Устройство для измерения расстояния между следующими друг за другом по колее объектами Советский патент 1975 года по МПК G08G1/09 

1

Изобретение относится к области автоматического регулирования движения транспортных средств.

Известные устройства, у которых транспортные средства оборудованы передающими и приемными устройствами, не позволяют при очень незначительных расстояниях между транспортными, средствами информировать каждое транспортное средство постоянно, а не только на определенных точках его пути, о его расстоянии до находящегося впереди транспортного средства и добиться интервала времени следования между транспортными средствами в несколько секунд.

Целью изобретения является получение информации о расстоянии и о скоростях движения между двумя движущимися друг за другом транспортными объектами в централизованном порядке.

Согласно изобретению электрический сигнал определенной амплитуды от передающего устройства впереди идущего объекта передают принимающему устройству следующего объекта, имеющему определенную чувствительность, посредством затухающей среды, в которой амплитуда сигнала определенным образом уменьшается с уменьшением расстояния от передающего устройства.

Под средой понимают здесь любой носитель, пригодный для передачи электрической энергии между передающим и принимающим устройствами. При таком способе амплитуда принятого принимающим устройством следующего объекта сигнала является мерой для расстояния между обоими объектами.

Этот сигнал пригоден для регулировки скорости следующего объекта и для регулировки

его расстояния по отношению к предыдущему объекту.

Согласно изобретению предложено, чтобы передающие и принимающие устройства объектов были связаны расположенной вдоль колеи стационарной однородной проводкой с определенным значением затухания. Применение проводки как средства для передачи сигналов имеет то преимущество, что практически исключаются внешние помехи.

В качестве проводки могут быть применены как волноводы, полые проводники, диэлектрики и т. п., так и затухающая проволочная проводка с двумя или несколькими параллельными проводниками.

