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CN106143263B - 驱动控制系统和集装箱和/或车辆检查载车 - Google Patents

驱动控制系统和集装箱和/或车辆检查载车 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种驱动控制系统和一种集装箱和/或车辆检查载车，其中，驱动控制系统包括：中央控制单元，用于发送控制指令；转向控制单元，连接至中央控制单元，用于控制设备的前轮旋转指定角度；角度反馈单元，连接至中央控制单元和转向控制单元，用于将指定角度转换为电信号，并反馈给中央控制单元；中央控制单元还用于：根据角度反馈装置反馈的电信号确定驱动轮的速度信息；移动控制单元，连接至中央控制单元，用于根据接收的速度信息控制设备移动。通过本发明的技术方案，可以提供一种可靠的自行走系统用以精确控制载车自动完成行走、转向等动作。实现自动化作业，提高作业效率，节省人力成本。

Description

驱动控制系统和集装箱和/或车辆检查载车
技术领域
本发明涉及机械自动化技术领域，具体而言，涉及一种驱动控制系统和一种集装箱和/或车辆检查载车。
背景技术
在相关技术中，对于用于检测车辆或集装箱的可移动式载车，通常需要设置驾驶舱，由司机驾驶以实现自由行走，但是由于载车在对车辆或集装箱进行检测时会发射放射性射线，易对司机的安全造成威胁。
因此如何设计一种驱动控制系统，以实现载车的自由行走成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明正是基于上述问题至少之一，提出了一种新的技术方案，通过分别设置移动控制单元与转向控制单元，以实现载车的直线行走与转向，进一步，转向控制单元与移动控制单元都连接至中央控制单元，通过中央控制单元发送控制指令，实现了载车的控制行走，并且通过增加角度反馈单元，使载车转向控制更加精准，提升了载车行走的智能性与精确性，满足了用户的使用需求。
有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种驱动控制系统，包括：中央控制单元，用于发送控制指令；转向控制单元，连接至中央控制单元，用于控制设备的前轮旋转指定角度；角度反馈单元，连接至中央控制单元和转向控制单元，用于将指定角度转换为电信号，并反馈给中央控制单元；中央控制单元还用于：根据角度反馈单元反馈的电信号确定驱动轮的速度信息；移动控制单元，连接至中央控制单元，用于根据接收的速度信息控制设备移动。
在该技术方案中，通过分别设置移动控制单元与转向控制单元，以实现载车的直线行走与转向，进一步，转向控制单元与移动控制单元都连接至中央控制单元，通过中央控制单元发送控制指令，实现了载车的控制行走，并且通过增加角度反馈单元，使载车转向控制更加精准，提升了载车行走的智能性与精确性，满足了用户的使用需求。
另外，还包括手动控制模式，手动控制模式时以操作员手柄(或按钮)输入为调整信号，按固定值对从电机持续进行正或负的速度补偿，直到调整信号消失，以此达到调整设备行走轨迹目的。
在上述技术方案中，优选地，转向控制单元包括：转向电机控制器，连接至中央控制单元，用于将中央控制单元发送的控制指令转换为输出转矩；转向电机，连接至转向电机控制器，用于根据输入转矩控制设备实现转向。
在该技术方案中，转向控制单元包括转向电机控制器与转向电机，在接收到中央控制单元发送的控制指令时，通过外部模拟量的输入或地址的赋值将控制指令转换为输出转矩，通过输出转矩控制转向电机实现行走驱动。
具体地，转向装置为伺服电机驱动的电动推杆，并配速度反馈传感器实现反馈。
另外，转向控制也可以通过用户手动控制实现。
在上述技术方案中，优选地，移动控制单元包括：牵引电机控制器，连接至中央控制单元，用于接收中央控制单元发送的速度信息控制调速，以控制驱动牵引电机；牵引电机，连接至牵引电机控制器，用于根据牵引电机控制器发送的调速信号控制设备移动。
在该技术方案中，移动控制单元包括牵引电机控制器和牵引电机，牵引电机控制器的主电路提供调压调频电源的电力变换部分，并输出至牵引电机，实现了对牵引电机进行平稳可靠的无极调速，功率大，过载能力强，并且可以防止车轮打滑，可靠性高。
在上述技术方案中，优选地，角度反馈单元包括：速度反馈传感器与角度传感器中的至少一种。
