一种坝顶门机辅助对位系统及方法

摘要

本发明为一种坝顶门机辅助对位系统及方法，包括人机交互单元、控制单元和传感定位单元，传感定位单元包括距离检测装置、靶板和感应开关，人机交互单元、感应开关和距离测量装置均与控制单元相互通信，控制单元与门机原操作系统相互通信。方法包括设置感应杆；选择闸口号；门机移动，编码器检测门机移动距离；左侧减速开关/右侧减速开关在感应到靶板时，在触摸屏显示减速信息；停车开关在感应到靶板时，在触摸屏显示停止信息；位置检测开关判断当前门机所在位置是否为指定的闸口，若是，则对位完成，若否，则计算当前位置与指定闸口的距离并初始化编码器，回退至步骤S3。本发明的优点是：具有良好的安全性和扩展性，门机对位准确，系统可靠性高。

权利要求

1.一种坝顶门机辅助对位系统，其特征是：包括人机交互单元（1）、控制单元（2）和传感定位单元（3），所述传感定位单元包括用于检测门机移动距离的距离检测装置（4）、设置在闸口附近的靶板（5）和设置在门机上用于感应靶板的感应开关（6），所述人机交互单元、感应开关和距离测量装置均与控制单元相互通信，控制单元与门机原操作系统（7）相互通信，所述距离检测装置包括附从轮（8）和用于测量门机移动距离的编码器（9），所述感应开关包括若干位置检测开关和两组停车接近开关，所述靶板包括固定在地面上的固定部（15）、与固定部垂直相连的连接杆（16）和设置在连接杆另一端供感应开关进行感应的感应区，所述感应区中设有感应机构，所述感应机构包括垂直固定在连接杆上的安装筒（18）和设置在安装筒内的感应杆（19），所述安装筒包括圆筒区（20）和半圆筒区（21），圆筒区与连接杆相连，半圆筒区靠近圆筒区的一端内的壁设有第一限位圆珠（22）和若干第二限位圆珠（23），第一限位圆珠设置在圆筒区内壁最上端，第一限位圆珠和第二限位圆珠处于同一平面。

2.根据权利要求1所述的一种坝顶门机辅助对位系统，其特征是：所述附从轮联动设置在门机的主轮（10）上，编码器设置在附从轮上。

3.根据权利要求1所述的一种坝顶门机辅助对位系统，其特征是：所述门机的左大梁（13）和右大梁（14）底部各设有一组停车接近开关，所述停车接近开关包括左侧减速开关、停车开关和右侧减速开关，左侧减速开关和右侧减速开关设置在停车开关左右两侧。

4.根据权利要求1所述的一种坝顶门机辅助对位系统，其特征是：所述感应杆包括相连的圆柱（24）和半圆球（25），所述圆柱侧面设有与第一限位圆珠和第二限位圆珠相匹配的限位槽，所述限位槽包括延感应杆轴向延伸的第一限位槽（26）、第三限位槽（27）和延感应杆径向延伸的第二限位槽（28），第一限位槽一端与第二限位槽中点相交，第二限位槽的一端与第三限位槽一端相连。

5.根据权利要求4所述的一种坝顶门机辅助对位系统，其特征是：所述与第一限位圆珠相对应的限位槽还设有第四限位槽（29），第四限位槽延感应杆轴向设置，第四限位槽设于半圆球表面，第四限位槽起于第三限位槽末端，止于半圆球顶点。

6.根据权利要求1所述的一种坝顶门机辅助对位系统，其特征是：所述人机交互单元包括触摸屏（30）和用于获取门机移动情况的摄像头（31）。

说明书

一种坝顶门机辅助对位系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及门机控制领域，尤其涉及一种坝顶门机辅助对位系统及方法。

背景技术

[0002] 在传统的水电站中，对于门机的行进，检修门调取、入槽都是人工一步步操作及人工一步步确认。例如门机需要到指点门槽位置是完全由在高空控制塔台的操作人员手动操作控制，再和地上人员配合反复的确认位置。整个过程完全是纯人工操作，存在误差大、人员参与多、工作效率非常低的问题。