Определенное затухание в таких проводках реализуется простым способом через омический поперечный отвод, в качестве которого используется проводящая фольга, связывающая проводники проводки друг с другом по всей длине. Чтобы избежать каких-либо механических нагрузок на проводку, передающие и принимающие устройства связывают с проводкой индуктивно; емкостная связь, предусматри ваемая преимущественно при выполнении проводки на диэлектрических проводниках также возможна. Связь может быть также гальванической. В известном измерительном устройстве переданный в проводку из передающего устройства переднего объекта сигнал распространяется симметрично как в направлении следующего объекта, так и в противоположном направлении, и, таким образом, влияет и на сигнал, переданный переднему объекту передающим устройством другого находящегося перед ним объекта. Для того, чтобы этого избежать, между передающим и принимающим устройствами каждого объекта установлено компенсирующее передающее устройство: сигнал, возбужденный в проводнике от этого второго передающего устройства, будет, по крайней мере, почти гаситься при соответствующей амплитуде и положении фаз сигналом, возбужденным первым передающим устройством того же объекта, на месте компенсационного передающего устройства, не влияя на его распространение назад. Такое подавление распространения сигнала вперед может происходить при гальванической связи простым способом посредством размещаемого между передающим и принимающим устройствами одного объекта рычага короткого замыкания. При индуктивной и емкостной связи передающего и принимающего устройств с проводкой применяют вместо или дополнительно к компенсационному передающему устройству обычные затухающие элементы. Более того, искажению измерения расстояния между двумя объектами можно препятствовать при помощи сигнала одного или нескольких передающих устройств находящихся перед ними объектов тем, что (измерительное) передающее устройство каждого объекта в зависимости от получаемого принимающим устройством этого же объекта сигналом является управляемым: (измерительное) передающее устройство объекта будет посылать тогда смотря по обстоятельствам только один уменьшенный на этот сигнал, причем определяющим относительно амплитуды и положению фаз тот сигнал будет на месте (измерительного) передающего устройства, а не на месте соответствующего ему принимающего устройства. На фиг. 1 показаны три следующие друг за другом по одному пути, связанные колеею транспортные средства, вид сбоку; на фиг. 2- поперечный разрез трех параллельных проводников проводки, соединенной с катушкой. имеющей два U-образных сердечника; на фиг. 3 - схематичный поперечный разрез проводки с пятью параллельными проводниками; на фиг. 4 - два сигнала в диаграмме со стрелками, без масштаба; на фиг. 5 - три сигнала в диаграмме со стрелками, без масщтаба. На фиг. 1 изображены транспортные средства 1, 2 и 3, например так называемые индивидуальные средства сообщения, которые автоматически, без остановки, следуют меледу местами отправления и назначения. Какиелибо обгоны исключены; кроме того, они могут быть соединены рельсами или тому подобным. Не принимая во внил1ание заданные извне ограничения скорости, транспортные средства 1, 2 и 3 и другие, здесь не показанные, должны регулировать сами свою скорость и расстояние от находящегося впереди транспорта в зависимости от скорости этого транспорта, а именно независимо от определенных пунктов их пути 4. Это возможно только при условии, что каждое транспортное средство 1, 2 и 3 или их не показанный регулятор движения будут постоянно информированы о расстоянии от впереди идущего транспортного средства. Для этого транспортные средства 1, 2 и 3 снабжены передающими и принимающими устройствами 5, 5, 5 или 6, 6, 6, связанными индуктивно с проходящей вдоль пути 4 стационарной проводкой 7 (фиг. 2). В качестве передающих устройств 5, 5, 5 могут быть использованы генераторы для получения переменного тока высокой частоты, например транзисторные генераторы, которые связаны с катушкой. Катушки передающих и принимающих устройств 5, 5, 5 или 6, 6, 6 отличаются TOvTbKO числом витков. На фиг. 2 в соединении с проводкой 7 схематично показана только одна катущка 8; ее обмотка 9 симметрично распределена на двух ограничивающих воздушный зазор 10 U-образных железных сердечниках И одинакового размера, которые размещены симметрично к проходящей через воздушный зазор 10 в продольном направлении проводки 7. Нри таком выполнении катущки 8 магнитный поток рассеивания по сравнению с полезным потоком в воздущном зазоре 10 или в железных сердечниках 11 незначителен; кроме того, магнитный поток в воздушном зазоре 10 гомогенизируется. Как видно по фиг. 2, проводка 7 состоит из рех расположенных во дной плоскости пааллельных проводников 12, из которых два нешних проводника по отношению к среднеу расположены на одинаковом расстоянии. Эта симметричная проводка 7 по сравнеию с обычными двойными проводками знаительно более устойчива к помехам. Так как не исключено то, что транспортые средства 1, 2, 3 и передающие и приниающие устройства 5, 5, 5 или 6, 6, 6 или х катушка (катушка 8) во время движения

производят боковые движения относительно проводки 7, ширина полюсного башмака 13 железных сердечников 11 меньше расстояния между внешним и средним проводниками 12 проводники 7, причем ее ширина больше, чем ширина железных сердечников.

При таком устройстве магнитный поток проходит через обе петли 14 проводки также и при боковом перемещении катушки 8 относительно проводки 7.

Контакту проводки 7 с магнитным башмаком 13 из-за рабочего хода транспортных средств 1, 2 и 3 препятствует широкий воздушный зазор 10.

Подобные же движения при вышеописанной конструкции катушки 8 (с симметричной обмоткой 9 на двух железных сердечниках 11) не оказывают никакого влияния иа связь с проводкой.

Наконец, для проводника 12 предусмотрен носитель 15 из непроводящего материала, который имеет не изображенную на чертеже легкую поперечную волнистость, для того, чтобы проводку 7 можно было также легко уложить в извилинах пути 4.

Проводники 12 вместе с проводящей фольгой 16, например синтетической, покрытой углем, уложены в носитель 15, причем они по всей длине посредством фольги проводяще соединены друг с другом.

Таким образом достигают сильного омического поперечного отвода проводки 7, который в соединении с продольным ее сопротивлением оказывает сильное затухающее воздействие.

В качестве продольного сопротивления служит продольная индуктивность проводки 7 или при проводке с проводниками из материала сопротивления - их омическое продольное сопротивление.

