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上問題的提出，而研制一種焦?fàn)t車輛位置測(cè)量裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下一種焦?fàn)t車輛位置測(cè)量裝置，其特征在于包括固定在車輛外體上的檢測(cè)裝置和同其配合使用的沿車輛軌道固定的精準(zhǔn)定位碼牌；所述定位碼牌上設(shè)有開槽區(qū)，用于表示車輛對(duì)應(yīng)位置信息；所述開槽區(qū)由沿定位碼牌寬度方向設(shè)置的缺口和保留部分構(gòu)成，缺口由一個(gè)以上的單元缺口構(gòu)成且每個(gè)單元缺口用于表示二進(jìn)制數(shù)1或0，所述保留部分由一個(gè)以上的單元保留部分構(gòu)成且每個(gè)單元保留部分用于表示二進(jìn)制數(shù)0或1，其中單元缺口寬度和單元保留部分寬度相等；所述檢測(cè)裝置用于檢測(cè)上述碼牌上的車輛對(duì)應(yīng)位置信息，包括紅外發(fā)射單元、紅外接收單元、定位識(shí)別單元和調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元；所述紅外發(fā)射單元包含同上述開槽區(qū)包含單元缺口個(gè)數(shù)和單元保留部分個(gè)數(shù)的和相同，且位置相對(duì)應(yīng)的紅外發(fā)射光源；相應(yīng)的紅外接收單元設(shè)有同所述紅外發(fā)射單元所含紅外發(fā)射光源數(shù)量相等且位置相對(duì)應(yīng)的紅外光源接收元件；所述調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于控制紅外發(fā)射單元和紅外接收單元的開啟，及光電信號(hào)的轉(zhuǎn)化；所述定位識(shí)別單元用于檢測(cè)碼牌的存在；所述定位識(shí)別單元檢測(cè)到定位碼牌的存在發(fā)出存在信號(hào)給同期相連接的調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，所述調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元開啟紅外發(fā)射單元和紅外接收單元同時(shí)記錄紅外接收單元接收的光源信息，并將該光源信息轉(zhuǎn)化成為二進(jìn)制數(shù)字信息后傳送到控制中心中。沿車輛軌道固定的精準(zhǔn)位置碼牌以等間距單位長度沿軌道設(shè)置，并且在車輛的走行輪上還設(shè)有旋轉(zhuǎn)編碼器用于對(duì)兩定位碼牌之間的位置進(jìn)行細(xì)分測(cè)量；所述控制中心在調(diào)
3制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元發(fā)送過來定位碼牌的位置信息后累計(jì)相加旋轉(zhuǎn)編碼器傳回的細(xì)分位置信息作為車輛的位置信息，并在調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元發(fā)送過來下一定位碼牌的位置信息時(shí)將旋轉(zhuǎn)編碼器傳回的數(shù)清零從新計(jì)數(shù)。所述定位識(shí)別單元由設(shè)置在紅外發(fā)射單元和紅外接收單元兩端的兩個(gè)發(fā)射端和兩個(gè)接收端相構(gòu)成，其兩個(gè)發(fā)射端和兩個(gè)接收端的距離同定位碼牌的寬度相等，當(dāng)其中一端的發(fā)射端和接收端被遮擋后，便判斷定位碼牌的存在，此時(shí)調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元處于待定狀態(tài)，當(dāng)另一端的發(fā)射端和接收端也被遮擋后調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元控制紅外發(fā)射單元和紅外接收單元開啟，進(jìn)行光電信號(hào)的轉(zhuǎn)化，并將轉(zhuǎn)化的二進(jìn)制數(shù)字信息傳送到控制中心中。所述定位碼牌為不銹鋼材質(zhì)，且其上面的單元缺口寬度和單元保留部分寬度不小于20毫米，且單元缺口寬度和單元保留部分的高度不小于50毫米。本發(fā)明所述的位置測(cè)量裝置采用分段固定式碼牌，不銹鋼做載體，紅外線做檢測(cè)光源，其檢測(cè)精度可達(dá)1毫米，另外該裝置可與各種智能控制器相配合使用。總體來講該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用、精度高，可完全滿足焦?fàn)t自動(dòng)對(duì)位的要求，使用該裝置可提高焦?fàn)t機(jī)械的生產(chǎn)效率，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，有效避免事故發(fā)生，并且由于其成本低廉適于在有軌車輛位置檢測(cè)領(lǐng)域廣泛推廣。


