一种基于声波相控阵的道砟清筛机防撞装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于声波相控阵的道砟清筛机防撞装置，包括声波相控处理机组、旋臂角度传感器、应急输出控制器、声光报警器、显控计算机。本实用新型提供一种基于声波相控阵的道砟清筛机防撞装置，通过基于收发合制声波相控阵、多路收发电路和高速数字信号处理机等硬件，利用数字波束形成、数字滤波、频谱分析等数字信号处理技术可精确探测各个方位的障碍物情况，通过快速相控扫描可准确的探测障碍物，可克服碎石下落、机械振动、风、霜、雨、雪、粉尘等干扰影响；当障碍物距离较近时，提供声光报警，并可自动紧急停车，避免安全事故发生。本实用新型装置结构简单、安装方便，障碍物定位精度高、抗干扰能力强，智能化水平高，具有很高的应用推广价值。
【专利说明】
一种基于声波相控阵的道砟清筛机防撞装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及防撞装置技术领域，尤其涉及一种基于声波相控阵的道砟清筛机防撞装置。
【背景技术】
[0002]道砟清筛机在工作过程中极易碰撞铁路周边设施及建筑物(如电力杆)，从而导致严重的安全事故，如铁路运行瘫痪，甚至人员伤亡等。现有的扫描式和阵列式激光测距仪避障装置结构复杂、抗干扰能力弱，且存在一定的漏报风险。而现有的收发分制超声波避障系统繁琐落后，且不能精确确定障碍物方位，还需首先要在障碍物上安装发射器，严重影响工作效率，并存在安全隐患。目前道砟清筛机尚未有抗干扰能力强、安全可靠且精确高效的全天候避障系统。因此，有必要发明一种可全天候安全可靠工作、抗干扰能力强、精度高、实用的避障系统。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于声波相控阵的道砟清筛机防撞装置。
[0004]本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:
[0005]本实用新型包括声波相控处理机组、旋臂角度传感器、应急输出控制器、声光报警器、显控计算机，所述道砟清筛机的机头上安装有旋臂座，所述旋臂座上安装有旋臂，所述旋臂上安装有声波相控处理机组，所述旋臂座的一侧设置有所述旋臂角度传感器，所述应急输出控制器安装于所述车身和所述机头的连接处，并且在所述车身内位于所述应急输出控制器的上方设置有所述显控计算机，所述显控计算机上设置有所述声光报警器。
[0006]本实用新型优选的，所述声波相控处理机组包括第一声波相控处理机和第二声波相控处理机，所述第一声波相控处理机和所述第二声波相控处理机均安装于所述旋臂上，且旋臂左右侧各安装一个。
[0007]本实用新型优选的，所述第一声波相控处理机和所述第二声波相控处理机均包括高速数字信号处理机、声波发射电路、声波接收电路、声波相控阵、电源模块、高清摄像头和机箱，所述机箱的内一侧设置有所述高速数字信号处理机，所述高速数字信号处理机的一侧设置有所述声波发射电路和所述声波接收电路，所述机箱的底部设置有所述电源模块，所述机箱的顶部设置有所述高清摄像头，所述机箱的外侧一端设置有所述声波相控阵。
[0008]本实用新型的有益效果在于:
[0009]本实用新型提供一种基于声波相控阵的道砟清筛机防撞装置，通过基于收发合制声波相控阵、多路收发电路和高速数字信号处理机等硬件，利用数字波束形成、数字滤波、频谱分析等数字信号处理技术可精确探测各个方位的障碍物情况，实时提供障碍物准确位置信息，通过快速相控扫描可准确的探测障碍物，可克服碎石下落、机械振动、风、霜、雨、雪、粉尘等干扰影响；当障碍物距离较近时，提供声光报警，并可自动紧急停车，避免安全事故发生。本实用新型装置结构简单、安装方便，障碍物定位精度高、抗干扰能力强，智能化水平高，具有很高的应用推广价值。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型基于声波相控阵的道砟清筛机防撞装置的结构示意图；
[0011 ]图2是本实用新型声波相控处理机的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0013]如图1所示:本实用新型包括声波相控处理机组、旋臂角度传感器3、应急输出控制器4、声光报警器5、显控计算机6，旋臂7、机头8、旋臂座9和车身10是道砟清筛机的组成部分，机头8上安装有旋臂座9，旋臂座9上安装有旋臂7，旋臂7上安装有声波相控处理机组，旋臂座9的一侧设置有旋臂角度传感器3，应急输出控制器4安装于车身10和机头8的连接处，并且在车身10内位于应急输出控制器4的上方设置有显控计算机6，显控计算机6上设置有声光报警器5。