在该技术方案中，角度反馈为转向轮的直接反馈，载车通常包括2个行走轮胎或4个行走轮胎，对于4个行走轮胎的载车，采用对角驱动方式，前两个轮胎具有转向能力，后两个不具有转向能力，通过采用速度反馈传感器或角度传感器实现闭环控制，实现了载车的转向。
在上述技术方案中，优选地，中央控制单元包括：可编程逻辑控制器。
在该技术方案中，通过可编程逻辑控制器根据行走路线计算行走的方向与行走速度，实现了通过编程控制载车行走，通过速度反馈传感器或角度传感器确定转向角度，并反馈至可编程逻辑控制器，由可编程逻辑控制器计算驱动转向电极转向时的速度差。
另外在载车等检测设备跑偏时，将跑偏信息反馈至可编程逻辑控制器，可以对设备行进路线进行实时校正。
进一步地，也可以通过电器控制、单片机等代替可编程逻辑控制器。
在上述技术方案中，优选地，转向电机控制前端轮胎实现转向操作。
在该技术方案中，对于4个行走轮胎的载车，前两个轮胎具有导向与牵引作用，因此前两个轮胎具有转向能力，通过转向电极控制前轮轮胎实现转向操作，实现了载车的转向控制。
具体地，设备转向由伺服电机控制推杆推动前轮旋转相应角度，由PLC计算出各轮的速度差，将相应数据传送至牵引电机控制器输出给驱动电机实现设备转向。
在上述技术方案中，优选地，牵引电机控制对角轮胎驱动。
在该技术方案中，对于4个行走轮胎的载车，采用对角驱动，即对脚轮为驱动轮，通过牵引电机控制对角轮胎驱动，实现了对整个载车的行走驱动。
在上述技术方案中，优选地，移动控制单元还包括：辅助变压器。
在该技术方案中，通过在移动控制单元中设置辅助变压器，实现载车等检测设备行走时的正常电压输入，保证了正常行走的同时，提升了载车等检测设备的安全性。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：制动单元，包括制动电阻，连接至移动控制单元，用于在紧急停车时将电能转化为热能，以防止牵引电机控制器受到电能的危害。
在该技术方案中，通过设置包括制动电阻的制动单元，在牵引电机控制器控制电机快速停车时，帮助电机将其因快速停车所产生的再生电能转换为热能，降低了牵引电机控制器发送故障的概率，提升了系统的安全性。
具体地，电机在快速停车过程中，由于惯性作用，会产生大量再生电能，如果不及时消耗掉这部分再生电能，就会直接作用于牵引电机控制器的直流电路部分，从而使牵引电机控制器报故障甚至损害牵引电机控制器。
本发明的第二方面提出了一种集装箱和/或车辆检查载车，包括上述任一项技术方案所述的驱动控制系统，因此，该终端包括上述任一项技术方案所述的驱动控制系统的技术效果，在此不再赘述。
通过本发明的技术方案，通过分别设置移动控制单元与转向控制单元，以实现载车的直线行走与转向，进一步，转向控制单元与移动控制单元都连接至中央控制单元，通过中央控制单元发送控制指令，实现了载车的控制行走，并且通过增加角度反馈单元，使载车转向控制更加精准，提升了载车行走的智能性与精确性，满足了用户的使用需求。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的驱动控制系统的示意框图；
图2示出了根据本发明的实施例的集装箱和/或车辆检查载车的示意框图；
图3示出了根据本发明的另一个实施例的驱动控制系统的示意框图；
图4示出了根据本发明的实施例的转向控制的示意图。
具体实施方式
为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的一个实施例的驱动控制系统的框图。
如图1所示，根据本发明的一个实施例的驱动控制系统100，包括：中央控制单元102，用于发送控制指令；转向控制单元104，连接至中央控制单元102，用于控制设备的前轮旋转指定角度；角度反馈单元106，连接至中央控制单元102和转向控制单元104，用于将指定角度转换为电信号，并反馈给中央控制单元102；中央控制单元102还用于：根据角度反馈单元106反馈的电信号确定驱动轮的速度信息；移动控制单元，连接至中央控制单元102，用于根据接收的速度信息控制设备移动。
在该技术方案中，通过分别设置移动控制单元与转向控制单元104，以实现载车的直线行走与转向，进一步，转向控制单元104与移动控制单元都连接至中央控制单元102，通过中央控制单元102发送控制指令，实现了载车的控制行走，并且通过增加角度反馈单元106，使载车转向控制更加精准，提升了载车行走的智能性与精确性，满足了用户的使用需求。