圖1為本發(fā)明測(cè)量裝置的電路結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明中檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的A-A向視圖；圖4為圖2的B-B向視圖；圖5為本發(fā)明中定位標(biāo)牌的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明處理流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的檢測(cè)原理如下每排車輛中的每個(gè)車在相同的碳化位置都對(duì)應(yīng)著一個(gè)唯一的特定碼的碼牌。碼牌上的碼值是隨意的(本實(shí)施利定義其為該碼牌所在位置的實(shí)際距離值)，但不能重碼。除碳化室對(duì)應(yīng)的碼牌外，爐體其他位置的碼牌也是如此。碳化室間碼牌的距離是根據(jù)各碳化室之間實(shí)際距離來定的。其它碼牌的位置是根據(jù)要求相對(duì)最近的碳化室碼牌而定。各碼牌間的精確距離經(jīng)測(cè)量后都記錄在控制中心的計(jì)算機(jī)中。每排碼牌有一個(gè)測(cè)量用基準(zhǔn)碼牌。在測(cè)量的過程中距離都是相對(duì)該碼牌來說，由于是事先定位好的精準(zhǔn)位置，并且使用高性能檢測(cè)單元，所以在進(jìn)行車輛位置測(cè)量的精準(zhǔn)度非常高能夠滿足任何場(chǎng)所的需要。另外，為了節(jié)省成本可進(jìn)行固定單位距離設(shè)定碼牌，碼牌與碼牌之間距離測(cè)量，可在每輛車的走行輪上還裝了一個(gè)高分辯率的旋轉(zhuǎn)編碼器來實(shí)現(xiàn)。因走行輪相對(duì)軌道有打滑的現(xiàn)象，所以旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)測(cè)的距離都短于實(shí)際距離。為了彌補(bǔ)誤差，每到一個(gè)標(biāo)志牌時(shí)都會(huì)把該牌相對(duì)應(yīng)的距離的絕對(duì)值從計(jì)算機(jī)中取出作為實(shí)際值，這樣可避免累計(jì)誤差。且把實(shí)時(shí)測(cè)量誤差控制在碼牌與碼牌之間，因碼牌與碼牌的距離近，所以檢測(cè)輪打滑誤差也就控制在允許的范圍內(nèi)。碼牌位置的精確測(cè)量，靠的是測(cè)量裝置凹型槽下方的兩個(gè)圓形窗口發(fā)出的光束。當(dāng)這兩束光同時(shí)被牌邊沿?fù)踝r(shí)，就是該牌的精確位置。也就是讀取該牌在計(jì)算機(jī)中位置值的時(shí)刻。用兩束光定位，還可知道此刻車輛的移動(dòng)方向。具體實(shí)例如下如圖1至圖6所示本發(fā)明所述的焦?fàn)t車輛位置測(cè)量裝置，包括固定在車輛外體上的檢測(cè)裝置和同其配合使用的沿車輛軌道固定的精準(zhǔn)定位碼牌；定位碼牌上設(shè)有開槽區(qū)6(如圖5所示)，用于表示車輛對(duì)應(yīng)位置信息；其中開槽區(qū)6由沿定位碼牌寬度方向設(shè)置的缺口和保留部分構(gòu)成，缺口由一個(gè)以上的單元缺口構(gòu)成且每個(gè)單元缺口用于表示二進(jìn)制數(shù)1或0，所述保留部分由一個(gè)以上的單元保留部分構(gòu)成且每個(gè)單元保留部分用于表示二進(jìn)制數(shù)0或1，其中單元缺口寬度和單元保留部分寬度相等；具體二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)(即碼牌上的缺口或保留部分的多少)根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的距離進(jìn)行設(shè)定。其中檢測(cè)裝置用于檢測(cè)上述碼牌上的車輛對(duì)應(yīng)位置信息，包括紅外發(fā)射單元3、紅外接收單元4、定位識(shí)別單元5和調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元2 (如圖2至圖4所示)；紅外發(fā)射單元3包含同上述開槽區(qū)6包含單元缺口個(gè)數(shù)和單元保留部分個(gè)數(shù)的和相同，且位置相對(duì)應(yīng)的紅外發(fā)射光源；相應(yīng)的紅外接收單元4設(shè)有同所述紅外發(fā)射單元3所含紅外發(fā)射光源數(shù)量相等且位置相對(duì)應(yīng)的紅外光源接收元件；調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元2，用于控制紅外發(fā)射單元3和紅外接收單元4的開啟，及光電信號(hào)的轉(zhuǎn)化；定位識(shí)別單元5用于檢測(cè)碼牌的存在， (可以通過磁性或光源等能夠產(chǎn)生存在信號(hào)的傳感器來實(shí)現(xiàn)；本發(fā)明實(shí)施例采用由設(shè)置在紅外發(fā)射單元3和紅外接收單元4兩端的兩個(gè)發(fā)射端和兩個(gè)接收端相構(gòu)成(如圖2所示)， 其兩個(gè)發(fā)射端和兩個(gè)接收端的距離同定位碼牌的寬度相等，當(dāng)其中一端的發(fā)射端和接收端被遮擋后，便判斷定位碼牌的存在，此時(shí)調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元2處于待定狀態(tài)，當(dāng)另一端的發(fā)射端和接收端也被遮擋后調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元2控制紅外發(fā)射單元3和紅外接收單元4 開啟，進(jìn)行光電信號(hào)的轉(zhuǎn)化，并將轉(zhuǎn)化的二進(jìn)制數(shù)字信息傳送到控制中心1中。)