[0014]如图2所示，声波相控处理机组包括第一声波相控处理机I和第二声波相控处理机2，第一声波相控处理机I和第二声波相控处理机2均包括高速数字信号处理机11、声波发射电路12、声波接收电路13、声波相控阵14、电源模块15、高清摄像头16和机箱17，机箱17的内一侧设置有高速数字信号处理机U，高速数字信号处理机11的一侧设置有声波发射电路12和声波接收电路13，机箱17的底部设置有电源模块15，机箱17的顶部设置有高清摄像头16，机箱17的外侧一端设置有声波相控阵14。
[0015]本实用新型工作原理如下:
[0016]如图1和图2所示，所述声波相控阵由多个收发合制声波传感器组成，可以形成尖锐的发射波束和接收波束，以精确探测固定方位是否存在障碍，所述高清摄像头实时将声波相控阵前方的图像发送给显控计算机，所述高速信号处理机控制声波发射电路按照一定顺序发射不同方位的声波波束，以覆盖声波相控阵前方，发射声波波束后声波接收电路接收每个声波传感器的电信号，并由高速数字信号处理机通过波束形成技术接收与发射方位相同方位的回波信号，结合旋臂角度以判断该方位是否存在障碍，实时将探测结果发送给显控计算机，所述旋臂角度传感器将旋臂当前的转动角度实时发送给声波相控处理装置，应急输出控制器在探测到障碍且距离很近时可以向清筛机输出应急停车信号，声光报警器在显控计算机驱动下报警，所述显控计算机可以控制防撞装置启动与关闭，启动后可以接收清筛机旋臂左右两侧两套声波相控处理机的探测结果，并显示两路探测结果和两个摄像头的图像，探测到障碍时可以驱动声光报警器报警。
[0017]本实用新型提供一种基于声波相控阵的道砟清筛机防撞装置，通过基于收发合制声波相控阵、多路收发电路和高速数字信号处理机等硬件，利用数字波束形成、数字滤波、频谱分析等数字信号处理技术可精确探测各个方位的障碍物情况，实时提供障碍物准确位置信息，通过快速相控扫描可准确的探测障碍物，可克服碎石下落、机械振动、风、霜、雨、雪、粉尘等干扰影响；当障碍物距离较近时，提供声光报警，并可自动紧急停车，避免安全事故发生。本实用新型装置结构简单、安装方便，障碍物定位精度高、抗干扰能力强，智能化水平高，具有很高的应用推广价值。
[0018]本领域技术人员不脱离本实用新型的实质和精神，可以有多种变形方案实现本实用新型，以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。
【主权项】
1.一种基于声波相控阵的道砟清筛机防撞装置，其特征在于:包括声波相控处理机组、旋臂角度传感器、应急输出控制器、声光报警器、显控计算机;道砟清筛机机头上安装有旋臂座，所述旋臂座上安装有旋臂，所述旋臂上安装有声波相控处理机组，所述旋臂座的一侧设置有所述旋臂角度传感器，所述应急输出控制器安装于道砟清筛机车身和机头的连接处，并且在所述车身内位于所述应急输出控制器的上方设置有所述显控计算机，所述显控计算机上设置有所述声光报警器。2.根据权利要求1所述的基于声波相控阵的道砟清筛机防撞装置，其特征在于:所述声波相控处理机组包括第一声波相控处理机和第二声波相控处理机，所述第一声波相控处理机和所述第二声波相控处理机均安装于所述旋臂上，且旋臂左右侧各安装一个。3.根据权利要求2所述的基于声波相控阵的道砟清筛机防撞装置，其特征在于:所述第一声波相控处理机和所述第二声波相控处理机均包括高速数字信号处理机、声波发射电路、声波接收电路、声波相控阵、电源模块、高清摄像头和机箱，所述机箱的内一侧设置有所述高速数字信号处理机，所述高速数字信号处理机的一侧设置有所述声波发射电路和所述声波接收电路，所述机箱的底部设置有所述电源模块，所述机箱的顶部设置有所述高清摄像头，所述机箱的外侧一端设置有所述声波相控阵。
【文档编号】G01S15/93GK205427189SQ201620229554
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】杨历润, 陈湘才, 刘晓春, 朱大非
【申请人】昆明耐维科技有限公司, 陈湘才