一种非接触式限位装置的制作方法

本专利申请属于铁路道轨维修加工设备技术领域，更具体地说，是涉及一种非接触式限位装置。

背景技术：

重工业生产车间，在地面上运载加工件通常是通过在厂房内主要通道上埋设一个固定导轨，再在导轨上布置多个行走机构，以满足加工件运载到不同生产车间执行多种工艺的需求。行走机构由机械框架、行走车轮、机械传动系统、电气控制系统、行程控制装置组成。机械框架通过机械传动系统作用在行走车轮上，行走车轮通过轮缘沿固定轨道运行，电气控制系统通过行程控制装置控制行走车轮在固定导轨上实现启停动作，从而实现行走机构运载加工件到指定地点。

在实际工作中，固定导轨上的各行走机构有自己独立的工作区，但是却没有独立的行程控制。只是在固定导轨的两端设有高于地面50-200mm的刚性挡块，在行走机构上安装行程开关，当行程开关与刚性挡块接触时，行程开关发出信号，控制中间继电器辅助触点动作，导致行走接触器线圈失电，电机停止运转，实现行走机构总行程控制。但是该行程控制装置无法满足各行走机构之间独立的行程控制，因此各个行走机构之间极易发生碰撞事故。

固定导轨均设置在主要通行区，各个行走机构之间加装刚性挡块，极易影响其他车辆和人员通行，存在安全隐患。并且由于刚性挡块的高度问题以及生产车间地面不平整的问题，极易导致刚性挡块和行程开挂被刮碰，或行程开关与刚性挡块无法接触，最终导致行程控制失效。

如果采用其他非接触方式的行程控制，如使用红外线或激光检测等非接触式行程控制，需要在地面上安装约200mm高的反馈板实现行程控制，但在工作工作过程中有任何遮挡物，行走机构均会停止运行，存在安全隐患并影响生产效率。。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是提供一种非接触式限位装置，以提高固定轨道多个行走机构运行的可靠性，避免发生碰撞事故，消除安全隐患，提高生产效率。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种非接触式限位装置，设置在各行走机构前后两端上，包括机械连接机构和电气检测系统，其中机械连接机构包括设置在行走机构下部的固定支架、安装在固定支架上的弹性变形机构；电气检测系统包括安装在行走机构外侧面的电控箱、安装在弹性变形机构上的检测开关、平铺并固定在各行走机构独立工作区的两端地面上的反馈板，检测开关与反馈板对应配合；

电控箱内设置有电气控制系统，电气控制系统包括与三相电源连接的主断路器qf1、与主断路器qf1连接的主接触器km1、与主接触器km1分别连接的运行电机断路器qf2和开关电源断路器qf6、与运行电机断路器qf2的输出端并联连接的正向运行接触器km2和负方向运行接触器km3、与正向运行接触器km2和负方向运行接触器km3均连接的运行电机热继电器kh2、与运行电机热继电器kh2连接的运行电机m1、与开关电源断路器qf6连接的直流开关电源，运行电机m1连接行走机构；

直流开关电源为中间继电器及接触器线圈提供电源，直流开关电源的正极串联熔断器fu1、熔断器fu1的负极与直流开关电源的负极之间并联有若干路控制电路，其中：

控制电路一包括串联连接的急停按钮sa0和主接触器km1线圈；

控制电路二包括串联连接的正向超程开关sq1和正向超程中间继电器ka1线圈；

控制电路三包括串联连接的负向超程开关sq2和负向超程中间继电器ka2线圈；

控制电路四包括依次串联连接的正向启动按钮sb1、停止按钮sb2、正向超程中间继电器ka1常闭触点、负向启动中间继电器ka4常闭触点、运行电机热继电器kh2常闭触点、正向启动中间继电器ka3线圈，以及与正向启动按钮sb1并联的正向启动中间继电器ka3常开触点；

