專利名稱：防護(hù)式格雷母線定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及軌道式天車、行車、起重機(jī)的自動控制定位系統(tǒng)，具體是一種基于格雷碼的用于長線定位的防護(hù)式格雷母線定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在冶金、選礦、水泥、發(fā)電、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中，大量使用軌道式天車、行車、起重機(jī)，其實(shí)現(xiàn)自動控制必須有可靠的定位系統(tǒng)。對這類設(shè)備定位的要求是:①一維定位，范圍在幾百米范圍精度要求不高，在數(shù)厘米范圍即可；③可靠性要求極高，抗電磁干擾，適應(yīng)惡劣環(huán)境。目前應(yīng)用較多的位置檢測的方法有:①行程開關(guān):安裝在軌道旁邊，當(dāng)行車走過來時就會碰到機(jī)械開關(guān)，從而產(chǎn)生一個開關(guān)量送到PLC，說明該機(jī)械已到位置。②旋轉(zhuǎn)編碼器:通過安裝在車輪上的旋轉(zhuǎn)編碼器檢測機(jī)車的位置。上述方法主要缺點(diǎn)是:接觸式測量，具有機(jī)械動作部件，可靠性低，定位不精確，維護(hù)工作量大。③激光:利用激光傳輸時間來測量距離的基本原理即通過測量激光往返目標(biāo)所需時間來確定目標(biāo)距離，是一種連續(xù)非接觸位置檢測。④紅外:采用高頻調(diào)制的編碼紅外光進(jìn)行識別定位，是一種連續(xù)非接觸位置檢測。上述方法主要缺點(diǎn)是:抗干擾能力差，不能適應(yīng)惡劣環(huán)境。專利CN1844848、CN2915813描述了一種定位裝置及其方法，其特點(diǎn)是設(shè)置一條以格雷編碼交叉的母線，采用電磁感應(yīng)原理來進(jìn)行位置檢測和數(shù)據(jù)通信，是一種連續(xù)非接觸絕對定位的工作方式。優(yōu)點(diǎn)是寬容度比較大，可以用在直線或環(huán)形位移檢測，定位精度適中。但CN1844848、CN2915813具有以下缺點(diǎn):①母線本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂，不適合普及生產(chǎn)；②母線本身是以絕緣材料和導(dǎo)體構(gòu)成，由于原理的限制，無法加金屬防護(hù)罩，影響了整個系統(tǒng)的可靠性和壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于格雷碼的用于長線定位的防護(hù)式格雷母線定位系統(tǒng)，其定位精度適中，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)惡劣環(huán)境，安裝簡單，可靠性高，適合普及生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是:一種防護(hù)式格雷母線定位系統(tǒng)，包括信號線、GND線、行走電磁鐵，所述η根信號線根據(jù)格雷母編碼規(guī)律上下?lián)Q位分別布置在各自的由條形絕緣薄板制作的骨架上，一根GND線布置在一個獨(dú)立的所述骨架的下邊緣上，所述η個載有信號線的骨架和一個載有GND線的骨架疊合在一起，組裝在一個不導(dǎo)磁的防護(hù)罩內(nèi)構(gòu)成格雷母線結(jié)構(gòu)；所述行走電磁鐵沿所述格雷母線結(jié)構(gòu)平行布置，其產(chǎn)生的磁力線垂直于所述格雷母線結(jié)構(gòu)的側(cè)立面。[0014]更進(jìn)一步，所述構(gòu)成骨架的條形絕緣薄板，其上邊和下邊分別鉆有一排通孔，所述信號線穿過所述通孔并按格雷碼編碼規(guī)則上下?lián)Q位；GND線沿所述條形絕緣薄板下邊的一排通孔穿線，穿好線的條形絕緣薄板疊合且對齊后穿入所述防護(hù)罩罩體，并通過防護(hù)罩內(nèi)灌注的環(huán)氧樹脂封裝固定，形成一節(jié)格雷母線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:①檢測信號為對地電壓信號，以對地電壓的大小或有無來定義信號的0、1，這樣η位的格雷母線只需要η根信號線和一根地線即可，簡化了結(jié)構(gòu)。②用電磁鐵產(chǎn)生的低頻磁場感應(yīng)信號，這樣磁場能有效穿透不導(dǎo)磁的金屬防護(hù)罩，實(shí)現(xiàn)防護(hù)。③采用電磁鐵產(chǎn)生磁場，可直接采用工頻電源，在行車上可直接將電磁鐵并聯(lián)在抱閘線圈上，現(xiàn)場安裝方便，產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度大，有利于提高系統(tǒng)的可靠性。

