桥梁检测车自适应定位控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种桥梁检测车自适应定位控制系统，桥梁检测车包括行走靴和行走小车；行走靴为用于检测车和桥梁之间紧密接触和固定的装置，包括小车轨道、可伸缩的导向轮和可伸缩的锁紧钩；所述行走小车为检测车的驱动装置，用于驱动行走靴和检测车在大桥梁上弦行走，包括可伸缩的主支撑和行走轮；该系统包括：行走靴换段控制模块，用于控制行走靴换段；行走小车控制模块，用于当行走靴行走结束用水平锁紧钩定位后，控制行走小车在目标段区间行走。通过使用本发明专利技术的控制系统，能保证需要的精度控制。这对于类似的工程机械和桥梁机械，有非常重要和普遍的借鉴和推广价值。

【技术实现步骤摘要】
桥梁检测车自适应定位控制系统
本专利技术涉及控制技术，尤其涉及一种桥梁检测车自适应定位控制系统。
技术介绍
桥梁检测车在桥梁检测、道路维修方面发挥着越来越重要的角色，其广阔的应用需求使得桥梁检测车的控制也显得越来越重要。理论上，桥梁在设计时各构件和配合公差是相当精准的，但在实际上，这些构件在工厂制作过程中和现场安装时均会产生一定误差，另外在安装固定锁紧楔时也会产生误差。假定这些误差之和是个常数，是可以纠正的，但随气候的变化、桥梁受载后的形变误差、检测车在运动过程中机械间隙的积累误差以及控制系统自身的检测误差等则是不可预知的。这对于要求主支撑在锁紧楔处定位精度不超过±2mm的条件来说，实在是太苛刻了！因此，我们需要一种有效的桥梁检测车自适应定位控制系统。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种桥梁检测车自适应定位控制系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种桥梁检测车自适应定位控制系统。所述桥梁检测车包括行走靴和行走小车；所述行走靴为用于检测车和桥梁之间紧密接触和固定的装置，包括小车轨道、可伸缩的导向轮和可伸缩的锁紧钩；所述行走小车为检测车的驱动装置，用于驱动行走靴和检测车在大桥梁上弦行走，包括可伸缩的主支撑和行走轮；该系统包括：行走靴换段控制模块，用于控制行走靴换段；主要包括：计算行走靴在换段时需要走的长度L；L＝LT+(LR-LL)/2其中，LT为目标段长度，(LR-LL)/2在当前段对中产生的偏差量，LL为左锁紧钩执行锁紧动作时向行走靴中心所伸出的长度，LR为右锁紧钩执行锁紧动作时向行走靴中心所伸出的长度；根据行走靴在换段时需要走的长度，获得行走靴在任意位置的3个支撑点(HL、HR和HM)的控制值；行走小车定位控制模块，用于当行走靴行走结束用水平锁紧钩定位后，控制行走小车在目标段区间行走；主要包括：检测和更新在目标段的长度LT，LT＝LC-LL-LR；式中：LT为本段检测的长度，即在本段小车要行走的总长度；LC是常数，为两锁紧钩执行机构中心点之间的长度；LL为为左锁紧钩执行锁紧动作时向行走靴中心所伸出的长度；LR为右锁紧钩执行锁紧动作时向行走靴中心所伸出的长度；在行走靴两端离固定端点L1距离的位置各设置了一个触发开关，当检测车行走至触发开关时产生一个触发信号；接收到触发信号后，将检测车切换至低速挡；使检测车以低速方式走完剩下的行程X1，X1＝(LT-X)+LX；其中，LX为小车走行定位偏差值，LT为在本段小车要行走的总长度，X为在本段小车已行走的总长度；其中，LX＝(LT-X)-(L1-LR(或LL))；L1为触发开关距定位端锁紧机构中心点的长度，LR(或LL)为定位端锁紧钩伸出的长度(前进方向用LR，后退方向用LL)，(LT-X)为理论剩余长度，(L1-LR)为设计的实际剩余长度。