[發(fā)明專利]一種基于級(jí)聯(lián)光柵的模擬裝車過程試驗(yàn)臺(tái)和構(gòu)建方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111189756.1
• 申請(qǐng)日: 2021-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN113945397A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 席啟明;武徽;袁華;王磊;姚樹楷;閆艷;郭欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中煤科工智能儲(chǔ)裝技術(shù)有限公司;天地科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01M17/08
• 分類號(hào): G01M17/08
• 代理公司: 北京國林貿(mào)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11001
• 代理人: 袁建水

1.一種基于級(jí)聯(lián)光柵的模擬裝車過程試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，包括：帶狀列車模擬器以及安裝在帶狀列車模擬器兩側(cè)的級(jí)聯(lián)光柵；所述帶狀列車模擬器包括兩個(gè)安裝在支架上的之間距離超過一個(gè)真實(shí)列車車廂長(zhǎng)度的由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輥筒；所述的兩個(gè)輥筒之間設(shè)有由輥筒帶動(dòng)能夠前后運(yùn)動(dòng)的模擬帶，所述的模擬帶上設(shè)有至少兩個(gè)模擬車廂之間空檔的窗口；所述級(jí)聯(lián)光柵包括長(zhǎng)度超過一節(jié)車廂的頭尾相接連續(xù)排列的多組光柵組，各個(gè)所述的光柵組同側(cè)模塊上下交錯(cuò)排列，光柵組群中的所有光軸之間沿排列方向上的距離相等；相鄰兩組光柵組的發(fā)射模塊和接收模塊兩側(cè)交替排列，各個(gè)所述的光柵組通過網(wǎng)絡(luò)與光柵控制器連接；所述伺服電機(jī)和光柵控制器與模擬上位機(jī)電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述的帶狀列車模擬器的兩個(gè)輥筒，兩個(gè)輥筒分別由各自的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述的模擬帶是塑料帶。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述的窗口中設(shè)有模擬雜物的遮擋條。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述的光柵控制器是PLC。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述的網(wǎng)絡(luò)是基于Ethernet/IP協(xié)議的以太網(wǎng)，所述的各個(gè)光柵組通過交換機(jī)與PLC連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述的網(wǎng)絡(luò)基于Modbus協(xié)議的RS485總線，所述的各個(gè)光柵組通過網(wǎng)關(guān)與PLC連接。

8.一種權(quán)利要求6或7所述試驗(yàn)臺(tái)的基于級(jí)聯(lián)光柵的模擬裝車過程試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)建方法，其特征在于，所述方法的步驟如下：

步驟1，安裝設(shè)施：將輥筒安裝在支架上，并將模擬帶卷在兩個(gè)輥筒上，將級(jí)聯(lián)光柵的各組光柵安裝在模擬帶兩側(cè)，使光柵的一些光軸能夠穿過模擬帶上的窗口；

設(shè)置光柵：在列車進(jìn)入裝車站的軌道兩側(cè)，以光柵長(zhǎng)方向頭尾相接的方式設(shè)置大于至少一節(jié)車廂長(zhǎng)度的光柵群組，兩個(gè)光柵組之間的交錯(cuò)排列；

步驟2，連接設(shè)備：將驅(qū)動(dòng)輥筒的伺服電機(jī)和光柵控制器與模擬上位機(jī)連接；連接光柵組群：將光柵組群中的各個(gè)光柵通過網(wǎng)線與網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)施、光柵控制器連接；

步驟3，光柵組網(wǎng)絡(luò)組態(tài)：采用自有地址進(jìn)行區(qū)分，通過Ethernet/IP或MODBUS光柵網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有對(duì)多個(gè)光柵進(jìn)行組態(tài)，建立光柵群組的網(wǎng)絡(luò)；

步驟4，數(shù)據(jù)提取與重構(gòu)：提取各個(gè)光柵組的數(shù)據(jù)，將各個(gè)光柵組的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新排列，形成一個(gè)雙整形數(shù)據(jù)類型的數(shù)列，使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的數(shù)據(jù)位的順序與實(shí)際的光柵光軸的排列順序一致；

步驟5，進(jìn)行RLE編碼：將1定義為光軸的遮蔽數(shù)據(jù)值，0定義為導(dǎo)通的數(shù)據(jù)值，則數(shù)據(jù)集合特征賦值為：遮蔽集合值為1，稱為遮蔽值，導(dǎo)通集合值為0，稱為導(dǎo)通值，光軸的數(shù)據(jù)集合特征值表達(dá)為：RLE編碼的第一位定義為判斷位，后接多個(gè)數(shù)據(jù)段，各個(gè)數(shù)據(jù)段中的值為數(shù)據(jù)集合；

步驟6，檢測(cè)車廂運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)：設(shè)定兩個(gè)輥筒之間的一個(gè)點(diǎn)作為模擬裝車溜槽邊緣的參考原點(diǎn)，并設(shè)定模擬帶的一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榱熊嚽斑M(jìn)方向；啟動(dòng)帶狀列車模擬器，使用級(jí)聯(lián)光柵對(duì)模擬帶的運(yùn)動(dòng)以及模擬帶上窗口與參考原點(diǎn)之間的位置關(guān)系進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，包括：車廂前梆的跟蹤測(cè)試、車廂后梆的跟蹤測(cè)試、至少一節(jié)車廂整體運(yùn)動(dòng)的跟蹤測(cè)試、兩節(jié)車廂帶有雜物的跟蹤測(cè)試。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)提取和重構(gòu)步驟包括如下子步驟：

子步驟1：基于Ethernet/IP通訊協(xié)議，各個(gè)光柵組發(fā)送各自光柵組內(nèi)光軸連續(xù)狀態(tài)的雙整形數(shù)據(jù)，每個(gè)光柵組內(nèi)設(shè)置多個(gè)雙整形數(shù)據(jù)構(gòu)成的大組數(shù)據(jù)；

子步驟2：將各大組數(shù)據(jù)整合，使相鄰大組數(shù)據(jù)融合連續(xù)排序，剔除空白數(shù)據(jù)，形成光柵組群連續(xù)排列的雙整形的數(shù)據(jù)構(gòu)成的應(yīng)用數(shù)組。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)提取和重構(gòu)步驟包括如下子步驟：

子步驟1：基于MODBUS通訊協(xié)議，各個(gè)光柵組發(fā)送各自光柵組內(nèi)光軸連續(xù)狀態(tài)的雙整形數(shù)據(jù)，每個(gè)光柵組內(nèi)設(shè)置多個(gè)雙整形數(shù)據(jù)構(gòu)成的大組數(shù)據(jù)；

子步驟2：對(duì)各個(gè)大組數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)組內(nèi)數(shù)據(jù)排列轉(zhuǎn)換；

子步驟3：對(duì)各個(gè)大組數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向重排；

子步驟4：將各大組數(shù)據(jù)整合，使相鄰大組數(shù)據(jù)融合連續(xù)排序，剔除空白數(shù)據(jù)，形成光柵組群連續(xù)排列的雙整形的數(shù)據(jù)構(gòu)成的應(yīng)用數(shù)組。