圖1為格雷母線定位原理示意圖。圖2為圖1中RO信號線和GND線之間產(chǎn)生的信號電壓示意圖。 圖3為信號線和GND線在骨架上布置圖。圖4為防護(hù)式格雷母線結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為控制電路方框圖。圖中:信號線1，GND線2，行走電磁鐵3，條形絕緣薄板4，通孔5，防護(hù)罩6，疊合在一起的信號線及其骨架7。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，目的僅在于更好地理解本實(shí)用新型內(nèi)容。因此，所舉之例并不限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)施例是一個四位格雷碼的防護(hù)式格雷母線定位系統(tǒng)，如果基本節(jié)距是200，則定位長度為3.2米。參見圖1，從上到下分別是產(chǎn)生格雷碼位置信號的R3、R2、RU RO的信號線?？梢钥闯雒扛盘柧€I根據(jù)格雷碼編碼規(guī)律上下?lián)Q位，GND線2沿下位布設(shè)。行走電磁鐵3(100X200電磁鐵)產(chǎn)生的磁力線垂直于紙面。當(dāng)電磁鐵產(chǎn)生交變磁場時,根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在RO信號線和GND線之間產(chǎn)生的信號電壓如圖2所示。電壓值在中值以上作為數(shù)字信號1，電壓值在中值以下作為數(shù)字信號O。行走電磁鐵3在不同的位置R3、R2、R1、R0線輸出的電壓信號構(gòu)成格雷碼，對應(yīng)不同的位置，從而實(shí)現(xiàn)基本定位，分辨率為RO線的基本節(jié)距。在一個節(jié)距內(nèi)行走電磁鐵3在不同的位置電壓也不同，分析電壓值，可分辨細(xì)分位置，實(shí)現(xiàn)精確定位。參見圖3，采用條形絕緣薄板4為骨架，條形絕緣薄板4的上邊和下邊分別鉆有一排通孔5，四根信號線I穿過相應(yīng)通孔5并按格雷碼編碼規(guī)則上下?lián)Q位；GND線2沿條形絕緣薄板4下邊的一排通孔5穿線，穿好線的條形絕緣薄板4疊合且對齊后穿入防護(hù)罩6罩體，并通過防護(hù)罩6內(nèi)灌注的環(huán)氧樹脂封裝固定，形成一節(jié)格雷母線?？筛鶕?jù)現(xiàn)場的需求長度，由不同位數(shù)和編碼的多節(jié)母線構(gòu)成實(shí)際的定位系統(tǒng)的母線。[0029]防護(hù)罩6選用不導(dǎo)磁的金屬材料，如不銹鋼或鋁合金，有一定的渦流損耗，但電磁鐵產(chǎn)生的低頻磁場能夠有效穿透，形成有效的信號，可靠性和抗干擾性都很強(qiáng)，適合現(xiàn)場安裝。參見圖5，控制電路控制行走電磁鐵3通電工作，行走電磁鐵3的磁場在格雷母線上感應(yīng)電壓信號后，經(jīng)放大、調(diào)理后，由單片機(jī)完成信號分析、解碼等工作，輸出位置信息。本實(shí)施例所述防護(hù)式格雷母線定位系統(tǒng)，適用于冶金、選礦、水泥、發(fā)電、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)的軌道式天車、行車、起重機(jī)等的自動控制定位。
權(quán)利要求1.一種防護(hù)式格雷母線定位系統(tǒng)，包括信號線、GND線、行走電磁鐵，其特征在于，所述η根信號線根據(jù)格雷碼編碼規(guī)律上下?lián)Q位分別布置在各自的由條形絕緣薄板制作的骨架上，一根GND線布置在一個獨(dú)立的所述骨架的下邊緣上，所述η個載有信號線的骨架和一個載有GND線的骨架疊合在一起，組裝在一個不導(dǎo)磁的防護(hù)罩內(nèi)構(gòu)成格雷母線結(jié)構(gòu)；所述行走電磁鐵沿所述格雷母線結(jié)構(gòu)平行布置，其產(chǎn)生的磁力線垂直于所述格雷母線結(jié)構(gòu)的側(cè)立面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防護(hù)式格雷母線定位系統(tǒng)，其特征在于，所述構(gòu)成骨架的條形絕緣薄板，其上邊和下邊分別鉆有一排通孔，所述信號線穿過所述通孔并按格雷碼編碼規(guī)則上下?lián)Q位；GND線沿所述條形絕緣薄板下邊的一排通孔穿線，穿好線的條形絕緣薄板疊合且對齊后穿入所述防護(hù)罩罩體，并通過防護(hù)罩內(nèi)灌注的環(huán)氧樹脂封裝固定，形成一節(jié)格雷母線。
專利摘要本實(shí)用新型涉及自動控制定位系統(tǒng)，具體是一種基于格雷碼的長線定位的防護(hù)式格雷母線定位系統(tǒng)。包括信號線、GND線、行走電磁鐵，所述n根信號線根據(jù)格雷母編碼規(guī)律上下?lián)Q位分別布置在各自的由條形絕緣薄板制作的骨架上，一根GND線布置在一個獨(dú)立的所述骨架的下邊緣上，所述n個載有信號線的骨架和一個載有GND線的骨架疊合在一起，組裝在一個不導(dǎo)磁的防護(hù)罩內(nèi)構(gòu)成格雷母線結(jié)構(gòu)；所述行走電磁鐵沿所述格雷母線結(jié)構(gòu)平行布置，其產(chǎn)生的磁力線垂直于所述格雷母線結(jié)構(gòu)的側(cè)立面。本實(shí)用新型定位精度適中，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)惡劣環(huán)境，安裝簡單，可靠性高，適用于冶金、選礦、水泥、發(fā)電、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)的軌道式天車、行車、起重機(jī)等自動控制定位。
文檔編號G01B7/00GK203011333SQ20132002247
公開日2013年6月19日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者郝成, 梁秀滿, 楊志剛, 王建民, 劉振東, 崔策 申請人:河北聯(lián)合大學(xué)