一种轨道摄影车用减速装置的减速方法与流程

1.本技术涉及高速轨道拍摄设备制动技术领域，具体地，涉及一种轨道摄影车用减速装置的减速方法。


背景技术：

2.在大型运动会的电视直播中，经常会用到高速轨道摄影车跟拍运动员高速运动的细节，这种设备速度要超过运动员的速度，有的甚至达到90公里每小时的速度才能满足节目制作的要求，由于赛制和场地的限制轨道车要全速到达终点，而用于减速和刹车的距离确很有限，所有高速轨道摄影车安全停车的手段各不相同。重点是保护车上拍摄设备和传输设备不能过载、不能产生巨大噪音、不能威胁运动员和观众安全。由于以往的高速轨道摄影车高速轨道摄影车的轮系与轨道接触面积很小，摩擦系数很低。单纯靠车体自身减速无法达成目的，需要外部硬件辅助。主要减速方式为：永磁涡流减速装置，运用涡流损耗的原理来吸收功率，需在轨道车上安装大块磁导体，并在轨道两侧安装涡流制动区域的磁感应板，并且需要非常精密的安装适配以控制磁场感应的作用距离，从而达到的最好的减速效果。此方案相对于现方案会显著增加相应的人工与物料成本，轨道车自重会大增，严重影响非涡流段的轨道车加减速效率。


技术实现要素：

3.本技术实施例中提供了一种轨道摄影车用减速装置的减速方法，以解决现有减速装置作业成本高、轨道车自重增大影响加减速效率等问题。
4.为了达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
5.一种轨道摄影车用减速装置的减速方法，所述轨道摄影车用减速装置包括速度检测组件和制动组件，所述速度检测组件用于检测轨道车进入刹车段的初始速度；所述制动组件包括制动件和阻拦索组件，所述阻拦索组件用于拦截轨道车；所述制动件与所述阻拦索组件连接以传递扭矩，所述制动件用于产生刹车扭矩；
6.所述方法包括：
7.获取轨道车进入刹车段的初始速度；
8.根据所述初始速度计算刹车扭矩，并向所述制动件输出刹车扭矩；
9.所述制动件根据所述刹车扭矩带动所述阻拦索组件对轨道车进行减速制动。
10.可选地，所述根据所述初始速度计算刹车扭矩之前，所述方法还包括：
11.判断轨道车是否与所述阻拦索组件接触，若是，则根据所述初始速度计算初始延时量，并根据所述初始延时量进行延时。
12.可选地，所述根据所述初始速度计算刹车扭矩，具体包括：
13.根据所述初始速度和所述初始延时量得到初始延时距离；
14.根据预设安全距离和所述初始延时距离计算延时后的剩余安全距离；
15.根据所述初始速度和所述剩余安全距离计算并得到均匀减速度曲线，并根据所述
均匀减速度曲线计算所述刹车扭矩。
16.可选地，所述阻拦索组件包括：
17.两个滚筒，所述滚筒的轴线共线且两个所述滚筒沿轴向设有预设间隔；
18.阻拦索，两端分别缠绕于两个所述滚筒上。
19.可选地，所述阻拦索组件还包括：
20.转向机构，相对于所述滚筒的轴线固定，所述阻拦索绕设在所述转向机构上，所述转向机构将所述阻拦索由竖直状态转为水平状态。
21.可选地，所述制动件包括：
22.磁粉制动器和磁粉制动驱动器，所述磁粉制动器与两个所述滚筒同轴连接，以传递刹车扭矩；所述磁粉制动驱动器与所述磁粉制动器连接。
23.可选地，所述轨道摄影车用减速装置还包括固定于所述滚筒上的位置传感器组件，所述位置传感器组件用于检测轨道车的位置。
24.可选地，所述速度检测组件为激光测速传感器。
25.可选地，所述轨道摄影车用减速装置还包括超级电容和轨道抱刹组件；
26.所述轨道抱刹组件，位于轨道车的下方，用于将轨道车和走行轨道抱紧；所述轨道抱刹组件与所述超级电容连接，所述超级电容用于为所述轨道抱刹组件供电；
27.所述方法还包括：
28.判断是否接收到系统断电信号或刹车信号，若是，则控制所述超级电容为所述轨道抱刹组件供电。
29.可选地，所述轨道抱刹组件包括：