其中控制中心1可以為對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控處理的PLC，也可以為匯總現(xiàn)場(chǎng)所有信息的總控制臺(tái)，由于其主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際距離的一個(gè)檢測(cè)中心，同現(xiàn)有技術(shù)的控制中心1相同或相類似，只不過是其中處理的信息發(fā)生變化，因此本發(fā)明就不對(duì)控制中心1組成做過多的描述。定位識(shí)別單元5檢測(cè)到定位碼牌的存在發(fā)出存在信號(hào)給同期相連接的調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元2，所述調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元2開啟紅外發(fā)射單元3和紅外接收單元4同時(shí)記錄紅外接收單元4接收的光源信息，并將該光源信息轉(zhuǎn)化成為二進(jìn)制數(shù)字信息后傳送到控制中心1中。沿車輛軌道固定的精準(zhǔn)位置碼牌以等間距單位長度沿軌道設(shè)置，并且在車輛的走行輪上還設(shè)有旋轉(zhuǎn)編碼器用于對(duì)兩定位碼牌之間的位置進(jìn)行細(xì)分測(cè)量；所述控制中心 1在調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元2發(fā)送過來定位碼牌的位置信息后累計(jì)相加旋轉(zhuǎn)編碼器傳回的細(xì)分位置信息作為車輛的位置信息，并在調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元2發(fā)送過來下一定位碼牌的位置信息時(shí)將旋轉(zhuǎn)編碼器傳回的數(shù)清零從新計(jì)數(shù)。定位碼牌為不銹鋼材質(zhì)，且其上面的單元缺口寬度和單元保留部分寬度不小于20毫米，且單元缺口寬度和單元保留部分的高度不小于50毫米。如圖5所示本實(shí)施例中采用的定位碼牌為碼牌寬160毫米，高140毫米。沿寬度方向每20毫米表示一位二進(jìn)制數(shù)，這樣該盤可表示8位二進(jìn)制數(shù)，也就是能表示256個(gè)特征位。如果特征位多于此數(shù)，可再增加位數(shù)，相應(yīng)加寬牌的寬度。位置碼牌開口采用正邏輯，也就是有缺口的位表示為二進(jìn)制的1。為了防止閱讀頭隨車顛簸而造成讀碼錯(cuò)誤，每位缺口高度應(yīng)是50毫米。因環(huán)境有腐蝕性氣體，碼牌采用不銹鋼制造。
如圖2至圖4所示檢測(cè)裝置分兩部分，一部分是光電檢測(cè)板，另一部分是不銹鋼外殼。光電檢測(cè)分三塊，一塊是紅外發(fā)射板，一塊是紅外接收板，再一塊是紅外光調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換板。因各路光束靠的近，相互干擾，所以要用調(diào)制電路，避免干擾可按如圖7所示的電路處理流程圖進(jìn)行處理。另外不銹鋼殼體在凹槽兩側(cè)各有一條玻璃窗和兩個(gè)圓形玻璃窗。 長條玻璃窗中是8位標(biāo)志碼識(shí)別口，下方兩圓玻璃窗口是定位識(shí)別口。具體安裝實(shí)例如圖6所示，檢測(cè)裝置安裝在焦?fàn)t車輛上，定位碼牌排成一排安裝在相對(duì)爐體靜止并可使閱讀頭凹槽部從其適當(dāng)?shù)纳戏交^地方。這樣當(dāng)車輛移動(dòng)時(shí)，就可將其牌上的特征碼讀入。本發(fā)明還可以應(yīng)用到其它工業(yè)有軌車輛測(cè)距上進(jìn)行使用，由于其原理非常的簡明，是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠聯(lián)想得到的，所以這里就不在贅述。另外，以上所述僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種焦?fàn)t車輛位置測(cè)量裝置，其特征在于包括固定在車輛外體上的檢測(cè)裝置和同其配合使用的沿車輛軌道固定的精準(zhǔn)定位碼牌；所述定位碼牌上設(shè)有開槽區(qū)，用于表示車輛對(duì)應(yīng)位置信息；所述開槽區(qū)由沿定位碼牌寬度方向設(shè)置的缺口和保留部分構(gòu)成，缺口由一個(gè)以上的單元缺口構(gòu)成且每個(gè)單元缺口用于表示二進(jìn)制數(shù)1或0，所述保留部分由一個(gè)以上的單元保留部分構(gòu)成且每個(gè)單元保留部分用于表示二進(jìn)制數(shù)0或1，其中單元缺口寬度和單元保留部分寬度相等；所述檢測(cè)裝置用于檢測(cè)上述碼牌上的車輛對(duì)應(yīng)位置信息，包括紅外發(fā)射單元、紅外接收單元、定位識(shí)別單元和調