本發(fā)明涉及編碼里程計(jì)檢測技術(shù)，尤其是涉及一種基于伺服控制技術(shù)的編碼里程計(jì)檢測裝置及方法。
背景技術(shù)：
：在軌道交通信號(hào)設(shè)備中，編碼里程計(jì)是一個(gè)專門為滿足軌道運(yùn)行需要設(shè)計(jì)的裝置。通過編碼里程計(jì)的反饋信息可以實(shí)時(shí)獲取出車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而計(jì)算出車輛的安全范圍，尤其在cbtc系統(tǒng)中，車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)于車輛運(yùn)行安全至關(guān)重要。編碼里程計(jì)的內(nèi)部有與經(jīng)軸徑相連同步轉(zhuǎn)動(dòng)的編碼盤，啟動(dòng)沿編碼盤圓周固定的幾個(gè)光敏元件。當(dāng)編碼里程計(jì)隨車輛輪徑一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)射二極管發(fā)出的連續(xù)光束被編碼盤遮斷，光敏元件晶體管探測到脈沖光束，并產(chǎn)生一個(gè)與編碼盤轉(zhuǎn)速相應(yīng)比例的頻率，頻率經(jīng)適當(dāng)?shù)姆糯笃髟鬏斀o外部評(píng)估系統(tǒng)。目前在對(duì)編碼里程計(jì)的檢測過程中存在著以下的問題：1、只能檢測出光敏元件是否有輸出，無法確認(rèn)其輸出是否符合需求。2、無法同時(shí)檢測出一個(gè)編碼里程計(jì)上的多個(gè)光敏元件，進(jìn)而無法計(jì)算出各光敏元件的相位差是否符合需求。3、無法確定其故障的原因，如確定哪個(gè)光敏元件故障或編碼盤故障。4、檢測周期長，安裝調(diào)試結(jié)構(gòu)復(fù)雜。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于伺服控制技術(shù)的編碼里程計(jì)檢測裝置及方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種基于伺服控制技術(shù)的編碼里程計(jì)檢測裝置，包括箱體以及安裝在箱體上的檢測儀，該檢測儀包括控制面板、伺服電機(jī)、電機(jī)控制器、數(shù)據(jù)采集卡和編碼里程計(jì)驅(qū)動(dòng)支架，所述的控制面板分別與電機(jī)控制器、數(shù)據(jù)采集卡連接，所述的數(shù)據(jù)采集卡與待測編碼里程計(jì)連接，所述的電機(jī)控制器與伺服電機(jī)連接，所述的伺服電機(jī)通過編碼里程計(jì)驅(qū)動(dòng)支架帶動(dòng)編碼里程計(jì)運(yùn)動(dòng)；通過控制面板控制伺服電機(jī)同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋回的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息計(jì)算出理論上的脈沖信號(hào)圖，通過偏移處理后與實(shí)際采集到的脈沖信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，最后在顯示界面上顯示出測量的結(jié)果。所述的箱體為拉桿箱，用于盛裝檢測儀，且抗震能力強(qiáng)、箱體外殼堅(jiān)固。所述的數(shù)據(jù)采集卡通過傳感器插座與待測編碼里程計(jì)連接，所述的傳感器插座使用時(shí)接入編碼里程計(jì)的插頭，并旋緊。所述的控制面板上設(shè)有：切換開關(guān)：用于切換電機(jī)轉(zhuǎn)速控制模式，可選擇手動(dòng)模式或軟件模式；控速旋鈕：當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制模式選擇為手動(dòng)模式時(shí)，通過該旋鈕來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為增加轉(zhuǎn)速；急停開關(guān)：檢測儀出現(xiàn)運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常時(shí)，急停開關(guān)切斷電源，防止發(fā)生事故。