專利名稱：橋梁檢測(cè)車的伸縮工作平臺(tái)防碰撞系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橋梁檢測(cè)作業(yè)車的部件，特別是橋梁檢測(cè)車的伸縮工作平臺(tái)在工作區(qū) 域內(nèi)防碰撞系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路橋梁的數(shù)目急劇增加，桁架式橋梁檢測(cè)車的應(yīng)用 越來(lái)越廣泛。而且由于橋梁檢測(cè)車工作平臺(tái)的長(zhǎng)度在不斷加大，橋梁檢測(cè)車工作平臺(tái)在較 大工作區(qū)域內(nèi)的防碰撞功能顯得越來(lái)越重要。目前橋梁檢測(cè)車工作平臺(tái)在工作區(qū)域內(nèi)防碰 撞功能還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供橋梁檢測(cè)車的工作平臺(tái)防碰撞系統(tǒng)，它能控制橋梁檢測(cè)車的 伸縮工作平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，避免橋梁檢測(cè)車工作平臺(tái)在工作區(qū)域內(nèi)發(fā)生碰撞。
本發(fā)明所述的橋梁檢測(cè)車的伸縮工作平臺(tái)防碰撞系統(tǒng)，包括由固定桁架部分和與 固定桁架部分配合的伸縮桁架部分構(gòu)成的伸縮工作平臺(tái)；
在固定桁架部分一端的下部設(shè)有固定平臺(tái)控制盒和與其連接的的第I總線連接 器，第I總線連接器通過(guò)第I扎線架與設(shè)在拉線盒內(nèi)的CAN總線連接；在固定桁架部分下部 的兩側(cè)設(shè)有8個(gè)第I總線分連接器和8個(gè)第I超聲波傳感器節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)第I超聲波傳感 器節(jié)點(diǎn)設(shè)有一個(gè)第I超聲波傳感器；8個(gè)第I超聲波傳感器分別通過(guò)CAN控制器、光隔離器、 CAN收發(fā)器與8個(gè)第I總線分連接器連接，8個(gè)第I總線分連接器通過(guò)第I CAN總線與第I 總線連接器連接；固定平臺(tái)控制盒通過(guò)CAN收發(fā)器、光隔離器、CAN控制器、放大電路及繼電 器輸出與橋梁檢測(cè)車主控制器連接；
在伸縮桁架部分一端的下部設(shè)有第II總線連接器，第II總線連接器通過(guò)第II扎 線架與設(shè)在固定桁架部分上的拉線盒內(nèi)的CAN總線連接；在伸縮桁架部分下部的兩側(cè)設(shè)有 8個(gè)第II總線分連接器和8個(gè)第II超聲波傳感器節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)第II超聲波傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè) 有一個(gè)第II超聲波傳感器；8個(gè)第II超聲波傳感器分別通過(guò)CAN控制器、光隔離器、CAN收 發(fā)器與8個(gè)第II總線分連接器連接，8個(gè)第II總線分連接器通過(guò)第II CAN總線與第II總 線連接器連接。
本發(fā)明利用了反射型超聲波傳感器在感應(yīng)區(qū)域內(nèi)對(duì)出現(xiàn)的任何物體均能直接反 射回超聲波的原理，避免了橋梁檢測(cè)車工作平臺(tái)在工作區(qū)域內(nèi)發(fā)生碰撞。
超聲波傳感器的控制部分采用Microchip公司生產(chǎn)的PIC18F2580。它是一個(gè)單 片8位高性能微控制器，采用了哈佛總線結(jié)構(gòu)，運(yùn)行速度高，功耗低，抗干擾能力強(qiáng)，具有片 內(nèi)CAN控制器。
本發(fā)明采用了 CAN總線結(jié)構(gòu)，具有防碰撞功能穩(wěn)定可靠、線路簡(jiǎn)單、維護(hù)簡(jiǎn)便的優(yōu) 點(diǎn)；采用了超聲波傳感器，具有信息處理簡(jiǎn)單、速度快、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)；將多路超聲波傳感 器的擴(kuò)展轉(zhuǎn)移到智能節(jié)點(diǎn)部份完成，簡(jiǎn)化了控制核心的工作，使硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的俯視圖。
