一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速系统的制作方法

本发明涉及一种基于电涡流感应技术，并带区间标志的轨道磁浮车上定位测速系统，尤指一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速系统，该系统在沿轨道磁浮车辆运动方向长距铺设的齿槽区段和相间隔铺设的id区段，且循环铺设，适用于有轨列车，包括磁悬浮列车车上进行的位置及速度、运行方向的检测，由于该发明具有测试快速、稳定、精确和非常强的抗干扰特性，并施工简单，因此特别适合具有非常强的电磁辐射干扰的中低速磁浮列车测速定位使用。

背景技术：

1、国家大力推动科学技术创新，自主知识产权的各种有轨列车和中低速磁浮列车正在快速进入完善开发和推广使用的阶段。另外时速600公里的磁浮列车也在试验示范阶段，我国已成为世界上轨道交通列车与磁浮列车品系最多，速度范围最宽，推广使用最广的国家。

2、岳阳天元电子技术有限公司将自主掌握的感应无线测速定位技术应用于中国中车集团、国防科技大学、西南交通大学、上海同济大学等承担的数条磁浮试验线，包括600公里/小时的高速磁浮试验线，该技术成功解决了对列车精细定位的要求，同时具备抗干扰能力强、不受环境影响的特点，在已开通和正在开展试验的线路上，保障了磁浮列车的精确定位和可靠运行。岳阳天元电子技术有限公司因此成为彻底掌握该技术，提供成套系统的主要单位。该项技术虽然取得了很大的成功，但在实际实施时存在着现场安装较困难，工程和维修周期较长等缺点。因此研发一种性能更优、适应能力更强的新型轨道磁浮车辆定位测速系统，彻底解决存在的问题，为该技术领域的努力方向。

3、中低速直线运动的轨道磁浮列车定位测速一般采用电涡流传感器技术并通过数枕轨或齿槽计数的方法来实现，采用电涡流传感器的优点是非常适合严苛或脏污的环境，消除了磁簧、机械或接触开关所引起的误判，但由于电涡流传感器的特性是通过检测金属块形成计数脉冲，决定了其定位测速的方式只是一种相对定位测速方式，这样取得的轨道磁浮列车位置也只是对某不确定的参考起始点的相对位置。要解决这一问题，必须运行途中可测试出多个区间段的绝对位置地址标志点，而通过这些绝对位置地址标志点的相对计数脉冲数才可以来计算出轨道磁浮列车的绝对地址。

4、岳阳高新技术产业开发区天元电子技术有限公司二十多年来一直致力于移动机车的定位测速技术研究，近来专门针对以上技术问题研制并试验成功了“一种带区间标志的轨道(磁浮)车上定位测速系统”，并在2023年7月中旬在长沙磁悬浮正式运行线榔梨站取得试验成功。

5、为此特申请本发明专利。

技术实现思路

1、为了克服上述不足之处，本发明的主要目的旨在提供一种电涡流感应导电板块计数测速，还在检测速度的同时完成电涡流感应区间标志数据的检测和运行方向判断，完成轨道磁浮车辆全程绝对位置检测要求，创新性的将串行编码的方式来设计和读取区段id的编码，使得区段id传感器检测到的区段id板编码数据信息有起始位、数据位、停止位，从而不管轨道磁浮车辆处在哪一区段，系统都能有效的检测出轨道磁浮车辆的全程绝对位置的一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速系统。

2、本发明要解决的技术问题是：主要解决在沿轨道磁浮车辆运动方向上，如何设计长距铺设的齿槽区段和相间隔铺设的id区段的技术难题，又如何提高处理器在接受传感器信号的同时完成速度、方向、区间段号、以及全程绝对精密地址的检测计算等有关技术问题。

3、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速系统，包括轨道部分及轨道磁浮列车，在沿轨道磁浮列车的运动方向上长距铺设齿槽区段和相间隔铺设的id区段，齿槽区段和相间隔铺设的id区段组成循环铺设结构，且通过螺钉固定在轨道部分的导轨床上，在轨道磁浮列车中设有传感器、定位测速处理器及车上自动驾驶系统；上述各部件组合为一整体的新型的一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速系统，该系统至少包括有：

4、齿槽区段由测速齿板及空槽组成，按测速齿板、空槽顺序依次排列，沿直线运动方向全区段铺设；

5、id区段由测速齿板及id数字齿板组成，id数字齿板镶嵌在空槽的上半部，id数字齿板置于空槽的上部为数字“0”，它们与测速齿板共同构成了一个id区段及编号；

6、传感器中设有齿槽计数传感器sa，齿槽计数传感器sb及区段id传感器sid，齿槽计数传感器sa与齿槽计数传感器sb为两个相同的线圈并排放置结构，当其中一个线圈被测速齿板完全覆盖时，另一个是不覆盖的；区段id传感器sid内设有两个相同的线圈，为上下放置结构，用于检测id数字齿板上、下位置；齿槽计数传感器sa，齿槽计数传感器sb及区段id传感器sid三个传感器的数据输出端分别与定位测速处理器的输入端相互电连接，定位测速处理器的数据输出端与车上自动驾驶系统的输入端相互电连接。