所述的控制面板上設(shè)有：信號(hào)測試口：使用電腦采集信號(hào)時(shí)，前后兩排香蕉座依次序用線纜短接；使用示波器觀察信號(hào)時(shí)，線纜一端插入前排，另一端接示波器探頭；第一usb：電機(jī)伺服參數(shù)調(diào)整接口，用于設(shè)置電機(jī)伺服參數(shù)；第二usb：信號(hào)采集接口。所述的箱體上還設(shè)有電源插座，該電源插座為220v50hz交流電供電插座，帶電源開關(guān)和指示燈，確保插上線纜之前開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)。所述的數(shù)據(jù)采集卡通過信號(hào)調(diào)理板與控制面板連接。所述的伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與編碼里程計(jì)驅(qū)動(dòng)支架連接。所述的編碼里程計(jì)通過編碼里程計(jì)固定底座安裝在箱體上，所述的編碼里程計(jì)與編碼里程計(jì)固定底座之間設(shè)有更換托盤。一種基于伺服控制技術(shù)的編碼里程計(jì)檢測方法，包括以下步驟：1)根據(jù)編碼里程計(jì)的設(shè)備型號(hào)信息，輸入初始化的配置文件，包括安裝的光敏元件數(shù)量、編碼盤的夾縫數(shù)量和光敏傳感器型號(hào)；2)選擇手動(dòng)模式或軟件模式進(jìn)行操作，若選擇手動(dòng)模式，通過旋轉(zhuǎn)控速旋鈕實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速；若選擇軟件模式，則在軟件界面上，設(shè)定轉(zhuǎn)速后，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕；3)在界面上根據(jù)編碼里程計(jì)的型號(hào)對(duì)是否有c5通道進(jìn)行勾選，之后點(diǎn)擊開始測試；4)采集各通道內(nèi)的數(shù)據(jù)，并對(duì)各組數(shù)據(jù)進(jìn)行波形顯示；5)計(jì)算統(tǒng)計(jì)出各通道的占空比統(tǒng)計(jì)和電壓統(tǒng)計(jì)，并以直方圖的形式顯示出來；6)計(jì)算統(tǒng)計(jì)出各通道的高\(yùn)低電壓、相位、占空比、頻率、最大脈寬、最小脈寬和脈沖計(jì)數(shù)；7)針對(duì)測試結(jié)果不達(dá)標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行高亮度顯示；8)結(jié)束測試并保存測試結(jié)果于指定的位置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、可以同時(shí)測量出一個(gè)編碼里程計(jì)上所有的光敏元件是否出于正常輸出；2、可以測量出光敏元件的相位差是否符合需求；3、精準(zhǔn)測量出編碼里程計(jì)的故障原因，可精準(zhǔn)確定出到底是哪個(gè)光敏元件的故障，便于后續(xù)的維修處理；4、設(shè)備安裝于堅(jiān)固的帶輪拉桿箱內(nèi)，抗震能力強(qiáng)，移動(dòng)方便。5、使用伺服控制電機(jī)和控制器，支持電機(jī)轉(zhuǎn)速波形反饋；6、適配于卡斯柯現(xiàn)用的地鐵三種常用里程計(jì)，可通過更換夾具可適應(yīng)多種不同外形的編碼里程計(jì)；7、支持電腦usb以及外接示波器采集方式；8、支持自設(shè)定編碼里程計(jì)轉(zhuǎn)速；9、支持手動(dòng)模式與軟件模式；10、能夠分析信號(hào)的占空比、幅值、相位差及其形狀；11、面板配有方便操作的緊急斷電裝置。附圖說明圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的縱向剖視圖；圖3為本發(fā)明的橫向剖視圖；圖4為本發(fā)明機(jī)箱內(nèi)部設(shè)備安裝圖；圖5為本發(fā)明的流程圖；其中1為箱體，2為數(shù)據(jù)采集卡，3為信號(hào)調(diào)理板，4為控制面板，5為電機(jī)控制器，6為編碼里程計(jì)驅(qū)動(dòng)支架，7為聯(lián)軸器，8為更換托盤，9為編碼里程計(jì)固定底座，10為伺服電機(jī)，11為電源插座，12為斷路器。