工业有轨机车精确定位设备
目录
1 技术背景 (3)
1.1 应用背景 (3)
1.2 常见定位技术及优缺点 (3)
1.2.1 接近开关 (3)
1.2.2 旋转编码器 (3)
1.2.3 激光定位 (4)
1.2.4 GPS 定位 (4)
1.2.5 格雷母线编码电缆刻度标尺 (6)
2 云链卡尺 (8)
2.1 设备简介 (8)
2.2 系统原理 ............................................ 错误 !.未.. 定义书签。
2.3 结构组成 (9)
2.3.1 卡尺检测仪 (9)
2.4 系统特点 ............................................................ 1..0 .........
2.5 技术参数 ............................................................ 1..0 .........
3 系统集成方案案例........................................................... 1..1 .........
4 应用领域................................................................... 1..2 .........
1 技术背景
1.1 应用背景
工业有轨机车主要用于大型钢厂、有色冶金、散装物料、港口码头、垃圾焚烧厂、钢材仓储物流仓库等领域，基于国内外的趋势，为了提高企业生产效率，提升企业信息化管理水平，实现自动化生产作业，目前基本上都采用远程控制有人或无人控制，那么就需要对有轨机车精确定位。
1.2 常见定位技术及优缺点
目前现有的有轨机车位置检测方式主要有
1.2.1 接近开关
这类技术的优点是成本低，缺点是在使用过程中容易点蚀，容易磨损，使用寿命短。可靠性差，易失灵，受温度、电压波动、外界物体靠近等影响而产生误动作导致控制系统紊乱。移动机车在走行过程中的震动、抖动和外界环境的影响都会导致其失灵或误动作。而且这类开关在使用中的维护量大，给生产带来极大不便，目前正在被淘汰。
1.2.2 旋转编码器
由于编码器测量位移固有的特点，总避免不了由于移动车辆自身
频繁启停所导致的滑动累积误差和机车行走过程中车轮的打滑位移误差，实践应用表明这种误差程度已严重威胁到了其所提供的位置信息的合理性，无法利用其对移动机车进行相关控制。
在实用中采用较多的是每隔一定的距离加以校正，有些甚至每隔几米就使用一个校正板，由于校正开关的不可靠经常导致校正错误，本质上又变成了增量式位置检测，效果仍旧不尽人意。
编码器主要优点是成本低，缺点是车轮打滑，定位不准，易损坏，不耐高温，维护工作量大。
1.2.3 激光定位
激光定位就是发射一个激光信号，根据收到从物体反射回来的信号的时间差来计算这段距离，然后根据发射激光的角度来确定物体和发射器的角度，从而得出物体与发射器的相对位置。
这种测距方式对环境依赖程度高，尤其是灰尘、高雾等环境就不能准确测量距离，而且对反光的角度等都要求较高，而且随着测距原来越远，精度会降低，同时设备成本升高。
目前在很多大型钢厂及工况环境比较恶劣的地方基本上不采用此检测方式。1.2.4 GPS 定位
基于全球定位的GPS定位系统
GPS定位系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机
之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置
这种测距方式对环境依赖程度高，尤其是灰尘、高雾等环境就不能准确测量距离，而且对反光的角度等都要求较高。
目前在很多大型钢厂及工况环境比较恶劣的地方基本上不采用此检测方式。
基于特定范围内的（如室内、厂房内）GPS无线定位系统为了有效的解决GPS不能对厂房内的移动设备进行位置跟踪的问题，目前，有些厂家开发了局部范围内的基于GPS原理的无线定位系统。其主要工作原理是：在厂区布局一到两个基准卫星基站，同时，在移动设备上装载一部移动基站，基准基站和移动基站通过特定频段的脉冲相互发送，通过时间差来计算移动基站的位置路径。如图
其优点建立了局部的检测基站，能够一定程度上解决了GPS的
信号屏蔽问题。
测算原理图
但其自身任然存在不少缺陷，比如：由于传送距离有限（2.5km），其基站之间的传送时间短（t1 ），而设备接收到信号后，检测芯片需要运算解析时间（t2），只有当t2 时间无限小于t1 时，该检测精度才高，并无限接近于实际值。然而由于目前芯片处理速度的原因，t2 和t1 的差值不可能无线趋近于0。短距离的这种检测方式，决定了其精度不高，同时其技术和算法还不够成熟。
在工业环境中，将基站安装在抖动频率较大的移动机车上，更加增加了设备检测的不稳定性。同时，传送过程中如仍有屏蔽物或障碍物的情况下，其检测值仍会不准确，且由于其传送距离长（2.5km），很容易受到同频段的脉冲干扰，也会影响其检测精度；
1.2.5 格雷母线编码电缆刻度标尺
格雷母线刻度标尺编码电缆其实就是采用同一种技术原理的产品，其采用电磁感应原理和格雷编码原理来进行位置检测，是一种连续的非接触式绝对位置检测方式。格雷母线沿移动设备轨道方向安装,地址编码发射器和天线箱安装在移动输送设备上，地址编码发射器给天线箱发射信号，天线箱此时会形成一个交变磁场，格雷母线在天线箱位置会接受到磁感应信号，格雷母线将此信号传送给地址编码接收器，其就可以将移动输送设备的位置信息解析出来。
图表1 格雷母线位置检测
定位精度约5 毫米，主要应用在环境比较恶劣的地方，但其安装复杂，整体造价昂贵，备件更换难度高且贵，维护成本高。同时，设备属于非标定制，所有产品都是人工小批量编制，产品质量和稳定性存在着很多人为因素和差异。