智能測控車

一、概 述

智能測控車（以下簡稱“測控車”）由小車車架、動力系統、控制系統、傳動系統、無線傳輸系統、定位系統、制動系統七大系統組成，小車車架是試驗設備吊裝連接結構載體；動力系統為測控車提供正反向牽引力、平衡力和制動力的關鍵設備；控制系統是測控車核心部件，它根據指令及采集到的實時數據進行運算輸出，實現對控制測控車速度、前進、后退、加減速、制動和信息的顯示、信息運算、邏輯判斷、事件處理；傳動系統把伺服電機輸出的轉矩傳遞給測控車達到行駛的效果；無線傳輸系統負責把測控車上的傳感數據以無線方式傳輸至控制系統；定位系統根據事先設定的測控車運動各目標位置實時采集送入控制系統，從而達到精準的位置采集與定位；制動系統為測控車在減速過程提供安全有效的制動阻力。

智能測控車具有智能、安全、經濟、環保、定位精度高、作業靈活機動、應用廣泛等特點。廣泛的應用于軌道探測試驗、速度驗證、物料輸送、碼頭、貨場等場合。

二、技術指標

三、原理框圖

四、設計結構

4.1小車車架結構

小車車架外形設計為寬1000 mm，深594 mm，高405mm。車架采用剛性材料制作成整體結構，4只行駛車輪，4只壓緊輪，4個導向輪,車輪行駛在工字鋼外下側，壓緊輪、行駛輪和導向輪共同作用于工字鋼底部。小車中下部為測試設備安裝點。結構如下圖：

 與軌道連接圖

     局部放大圖

4.2桁架結構

軌道上部位置裝設1套動力系統，實現對小車車架正向牽引力和反向牽引力，動力系統包含電動機、卷筒、抱閘制動器等。

在軌道底部內側裝設“軌距調節機構”，沿軌道全長間隔3米均勻布置。

軌距調節機構

4.3俯仰角和方位角定位

部件功能如下：

█框架強度應滿足設備承載及加減速的沖擊載荷，為型鋼結構件。

█壓緊輪、行駛輪和導向輪共同引導設備載車沿軌道行駛。

█平臺是檢測設備的安裝點，主要考慮牢固安裝和防水措施。

█試驗件連接機構，可實現試驗件的安裝及姿態調整；

█角度調節機構：（角度調整完畢后，用螺栓鎖緊）

4.3.1方位角調節機構

方位角調節

刻度盤及連桿

4.3.2俯仰角調節機構：

試驗件安裝支架中間孔與方位角調節盤連桿采用軸連接，試驗件支架兩端通過花籃螺絲與車架本體前后相連，通過調節花籃螺絲長短進行對試驗件的俯仰角。

4.3.3被試體的固定：

試驗件支架與被試體(業主自備)同心圓外面接觸，通過松緊器鎖緊，也可用螺栓固定，防止在高速行駛中脫落。

俯仰調整裝置

五、安全設計

5.1制動方面安全設計

制動系統采取變頻器減速制動、抱閘制動、安全制動組成。變頻器制動為高速制動，應用速度范圍在1-15米/s。抱閘制動為低速制動，應用速度范圍在0-2米/s。尾部機械制動為安全措施制動。

◆變頻器減速制動：在軌道制動段65米位置軌道上裝設位置檢測單元，當測控車達到65米位置時，位置檢測單元發出位置信號，控制系統判定進入高速制動狀態，此時變頻器按照設定的減速曲線進行減速制動。當位置信號失效時，以時間為后備模式投入高速制動。

◆抱閘制動：當測控車處于低速狀態時，投入電機軸上的抱閘制動，防止測控車溜滑現象，以及當測控車處于停止位置時可以精度定位防止滑動。

◆安全制動：在軌道尾端位置裝設安全制動器，在軌道下側安裝摩擦鋼板，當小車進入制動區間，隨著進入的深度增加，軌道下側摩擦鋼板對小車車架的制動力也在增加。

5.2電氣安全及相關功能設計

◆實時張力檢測：通過張力傳感器實時檢測鋼絲繩的張力，一旦張力超出預設值，立即對小車作出相應的減速動作。防止鋼絲繩斷裂事故發生。

◆高速后備制動保護：當65米位置制動信號失效時，以后備時間觸發變頻器進入減速制動。

◆失電保護：當控制線等斷線、失電時，抱閘制動器立即制動。小車停止在當前位置。

◆極限限位保護：在軌道兩端裝設極限限位開關，當小車觸碰極限限位開關后，立即斷開控制電源，卷筒主軸立即被抱閘制動器抱死。

◆行程預設功能：通過對軟件速度預設定，可實現按預定速度行駛。只需“一鍵啟動”即可自動完成所有動作，減少人員誤操作帶來事故或損壞。小車車速控制不受網絡通信速度和狀態的影響。

◆實時行程曲線記錄：軟件通過編碼器和行程開關等信號采集，記錄每次操作事件和工作速度曲線等。

◆實時報警記錄：軟件通過對電流、張力、速度等信號采集，當超出預設定值時立即進入相應程序并記錄存檔。

◆低速返回和低速預試功能：當需大于5米/秒應用時，本項目設計了以低速先試驗或手動（點動）試驗檢測各機構、各點、各功能等是否能可靠工作。

◆一鍵急停：無論在任何時刻只要觸發控制室急停按鈕，小車立即進入抱閘制動。

◆通信故障保護：當網絡通信失敗時，由位置開關信號直接進入變頻器制動端子，當位置到達時直接進入減速制動程序。