Амплитуда сигнала в любом месте является мерой для расстояния между этим местом и соответствующим передающим устройством.

Последнее из изображенных на фиг. 1 транспортных средств 3 с помощью своего принимающего устройства 6 постоянно информируется о его расстоянии от находящегося впереди транспортного средства 2, пока его передающее устройство 5 посылает сигнал определенной амплитуды (высокочастотный переменный ток) на провоаку 7 (фиг. 2).

Распространение сигнала передающего устройства 5, 5 или 5 происходит в пповодке 7 симметрично в оба направления, таким образом также и в направлении движения транспоотных средств 1, 2 и 3.

Сигнал передающего устройства 5 среднего транспортного средства 2 может, тякилт образом, влиять на сигнал, получаемый его принимающим л стройством 6 от передающего устройства 5 впереди находящегося транспортного средства 1, что. смотря по обстоятельствам, ведет к искажению измерения расстояния между транспортными средствами 1 и 2.

Чтобы исключить подобные влияния сигнала передающего устройства следующего транспорта, между передающими и принимающими устройствами каждого объекта 1, 2 или 3 установлено компенсационное передающее устройство 17, 17 или 17, конструкция которого аналогична конструкции (измерительных) передающих устройств 5, 5 и 5. Работа компенсационных устройств 17, 17

и 17 более подробно описана далее на примере устройства (17) среднего транспортного средства 2.

Принимая во внимание уменьшение амплитуды и сдвиг фаз, относящиеся к посланному

передающим (измерительным) устройством 5 сигналу L на отрезке проводки этим передающим устройством 5 и соответствующим компенсационным устройством 17, последнее посылает сигнал 1/, амплитуда которого соответствует амплитуде сигнала L (фиг. 5) передающего устройства 5 в месте компенсационного устройства 17 и фазы которого по сравнению с сигналом L на этом месте смещены на 180°.

Это символически показано на фиг. 4, причем, что касается сигнала L, то речь идет о затухающем на вышеуказанном отрезке проводки и сдвинутом по фазе сигнала L на месте компенсационного устройства 17.

На описанной выше проводке 7 можно рассчитывать на смешение сигнала L по фазе приблизительно на 20° (см. фиг. 4 и 5) на отрезке проводки: передающее устройство 5- компенсационное передающее устройство 17.

Тем самым сигнал L компенсационного передающего устройства 17 будет почти гасить сигнал L на этом месте, не влияя существенно на его распространение в направлении последнего транспортного средства 3.

Как показано символически на фиг. 5. сигнал L соответствует сигналу компенсационного пере лающего устройства 17 на месте (измерительного передающего устройства 5. ПРИ этом сигнал R является Фактически паспространенным в направ.ттении транспортного средства 3 сигналом, амплитуда КОТОРОГО по сравнению с амплитудой сигнала, посланного по проводке передающим устройством 5, только несколько уменьшена.

В случае, если принимающее УСТРОЙСТВО все же ПОЛУЧИТ сигнал от перечающего устройства следующего за ним транспорта, всо Сизмепительцые) передающие устройства 5, 5 и 5 синхронизированы.

Синхронизация может быть осуществлена посредством сигнала, передаваемого транспортным средствам 1, 2 и 3, или соответственно их (измерительным) передающим устройствам 5, 5 и 5 независимо от измерения расстояния, или посредством сигнала, ппинимаедюго принимающими устройствами 6. 6 и 6 того же транспортного средства 1, 2 или 3. Незначительная помеха измерения расстояния между транспортным средством и впереди идущим транспортом корректируется сигналом компенсационного передающего устройства и практического значения не имеет.

Синхронизация (измерительных) передающих устройств также имеет значение в следующей связи.

Для того, чтобы избежать искажения в измерении расстояния между двумя транспортными средствами посредством одного или нескольких сигналов (измерительного) передающего устройства впереди идущего транспорта, (измерительные) передающие устройства 5, 5 и 5 управляются в зависимости от сигнала, принимаемого принимающими устройствами б, 6 и б того же транспорта.

