專利名稱：用于軌道式運(yùn)輸車輛的磁鋼檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及車輛檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種現(xiàn)代物流生產(chǎn)和交通運(yùn)輸管理過程 中用于軌道式運(yùn)輸車輛的磁鋼檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代物流生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)管理過程中，往往采用車輛調(diào)運(yùn)大型部件入庫(kù)、出庫(kù)和生產(chǎn) 轉(zhuǎn)運(yùn)。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(yùn)設(shè)備進(jìn)行裝卸，地面 人員事后記錄和管理庫(kù)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(dòng)強(qiáng)度很大，工作效率不高而且容易導(dǎo)致人為事故的出現(xiàn)。因此，傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)向現(xiàn)代物流 轉(zhuǎn)換，應(yīng)考慮如何提升貨物收、發(fā)、管的自動(dòng)化和智能化水平，現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)正是順應(yīng) 這一技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)質(zhì)上就是傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它利用射頻識(shí)別(RFID)等技 術(shù)通過計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享，即通過在物品上嵌入電子 標(biāo)簽、條形碼等能夠存儲(chǔ)物體信息的標(biāo)識(shí)，通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等方式將其即時(shí)發(fā)送到后臺(tái)信息 處理系統(tǒng)，而各大信息系統(tǒng)可互聯(lián)形成一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到對(duì)物品進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤、監(jiān) 控等智能化管理的目的。但是，RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效推廣和普及的瓶頸。目前，基 于RFID的車輛檢測(cè)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(jī)車與周圍環(huán)境的強(qiáng)干擾 噪聲等因素影響，RFID讀寫器難以100%地保證所收集標(biāo)簽數(shù)據(jù)的完整性；其次，標(biāo)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(dǎo)致讀寫器讀寫失??；再次，系統(tǒng)的整 合以及技術(shù)本身的成熟度也是影響RFID車輛識(shí)別可靠性的重要因素。(2)RFID車輛識(shí)別產(chǎn)品成本高，價(jià)格昂貴。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可實(shí)現(xiàn)車輛判向、測(cè)速、判輛，可 靠性高、抗干擾性強(qiáng)、成本低的用于軌道式運(yùn)輸車輛的磁鋼檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種用于軌道式運(yùn)輸車輛的磁鋼檢測(cè)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(gè)沿著軌道方向依次設(shè)置于鋼軌一側(cè)的 檢測(cè)磁鋼，所述檢測(cè)磁鋼在檢測(cè)到車輛的車輪經(jīng)過時(shí)輸出檢測(cè)信號(hào)給處理單元，所述處理 單元根據(jù)傳感單元輸出的檢測(cè)信號(hào)獲取經(jīng)過車輛的運(yùn)動(dòng)方向、速度和經(jīng)過車輛的數(shù)量。