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1-4所示，一種基于伺服控制技術(shù)的編碼里程計(jì)檢測裝置，包括箱體1以及安裝在箱體上的檢測儀，該檢測儀包括控制面板4、伺服電機(jī)10、電機(jī)控制器5、數(shù)據(jù)采集卡2和編碼里程計(jì)驅(qū)動(dòng)支架6，所述的控制面板4分別與電機(jī)控制器5、數(shù)據(jù)采集卡2連接，所述的數(shù)據(jù)采集卡2與待測編碼里程計(jì)連接，所述的電機(jī)控制器5與伺服電機(jī)10連接，所述的伺服電機(jī)10通過編碼里程計(jì)驅(qū)動(dòng)支架6帶動(dòng)編碼里程計(jì)運(yùn)動(dòng)；通過控制面板4控制伺服電機(jī)同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋回的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息計(jì)算出理論上的脈沖信號(hào)圖，通過偏移處理后與實(shí)際采集到的脈沖信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，最后在顯示界面上顯示出測量的結(jié)果。所述的箱體1為拉桿箱，用于盛裝檢測儀，且抗震能力強(qiáng)、箱體外殼堅(jiān)固。所述的數(shù)據(jù)采集卡2通過傳感器插座與待測編碼里程計(jì)連接，所述的傳感器插座使用時(shí)接入編碼里程計(jì)的插頭，并旋緊。所述的控制面板上設(shè)有：切換開關(guān)：用于切換電機(jī)轉(zhuǎn)速控制模式，可選擇手動(dòng)模式或軟件模式；控速旋鈕：當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制模式選擇為手動(dòng)模式時(shí)，通過該旋鈕來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為增加轉(zhuǎn)速；急停開關(guān)：檢測儀出現(xiàn)運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常時(shí)，急停開關(guān)切斷電源，防止發(fā)生事故；信號(hào)測試口：使用電腦采集信號(hào)時(shí)，前后兩排香蕉座依次序用線纜短接；使用示波器觀察信號(hào)時(shí)，線纜一端插入前排，另一端接示波器探頭；第一usb：電機(jī)伺服參數(shù)調(diào)整接口，用于設(shè)置電機(jī)伺服參數(shù)；第二usb：信號(hào)采集接口。所述的箱體上還設(shè)有電源插座，該電源插座為220v50hz交流電供電插座，帶電源開關(guān)和指示燈，確保插上線纜之前開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)。所述的數(shù)據(jù)采集卡2通過信號(hào)調(diào)理板3與控制面板4連接。所述的伺服電機(jī)10通過聯(lián)軸器7與編碼里程計(jì)驅(qū)動(dòng)支架6連接。所述的編碼里程計(jì)通過編碼里程計(jì)固定底座9安裝在箱體上，所述的編碼里程計(jì)與編碼里程計(jì)固定底座9之間設(shè)有更換托盤8。針對(duì)使用場地的復(fù)雜，該檢測裝置被設(shè)計(jì)為放置于帶輪抗震拉桿箱內(nèi)部，當(dāng)檢測裝置出現(xiàn)故障需要維修時(shí)，可通過兩邊的把手將其抽出進(jìn)行維修。如圖5所示，基于伺服控制技術(shù)的編碼里程計(jì)檢測的方法，該方法通過運(yùn)動(dòng)控制模塊控制伺服電機(jī)同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋回的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息計(jì)算出理論上的脈沖信號(hào)圖，通過偏移處理后與實(shí)際采集到的脈沖信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，最后在顯示界面上顯示出測量的結(jié)果。所述的檢測過程工作流程如下：1)根據(jù)編碼里程計(jì)的設(shè)備型號(hào)信息(該信息將提供在編碼里程計(jì)的銘牌上)，輸入初始化的配置文件，包括安裝的光敏元件數(shù)量，編碼盤的夾縫數(shù)量，光敏傳感器型號(hào)。