控制电路五包括串联连接的正向启动中间继电器ka3另一常开触点、负向运行接触器km3常闭触点、正向运行接触器km2线圈；

控制电路六包括依次串联连接的负向启动按钮sb3、停止按钮sb2、负向超程中间继电器ka2常闭触点、正向启动中间继电器ka3常闭触点、运行电机热继电器kh2另一常闭触点、负向启动中间继电器ka4线圈，以及与负向启动按钮sb3并联的负向启动中间继电器ka4常开触点；

控制电路七包括串联连接的负向启动中间继电器ka4常开触点、正向运行接触器km2、负向运行接触器km3线圈；

熔断器fu1的负极分别连接急停按钮sa0、正向超程开关sq1、负向超程开关sq2、正向启动按钮sb1、正向启动中间继电器ka3、负向启动按钮sb3、负向启动中间继电器ka4常开触点，直流开关电源的负极分别连接主接触器km1线圈、正向超程中间继电器ka1线圈、负向超程中间继电器ka2线圈、正向启动中间继电器ka3线圈、正向运行接触器km2线圈、负向启动中间继电器ka4线圈、负向运行接触器km3线圈。

本发明技术方案的进一步改进在于：行走机构包括机械框架、通过连接杆设置在机械框架底部的行走车轮、设置在地面上的与行走车轮配合的固定导轨、设置在连接杆上的机械传动系统，电控箱设置在行走机构的机械框架外侧面上，机械传动系统连接运行电机m1。

本发明技术方案的进一步改进在于：弹性变形机构设置在固定支架的上下两端，上端的弹性变形机构与行走机构的机械框架的下部连接、下端的弹性变形机构与地面对应，检测开关设置在下端的弹性变形机构上。

本发明技术方案的进一步改进在于：检测开关与其对应的反馈板的距离为55-70mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：直流开关电源为24v。

本发明技术方案的进一步改进在于：固定支架为角钢、钢筋或钢带。

本发明技术方案的进一步改进在于：弹性变形机构为拉簧或橡胶绳，检测开关为电感式接近开关，反馈板为导体或半导体材质制成的板材。

本发明技术方案的进一步改进在于：反馈板为铁板。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：本装置消除了现有技术之弊病，提供了一种可靠性更高的非接触式限位装置，在各个行走机构独立的工作区分别设置非接触式限位装置，杜绝了固定轨道上多个行走机构发生碰撞的事故。将反馈板平铺并固定在地面上，消除了车辆和人员通行存在的安全隐患。机械连接结构内设有弹性变形机构，可以缓解其他障碍物对非接触式限位装置的刮碰，并且可以解决地面不平对行程控制的影响，提高行走机构运行的可靠性和安全性，避免发生碰撞事故，解决目前存在的安全隐患，确保生产运行的稳定性，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明行走机构机械简图；

图2是本发明非接触式限位装置机械简图；

图3是本发明电控箱内电气系统主回路图；

图4是本发明电控箱内电气系统控制回路图；

其中：1、固定导轨，2、非接触式限位装置，3、行走车轮，4、钟形钻身，5、机械框架，6、机械传动系统；

21、固定支架，22、弹性变形机构，23、电控箱，24、检测开关，25、反馈板；

qf1为主断路器，km1为主接触器，qf2为运行电机断路器，km2为正向运行接触器，km3为负方向运行接触器，kh2为运行电机热继电器，m1为运行电机，qf6为开关电源断路器；

fu1为熔断器,sa0为急停按钮，sq1为正向超程开关，sq2为负向超程开关，sb1为正向启动按钮，sb2为停止按钮，sb3为负向启动按钮，ka1为正向超程中间继电器，ka2为负向超程中间继电器，ka3为正向启动中间继电器，ka4为负向启动中间继电器，km2为正向运行接触器，km3为负向运行接触器，kh2为运行电机热继电器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明公开了一种非接触式限位装置，包括设置在各行走机构前后两端上，包括机械连接机构和电气检测系统，其中机械连接机构包括设置在行走机构下部的固定支架21、安装在固定支架21上的弹性变形机构22；电气检测系统包括安装在行走机构外侧面的电控箱23、安装在弹性变形机构22上的检测开关24、平铺并固定在各行走机构独立工作区的两端地面上的反馈板25，检测开关24与反馈板25对应配合；