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)所述傳感單元還包括至少一個(gè)校驗(yàn)磁鋼，所述校 驗(yàn)磁鋼在檢測(cè)到車輛的車輪經(jīng)過時(shí)輸出檢測(cè)信號(hào)給處理單元，每個(gè)校驗(yàn)磁鋼與一個(gè)檢測(cè) 磁鋼構(gòu)成一組，同組中的校驗(yàn)磁鋼和檢測(cè)磁鋼對(duì)應(yīng)設(shè)置于軌道或者鋼軌的兩側(cè)，所述處理 單元根據(jù)對(duì)應(yīng)設(shè)置的檢測(cè)磁鋼和校驗(yàn)磁鋼是否同時(shí)輸出檢測(cè)信號(hào)來(lái)判斷檢測(cè)信號(hào)的準(zhǔn)確 性；所述傳感單元通過信號(hào)轉(zhuǎn)換單元與處理單元相連，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將所述檢測(cè) 磁鋼和校驗(yàn)磁鋼輸出的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和光電隔離后輸出至處理單元。[0009]本實(shí)用新型具有下述優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型包括至少兩個(gè)沿著軌道方向依次設(shè)置于鋼 軌一側(cè)的檢測(cè)磁鋼，處理單元可以根據(jù)傳感單元輸出的至少兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)獲取經(jīng)過車輛的 運(yùn)動(dòng)方向、速度和經(jīng)過車輛的數(shù)量，具有抗干擾性強(qiáng)、成本低、可靠性好的優(yōu)點(diǎn)；處理單元根 據(jù)對(duì)應(yīng)設(shè)置的檢測(cè)磁鋼和校驗(yàn)磁鋼是否同時(shí)輸出檢測(cè)信號(hào)來(lái)判斷檢測(cè)信號(hào)的準(zhǔn)確性，抗干 擾能力強(qiáng)；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元通過信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換和光電耦合，可以進(jìn)一步提高本實(shí)用新型的抗 干擾能力。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的框架結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中車輪傳感器單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元的電路原理示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，本實(shí)施例中的用于軌道式運(yùn)輸車輛的磁鋼檢測(cè)裝置包括傳感 單元1和處理單元2，傳感單元1包括三個(gè)沿著軌道方向依次設(shè)置于鋼軌3 —側(cè)的檢測(cè)磁 鋼11，檢測(cè)磁鋼11在檢測(cè)到車輛的車輪經(jīng)過時(shí)輸出檢測(cè)信號(hào)給處理單元2，處理單元2根 據(jù)傳感單元1輸出的三個(gè)檢測(cè)信號(hào)獲取經(jīng)過車輛的運(yùn)動(dòng)方向、速度和經(jīng)過車輛的數(shù)量。本實(shí)施例中，檢測(cè)磁鋼11分別為檢測(cè)磁鋼11A、1 IB和11C，檢測(cè)磁鋼IlA和IlB之 間的距離D為40cm，檢測(cè)磁鋼IlB和IlC之間的距離E為40cm，傳感單元1還包括一個(gè)校 驗(yàn)磁鋼12，校驗(yàn)磁鋼12在檢測(cè)到車輛的車輪經(jīng)過時(shí)輸出檢測(cè)信號(hào)給處理單元2，校驗(yàn)磁鋼 12與檢測(cè)磁鋼IlC作為一組，校驗(yàn)磁鋼12與檢測(cè)磁鋼IlC對(duì)應(yīng)設(shè)置于鋼軌3的兩側(cè)，處理 單元2根據(jù)對(duì)應(yīng)設(shè)置的檢測(cè)磁鋼IlC和校驗(yàn)磁鋼12是否同時(shí)輸出檢測(cè)信號(hào)來(lái)判斷檢測(cè)信 號(hào)的準(zhǔn)確性，如果檢測(cè)磁鋼IlC和校驗(yàn)磁鋼12未同時(shí)輸出檢測(cè)信號(hào)，處理單元2就將輸入 的信號(hào)視為干擾不做響應(yīng)。由于永磁型傳感器線圈匝數(shù)多、電感量大、干擾信號(hào)強(qiáng)，導(dǎo)致信 噪比下降，而且在長(zhǎng)期震動(dòng)環(huán)境下，永磁會(huì)逐漸發(fā)生退磁現(xiàn)象甚至失效，且在列車時(shí)速低于 8公里/小時(shí)條件下會(huì)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(shí) 施例中檢測(cè)磁鋼11A、11B、11C和校驗(yàn)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(zhǎng)了使 用壽命，且適合低速行駛列車的識(shí)別，每經(jīng)過一個(gè)車輪，相應(yīng)磁鋼就輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的方波。