[0003] 所以在充分保证目前系统安全允许的情况下，增加一套辅助落门装置系统完善目前门机的操作系统。不但可以保证门机操作系统的精确运行，提高门机生产的工作效率；还可以节省人力的投入，减少人员的安全风险，提高班组的工作效率。

发明内容

[0004] 本发明主要解决了上述问题，提供了一种独立于门机原操作系统，能够实现门机自动精确对位的坝顶门机辅助对位系统及方法。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种坝顶门机辅助对位系统，包括人机交互单元、控制单元和传感定位单元，所述传感定位单元包括用于检测门机移动距离的距离检测装置、设置在闸口附近的靶板和设置在门机上用于感应靶板的感应开关，所述人机交互单元、感应开关和距离测量装置均与控制单元相互通信，控制单元与门机原操作系统相互通信。

[0006] 独立于门机原操作信息，通过于门机原操作信息相互通信控制门机原操作系统，由门机原操作系统对门机进行控制，具有良好的安全性和扩展性；通过感应开关感应靶板实现对门机减速和停车控制，同时还能够对门机所处闸口进行判定，配合距离检测装置对门机所处位置进行双重检测，使得门机对位更准确，提供系统可靠性。

[0007] 作为上述方案的一种优选方案，所述距离检测装置包括附从轮和用于测量门机移动距离的编码器，所述附从轮联动设置在门机的主轮上，编码器设置在附从轮上。附从轮与门机主轮联动且不改变门机主轮结构，保证了门机原操作系统的完整性。

[0008] 作为上述方案的一种优选方案，所述感应开关包括若干位置检测开关和两组停车接近开关，所述门机的左大梁和右大梁底部各设有一组停车接近开关，所述停车接近开关包括左侧减速开关、停车开关和右侧减速开关，左侧减速开关和右侧减速开关设置在停车开关左右两侧。左侧减速开关、右侧减速开关和停车开关共用一个靶板，当左侧减速开关或右侧减速开关感应到靶板时，门机开始减少，当停车开关感应到靶板时，门机停止移动；位置检测开关通过感应闸口附近的不同的靶板设置序列对门机所处闸口位置进行定位。

[0009] 作为上述方案的一种优选方案，所述靶板包括固定在地面上的固定部、与固定部垂直相连的连接杆和与连接杆另一端设置有供感应开关进行感应的感应区，所述感应区中设有感应机构。

[0010] 作为上述方案的一种优选方案，所述感应机构包括垂直固定在连接杆上的安装筒和设置在安装筒内的感应杆，所述安装筒包括圆筒区和半圆筒区，圆筒区与连接杆相连，半圆筒区靠近圆筒区的一端内的壁设有第一限位圆珠和若干第二限位圆珠，第一限位圆珠设置在圆筒区内壁最上端，第一限位圆珠和第二限位圆珠处于同一平面。

[0011] 作为上述方案的一种优选方案，所述感应杆包括相连的圆柱和半圆球，所述圆柱侧面设有与第一限位圆珠和第二限位圆珠相匹配的限位槽，所述限位槽包括延感应杆轴向延伸的第一限位槽、第三限位槽和延感应杆径向延伸的第二限位槽，第一限位槽一端与第二限位槽中点相交，第二限位槽的一端与第三限位槽一端相连。当第一限位圆珠和第二限位圆珠分别处于对应的第二限位槽远离第三限位槽的一端时，感应杆在第一限位圆珠、第二限位圆珠和圆筒区的作用下与地面平行设置，感应杆圆柱端向外伸出，能够被感应开关感应到。

[0012] 作为上述方案的一种优选方案，所述与第一限位圆珠相对应的限位槽还设有第四限位槽，所述，第四限位槽延感应杆轴向设置，第四限位槽设于半圆球表面，第四限位槽起于第三限位槽末端，止于半圆球顶点。当第一限位圆珠和第二限位圆珠分别处于对应的第三限位槽末端时，整个感应杆处于半圆筒区，感应杆在重力的作用下下垂，第二限位圆珠卡在第三限位槽末端，使感应杆悬空，第一限位圆柱处于第四限位槽末端，此时感应杆无法被感应开关感应。