7、进一步的，所述的一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速电连系统传感器的内部结构由线圈s、线圈r、s鉴频器、r鉴频器及施密特触发器组成差分电路，线圈s的输出端与s鉴频器的输入端相互电连接，s鉴频器的输出端与施密特触发器的输入端相互电连接；对称端线圈r的输出端与r鉴频器的输入端相互电连接，r鉴频器的输出端与施密特触发器的输入端相互电连接；当测速齿板接近线圈s时，这组传感线圈的电感量值变小，经过s鉴频器检测，输出直流电压s变大，将大于对称端线圈r和r鉴频器的输出r电压值，并使施密特触发器输出高电平；同理，测速齿板(11)移位接近线圈r，使这组传感线圈的电感量值变小，经过r鉴频器检测，输出直流电压r变大，将大于对称端线圈s和s鉴频器的输出s电压值，并使施密特触发器翻转，输出低电平。

8、进一步的，所述的一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速电连系统的id区段中的id数字齿板长度为测速齿板的一半，id数字齿板镶嵌在空槽的下半部，下部为数字“1”，上下均无id数字齿板的是非id区。

9、进一步的，所述的一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速电连系统的区段id传感器sid与齿槽计数传感器sa为并列结构，且边界相隔一个测速齿板宽度，用于检测区段id编号。

10、进一步的，所述的一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速电连系统的齿槽计数传感器sb中心离齿槽计数传感器sa中心的间隔长度为测速齿板宽度和空槽宽度之和的1.25倍。

11、本发明的有益效果是：本发明一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速系统，进一步克服了实际实施时存在着现场安装较困难，工程和维修周期较长等技术难题，创新性的将串行编码的方式来设计和读取区段id的编码中，使得区段id传感器sid检测到的区段id板编码数据信息有起始位、数据位、停止位，从而不管轨道磁浮车辆处在哪一区段，系统都能有效的检测出轨道磁浮车辆的全程绝对位置。该系统具有下列优点：具有可靠性高、安装维护简单；不受目标距离变化的影响；不受附近任何不需要的导电材料的干扰；可防止因温度或湿度变化影响等环境因素而导致误触发；施工与维护比较简单快速及车上实时检测，有利于实行快速自动驾驶操作等优点。

技术特征：

1.一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速系统，包括轨道部分及轨道磁浮列车(7)，其特征在于：在沿轨道磁浮列车(7)的运动方向上长距铺设齿槽区段(1)和相间隔铺设的id区段(2)，齿槽区段(1)和相间隔铺设的id区段(2)组成循环铺设结构，且通过螺钉固定在轨道部分的导轨床上，在轨道磁浮列车(7)中设有传感器(3)、定位测速处理器(5)及车上自动驾驶系统(6)；上述各部件组合为一整体的新型的一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速系统，该系统至少包括有：

2.根据权利要求1所述的一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速电连系统，其特征在于：所述的传感器(3)的内部结构由线圈s(34)、线圈r(35)、s鉴频器(36)、r鉴频器(37)及施密特触发器(38)组成差分电路，线圈s(34)的输出端与s鉴频器(36)的输入端相互电连接，s鉴频器(36)的输出端与施密特触发器(38)的输入端相互电连接；对称端线圈r(35)的输出端与r鉴频器(37)的输入端相互电连接，r鉴频器(37)的输出端与施密特触发器(38)的输入端相互电连接；当测速齿板(11)接近线圈s(34)时，这组传感线圈的电感量值变小，经过s鉴频器(36)检测，输出直流电压s变大，将大于对称端线圈r(35)和r鉴频器(37)的输出r电压值，并使施密特触发器(38)输出高电平；同理，测速齿板(11)移位接近线圈r(35)，使这组传感线圈的电感量值变小，经过r鉴频器(37)检测，输出直流电压r变大，将大于对称端线圈s(34)和s鉴频器(36)的输出s电压值，并使施密特触发器(38)翻转，输出低电平。

3.根据权利要求1所述的一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速电连系统，其特征在于：所述的id区段(2)中的id数字齿板(21)长度为测速齿板(11)的一半，id数字齿板(21)镶嵌在空槽(12)的下半部，下部为数字“1”，上下均无id数字齿板(21)的是非id区。

4.根据权利要求1所述的一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速电连系统，其特征在于：所述的区段id传感器sid(33)与齿槽计数传感器sa(31)为并列结构，且边界相隔一个测速齿板(11)宽度，用于检测区段id编号。

5.根据权利要求1所述的一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速电连系统，其特征在于：所述的齿槽计数传感器sb(32)中心离齿槽计数传感器sa(31)中心的间隔长度为测速齿板(11)宽度和空槽(12)宽度之和的1.25倍。

技术总结
一种涉及基于电涡流感应技术，并带区间标志的轨道磁浮车上定位测速系统，主要应用于一种带区间标志的轨道磁浮车上定位测速系统。本发明系统包括齿槽区段和相间隔铺设的ID区段，在轨道磁浮列车中设有传感器、定位测速处理器及车上自动驾驶系统，不管轨道磁浮车辆处在哪一区段，系统都能有效的检测出轨道磁浮车辆的全程绝对位置，主要解决如何在沿轨道磁浮车辆运动方向上，如何设计长距铺设的齿槽区段和相间隔铺设的ID区段等有关技术难题，本发明的优点是：系统不受目标距离变化的影响，具有可靠性高、安装维护简单的特点。

技术研发人员：曹俭荣,魏坤原,张四新,刘雪峰,杨富强
受保护的技术使用者：岳阳高新技术产业开发区天元电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16