智能液压起拨道机的测量与控制系统

智能液压起拨道机的测量与控制系统

陆路防护是铁路新铁路线路建设和旧铁路维护过程中，为了消除高、低等级和方向的不均匀，保证线路的安全运行，通常是打开和关闭的。小液压起拨道机在不需或不便于大型抄平捣固车养护作业的场合,已经发挥了重要的作用。但它作业时,起道量和拨道量大都由工人用眼睛来判断和控制,作业效率和作业精度均不高,不能满足铁路发展的需要。因此,结合现代信息技术,研制智能液压起拨道机,使其能自动完成对铁道线路的水平、高低、方向的测量和抄平与定向就显得越来越重要。1智能机器人设备的测量和控制原理1.1系统组成智能液压起拨道机的核心是测量与控制,系统组成如图1所示。1.2感器器、传感器和纵平位移传感器1用于测量起拨道机行走里程,以确定机器位置;位移传感器2用于测量矢距;位移传感器3和4用于测量轨距;倾角传感器1用于测量超高;倾角传感器2用于测量纵平;感应开关用于判断枕间距,以确定夹轨和起拨道作业机构的工作位置。其测量原理如下。1.2.1作业决策里程测量的目的是确定起拨道机的行进位置,为对照该点的标准线路参数,进行作业决策提供依据。系统采用旋转编码器来测量起拨道机走过的距离。旋转编码器转动一周,发出固定的脉冲数,当转动轮的外径确定后,每个脉冲就代表了一段确定的长度,根据脉冲数就可以确定起拨道机走过的里程。1.2.2设计测量表及测量参数轨距是指轨道两股钢轨内侧测距点间的距离,本系统测量它是为其它参数的测量提供计算参数。它实际测量的是两股钢轨间的设计距离与钢轨偏移量的代数和。因此,通过测量钢轨的偏移量就可以得到轨距值。其测量如图2所示。计算公式为Y0=x1+x+x2。在实际的测量中是根据两个变量来计算轨距的。在标准轨道(轨距为1435mm)测量规矩,把此时的x1和x2的值作为传感器的零点,轨距计算公式为:Y=Y0+Δx1+Δx2,Δx1和Δx2为x1、x2的变化量。1.2.3测量的高度超高是轨道同一横断面内两钢轨顶面的高度差。计算公式为x=y(sina-sina0),a0为水平面上期拨道机的倾斜角。1.2.4拉紧弦线的使用纵平是指钢轨顶面沿竖直方向起伏变化量,反映的是钢轨在竖直平面内的不平顺。目前,铁路工务部门通常使用拉紧10m或20m的弦线,弦线的两端紧贴轨道测距点位置,测量弦线中点距轨道上表面的垂直距离即为测量点处的纵平值。该数值随测量弦长度的不同而变化。其测量原理如图4。1.2.5路工务部门的测量弦线矢距是指钢轨内侧面测距点沿轨道纵向水平位置的变化量。目前,铁路工务部门通常是使用拉紧10m或20m的弦线,弦线的两端紧贴轨道测距点位置,测量弦线中点距轨道凹向一侧的垂直距离即为测量点处的矢距值。该数值随测量弦长度的不同而变化。测量示意如图4。1.3动手控制和起道控制系统在对里程、轨距、超高、纵平和正矢测量后,对照线路标准数据库数据进行决策。然后,通过走行控制和夹轨控制电磁阀,控制起步、停车、夹轨动作;通过起道控制、拨道控制液压伺服阀定量控制起道、拨道作业,从而达到整正线路的目的。为适应不同工况,该机器还设有手动控制模式。对于长直路段,还可采用激光准直仪控制起、拨道量。2智能设备的结构和工作原理2.1结构整机由动力系统、液压系统、测量与控制系统、作业机构(夹轨、起道、拨道)、走行机构和机架等组成。2.2工控机控制器起拨道机到达作业地点后输入该点标准里程,人工推行机器先进行线路测量,测量完成后退回到作业起始点。启动汽油机,汽油机带动高速齿轮油泵产生高压油进入电磁阀,计算机进行数据处理后,进行判断决策,发出控制信号。启动相应各控制阀,使各机构按规定程序和要求动作。该点作业完成后工控机控制钢轨夹钳松开钢轨,起拨道油缸收回,液压马达驱动走行轮,整机走行,感应开关确定已走到下一工作位置时停机,开始再次作业。在长直线段,安装激光准直仪,起拨道机上的光电板与电流传感器将起拨道机前端300m～500m处激光光源转变成电位差后传输到计算机上,计算机处理后发出动作指令,机器动作。3提高了测量作业精度小型液压起拨道机在对重型枕木和钢轨的起、拨道作业中还大有用武之地。而结合现代信息技术研制的智能液压起拨道机,自带测量系统,大大减少了人工测量的工作量