При подобного рода зависимости (измерительных) передающих устройств 5, 5 и 5 от принимающих устройств 6, 6 и б (измерительное) передающее устройство 5 среднего транснортного средства 2 будет передавать сигнал, который будет меньще сигнала (измерительного) передающего устройства 5 следующего неред ним первого транспорта 1.

Для этого рассчитывают амплитуду и фазу сигнала, принимаемого принимающим устройством б транспортного средства 2 на месте (измерительного) передающего устройства 5, то может быть осуществлено при создании отрезка проводки: принимающее устройство 6 - передающее устройство 5.

Другим существенным преимуществом управляемости (измерительных) передающих устройств 5, 5 и 5 является то, что можно манипулировать расстоянием между транспортными средствами в значительных границах и стабилизировать колонну транспортных средств. Например, с целью оптимального использования пути 4 при минимальном риске для транспортных средств 1, 2 и 3, расстояние между транспортными средствами 1 и 2, из которых транспорт 1, поскольку он идет первым, при внезапно появивщемся препятствии подвергается наибольщей опасности, является ббльщим, чем между последующими транспортами.

Следует отметить, что описываемым подавлением распространения Ьигнала в направлении движения транспортных средств 1. 2 и 3, а также управляемостью (измерительными) передающими устройствами 5, 5 и 5 можно полностью пренебречь, например, в простых перемещающих системах, к которым предъявляют небольщие требования.

В этом случае, однако, при большом количестве транспортных средств (например, 10000) следует каждому из них придавать свою собственную, точно стабилизированную и достаточно отличающуюся от других частоту.

Поскольку это технически не оправдано, применяют чисто статическое качание частот передающих устройств, так как вследствие квадратного сложения сигналов происходит быстрое сокращение влияния мещающих сигналов, если их амплитуда сокращается относительно измерительного сигнала.

Если транспортным средствам 1, 2 и 3 передают с определенных точек пути 4 сигналы максимальной скорости, то следует в описанном измерительном устройстве затухающую проводку 7 расщирить одним или несколькими парами проводников.

Подобная проводка показана на фиг. 3, где в отличие от проводки 7 (фиг. 2) имеются три связанных проводящей фольгой 18 проводника

19 с небольщим расстоянием между парой проводников 19 и 20, причем к ней нет проводящего соединения. Эта нара проводников связана с не показанным на чертеже генератором, внутреннее сопротивление которого

значительно больще волнового сопротивления затухающей части проводки (проводник 19 с фольгой 18).

Этим достигают того, что имеющийся в паре проводников сигнал и сигнал, распространяющийся в затухающей части проводки, не влияют друг на друга.

Предмет изобретения

1.Устройство для измерения расстояния между следующими друг за другом по колее объектами, содержащее установленные на объектах передающие и принимающие устройства, отличающееся тем, что, с целью получения информации о расстоянии и о скоростях движения между двумя движущимися друг за другом транспортными объектами в централизованном порядке, передающие и

принимающие устройства связаны расположенной вдоль колеи стационарной однородной проводкой с определенным значением затухания, состоящей из трех параллельных проводников, связанных друг с другом по всей длине проводки омической поперечной утечкой, например проводящей фольгой.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по краям проводки введены два дополнительных проводника, связанных с генератороом, внутреннее сопротивление которого больще, чем волновое сопротивление проводки.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что передающие и принимающие устройства выполнены в виде катущки с симметричной обмоткой на U-образных сердечниках, в зазоре между которыми проходит стационарная проводка.

4.Устройство но пп. , отличающеес я тем, что щирина проводки больще, чем

щирина сердечников, а полюсные бащмаки сердечников по щирине меньще, чем расстояние между Бнещним и средним проводниками проводки.

5. Устройство по пп. 1-3, отличающеес я тем, что между передающим и принимающим устройствами на транспортном объекте введено компенсационное передающее устройство, аналогичное по конструкции основному

передающему устройству.

JO iO

2

/ 7

11. 9

//

/ I

17 6- J

/7

20