圖3是本發(fā)明的工作區(qū)域示意圖。
圖4是本發(fā)明的電連接示意圖。
圖5本發(fā)明的超聲波傳感器節(jié)點(diǎn)的電路圖。
圖6是本發(fā)明固定桁架部份上控制盒的電路圖。
圖7是控制軟件的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明
參見圖1、圖2和圖3所示的橋梁檢測(cè)車的伸縮工作平臺(tái)防碰撞系統(tǒng)，包括由固定 桁架部分2和與固定桁架部分配合的伸縮桁架部分3構(gòu)成的伸縮工作平臺(tái)1 ；
在固定桁架部分2 —端的下部設(shè)有固定平臺(tái)控制盒4和與其連接的的第I總線連 接器5，第I總線連接器通過(guò)第I扎線架6與設(shè)在拉線盒7內(nèi)的CAN總線8連接；在固定桁 架部分2下部的兩側(cè)設(shè)有8個(gè)第I總線分連接器20、22、對(duì)、26、觀、30、32、34和8個(gè)第I超 聲波傳感器節(jié)點(diǎn)19、21、23、25、27、29、31、35，每一個(gè)第I超聲波傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)有一個(gè)第I超 聲波傳感器；8個(gè)第I超聲波傳感器分別通過(guò)CAN控制器、光隔離器、CAN收發(fā)器與8個(gè)第 I總線分連接器連接，8個(gè)第I總線分連接器通過(guò)第I CAN總線33與第I總線連接器5連 接；固定平臺(tái)控制盒4通過(guò)CAN收發(fā)器、光隔離器、CAN控制器、放大電路及繼電器輸出與橋 梁檢測(cè)車主控制器50連接；
在伸縮桁架部分3 —端的下部設(shè)有第II總線連接器10，第II總線連接器通過(guò)第 II扎線架9與設(shè)在固定桁架部分2上的拉線盒7內(nèi)的CAN總線8連接；在伸縮桁架部分3 下部的兩側(cè)設(shè)有8個(gè)第II總線分連接器12、14、16、18、37、39、41、43和8個(gè)第II超聲波傳 感器節(jié)點(diǎn)11、13、15、17、36、38、40、44，每一個(gè)第II超聲波傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)有一個(gè)第II超聲 波傳感器；8個(gè)第II超聲波傳感器分別通過(guò)CAN控制器、光隔離器、CAN收發(fā)器與8個(gè)第II 總線分連接器連接，8個(gè)第II總線分連接器通過(guò)第II CAN總線42與第II總線連接器10 連接。
參見圖4，工作時(shí)，伸縮桁架部分3上的8個(gè)第II超聲波傳感器節(jié)點(diǎn)11、13、15、 17、36、38、40、44經(jīng)過(guò)8個(gè)相應(yīng)的第II總線分連接器12、14、16、18、37、39、41、43并通過(guò)第 IICAN總線42進(jìn)入第II總線連接器10，第II總線連接器通過(guò)第II扎線架9、拉線盒7、第 I扎線架6進(jìn)入固定桁架部份2上的控制盒4內(nèi)；在控制盒4進(jìn)行邏輯處理后，發(fā)出一個(gè)繼 電器信號(hào)，此繼電器信號(hào)進(jìn)入橋梁檢測(cè)車的主控制器50進(jìn)行邏輯處理，控制伸縮工作平臺(tái) 1的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，從而達(dá)到防止碰撞的目的；
固定桁架部分2上的8個(gè)第I超聲波傳感器節(jié)點(diǎn)19、21、23、25、27、四、31、35經(jīng)過(guò) 8個(gè)相應(yīng)的第I總線分連接器20、22、24J6、28、30、32、34并通過(guò)第I CAN總線33進(jìn)入控制 盒4，在控制盒4內(nèi)進(jìn)行邏輯處理后，經(jīng)放大電路發(fā)出一個(gè)繼電器信號(hào)，此繼電器信號(hào)進(jìn)入 橋梁檢測(cè)車的主控制器50，進(jìn)行邏輯處理，控制伸縮工作平臺(tái)1的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，從而達(dá)到防止碰撞的目的。
