[發(fā)明專利]一種基于自行走鐵軌打磨機(jī)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910445698.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN110231788B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 解植文;劉伯愚;李海濤;祁萬生;張小龍;朱嘉寶;鄭來萍;高巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長春航泰智聯(lián)科技有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042;G08C19/00;H04N5/232;E01B31/17
• 代理公司: 吉林省長春市新時(shí)代專利商標(biāo)代理有限公司 22204
• 代理人: 劉建偉

1.一種基于自行走鐵軌打磨機(jī)的遠(yuǎn)程控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：通過利用遠(yuǎn)程操縱面板對(duì)可編程邏輯控制器進(jìn)行控制，其中，遠(yuǎn)程操縱面板與可編程邏輯控制器之間通過Gm通訊模塊進(jìn)行接收或傳遞信息；

步驟2：在自行走鐵軌打磨機(jī)到達(dá)地面后，將步驟1中的所述遠(yuǎn)程操縱面板與所述可編程邏輯控制器通過所述Gm通訊模塊進(jìn)行連通，單片機(jī)控制電動(dòng)云臺(tái)上的攝像頭啟動(dòng)并將獲取的實(shí)時(shí)路況信息傳遞至所述遠(yuǎn)程操縱面板，在自行走鐵軌打磨機(jī)在地面行走時(shí)，通過所述遠(yuǎn)程操縱面板的可編程邏輯控制器控制履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊的第一變頻器和第二變頻器，利用所述第一變頻器和所述第二變頻器分別控制履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)履帶中的變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速，對(duì)自行走鐵軌打磨機(jī)的行進(jìn)速度進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，其中，當(dāng)自行走鐵軌打磨機(jī)需要轉(zhuǎn)彎時(shí)，通過控制兩個(gè)履帶中的變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速不動(dòng)，進(jìn)行差速轉(zhuǎn)彎；

步驟3：利用所述遠(yuǎn)程操縱面板控制自行走鐵軌打磨機(jī)的履帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)行走至鐵軌上，利用所述遠(yuǎn)程操縱面板控制自行走鐵軌打磨機(jī)的舉升機(jī)構(gòu)，將設(shè)置在舉升機(jī)構(gòu)上的軌道行走機(jī)構(gòu)控制模塊降落至鐵軌的軌道上，其中，利用所述可編程邏輯控制器通過控制第一接近開關(guān)和第二接近開關(guān)對(duì)軌道的位置進(jìn)行檢測是否到位；

步驟4：在步驟3中的所述第一接近開關(guān)和所述第二接近開關(guān)對(duì)軌道的位置進(jìn)行檢測到位后，利用單片機(jī)控制電動(dòng)云臺(tái)上的攝像頭獲取鐵軌的軌形以及需要打磨的打磨面，可編程邏輯控制器控制軌道行走機(jī)構(gòu)行至所述攝像頭獲取的待打磨區(qū)域，即需要打磨的打磨面，利用所述可編程邏輯控制器控制Z軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)控制模塊將設(shè)置在打磨機(jī)構(gòu)上的視覺傳感器和打磨機(jī)構(gòu)的打磨頭旋轉(zhuǎn)至與待打磨面垂直的位置，利用所述可編程邏輯控制器控制X軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊和Y軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊帶動(dòng)視覺傳感器掃描獲取軌形，對(duì)獲取的軌形通過置于可編程邏輯控制器內(nèi)的拉格朗日插值法進(jìn)行解析，利用遠(yuǎn)程操縱面板將通過視覺傳感器獲取的軌形與所述可編程邏輯控制器預(yù)先設(shè)定的軌形進(jìn)行對(duì)比后提取待打磨軌形；

步驟5：在步驟4中的可編程邏輯控制器提取與視覺傳感器獲取的軌形相符合的加工預(yù)設(shè)軌跡后，所述可編程邏輯控制器通過所述X軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊、所述Y軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊和所述Z軸旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)控制模塊帶動(dòng)所述打磨機(jī)構(gòu)沿加工預(yù)設(shè)軌跡進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述打磨機(jī)構(gòu)對(duì)鐵軌打磨面進(jìn)行打磨直至打磨面上的軌形與加工預(yù)設(shè)軌跡的加工軌形一致，其中，在打磨的同時(shí)所述視覺傳感器時(shí)刻對(duì)軌形進(jìn)行檢測；