如圖3所示，本實(shí)施例中傳感單元1通過信號(hào)轉(zhuǎn)換單元21與處理單元2相連，信 號(hào)轉(zhuǎn)換單元21主要由光電耦合芯片TLP621-4組成，檢測(cè)磁鋼11A、11B、IlC的輸出端口分 別與信號(hào)轉(zhuǎn)換單元21的輸入端口 INI、IN2和IN3相連，校驗(yàn)磁鋼12的輸出端口與信號(hào)轉(zhuǎn) 換單元21的輸入端口 IN4相連，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元21將檢測(cè)磁鋼11A、11B、11C和校驗(yàn)磁鋼12 輸出的TTL電平矩形方波形式的檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成+24V的方波信號(hào)并進(jìn)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(hào)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(shí)施例中的 處理單元2采用PLC和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)。傳感單元1、信號(hào)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(guó)航天科工集團(tuán)長(zhǎng)峰朝陽(yáng)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(shí)用新型的核心，PLC與上位機(jī)聯(lián)絡(luò)的時(shí)間為一個(gè)掃描周期，本實(shí) 施例中掃描周期設(shè)置為300ms。由于檢測(cè)磁鋼IlC和校驗(yàn)磁鋼12的信號(hào)是同步的，因此統(tǒng) 一計(jì)為檢測(cè)磁鋼IlC的信號(hào)。處理單元2將車輪經(jīng)過檢測(cè)磁鋼11A、11B、11C時(shí)所發(fā)出的檢 測(cè)信號(hào)分別標(biāo)定為1、2、3 ；而依時(shí)間順序，處理單元2在一個(gè)掃描周期內(nèi)收到的三個(gè)檢測(cè)信 號(hào)依次標(biāo)定為Ni、N2、N3，處理單元2通過計(jì)數(shù)值C來(lái)計(jì)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(cè)磁鋼11A、1 IBUlC—次，計(jì)數(shù)值C自動(dòng)加1或者減1，然后處理單元2根 據(jù)輸入的檢測(cè)信號(hào)分別進(jìn)行濾波處理、判向處理、測(cè)速處理和判輛處理濾波處理如果一個(gè)掃描周期內(nèi)，檢測(cè)磁鋼IlAUlB和IlC中某個(gè)有檢測(cè)信號(hào)輸 出，而其它均無(wú)檢測(cè)信號(hào)輸出，則不滿足條件，則清空Nl、N2、N3。判向處理當(dāng)車輛正向行駛出庫(kù)或者反向行駛?cè)霂?kù)時(shí)，檢測(cè)磁鋼IlAUlB和IlC輸 出的檢測(cè)信號(hào)如下表兩列所示。 其中第一位對(duì)應(yīng)檢測(cè)磁鋼11Α，第二位對(duì)應(yīng)檢測(cè)磁鋼11Β，第三位對(duì)應(yīng)檢測(cè)磁鋼 11C，該表僅僅為車輛單側(cè)的一個(gè)車輪經(jīng)過時(shí)的磁鋼輸出，此后經(jīng)過的車輪都是上述數(shù)據(jù)的 重復(fù)。根據(jù)處理單元2對(duì)檢測(cè)信號(hào)的標(biāo)定結(jié)合上表可知000代表車輪沒有與任何檢測(cè)磁 鋼相對(duì)，100代表車輪與檢測(cè)磁鋼IlA相對(duì)，處理單元2收到檢測(cè)信號(hào)后標(biāo)定為1 ；010代表 車輪與檢測(cè)磁鋼IlB相對(duì)，處理單元2收到檢測(cè)信號(hào)后標(biāo)定為2 ；001代表車輪與檢測(cè)磁鋼IlC相對(duì)，處理單元2收到檢測(cè)信號(hào)后標(biāo)定為3。當(dāng)處理單元2在一個(gè)掃描周期內(nèi)所依次收 到的檢測(cè)信號(hào)滿足N1 = 1、N2 = 2、N3 = 3時(shí)，則可以判斷車輪是依次經(jīng)過檢測(cè)磁鋼11A、 11B、11C，即可判定為車輛正向出庫(kù)；當(dāng)處理單元2在一個(gè)掃描周期內(nèi)依次收到的檢測(cè)信號(hào) 滿足N1 = 3、N2 = 2、N3 = 1時(shí)，則可以判斷車輪是依次經(jīng)過檢測(cè)磁鋼11C、11B、11A，即可 判定為車輛反向入庫(kù)。測(cè)速 處理通過計(jì)算任意兩個(gè)檢測(cè)磁鋼依次響應(yīng)車輪輸出的方波的時(shí)間間隔t和 兩個(gè)檢測(cè)磁鋼之間的距離S，再通過ν = S/t即可計(jì)算出車輛的運(yùn)動(dòng)速度V。本實(shí)施例中， 如果檢測(cè)磁鋼1IA發(fā)出檢測(cè)信號(hào)到檢測(cè)磁鋼1IB發(fā)出檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間間隔為t，而檢測(cè)磁鋼 IlAUlB之間的距離D為0. 