參見圖5、圖7，PIC18F2580擔(dān)負(fù)兩個(gè)主要任務(wù)其一是作為超聲波傳感器的控制 核心，在其普通I/O 口上擴(kuò)展了超聲波傳感器的接收和發(fā)射部分電路，利用單片機(jī)的軟件 功能產(chǎn)生40kHz信號(hào)并通過(guò)驅(qū)動(dòng)放大發(fā)射出去，再利用接收部分電路進(jìn)行接收。另外，可以 對(duì)其余口線繼續(xù)進(jìn)行超聲波傳感器的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)多個(gè)超聲波傳感器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；其二是利 用PIC18F2580的片內(nèi)CAN控制器實(shí)現(xiàn)與CAN總線的連接。
LM386是一種音頻集成功放，它是一個(gè)三級(jí)放大電路。利用LM386的驅(qū)動(dòng)放大功能 將單片機(jī)產(chǎn)生的40kHz方波放大輸出。TXl為超聲波發(fā)射頭。
采用紅外線檢波接收的集成電路CX20106A作為超聲波檢測(cè)電路。適當(dāng)改變Cll 的大小，可改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。R12和Cll控制CX20106A內(nèi)部的放大增 益，R14控制帶通濾波器的中心頻率。一般取R12 = 4. 7Ω，Cll = 1 μ F。RXl為超聲波接 收頭，當(dāng)收到超聲波時(shí)產(chǎn)生一個(gè)下降沿，接到單片機(jī)的外部中斷INTO上。
當(dāng)超聲波接收頭接收到40kHz方波信號(hào)時(shí)，將會(huì)將此信號(hào)通過(guò)CX20106A驅(qū)動(dòng)放大 送入PIC18F2580的外部中斷0 口。對(duì)于多超聲波傳感器節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，每一個(gè)超聲波傳感器節(jié) 點(diǎn)可分別在其中斷服務(wù)程序中對(duì)障礙物信息進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，平臺(tái)固定部份控制器在得到外 部中斷0的中斷請(qǐng)求后，會(huì)轉(zhuǎn)入外部中斷0的中斷服務(wù)程序進(jìn)行處理，并發(fā)出一個(gè)繼電器信 號(hào)通過(guò)CAN總線上報(bào)橋梁檢測(cè)車的主控制器，由橋梁檢測(cè)車主控制器發(fā)出命令控制伸縮平 臺(tái)的避障動(dòng)作，達(dá)到防止碰撞的目的。
參見圖6，TJA1040是Wiilips半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的高速CAN總線收發(fā)器。該器件 提供了 CAN協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，以及對(duì)CAN總線的差動(dòng)發(fā)送和接收功能。 TJA1040具有優(yōu)秀的EMC性能，而且在不上電狀態(tài)下有理想的無(wú)源性能；它還提供低功耗管 理，支持遠(yuǎn)程喚醒。TJA1040具有自動(dòng)防故障功能。STB引腳接地工作在正常模式下，引腳 TXD提供了一個(gè)向VCC的上拉，使引腳T)(D在不使用時(shí)保持隱性電平。如果VCC掉電，引腳 TXD,STB和RXD就會(huì)變成懸浮狀態(tài)，防止通過(guò)這些引腳產(chǎn)生反向電流。TJA1040的CANHl和 CANLl引腳各自通過(guò)一個(gè)5Ω電阻與CAN總線連接，電阻起一定的限流作用，保護(hù)TJA1040 不受過(guò)流的沖擊。
6N137是光電耦合器，能增強(qiáng)CAN總線節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力，很好地實(shí)現(xiàn)總線上各 CAN節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離。光耦部分電路所采用的兩個(gè)電源VCC和VDD必須完全隔離。