30.推杆电机和轨道抱夹机构，所述推杆电机的电动推杆和所述轨道抱夹机构连接，用以推动所述轨道抱夹机构抱紧走行轨道。
31.采用本技术实施例中提供的一种轨道摄影车用减速装置的减速方法，相较于现有技术，具有以下技术效果：
32.轨道摄影车用减速装置采用速度检测组件和制动组件，在轨道车进入刹车段时通过速度检测组件检测轨道车进入刹车段的初始速度，并根据初始速度计算刹车扭矩，向制动件输出刹车扭矩，制动件产生刹车扭矩并传递在阻拦索组件上，以通过阻拦索组件拦截轨道车进行减速；可理解，本技术中通过外设阻拦索组件和速度检测组件实现高速轨道车的减速制动，根据不同轨道车进入刹车段的初始速度能够输出不同的刹车扭矩，使轨道车和阻拦索组件接触时产生均匀载荷，不会因过载而造成轨道车及其搭载设备的损坏，进一步防止产生较大噪音，由此以达到轨道车实现受控减速制动效果。其次，上述减速装置外设于轨道车，进一步降低轨道车的自重，降低安装难度，且降低作业成本。
附图说明
33.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
34.图1为本技术实施例提供的一种轨道摄影车用减速装置的减速方法的流程示意图；
35.图2为本技术实施例提供的轨道摄影车用减速装置的结构示意图；
36.图3为本技术实施例提供的轨道抱刹组件的安装结构示意图；
37.图4为本技术实施例提供的轨道抱刹组件的结构示意图。
38.附图中标记如下：
39.轨道车1、轨道抱刹组件2、轨道车地面控制单元3、阻拦索4、磁粉制动器5、磁粉制动驱动器6、速度检测组件7、滚筒8、推杆电机21、轨道抱夹机构22。
具体实施方式
40.本发明实施例公开了一种轨道摄影车用减速装置的减速方法，以解决现有减速装置作业成本高、轨道车自重增大影响加减速效率等问题。
41.为了使本技术实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本技术的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.请参阅图1-4，图1为本技术实施例提供的一种轨道摄影车用减速装置的减速方法的流程示意图；图2为本技术实施例提供的轨道摄影车用减速装置的结构示意图；图3为本技术实施例提供的轨道抱刹组件的安装结构示意图；图4为本技术实施例提供的轨道抱刹组件的结构示意图。
43.在一种具体的实施方式中，本技术提供的轨道摄影车用减速装置包括速度检测组件7、制动组件和控制组件。其中，控制组件优选设置为在轨道车1上设置的轨道车地面控制单元3mcu，以简化装置结构和连接关系；而速度检测组件7和制动组件优选外设于轨道车1，具体地，在轨道的终端处设置速度检测组件7和制动组件，速度检测组件7和制动组件可分别与轨道可拆卸的固定连接，以便于拆装。进一步地，速度检测组件7用于检测轨道车1进入刹车段的初始速度，可理解，轨道车1根据mcu控制信号进行刹车减速，在轨道上设有刹车安全距离，刹车安全距离可设置为10-20m，速度检测组件7优选设置在刹车安全距离的初始端点处，以对进入刹车安全距离的轨道车1的初始速度进行检测，可理解，轨道车1可以在未进入刹车安全距离内就接收刹车信号进行减速，或者在进入刹车安全距离的同时进行刹车减速，均在本技术的保护范围内。
44.制动组件包括制动件和阻拦索4组件，制动件与mcu信号连接以进行信号传输，如刹车扭矩，制动件。阻拦索4组件用于拦截轨道车1，其设置位置优选设置在轨道的宽度方向的两侧，阻拦索4组件与制动件连接以传递扭矩。
45.基于上述轨道摄影车用减速装置，本技术的减速方法包括：
46.s11：获取轨道车1进入刹车段的初始速度；
47.s12：根据所述初始速度计算刹车扭矩，并向所述制动件输出刹车扭矩；