4m，所以車輛的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)速度ν = 0. 4/t。判輛處理在具體實(shí)例中，如果車輛車廂單側(cè)有4個(gè)車輪，當(dāng)計(jì)數(shù)值C為4時(shí)則表 明通過了一個(gè)車廂；如果車輛車頭的單側(cè)是6個(gè)車輪，當(dāng)計(jì)數(shù)值C為6時(shí)則表明通過了一個(gè) 車輛車頭。因此，獲取計(jì)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(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于 上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指 出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和 潤(rùn)飾，例如增加檢測(cè)磁鋼11和校驗(yàn)磁鋼12的個(gè)數(shù)，或者將檢測(cè)磁鋼11和校驗(yàn)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(shí)現(xiàn)，又或者傳感單元1通過對(duì)車輛車軸 計(jì)數(shù)來(lái)等等，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種用于軌道式運(yùn)輸車輛的磁鋼檢測(cè)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(gè)沿著軌道方向依次設(shè)置于鋼軌(3)一側(cè)的檢測(cè)磁鋼(11)，所述檢測(cè)磁鋼(11)在檢測(cè)到車輛的車輪經(jīng)過時(shí)輸出檢測(cè)信號(hào)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(cè)信號(hào)獲取經(jīng)過車輛的運(yùn)動(dòng)方向、速度和經(jīng)過車輛的數(shù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于軌道式運(yùn)輸車輛的磁鋼檢測(cè)裝置，其特征在于所述傳 感單元(1)還包括至少一個(gè)校驗(yàn)磁鋼(12)，所述校驗(yàn)磁鋼(12)在檢測(cè)到車輛的車輪經(jīng)過 時(shí)輸出檢測(cè)信號(hào)給處理單元(2)，每個(gè)校驗(yàn)磁鋼(12)與一個(gè)檢測(cè)磁鋼(11)構(gòu)成一組，同組 中的校驗(yàn)磁鋼(12)和檢測(cè)磁鋼(11)對(duì)應(yīng)設(shè)置于軌道或者鋼軌(3)的兩側(cè)，所述處理單元 (2)根據(jù)對(duì)應(yīng)設(shè)置的檢測(cè)磁鋼(11)和校驗(yàn)磁鋼(12)是否同時(shí)輸出檢測(cè)信號(hào)來(lái)判斷檢測(cè)信 號(hào)的準(zhǔn)確性。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于軌道式運(yùn)輸車輛的磁鋼檢測(cè)裝置，其特征在于所述傳 感單元(1)通過信號(hào)轉(zhuǎn)換單元(21)與處理單元(2)相連，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元(21)將所述檢 測(cè)磁鋼(11)和校驗(yàn)磁鋼(12)輸出的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和光電隔離后輸出至處理單元(2)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于軌道式運(yùn)輸車輛的磁鋼檢測(cè)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(gè)沿著軌道方向依次設(shè)置于鋼軌(3)一側(cè)的檢測(cè)磁鋼(11)，所述檢測(cè)磁鋼(11)在檢測(cè)到車輛的車輪經(jīng)過時(shí)輸出檢測(cè)信號(hào)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(cè)信號(hào)獲取經(jīng)過車輛的運(yùn)動(dòng)方向、速度和經(jīng)過車輛的數(shù)量。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)車輛判向、測(cè)速、判輛，具有可靠性高、抗干擾性強(qiáng)、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01P3/66GK201633749SQ20102019855
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)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(jìn) 申請(qǐng)人:岳陽(yáng)千盟電子有限公司