CANH和CANL與地之間并聯(lián)了兩個(gè)30pF的電容，可以過(guò)濾掉總線上的高頻干擾和 一定的電磁輻射。兩根CAN總線接人端與地之間分別反接了一個(gè)保護(hù)二極管。當(dāng)CAN總線 有較高的負(fù)電壓時(shí)，通過(guò)二極管的續(xù)流可起到一定的過(guò)壓保護(hù)作用。總線兩端接的120 Ω 電阻起匹配總線阻抗的作用，保證數(shù)據(jù)通信的抗干擾性能及可靠性。
權(quán)利要求
1.橋梁檢測(cè)車的伸縮工作平臺(tái)防碰撞系統(tǒng)，包括由固定桁架部分(2)和與固定桁架部 分配合的伸縮桁架部分(3)構(gòu)成的伸縮工作平臺(tái)(1)，其特征是在固定桁架部分( 一端的下部設(shè)有固定平臺(tái)控制盒(4)和與其連接的的第I總線連 接器(5)，第I總線連接器通過(guò)第I扎線架(6)與設(shè)在拉線盒(7)內(nèi)的CAN總線⑶連接； 在固定桁架部分(2)下部的兩側(cè)設(shè)有8個(gè)第I總線分連接器(20、22、對(duì)、26、觀、30、32、34) 和8個(gè)第I超聲波傳感器節(jié)點(diǎn)(19、21、23、25、27、29、31、3幻，每一個(gè)第I超聲波傳感器節(jié) 點(diǎn)設(shè)有一個(gè)第I超聲波傳感器；8個(gè)第I超聲波傳感器分別通過(guò)CAN控制器、光隔離器、CAN 收發(fā)器與8個(gè)第I總線分連接器連接，8個(gè)第I總線分連接器通過(guò)第ICAN總線(33)與第I 總線連接器( 連接；固定平臺(tái)控制盒(4)通過(guò)CAN收發(fā)器、光隔離器、CAN控制器、放大電 路及繼電器輸出與橋梁檢測(cè)車主控制器(50)連接；在伸縮桁架部分(3) —端的下部設(shè)有第II總線連接器(10)，第II總線連接器通過(guò)第 II扎線架(9)與設(shè)在固定桁架部分(2)上的拉線盒(7)內(nèi)的CAN總線(8)連接；在伸縮桁 架部分(3)下部的兩側(cè)設(shè)有8個(gè)第II總線分連接器(12、14、16、18、37、39、41、43)和8個(gè) 第II超聲波傳感器節(jié)點(diǎn)(11、13、15、17、36、38、40、44)，每一個(gè)第11超聲波傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)有 一個(gè)第II超聲波傳感器；8個(gè)第II超聲波傳感器分別通過(guò)CAN控制器、光隔離器、CAN收發(fā) 器與8個(gè)第II總線分連接器連接，8個(gè)第II總線分連接器通過(guò)第IICAN總線02)與第II 總線連接器(10)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開的橋梁檢測(cè)車的伸縮工作平臺(tái)防碰撞系統(tǒng)，包括由固定桁架部分和與固定桁架部分配合的伸縮桁架部分構(gòu)成的伸縮工作平臺(tái)，其特征是在固定桁架部分設(shè)有固定平臺(tái)控制盒和與其連接的第I總線連接器，第I總線連接器與設(shè)在拉線盒內(nèi)的CAN總線連接；在固定桁架部分下部的兩側(cè)設(shè)有8個(gè)第I總線分連接器和8個(gè)第I超聲波傳感器節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)第I超聲波傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)有一個(gè)第I超聲波傳感器；固定平臺(tái)控制盒與橋梁檢測(cè)車主控制器連接；在伸縮桁架部分一設(shè)有第II總線連接器，第II總線連接器與設(shè)在固定桁架部分上的拉線盒內(nèi)的CAN總線連接。本發(fā)明具有防碰撞功能穩(wěn)定可靠、線路簡(jiǎn)單、維護(hù)簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)；采用了超聲波傳感器，具有信息處理簡(jiǎn)單、速度快、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102041777SQ201010590140
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者劉英玲, 吳韓, 盛陳, 陳楊, 韋志燕 申請(qǐng)人:重慶大江工業(yè)有限責(zé)任公司