1-触发开关距定位端锁紧机构中心点的长度(常数)
[0081]Lr—定位端锁紧钩伸出的长度(前进方向用LR，后退方向用LJ
[0082](LT-X)为理论剩余长度，(L1-Lr)为设计的实际剩余长度。
[0083]理论上两者应该相等，但实际上却不相等，这就是小车运行过程中所产生的总误差。很显然，小车最终行走的总长度为LT+LX，或者说小车最后还要行走的剩余长度为(LT—X) +LX ο
[0084]令:X1= (LT-X) +LX
[0085]这样处理后，检测车在长度为LT的区间行走时，无论是否产生误差均没关系，当检测车接近行走靴某个端点时将产生一个触发信号，控制系统收到该信号后将对剩下要行走的长度进行评估，然后以低速方式走完剩下的行程(XI)。很显然，在长度为XI的范围内，控制系统要达到要求的精度控制就不再是太困难的事情了。
[0086]一个具体的实施例。
[0087]本实施例以郑焦黄河大桥的检测车为例，应用本申请的技术方案。
[0088]如图1所示，图1为郑焦黄河大桥局部外形图，郑焦黄河大桥全长约2190m，共有11个类似“个”字形的钢梁结构，每个“个”字形结构内有16根主支撑钢柱(即15个行走段面)。
[0089]图2为郑焦黄河大桥检测车装置图，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；
[0090]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；
[0091]1)建立行走靴运动参数数据库
[0092]本实施例中，根据桥梁设计数据和理论模型，首先为行走靴计算出一整套动作参数(每段一套)，建立行走靴运动参数数据库。该数据库中的数据在实际调试过程中可进一步调整修改。
[0093]其实，理论上我们完全可以计算出三个支撑点故、仏和HR的长度，如图3所示，其中:
[0094]α α 2是大桥梁上弦的角度(已知，设计值)；
[0095]θ χ是行走靴轨道与水平面的倾斜角(动态值，由系统检测得到);
[0096]β χ是大桥两相邻梁上弦的夹角(已知，计算值);
[0097]LjP 1^是行走靴轨道长度的两个分量(已知，L = L外2，通过编码器可以知道其中1^或L 2的长度)；
[0098]Y0(X0, Υ0)是左边钢立柱的高度(已知，为了计算方便，始终设置其等于0);
[0099]YbL(XL, YbL)是行走靴轨道左端与梁上弦支撑点处桥梁的高度(动态，可计算)；
[0100]YL(XL, YL)是行走靴轨道左端轨道支撑点与梁上弦支撑点处的高度(动态，可计算);
[0101]YbM(XM，YbM)是主支撑钢立柱与两梁上弦结合处桥梁的高度(已知，可计算)；
[0102]YM(XM,YM)是钢立柱与两梁上弦结合处的与行走靴轨道在主支撑点的高度(动态，可计算)；
[0103]YbR(XR, YbR)是行走靴轨道右端与梁上弦支撑点处桥梁的高度(动态，可计算);
[0104]YR(XR, YR)是行走靴轨道右端支撑点与梁上弦支撑点处的高度(动态，可计算)；
[0105]在图3中，我们假定行走靴从左到右换段，理论上，行走靴的左右导向轮始终与梁面接触是最安全的运动方式，那么则可以认为行走靴的侧向剖面呈“矩形”，矩形与梁面接触的角正是左右导向轮的支撑点，而在检测车主支撑点是不运动的(相对于X轴)，完成换段运动就是要将左导向轮运动到离主支撑点最近的位置，现设左梁上弦在水平方向的投影为&，右梁上弦在水平方向的投影为X2，行走靴轨道以主支撑点为中心，左边长度在水平方向的投影为XM，左导向轮离开左支撑点在水平方向的投影为I，行走靴已进入右梁部分在水平方向的投影为XR，左梁上弦长度为U，右梁上弦长度为LR，那么则有:
[0106]Xi= L L + cos ( a J ；
[0107]X2= L R + cos ( α 2)；
[0108]XM= L j-^cos ( Θ x)；
[0109]XL=X「XM;
[0110]XR= Lr + cos( θ x)；
[0111]YbL= XLXtg(a i)；
[0112]YL= XLXtg( Θ X)+Cx ； (Cx，行走靴与左梁上弦的剪刀差)
[0113]YbM= X i X tg ( a j) ； ( ifi 数)
[0114]YM= Yb L+XMXtg( Θ X)+Cx ；
[0115]YbR= Yb M+XRXtg( a 2)；
[0116]YR= Y M+XRXtg( Θ J ；
[0117]hm= y m- Yb M+cM; (c 常数，与机械设计和制造相关)