[0013] 作为上述方案的一种优选方案，所述人机交互单元包括触摸屏和用于获取门机移动情况的摄像头。

[0014] 对应的本发明还提供一种坝顶门机辅助对位方法，上述坝顶门机辅助对位系统，包括以下步骤：

[0015] S1：设置感应杆；

[0016] S2：选择需要对位的闸口号；

[0017] S3：门机原操作系统控制门机移动，编码器检测门机移动距离，在检测到门机将要到达指定闸口时发出声音提示；

[0018] S4：左侧减速开关/右侧减速开关对靶板进行感应，当感应到靶板时，在触摸屏显示减速信息；

[0019] S5：停车开关对靶板进行感应，当感应到靶板时，在触摸屏显示停止信息；

[0020] S6：位置检测开关对靶板进行感应，判断当前门机所在位置是否为指定的闸口，若是，则对位完成，若否，则计算当前位置与指定闸口的距离并初始化编码器，回退至步骤S3。

[0021] 本发明的优点是：独立于门机原操作信息，通过于门机原操作信息相互通信控制门机原操作系统，由门机原操作系统对门机进行控制，具有良好的安全性和扩展性；通过感应开关感应靶板实现对门机减速和停车控制，同时还能够对门机所处闸口进行判定，配合距离检测装置对门机所处位置进行双重检测，使得门机对位更准确，提高系统可靠性；附从轮与门机主轮联动且不改变门机主轮结构，保证了门机原操作系统的完整性。

附图说明

[0022] 图1为实施例中坝顶门机辅助对位系统的一种结构示意图。

[0023] 图2为实施例中距离测量装置的一种结构示意图。

[0024] 图3为实施例中靶板的一种结构示意图。

[0025] 图4为实施例中感应机构的一种剖视结构示意图。

[0026] 图5为实施例中感应机构的一种侧视结构示意图。

[0027] 图6为实施例中感应杆的一种展开结构示意图。

[0028] 图7为实施例中感应杆的一种侧视结构示意图。

[0029] 图8为实施例中坝顶门机辅助对位方法的一种流程示意图。

[0030] 1-人机交互单元  2-控制单元  3-传感定位单元  4-距离测量装置  5-靶板  6-感应开关  7-门机原操作系统  8-附从轮  9-编码器  10-主轮  13-左大梁  14-右大梁  15-固定部  16-连接杆  17-膨胀螺丝  18-安装筒  19-感应杆  20-圆筒区  21-半圆筒区  22-第一限位圆珠  23-第二限位圆珠  24-圆柱  25-半圆球  26-第一限位槽  
27-第三限位槽  28-第二限位槽  29-第四限位槽  30-触摸屏  31-摄像头。

具体实施方式

[0031] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。

[0032] 实施例：

[0033] 本实施例一种坝顶门机辅助对位系统，应用于设有六个闸口的水电站。坝顶门机辅助对位系统如图1所示，包括人机交互单元1、控制单元2和传感定位单元3，传感定位单元包括用于检测门机移动距离的距离检测装置4、设置在闸口附近的靶板5和设置在门机上用于感应靶板的感应开关6，人机交互单元、感应开关和距离测量装置均与控制单元相互通信，控制单元与门机原操作系统7相互通信。人机交互单元包括触摸屏30和用于获取门机移动情况的摄像头31，触摸屏与控制单元相连，摄像头采集到的画面在触摸屏上显示。

[0034] 如图2所示，距离检测装置包括附从轮8和用于测量门机移动距离的编码器9，附从轮联动设置在门机的主轮10上，编码器设置在附从轮上。编码器精确的划分大坝的距离信息和定位每个闸口的位置信息并将门机位移信息发送给控制单元。系统会依据编码器的距离位置信息，当进入指定位置前1米区域时，系统会让蜂鸣器产生声音提醒。