48.s13：制动件根据刹车扭矩带动阻拦索4组件对轨道车1进行减速制动。
49.当向制动件输出刹车扭矩后，在轨道车1与阻拦索4组件接触后，制动件根据输出刹车扭矩带动阻拦索4组件对轨道车1进行拦截制动。可理解，减速方法的运行可通过上述控制组件、如轨道车地面控制单元3实现。优选地，刹车段一般设置在轨道的终端，为一段预设距离的轨道；刹车段的长度可等同于刹车安全距离，根据轨道车1进入刹车段的初始速度，mcu计算刹车扭矩，并向制动件输出刹车扭矩，制动件根据刹车扭矩进行动作，以带动与
制动件连接的阻拦索4组件进行轨道车1的拦截制动；
50.采用本技术实施例中提供的一种轨道摄影车用减速装置的减速方法，相较于现有技术，具有以下技术效果：
51.轨道摄影车用减速装置采用速度检测组件7和制动组件，在轨道车1进入刹车段时通过速度检测组件7检测轨道车1进入刹车段的初始速度，并根据初始速度计算刹车扭矩，向制动件输出刹车扭矩，制动件产生刹车扭矩并传递在阻拦索4组件上，以通过阻拦索4组件拦截轨道车1进行减速；速度检测组件7可设置为激光测速传感器，其精度准且便于设置，降低作业成本。可理解，本技术中通过外设阻拦索4组件和速度检测组件7实现高速轨道车1的减速制动，根据不同轨道车1进入刹车段的初始速度能够输出不同的刹车扭矩，使轨道车1和阻拦索4组件接触时产生均匀载荷，不会因过载而造成轨道车1及其搭载设备的损坏，进一步防止产生较大噪音，由此以达到轨道车1实现受控减速制动效果。其次，上述减速装置外设于轨道车1，进一步降低轨道车1的自重，降低安装难度，且降低作业成本。
52.具体的，在s12之前，所述方法还包括：
53.s14：判断轨道车1是否与所述阻拦索4组件接触，若是，则执行下一步骤；
54.s15：根据所述初始速度计算初始延时量，并根据所述初始延时量进行延时。
55.对于轨道车1与阻拦索4组件接触的判断，可通过设置传感器进行监测，传感器可设置为位置传感器或压力传感器等，可根据需要进行设置。初始延时量为mcu输出pwm信号之前的延时量，延时时间长短与初始速度成反比，以在轨道车1接触阻拦索4瞬间，制动件处于无阻力状态，轨道车1受力只有阻拦索4滚筒8的转动惯量和阻拦索4质量，从而尽可能减小轨道车1瞬间受力，以防止发生轨道车1瞬间过载和产生较大噪音，同时保证轨道车1充分与阻拦索4组件接触。具体的，可根据初始速度和延时量的预先存储的预设线性函数进行计算。
56.在一种实施例中，根据初始速度计算刹车扭矩具体包括：
57.根据初始速度和初始延时量得到初始延时距离；
58.根据预设安全距离和初始延时距离计算延时后的剩余安全距离；
59.根据初始速度和剩余安全距离计算并得到均匀减速度曲线，并根据均匀减速度曲线计算刹车扭矩。均匀减速度曲线为速度和时间的变化曲线，通过均匀减速度曲线得到实时速度，mcu进行计算得到刹车扭矩，并进行换算实时输出pwm信号至制动件进行制动。
60.具体的，阻拦索4组件包括两个滚筒8和阻拦索4。其中，两个滚筒8的轴线共线设置，且两个滚筒8沿轴向设有预设间隔，该预设间隔可参考轨道车1的宽度进行设置，阻拦索4的两端分别缠绕于两个滚筒8上，两个滚筒8的预设间隔所对应的阻拦索4作为拦截轨道车1的主要施力部分；阻拦索4为低弹性高分子材料的柔性绳索，其两端分别在滚筒8上缠绕至少20m。阻拦索4组件还包括转向机构，其相对于滚筒8的轴线固定，转向机构可设置为导轮，具体包括第一导轮和第二导轮，优选为在每个滚筒8的垂直于滚筒8轴线方向上设置第一导轮和第二导轮，第一导轮和第二导轮的连线垂直于滚筒8的轴线设置，同时，第一导轮和第二导轮的连线沿水平方向设置；其中，第一导轮靠近滚筒8一侧，第二导轮远离滚筒8一侧设置，阻拦索4从一侧的滚筒8、转向机构绕至另一侧的转向机构和滚筒8上；具体为通过第一导轮将阻拦索4沿竖直方向伸出，通过第二导轮将阻拦索4沿水平方向拉伸预设距离，由此以使两个滚筒8的相对的第二导轮之间的阻拦索4呈水平状态设置，可理解，转向机构高于