按上述方案，所述行走靴在任意位置的3个支撑点参数为HL、HR和HM，HL为行走靴的左导向轮支撑伸缩长度；HR为行走靴的右导向轮支撑伸缩长度；HM为行走小车的主支撑伸缩长度。按上述方案，所述行走靴在任意位置的3个支撑点参数为预先通过大量采样对理论计算值进行修正获得。本专利技术产生的有益效果是：通过使用本专利技术的控制系统，能保证需要的精度控制。这对于类似的工程机械和桥梁机械，有非常重要和普遍的借鉴和推广价值。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例的郑焦黄河大桥局部外形图；图2是本专利技术实施例的郑焦黄河大桥检测车装置图；图3是本专利技术实施例的行走靴运动模型结构(正坡)。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种桥梁检测车自适应定位控制系统，桥梁检测车包括行走靴和行走小车；所述行走靴为用于检测车和桥梁之间紧密接触和固定的装置，包括小车轨道、可伸缩的导向轮和可伸缩的锁紧钩；所述行走小车为检测车的驱动装置，用于驱动行走靴和检测车在大桥梁上弦行走，包括可伸缩的主支撑和行走轮；该系统包括：行走靴换段控制模块；设：XT为行走靴到目标段要行走的投影长度；XC为过中点所需行走的投影长度；α1为行走靴当前所在段梁面与水平面夹角；α2为行走靴目标所在段梁面与水平面夹角；Y0、Y1、Y2是桥梁支撑柱高度；HL为左导向轮支撑伸缩长度；HR为右导向轮支撑伸缩长度；HM为主支撑伸缩长度；θx为行走靴与水平面夹角；Xn为行走靴当前段的投影长度(两立柱锁紧楔间的中心长度的水平投影)Xn+1为行走靴当前目标段的投影长度(两立柱锁紧楔间的中心长度的投影)为了消除检测车在多段间行走造成的积累误差，行走靴采用了中心点(行走靴和目标段在水平投影上的中心点)对齐的算法，即：XT＝Xn+1+(Xn+1-Xn)/2；Xc＝XT/2；以上是理论模型，原则上，只要有源段长度、目标段长度、行走靴长度(定长)和行走靴轨道角度，就可以计算出行走靴在任意位置的3个支撑点(HL、HR和HM)的合适参数，该模型通过计算机仿真，效果良好。在行走靴运动过程中，3个支撑点(HL、HR和HM)的参数配合至关重要，如果控制不当，行走靴可能因受力原因而无法动作。理想的情况下，左右导向轮如果都能与梁上弦的弦面接触，可以使行走靴受力最轻，行走方向最正，但在实际情况下，我们首先希望主支撑顶升的高度略大(防止行走靴悬空)，与运动方向相同的导向轮(例如向左运动时左导向轮，向右运动时右导向轮)支撑力略大，而与运动方向相反的导向轮支撑力略小，另外在行走靴起步阶段和接近目的地阶段，左右导向轮还有一个特别升降动作(让锁紧钩越过锁紧楔)，在特殊情况下，行走靴的两个导向轮的动作却恰恰相反，情况非常复杂，加之角度检测仪的精度达不到万分之一且波动太大(因为震动和空气的流动等因素造成)因此在实际控制过程中采用理论模型来计算HL、HR和HM的控制值显然是不合适的。取而代之，使用离线理论计算，将抽样计算结果在控制系统中建立了一个数据库，数据库结构HL(x)＝[hL1，hL2，hL3，hL4，hL5，hL6，hL7，hL8]HM(x)＝[hM1，hM2，hM3，hM4，hM5，hM6，hM7，hM8]HR(x)＝[hR1，hR2，hR3，hR4，hR5，hR6，hR7，hR8]这是一个与行走靴行走长度相关的函数，实质上是理论或设计模型中的部分“抽样”数据。它将整个行走的目标段长度分成八份(起步段、≤Xc前3段、＞Xc后3段和结束段)，每份长度单位都有一套三点支撑的对应数据(hL，hM和hR)，每段的数据是经过理论计算并修正后存入控制系统的。虽然“段”分得越多控制精度也会越高，但如果分得太多，控制系统的调节将会更频繁。实践证明，分成八个段，不仅使得控制简单，还避免了控制系统频繁调节所带来的“不稳定”因素。