步驟51：遠(yuǎn)程操作人員在所述遠(yuǎn)程操縱面板上輸入需要打磨鐵軌的軌距，在步驟3中的自行走鐵軌打磨機(jī)的軌道行走機(jī)構(gòu)控制模塊完成定位后，選擇待打磨的導(dǎo)軌，在步驟4中視覺傳感器和打磨機(jī)構(gòu)的打磨頭旋轉(zhuǎn)至與待打磨面垂直的位置后，打磨機(jī)構(gòu)利用所述視覺傳感器自動(dòng)對(duì)刀，在根據(jù)步驟4中獲取的待打磨區(qū)域選擇打磨程序；

步驟511：外軌圓弧面打磨：可編程邏輯控制器控制X軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)打磨機(jī)構(gòu)做直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)與運(yùn)動(dòng)軌跡垂直的視覺傳感器進(jìn)行激光測距采集數(shù)據(jù)，視覺傳感器將獲取的數(shù)據(jù)傳遞至可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器對(duì)軌形數(shù)據(jù)進(jìn)行拉格朗日插值法計(jì)算并得出磨削后的軌跡，所述X軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所述Y軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述Z軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿上述軌跡帶動(dòng)打磨機(jī)構(gòu)開始加工打磨面，直至打磨面與磨削后的軌跡一致；

步驟512：內(nèi)軌圓弧面打磨：可編程邏輯控制器控制X軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)打磨機(jī)構(gòu)做直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)與運(yùn)動(dòng)軌跡垂直的視覺傳感器進(jìn)行激光測距采集數(shù)據(jù)，視覺傳感器將獲取的數(shù)據(jù)傳遞至可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器對(duì)軌形數(shù)據(jù)進(jìn)行拉格朗日插值法計(jì)算并得出磨削后的軌跡，所述X軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所述Y軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述Z軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿上述軌跡帶動(dòng)打磨機(jī)構(gòu)開始加工打磨面，直至打磨面與磨削后的軌跡一致；

步驟513：內(nèi)軌豎面打磨：可編程邏輯控制器控制X軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)打磨機(jī)構(gòu)做直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)與運(yùn)動(dòng)軌跡垂直的視覺傳感器進(jìn)行激光測距采集數(shù)據(jù)，視覺傳感器將獲取的數(shù)據(jù)傳遞至可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并計(jì)算出磨削后最低面，所述X軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所述Y軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述Z軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿打磨面開始加工打磨面，直至打磨至磨削后最低面處；

步驟514：上表面自動(dòng)打磨：可編程邏輯控制器控制X軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)打磨機(jī)構(gòu)做直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)與運(yùn)動(dòng)軌跡垂直的視覺傳感器進(jìn)行激光測距采集數(shù)據(jù)，視覺傳感器將獲取的數(shù)據(jù)傳遞至可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并計(jì)算出磨削后最側(cè)面，所述X軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所述Y軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述Z軸水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿打磨面開始加工打磨面，直至打磨至磨削后最側(cè)面處。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自行走鐵軌打磨機(jī)的遠(yuǎn)程控制方法，其特征在于，所述編程邏輯控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的外軌圓弧面打磨、內(nèi)軌圓弧面打磨、內(nèi)軌豎面打磨和上表面自動(dòng)打磨的公式為：

其中，橫坐標(biāo)X為伺服行進(jìn)的距離、縱坐標(biāo)Y為采集到的距離；將上述多項(xiàng)式進(jìn)行求最小值，因?yàn)殇撥壍耐庑味加袊鴺?biāo)；在打磨頂面時(shí)，將軌道的上端面進(jìn)行平移，平移到最小值的點(diǎn)，即為計(jì)算所得的磨削后的最底面。