滚筒8设置，第一导轮和第二导轮可通过支架实现与地面的固定，可根据现有技术进行设置，在此不再赘述。
61.为了对轨道车1与阻拦索4的接触状态进行判断，上述轨道摄影车用减速装置还包括固定于滚筒8上的位置传感器组件，以检测轨道车1的位置，当位置传感器检测到轨道车1的位置信号后发送至mcu，mcu接收到位置信号后，认为轨道车1与阻拦索4组件进行接触，可以根据初始速度计算初始延时量。当轨道车1到达阻拦索4时，阻拦索4与轨道车1车头初始接触，阻拦索4动滚筒8产生相应的旋转角度变化，位置传感器检测滚筒8的旋转角度，并传输位置信号至mcu。
62.在一种实施例中，制动件包括磁粉制动器5和磁粉制动驱动器6，磁粉制动器5与两个滚筒8同轴连接，以传递刹车扭矩；阻拦索4滚筒8与磁粉制动器5同轴安装，磁粉制动器5产生制动扭矩控制滚筒8有序释放阻拦索4，使轨道车1实现受控减速制动效果。磁粉制动驱动器6与磁粉制动器5连接。磁粉制动驱动器6与mcu连接，其接收pwm信号并输出相应地电流驱动磁粉制动器5产生刹车扭矩。
63.在上述各实施例的基础上，当轨道摄影车采用直线电机进行驱动时，其最大风险来自于系统应急减速，由于赛制和场地的限制轨道车1要全速到达终点，而用于减速和刹车的距离确很有限，系统正常的制动是通过直线电机产生反向磁场进行的。而直线电机的供电需要通过滑触线将地面的驱动能量馈送到轨道车1上，如果供电系统出现问题，整个系统会处于一个高速运行的失控状态。为保证车上应急刹车系统-外部供电系统故障断电后，车上的mcu和轨道抱刹组件2能够正常工作，上述轨道摄影车用减速装置还包括超级电容，当轨道车地面控制单元3监测到系统断电时为轨道车地面控制单元3和轨道抱刹组件2供电，轨道抱刹组件2位于轨道车1的下方，以将轨道车1和走行轨道抱紧，由此以进一步提高减速装置的减速制动效果，防止由于直线电机供电系统故障而造成轨道摄影车处于高速运行的失控状态，并采用阻拦索4组件共同配合进行制动减速，进一步保证车上拍摄设备和传输设备不会过载、防止产生巨大噪音，同时保证运动员和观众安全。
64.具体的减速方法还包括：
65.判断是否接收到系统断电信号或刹车信号，若是，则执行下一步骤；
66.控制超级电容为轨道抱刹组件2和轨道车地面控制单元3供电。
67.超级电容与普通电池比较：充电时间短，在轨道车1上电之后几秒内就可以完成充电，紧急刹车系统就可以生效。体积小重量轻，方便安装在轨道车1的内部，而且减轻整体重量。使用寿命长，电容可充放电次数要比电池多。
68.在一种实施例中，轨道抱刹组件2包括推杆电机21和轨道抱夹机构22，推杆电机21和轨道车地面控制单元3连接，根据控制信号，推动轨道抱夹机构22抱紧走行轨道，由此以实现轨道车1和走行轨道之间的抱紧。轨道抱夹机构22可设置为刹车片，具体地，轨道抱夹机构22设置为u形结构，其与走行轨道配合，在u形结构的两侧壁分别设置刹车片，通过电动推杆推动刹车片向靠近走行轨道方向移动，实现刹车片和走行轨道接触。
69.在一种具体的实施方式中，本技术通过主动判断轨道车1进入刹车段的速度，通过电流控制磁粉制动器5产生相应的刹车扭矩，从而实现高速轨道车1在刹车安全距离内停车，并低于其可承受的最大减速度。一般的，刹车安全距离为20m，轨道车1自重150kg，轨道车1最大速度25m/s，可承受最大过载1.5g。
70.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