电控箱23内设置有电气控制系统，电气控制系统包括与三相电源连接的主断路器qf1、与主断路器qf1连接的主接触器km1、与主接触器km1分别连接的运行电机断路器qf2和开关电源断路器qf6、与运行电机断路器qf2的输出端并联连接的正向运行接触器km2和负方向运行接触器km3、与正向运行接触器km2和负方向运行接触器km3均连接的运行电机热继电器kh2、与运行电机热继电器kh2连接的运行电机m1、与开关电源断路器qf6连接的直流开关电源，运行电机m1连接行走机构；

直流开关电源为中间继电器及接触器线圈提供电源，直流开关电源的正极串联熔断器fu1、熔断器fu1的负极与直流开关电源的负极之间并联有若干路控制电路，其中：

控制电路一包括串联连接的急停按钮sa0和主接触器km1线圈；

控制电路二包括串联连接的正向超程开关sq1和正向超程中间继电器ka1线圈；

控制电路三包括串联连接的负向超程开关sq2和负向超程中间继电器ka2线圈；

控制电路四包括依次串联连接的正向启动按钮sb1、停止按钮sb2、正向超程中间继电器ka1常闭触点、负向启动中间继电器ka4常闭触点、运行电机热继电器kh2常闭触点、正向启动中间继电器ka3线圈，以及与正向启动按钮sb1并联的正向启动中间继电器ka3常开触点；

控制电路五包括串联连接的正向启动中间继电器ka3另一常开触点、负向运行接触器km3常闭触点、正向运行接触器km2线圈；

控制电路六包括依次串联连接的负向启动按钮sb3、停止按钮sb2、负向超程中间继电器ka2常闭触点、正向启动中间继电器ka3常闭触点、运行电机热继电器kh2另一常闭触点、负向启动中间继电器ka4线圈，以及与负向启动按钮sb3并联的负向启动中间继电器ka4常开触点；

控制电路七包括串联连接的负向启动中间继电器ka4常开触点、正向运行接触器km2、负向运行接触器km3线圈；

熔断器fu1的负极分别连接急停按钮sa0、正向超程开关sq1、负向超程开关sq2、正向启动按钮sb1、正向启动中间继电器ka3、负向启动按钮sb3、负向启动中间继电器ka4常开触点，直流开关电源的负极分别连接主接触器km1线圈、正向超程中间继电器ka1线圈、负向超程中间继电器ka2线圈、正向启动中间继电器ka3线圈、正向运行接触器km2线圈、负向启动中间继电器ka4线圈、负向运行接触器km3线圈。

行走机构包括机械框架5、通过连接杆设置在机械框架5底部的行走车轮3、设置在地面上的与行走车轮3配合的固定导轨1、设置在连接杆上的机械传动系统6，电控箱23设置在行走机构的机械框架5外侧面上，机械传动系统6连接运行电机m1。

弹性变形机构22设置在固定支架21的上下两端，上端的弹性变形机构22与行走机构的机械框架5的下部连接、下端的弹性变形机构22与地面对应，检测开关24设置在下端的弹性变形机构22上。

检测开关24与其对应的反馈板25的距离为55-70mm，当检测开关24遇到反馈板25时，会发出一个数字量信号，给中间继电器，中间继电器接收信号后，线圈带电，辅助触点由闭点变成开点。接触器线圈失电，驱动电机停止运行。

直流开关电源为24v。固定支架21为角钢、钢筋或钢带。弹性变形机构22为拉簧或橡胶绳，检测开关24为电感式接近开关，反馈板25为导体或半导体材质制成的板材，比如反馈板25为铁板。