另外，还包括手动控制模式，手动控制模式时以操作员手柄(或按钮)输入为调整信号，按固定值对从电机持续进行正或负的速度补偿，直到调整信号消失，以此达到调整设备行走轨迹目的。
在上述技术方案中，优选地，转向控制单元104包括：转向电机控制器1042，连接至中央控制单元102，用于将中央控制单元102发送的控制指令转换为输出转矩；转向电机1044，连接至转向电机控制器1042，用于根据输入转矩控制设备实现转向。
在该技术方案中，转向控制单元104包括转向电机控制器1042与转向电机1044，在接收到中央控制单元102发送的控制指令时，通过外部模拟量的输入或地址的赋值将控制指令转换为输出转矩，通过输出转矩控制转向电机1044实现行走驱动。
具体地，转向装置为伺服电机驱动的电动推杆，并配速度反馈传感器1062实现反馈。
另外，转向控制也可以通过用户手动控制实现。
在上述技术方案中，优选地，移动控制单元包括：牵引电机控制器1082，连接至中央控制单元102，用于接收中央控制单元102发送的速度信息控制调速，以控制驱动牵引电机1084；牵引电机1084，连接至牵引电机控制器1082，用于根据牵引电机控制器1082发送的调速信号控制设备移动。
在该技术方案中，移动控制单元包括牵引电机控制器1082和牵引电机1084，牵引电机控制器1082的主电路提供调压调频电源的电力变换部分，并输出至牵引电机1084，实现了对牵引电机1084进行平稳可靠的无极调速，功率大，过载能力强，并且可以防止车轮打滑，可靠性高。
在上述技术方案中，优选地，角度反馈单元106包括：速度反馈传感器1062与角度传感器1064中的至少一种。
在该技术方案中，角度反馈为转向轮的直接反馈，载车通常包括2个行走轮胎或4个行走轮胎，对于4个行走轮胎的载车，采用对角驱动方式，前两个轮胎具有转向能力，后两个不具有转向能力，通过采用速度反馈传感器1062或角度传感器1064实现闭环控制，实现了载车的转向。
在上述技术方案中，优选地，中央控制单元102包括：可编程逻辑控制器1022。
在该技术方案中，通过可编程逻辑控制器1022根据行走路线计算行走的方向与行走速度，实现了通过编程控制载车行走，通过速度反馈传感器1062或角度传感器1064确定转向角度，并反馈至可编程逻辑控制器1022，由可编程逻辑控制器1022计算驱动转向电极转向时的速度差。
另外在载车等检测设备跑偏时，将跑偏信息反馈至可编程逻辑控制器1022，可以对设备行进路线进行实时校正。
进一步地，也可以通过电器控制、单片机等代替可编程逻辑控制器1022。
在上述技术方案中，优选地，转向电机1044控制前端轮胎实现转向操作。
在该技术方案中，对于4个行走轮胎的载车，前两个轮胎具有导向与牵引作用，因此前两个轮胎具有转向能力，通过转向电极控制前轮轮胎实现转向操作，实现了载车的转向控制。
具体地，设备转向由伺服电机控制推杆推动前轮旋转相应角度，由PLC计算出各轮的速度差，将相应数据传送至牵引电机控制器1082输出给驱动电机实现设备转向。
在上述技术方案中，优选地，牵引电机1084控制对角轮胎驱动。
在该技术方案中，对于4个行走轮胎的载车，采用对角驱动，即对脚轮为驱动轮，通过牵引电机1084控制对角轮胎驱动，实现了对整个载车的行走驱动。
在上述技术方案中，优选地，移动控制单元还包括：辅助变压器1086。
在该技术方案中，通过在移动控制单元中设置辅助变压器1086，实现载车等检测设备行走时的正常电压输入，保证了正常行走的同时，提升了载车等检测设备的安全性。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：制动单元110，包括制动电阻1102，连接至移动控制单元，用于在紧急停车时将电能转化为热能，以防止牵引电机控制器1082受到电能的危害。
在该技术方案中，通过设置包括制动电阻1102的制动单元110，在牵引电机控制器1082控制电机快速停车时，帮助电机将其因快速停车所产生的再生电能转换为热能，降低了牵引电机控制器1082发送故障的概率，提升了系统的安全性。
具体地，电机在快速停车过程中，由于惯性作用，会产生大量再生电能，如果不及时消耗掉这部分再生电能，就会直接作用于牵引电机控制器1082的直流电路部分，从而使牵引电机控制器1082报故障甚至损害牵引电机控制器1082。