[0118]这是主支撑必需的最小支撑数据，根据矩形原则，此时HM相当于左右导向轮支撑三角形的斜边，则:
[0119]Hl= (Y L— Yb L) X cos ( Θ J +CL (CL为常数，与机械设计和制造相关)
[0120]Hr= (Y R— Yb R) X cos ( Θ J +CR (0；为常数，与机械设计和制造相关)
[0121]上述仅是原则原理，实际上要保证足够的精度，还有一些因素也需要考虑进去。可见理论模型用于控制系统中有多么复杂，在实施例中，为了便于实施，采用预先设置数据库的方法，简化了步骤。
[0122]2)行走靴换段运动控制
[0123]第一次在人工将行走小车在所在段精确定位后，便可开始换段运动控制。控制系统根据:
[0124]L = LT+ (Lr_Ll) / 2
[0125]式中:L为进入目标段行走靴实际要行走所设定的长度；LT为数据库中目标段设计或控制系统上次测量的长度；(Lr-LJ/2为小车在当前段行走靴与桥梁上弦中心偏差值；
[0126]控制系统根据L计算得到的数据就是本次行走靴换段所需的控制数据。加上对中偏差量，是为了保证行走靴的姿态在全桥始终与目标段的中心基本对齐。当行走靴根据数据库中的动作参数完成设定长度的行走后，锁紧钩动作，以保证行走靴与所在段牢固接触并且根据锁紧钩的力矩测量出目标段的“实际”长度对数据库中的LT进行更新。该数据既是小车在该段自由行走的范围限制，又是下次行走靴再次进入该段时的基础参照数据。将未知的、不确定的“模糊值”变成了“精确值”，从而非常好的解决了控制系统换段过程中的“自适应”问题，保证了控制系统的可靠性与控制精度。
[0127]3)检测车行走运动控制
[0128]在行走靴定位锁紧后，检测车主支撑收回，行走小车的整个重量完全落在行走靴轨面上，此时行走小车便可以在上述检测到的长度范围内自由行走，供桥梁维护人员完成本段桥梁所需要的维护。只有当需要更换工作段面时，行走小车才需要走到行走靴的某个端点(锁紧楔垂直中心处)进行精确定位。
[0129]当行走小车行走到离端点相对“近”的固定参照点时，定位进程被触发，执行误差评估，将所有误差集中在该进程中予以纠正并调节检测车两侧悬挂臂尽可能与水平面呈“垂直”状态，在如此“短”的长度范围内进行的精度调节，相当于将精度要求“放大”了 10余倍，整个系统内无论何种因素造成的误差，均在此阶段得到了有效的补偿。
[0130]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
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，LTS目标段长度，(LR-LJ/2在当前段对中产生的偏差量，k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=Le-U-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；U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Ljg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Xp Xi= (L T-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 = (L T-X) - (L「Lr (或 Ll))； Q为触发开关距定位端锁紧机构中心点的长度，“或为定位端锁紧钩伸出的长度，(LT-X)为理论剩余长度，(L!-Lr)为设计的实际剩余长度。2.根据权利要求1所述的桥梁检测车自适应定位控制系统，其特征在于，所述行走靴在任意位置的3个支撑点参数为H、H#P ΗΜ，^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。3.根据权利要求1所述的桥梁检测车自适应定位控制系统，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明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。
【IPC分类】E01D19/10
【公开号】CN105239505
【申请号】CN201510640283
【发明人】王锐, 郭祺琦, 张 林, 徐章云
【申请人】湖北龙源电力科技有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月30日