71.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种轨道摄影车用减速装置的减速方法，其特征在于，所述轨道摄影车用减速装置包括速度检测组件和制动组件，所述速度检测组件用于检测轨道车进入刹车段的初始速度；所述制动组件包括制动件和阻拦索组件，所述阻拦索组件用于拦截轨道车；所述制动件与所述阻拦索组件连接以传递扭矩，所述制动件用于产生刹车扭矩；所述方法包括：获取轨道车进入刹车段的初始速度；根据所述初始速度计算刹车扭矩，并向所述制动件输出刹车扭矩；所述制动件根据所述刹车扭矩带动所述阻拦索组件对轨道车进行减速制动。2.根据权利要求1所述的轨道摄影车用减速装置的减速方法，其特征在于，所述根据所述初始速度计算刹车扭矩之前，所述方法还包括：判断轨道车是否与所述阻拦索组件接触，若是，则根据所述初始速度计算初始延时量，并根据所述初始延时量进行延时。3.根据权利要求2所述的轨道摄影车用减速装置的减速方法，其特征在于，所述根据所述初始速度计算刹车扭矩，具体包括：根据所述初始速度和所述初始延时量得到初始延时距离；根据预设安全距离和所述初始延时距离计算延时后的剩余安全距离；根据所述初始速度和所述剩余安全距离计算并得到均匀减速度曲线，并根据所述均匀减速度曲线计算所述刹车扭矩。4.根据权利要求1所述的轨道摄影车用减速装置的减速方法，其特征在于，所述阻拦索组件包括：两个滚筒，所述滚筒的轴线共线且两个所述滚筒沿轴向设有预设间隔；阻拦索，两端分别缠绕于两个所述滚筒上。5.根据权利要求4所述的轨道摄影车用减速装置的减速方法，其特征在于，所述阻拦索组件还包括：转向机构，相对于所述滚筒的轴线固定，所述阻拦索绕设在所述转向机构上，所述转向机构将所述阻拦索由竖直状态转为水平状态。6.根据权利要求5所述的轨道摄影车用减速装置的减速方法，其特征在于，所述制动件包括：磁粉制动器和磁粉制动驱动器，所述磁粉制动器与两个所述滚筒同轴连接，以传递刹车扭矩；所述磁粉制动驱动器与所述磁粉制动器连接。7.根据权利要求1所述的轨道摄影车用减速装置的减速方法，其特征在于，所述轨道摄影车用减速装置还包括固定于所述滚筒上的位置传感器组件，所述位置传感器组件用于检测轨道车的位置。8.根据权利要求6所述的轨道摄影车用减速装置的减速方法，其特征在于，所述速度检测组件为激光测速传感器。9.根据权利要求1-8任一项所述的轨道摄影车用减速装置的减速方法，其特征在于，所述轨道摄影车用减速装置还包括超级电容和轨道抱刹组件；所述轨道抱刹组件，位于轨道车的下方，用于将轨道车和走行轨道抱紧；所述轨道抱刹组件与所述超级电容连接，所述超级电容用于为所述轨道抱刹组件供电；
所述方法还包括：判断是否接收到系统断电信号或刹车信号，若是，则控制所述超级电容为所述轨道抱刹组件供电。10.根据权利要求9所述的轨道摄影车用减速装置的减速方法，其特征在于，所述轨道抱刹组件包括：推杆电机和轨道抱夹机构，所述推杆电机的电动推杆和所述轨道抱夹机构连接，用以推动所述轨道抱夹机构抱紧走行轨道。

技术总结
本申请实施例中提供了一种轨道摄影车用减速装置的减速方法，轨道摄影车用减速装置包括速度检测组件和制动组件，速度检测组件用于检测轨道车进入刹车段的初始速度；制动组件包括制动件和阻拦索组件，阻拦索组件用于拦截轨道车；制动件与阻拦索组件连接以传递扭矩，制动件用于产生刹车扭矩。通过外设阻拦索组件和速度检测组件实现高速轨道车的减速制动，根据不同轨道车进入刹车段的初始速度能够输出不同的刹车扭矩，使轨道车和阻拦索组件接触时产生均匀载荷，不会因过载而造成轨道车及其搭载设备的损坏，防止产生较大噪音，以达到轨道车实现受控减速制动效果。上述减速装置外设于轨道车，进一步降低轨道车的自重，降低安装难度，且降低作业成本。且降低作业成本。且降低作业成本。


技术研发人员：赵伟 韩铮 张露淇 秦萌 路朝晖 王笑雪 马晗宇 袁旭稚 郭树鹏 于佳
受保护的技术使用者：中央广播电视总台
技术研发日：2023.02.13
技术公布日：2023/6/27