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元；所述紅外發(fā)射單元包含同上述開槽區(qū)包含單元缺口個(gè)數(shù)和單元保留部分個(gè)數(shù)的和相同，且位置相對(duì)應(yīng)的紅外發(fā)射光源；相應(yīng)的紅外接收單元設(shè)有同所述紅外發(fā)射單元所含紅外發(fā)射光源數(shù)量相等且位置相對(duì)應(yīng)的紅外光源接收元件；所述調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于控制紅外發(fā)射單元和紅外接收單元的開啟，及光電信號(hào)的轉(zhuǎn)化；所述定位識(shí)別單元用于檢測(cè)碼牌的存在；所述定位識(shí)別單元檢測(cè)到定位碼牌的存在發(fā)出存在信號(hào)給同期相連接的調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，所述調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元開啟紅外發(fā)射單元和紅外接收單元同時(shí)記錄紅外接收單元接收的光源信息，并將該光源信息轉(zhuǎn)化成為二進(jìn)制數(shù)字信息后傳送到控制中心中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于沿車輛軌道固定的精準(zhǔn)位置碼牌以等間距單位長度沿軌道設(shè)置，并且在車輛的走行輪上還設(shè)有旋轉(zhuǎn)編碼器用于對(duì)兩定位碼牌之間的位置進(jìn)行細(xì)分測(cè)量；所述控制中心在調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元發(fā)送過來定位碼牌的位置信息后累計(jì)相加旋轉(zhuǎn)編碼器傳回的細(xì)分位置信息作為車輛的位置信息，并在調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元發(fā)送過來下一定位碼牌的位置信息時(shí)將旋轉(zhuǎn)編碼器傳回的數(shù)清零從新計(jì)數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量裝置，其特征在于所述定位識(shí)別單元由設(shè)置在紅外發(fā)射單元和紅外接收單元兩端的兩個(gè)發(fā)射端和兩個(gè)接收端相構(gòu)成，其兩個(gè)發(fā)射端和兩個(gè)接收端的距離同定位碼牌的寬度相等，當(dāng)其中一端的發(fā)射端和接收端被遮擋后，便判斷定位碼牌的存在，此時(shí)調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元處于待定狀態(tài)，當(dāng)另一端的發(fā)射端和接收端也被遮擋后調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元控制紅外發(fā)射單元和紅外接收單元開啟，進(jìn)行光電信號(hào)的轉(zhuǎn)化， 并將轉(zhuǎn)化的二進(jìn)制數(shù)字信息傳送到控制中心中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)量裝置，其特征在于所述定位碼牌為不銹鋼材質(zhì)，且其上面的單元缺口寬度和單元保留部分寬度不小于20毫米，且單元缺口寬度和單元保留部分的高度不小于50毫米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種焦?fàn)t車輛位置測(cè)量裝置，包括固定在車輛外體上的檢測(cè)裝置和同其配合使用的沿車輛軌道固定的精準(zhǔn)定位碼牌；定位碼牌上設(shè)有開槽區(qū)，用于表示車輛對(duì)應(yīng)位置信息；檢測(cè)裝置用于檢測(cè)上述碼牌上的車輛對(duì)應(yīng)位置信息，包括紅外發(fā)射單元、紅外接收單元、定位識(shí)別單元和調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元；位識(shí)別單元檢測(cè)到定位碼牌的存在發(fā)出存在信號(hào)給同期相連接的調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，調(diào)制與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元開啟紅外發(fā)射單元和紅外接收單元同時(shí)記錄紅外接收單元接收的光源信息，并將該光源信息轉(zhuǎn)化成為二進(jìn)制數(shù)字信息后傳送到控制中心中。該位置測(cè)量裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用、精度高，并且由于其成本低廉適于在有軌車輛位置檢測(cè)領(lǐng)域廣泛推廣。
文檔編號(hào)G01D5/34GK102353328SQ201110187108
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者李天福 申請(qǐng)人:大連大重機(jī)電安裝工程有限公司