换段操作中，行走靴轨面和目标段面之间中心对齐的原则是不能变的，实际采用了更为简单直接的模型：L＝LT+(LR-LL)/2即：换段时行走靴要走的全长为目标段长度(LT)加上在当前段对中产生的偏差量((LR-LL)/2)。主行走小车定位精度自适应控制模块；当行走靴到达目的地且锁紧钩锁紧后所检测的长度便成为该段的最新长度。在该长度范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥梁检测车自适应定位控制系统，所述桥梁检测车包括行走靴和行走小车；所述行走靴为用于检测车和桥梁之间紧密接触和固定的装置，包括小车轨道、可伸缩的导向轮和可伸缩的锁紧钩；所述行走小车为检测车的驱动装置，用于驱动行走靴和检测车在大桥梁上弦行走，包括可伸缩的主支撑和行走轮；其特征在于，该系统包括：行走靴换段控制模块，用于控制行走靴换段；主要包括：计算行走靴在换段时需要走的长度L；L＝LT+(LR‑LL)/2其中，LT为目标段长度，(LR‑LL)/2在当前段对中产生的偏差量，LL为左锁紧钩执行锁紧动作时向行走靴中心所伸出的长度，LR为右锁紧钩执行锁紧动作时向行走靴中心所伸出的长度；根据行走靴在换段时需要走的长度，获得行走靴在任意位置的3个支撑点参数的控制值；行走小车定位控制模块，用于当行走靴行走结束用水平锁紧钩定位后，控制行走小车在目标段区间行走；主要包括：检测更新在目标段的长度LT，LT＝LC‑LL‑LR；式中：LT为本段检测的长度，即在本段小车要行走的总长度；LC是常数，为两锁紧钩执行机构中心点之间的长度；LL为为左锁紧钩执行锁紧动作时向行走靴中心所伸出的长度；LR为右锁紧钩执行锁紧动作时向行走靴中心所伸出的长度；在行走靴两端离固定端点L1距离的位置各设置了一个触发开关，当检测车行走至触发开关时产生一个触发信号；接收到触发信号后，将检测车切换至低速挡；使检测车以低速方式走完剩下的行程X1，X1＝(LT‑X)+LX；其中，LX为小车走行定位偏差值，LT为在本段小车要行走的总长度，X为在本段小车已行走的总长度；其中，LX＝(LT‑X)‑(L1‑LR(或LL))；L1为触发开关距定位端锁紧机构中心点的长度，LR或LL为定位端锁紧钩伸出的长度，(LT‑X)为理论剩余长度，(L1‑LR)为设计的实际剩余长度。...

【技术特征摘要】
1.一种桥梁检测车自适应定位控制系统，所述桥梁检测车包括行走靴和行走小车；所述行走靴为用于检测车和桥梁之间紧密接触和固定的装置，包括小车轨道、可伸缩的导向轮和可伸缩的锁紧钩；所述行走小车为检测车的驱动装置，用于驱动行走靴和检测车在大桥梁上弦行走，包括可伸缩的主支撑和行走轮；其特征在于，该系统包括：行走靴换段控制模块，用于控制行走靴换段；主要包括：计算行走靴在换段时需要走的长度L；L＝LT+(LR-LL)/2其中，LT为目标段长度，(LR-LL)/2在当前段对中产生的偏差量，LL为左锁紧钩执行锁紧动作时向行走靴中心所伸出的长度，LR为右锁紧钩执行锁紧动作时向行走靴中心所伸出的长度；根据行走靴在换段时需要走的长度，获得行走靴在任意位置的3个支撑点参数的控制值；行走小车定位控制模块，用于当行走靴行走结束用水平锁紧钩定位后，控制行走小车在目标段区间行走；主要包括：检测更新在目标段的长度LT，LT＝LC-LL-LR；式中：LT为本段检测的长度，即在本段小车要行走的总长度；LC是常数，为两锁紧钩执行机构中心点之间的长度；LL为为左锁紧钩执行锁紧动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锐，郭祺琦，张林，徐章云，
申请(专利权)人：湖北龙源电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42