图2示出了根据本发明的实施例的集装箱和/或车辆检查载车的示意框图。
如图2所示，根据本发明的实施例的集装箱和/或车辆检查载车200，包括上述任一项技术方案所述的驱动控制系统100，因此，该集装箱和/或车辆检查载车200包括上述任一项技术方案所述的驱动控制系统100的技术效果，在此不再赘述。
图3示出了根据本发明的另一个实施例的驱动控制系统的示意框图。
如图3所示，驱动控制系统驱动的设备总体为4个行走轮胎，驱动控制系统驱动主要包括中央控制单元、移动控制单元与转向控制单元，在移动控制单元中，驱动采用对角驱动方式，两对角的轮胎通过牵引电机实现驱动，通过牵引电机控制器调速，采用速度反馈传感器做闭环控制，在转向控制单元中，前两个轮胎具有转向能力，后两个不具备转向能力，前转向轮胎由转向电机控制器控制两个转向电机控制推杆实现转向，并采用速度反馈传感器或角度传感器实现闭环控制。
图4示出了根据本发明的实施例的转向控制的示意图。
如图4所示，以右转为例，由于是对角驱动，假设右上轮(A轮)和左下轮(C轮)为驱动轮，左上轮(B轮)与右下轮(D轮)为从动轮，转向中心点为E。
根据A轮实际旋转的角度计算出B轮应该旋转的角度；
A轮与C轮在转向时角速度ω相等，而线速度V与角速度关系为V＝ω*R，所以A轮线速度V1与C轮线速度V2间的关系为：V1/V2＝R1/R2＝AE/CE；
通过转向角度可计算出C轮与A轮在转向时的速度关系，以实现转向。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，通过本发明的技术方案，通过分别设置移动控制单元与转向控制单元，以实现载车的直线行走与转向，进一步，转向控制单元与移动控制单元都连接至中央控制单元，通过中央控制单元发送控制指令，实现了载车的控制行走，并且通过增加角度反馈单元，使载车转向控制更加精准，提升了载车行走的智能性与精确性，满足了用户的使用需求。
在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”表示两个或两个以上。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种驱动控制系统，其特征在于，包括：
中央控制单元，用于发送控制指令；
转向控制单元，连接至所述中央控制单元，用于控制设备的前轮旋转指定角度；
角度反馈单元，连接至所述中央控制单元和所述转向控制单元，用于将所述指定角度转换为电信号，并反馈给所述中央控制单元；
所述中央控制单元还用于：根据所述角度反馈单元反馈的电信号确定驱动轮的速度信息；
移动控制单元，连接至所述中央控制单元，用于根据接收的所述速度信息控制所述设备移动；
所述转向控制单元包括：
转向电机控制器，连接至所述中央控制单元，用于将所述中央控制单元发送的控制指令转换为输出转矩；
转向电机，连接至所述转向电机控制器，用于根据所述输出转矩控制所述设备实现转向；
通过外部模拟量的输入或地址的赋值将所述控制指令转换为所述输出转矩。
2.根据权利要求1所述的驱动控制系统，其特征在于，所述移动控制单元包括：
牵引电机控制器，连接至所述中央控制单元，用于接收所述中央控制单元发送的速度信息控制调速，以控制驱动牵引电机；
所述牵引电机，连接至所述牵引电机控制器，用于根据所述牵引电机控制器发送的调速信号控制设备移动。
3.根据权利要求1所述的驱动控制系统，其特征在于，所述角度反馈单元包括：
速度反馈传感器与角度传感器中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的驱动控制系统，其特征在于，所述中央控制单元包括可编程逻辑控制器。
5.根据权利要求1所述的驱动控制系统，其特征在于，所述转向电机控制前端轮胎实现转向操作。
6.根据权利要求2所述的驱动控制系统，其特征在于，所述牵引电机控制对角轮胎驱动。
7.根据权利要求1所述的驱动控制系统，其特征在于，所述移动控制单元还包括：辅助变压器。
8.根据权利要求2或6所述的驱动控制系统，其特征在于，还包括：
制动单元，包括制动电阻，连接至所述移动控制单元，用于在紧急停车时将电能转化为热能，以防止所述牵引电机控制器受到所述电能的危害。
9.一种集装箱和/或车辆检查载车，其特征在于，包括：如权利要求1至8中任一项所述的驱动控制系统。
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