[0035] 本实施例中感应开关包括三个位置检测开关和两组停车接近开关，每组停车接近开关包含三个接近开关，从左到右分别为左侧减速开关、停车开关和右侧减速开关，在门机的左大梁13和右大梁14底部各设有一组停车接近开关，在每个闸口附近均设有一个与停车接近开关相对应的停车靶板和零个到三个不等的位置编码靶板，感应开关均采用电感型接近开关。左侧减速开关、停车开关和右侧减速开关共用一个停车靶板，如当门机从左边接近停车靶板时，左边的减速开关先感应到停车靶板，系统开始提示减速，逐步降档，当停止开关感应到停车靶板时，门机停止移动。位置检测开关通过感应位置编码靶板生成位置编码来确定门机所在闸口号，各个闸口编码情况如下表

[0036]闸口编号 1 2 3 4 5 6
编码开关1 √ √ × √ × √
编码开关2 √ × √ √ √ ×
编码开关3 √ √ √ × × ×

[0037] “√”表示需要感应到，“×”表示不用感应到。

[0038] 如图3所示，靶板包括通过膨胀螺丝17固定在地面上的固定部15、与固定部垂直相连的连接杆16和与连接杆另一端设置有供感应开关进行感应的感应区，感应区中设有感应机构。感应机构如图4、5所示，包括垂直固定在连接杆上的安装筒18和设置在安装筒内的感应杆19，安装筒包括圆筒区20和半圆筒区21，圆筒区与连接杆相连，半圆筒区靠近圆筒区的一端内的壁设有第一限位圆珠22和若干第二限位圆珠23，第一限位圆珠设置在圆筒区内壁最上端，第一限位圆珠和第二限位圆珠处于同一平面。感应杆包括相连的圆柱24和半圆球25，如图6所示，圆柱侧面设有与第一限位圆珠和第二限位圆珠相匹配的限位槽，图中位于中间的限位槽与第一限位圆珠相对应，位于上下两侧的限位槽与第二限位圆珠相对应，限位槽包括延感应杆轴向延伸的第一限位槽26、第三限位槽27和延感应杆径向延伸的第二限位槽28，第一限位槽一端起于圆柱左端，第一限位槽止于第二限位槽中点，第二限位槽的下端与第三限位槽起始端相连，第三限位槽终止端位于圆柱右端，其中，位于中间的限位槽还设有第四限位槽，第四限位槽延感应杆轴向设置，如图7所示，第四限位槽设置在半圆球表面，第四限位槽起于第三限位槽终止端，止于半圆球顶点。

[0039] 在安装感应杆时，将感应杆圆柱端从安装筒的圆筒端插入到安装筒内，并使第一限位圆珠和第二限位圆柱处于限位槽内，当第一限位圆珠和第二限位圆珠抵在第二限位槽上时，感应杆无法继续插入，此时若顺时针转动感应杆，则感应杆在第一限位圆珠、第二限位圆珠、限位槽和安装筒的作用下保持于底面平行，感应杆的圆柱端伸出，能够被接近开关感应到；若逆时针转动感应杆，然后再使感应杆在安装筒内往左移动到无法继续移动为止，此时第二限位圆珠抵在第三限位槽末端，感应杆完全进入到半圆筒内，松开感应杆，感应杆在重力、第一限位圆柱、第四限位槽的作用下，自然下垂，感应杆不再向外伸出，此时接近开关无法感应到感应杆。

[0040] 本实施例还提供一种坝顶门机辅助对位方法，适用于上述坝顶门机辅助对位系统，如图8所示，包括以下步骤：

[0041] S1：设置感应杆；

[0042] S2：选择需要对位的闸口号；

[0043] S3：门机原操作系统控制门机移动，编码器检测门机移动距离，在检测到门机将要到达指定闸口时发出声音提示；

[0044] S4：左侧减速开关/右侧减速开关对靶板进行感应，当感应到靶板时，在触摸屏显示减速信息；

[0045] S5：停车开关对靶板进行感应，当感应到靶板时，在触摸屏显示停止信息；

[0046] S6：位置检测开关对靶板进行感应，判断当前门机所在位置是否为指定的闸口，若是，则对位完成，若否，则计算当前位置与指定闸口的距离并初始化编码器，回退至步骤S3。

[0047] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。