参看图1，本专利行走机构包括固定导轨1、非接触式限位装置2、行走车轮3、电气控制系统4、机械框架5、机械传动系统6。机械框架5通过机械传动系统6作用在行走车轮3上，行走车轮3通过轮缘沿固定轨道1运行，电气控制系统4通过非接触式限位装置2控制行走车轮3在固定导轨1上实现启停动作，非接触式限位装置分别固定在行走机构两端头，从而实现行走机构在独立工作区内的行程控制。

参看图2，本专利非接触式限位装置构成中包括机械连接机构和电气检测系统。机械连接机构包括固定支架21、弹性变形机构22，电气检测系统包括电控箱23、检车开关24、反馈板25。固定支架21安装在固定轨道行走机构下部，弹性变形机构22安装在固定支架21上，弹性变形机构22靠非接触式限位装置的自重，实现自动下垂。检测开关24通过固定支架21安装在弹性变形机构22上，反馈板25平铺并固定在各行走机构独立工作区的两端地面上，电控箱23安装在行走机构侧面,实现电气控制。

参看图3，qf1主断路器控制进线电源的通断，本装置设置了电源插座用于提供临时电源，qf2运行电机断路器控制运行电机主回路电源的通断。km2正向运行接触器控制运行电机的正方向运动，km3负方向运行接触器控制运行电机的负方向运动。kh2运行电机热继电器当电机电流过大时，辅助触点由闭点变为开点，qf6开关电源断路器控制24v直流开关电源的通断。

参看图4，按下急停按钮sa0后km1上电接触器断开，控制系统的电源断电达到停机和断电的目的，qf3控制24v直流开关电源的通断，24v直流开关电源的作用是为中间继电器及接触器线圈提供电源，直流开关电源提供了10个接线端子便于接线。sb1是正向启动按钮，sb2是停止按钮，当sb1按钮按下后ka3吸合，ka3吸合后正向运行接触器km2吸合，km2吸合后m1电机得电正方向运行，当按停止按钮sb2按下、正向超程开关sq1由于超程动作、负方向启动中间继电器ka4吸合、kh2过流时辅助触点由闭点变成开点，都会引起正向运行接触器km2线圈失电，引起运行电机m1失电停止，sb1并联一个ka3的辅助开点可以保证sb1按一下就可以让线圈km2一直得电，从而让m1电机得电，机构一直向前行走，在正方向运行接触器km2线圈回路串联负方向运行接触器km3的闭点是防止正方向运行接触器km2与负方向运行接触器km3同时吸合引起相间短路故障。sb2是负方向启动按钮，当sb2按钮按下后ka4吸合，ka4吸合后负方向运行接触器km3吸合，km3吸合后m1电机得电负方向运行，当按停止按钮sb2按下、正向超程开关sq2由于超程动作、正向启动中间继电器ka3吸合、kh2过流时辅助触点由闭点变成开点，都会引起负方向运行接触器km3线圈失电，引起运行电机m1失电停止，sb2并联一个ka4的辅助开点可以保证sb2按一下就可以让线圈km3一直得电，从而让m1电机得电，机构一直负方向行走，在负方向运行接触器km3线圈回路串联正方向运行接触器km2的闭点是防止负方向运行接触器km3与正方向运行接触器km2同时吸合引起相间短路故障。

本专利消除了现技术之弊病，在各个行走机构独立的工作区分别设置非接触式限位装置，杜绝了固定轨道上多个行走机构发生碰撞的事故。将反馈板平铺并固定在地面上，消除了车辆和人员通行存在的安全隐患。机械连接结构内设有弹性变形机构，可以缓解其他障碍物对非接触式限位装置的刮碰，并且可以解决地面不平对行程控制的影响，提高行走机构运行的可靠性，提高生产效率。

相对于现有技术，本专利结构简单，便于检查，可靠性高，一次性投入和后期维护费用低。