2)選擇手動(dòng)模式或軟件模式進(jìn)行操作，若選擇手動(dòng)模式，通過旋轉(zhuǎn)控速旋鈕實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速；若選擇軟件模式，則在軟件界面上，設(shè)定轉(zhuǎn)速后，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕。3)在界面上根據(jù)編碼里程計(jì)的型號(hào)對(duì)是否有c5通道進(jìn)行勾選，之后點(diǎn)擊開始測試。4)采集各通道內(nèi)的數(shù)據(jù)，并對(duì)各組數(shù)據(jù)進(jìn)行波形顯示。5)計(jì)算統(tǒng)計(jì)出各通道的占空比統(tǒng)計(jì)，電壓統(tǒng)計(jì)，并以直方圖的形式顯示出來。6)計(jì)算統(tǒng)計(jì)出各通道的高\(yùn)低電壓(v)，相位(°)，占空比(％)，頻率(hz)，最大脈寬(ms)，最小脈寬(ms)，脈沖計(jì)數(shù)。7)針對(duì)測試結(jié)果不達(dá)標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行高亮度顯示。8)結(jié)束測試并保存測試結(jié)果于指定的位置。具體實(shí)施例：基于伺服控制技術(shù)的編碼里程計(jì)檢測過程，該過程包括以下步驟：步驟1，修改程序的配置文件，對(duì)被檢測設(shè)備進(jìn)行初始化，編碼盤的夾縫數(shù)量w，安裝的光敏元件數(shù)量s，光敏傳感器型號(hào)(red紅、black黑、blue藍(lán))；步驟2，選擇手動(dòng)或者軟件模式，本文以軟件模式為例。切換開關(guān)選擇軟件模式后，設(shè)定轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，點(diǎn)擊開始測試。步驟3，顯示出具體波形圖，同時(shí)顯示出占空比和電壓的直方圖，各個(gè)通道的高\(yùn)低電壓，相位，最大脈寬，最小脈寬，脈沖統(tǒng)計(jì)等多種數(shù)據(jù)。步驟4，采集實(shí)際編碼里程計(jì)波形圖，檢測單個(gè)光敏傳感器信息，包括其幅值、上升下降時(shí)間、脈沖占空比，如表1所示。表1光敏傳感器型號(hào)red紅black黑blue藍(lán)輸出信號(hào)“低”(v)<0.03<0.03<0.03輸出信號(hào)“高”(v)0.9up8±0.8<up上升時(shí)間tr(us)<5.8<4.8<4.8下降時(shí)間tf(us)<4.3<3.8<3.8占空比±5％±5％±5％脈沖數(shù)量(n/s)n*w±1％n*w±1％n*w±1％其中up為外部接入電壓，上升時(shí)間tr是指電壓從10％上升到90％所用時(shí)間，下降時(shí)間tf是指電壓從90％下降到10％所用時(shí)間。并根據(jù)所采集到的結(jié)果對(duì)比最初設(shè)定的光敏傳感器型號(hào)，以此判斷是否光敏傳感器均為運(yùn)行良好的狀態(tài)。若運(yùn)行狀態(tài)不良則高亮度顯示。步驟5，以3個(gè)光敏傳感器為例，分別計(jì)算光敏傳感器c1、c2、c3的波形圖的偏移量，利用最小二乘法計(jì)算出當(dāng)c1與理論值一致時(shí)，c1的偏移量的絕對(duì)值α；c2與理論值一致時(shí)，c2的偏移量的絕對(duì)值β，c3與理論值一致時(shí)，c3的偏移量的絕對(duì)值γ。分別判斷出∣α-β∣、∣β-γ∣、∣α-γ∣的值是否小于15°；若小于15°，則說明被檢測裝置相位差正確，否則被檢測裝置相位差異常，高亮度顯示。該系統(tǒng)用于上海軌道交通十號(hào)線、廣州軌道交通六號(hào)線等信號(hào)項(xiàng)目中，在實(shí)際現(xiàn)場維護(hù)人員使用過程中，證明了其完全能滿足現(xiàn)場需求：快速準(zhǔn)確地檢測出編碼里程計(jì)是否存在故障，為列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)提供了安全的保障。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(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)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁12