一種基于傳感器技術(shù)的載體定位方法和定位裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于傳感器技術(shù)的載體定位方法和定位裝置，通過探頭載體兩側(cè)對(duì)稱安裝的傳感器以及高精度伺服旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，相對(duì)傳統(tǒng)自動(dòng)化探頭載體定位裝置，可實(shí)現(xiàn)探頭載體(柔性)自動(dòng)貼合至車輪踏面，具有適應(yīng)車輪輪徑范圍廣，保障探頭載體貼合力度均勻，貼合壓力可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。采用伺服系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高，可完全替代人工定位探頭載體方式進(jìn)行車輪探傷作業(yè)，大大提高各型車輪探傷檢測(cè)效率，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。采用高精度伺服電機(jī)，定位精度高，重復(fù)性好，確保探傷檢測(cè)的準(zhǔn)確性。采用多軸伺服電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維空間任意探頭姿態(tài)的調(diào)整，相對(duì)傳統(tǒng)自動(dòng)化探頭載體定位裝置，能完全適應(yīng)各型列車車底復(fù)雜空間環(huán)境，進(jìn)行探頭定位。
【專利說明】
一種基于傳感器技術(shù)的載體定位方法和定位裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及列車車輪探傷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于傳感器技術(shù)的載體定位方法和定位裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]“載體定位裝置”特指對(duì)當(dāng)前開行的各型列車輪對(duì)進(jìn)行探傷作業(yè)時(shí)，將各類探測(cè)探頭定位至上述輪對(duì)相應(yīng)檢測(cè)位置的裝置。當(dāng)前“載體定位裝置”主要應(yīng)用有:人工放置探頭載體定位裝置、利用氣缸驅(qū)動(dòng)或普通電機(jī)配合測(cè)距傳感器作為探頭載體定位動(dòng)力源等自動(dòng)化定位裝置。
[0003]但是，經(jīng)過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，上述方式存在不足:上述方式均為開環(huán)控制系統(tǒng)，定位準(zhǔn)確性不可靠。且在探頭載體接近車輪踏面后，采用硬性貼合的方式，導(dǎo)致貼合力度不均勻，貝占合壓力不易控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于傳感器技術(shù)的載體定位方法，可實(shí)現(xiàn)探頭載體(柔性)自動(dòng)貼合至車輪踏面，具有適應(yīng)車輪輪徑范圍廣，保障探頭載體定位可靠、精度高、貼合力度均勻的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用上述載體定位方法的定位裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種基于傳感器技術(shù)的載體定位方法，包括步驟:
[0008]S1、控制探頭載體由初始位置接近車輪踏面，并使所述探頭載體的探頭與所述車輪踏面對(duì)準(zhǔn)；
[0009 ] S2、控制所述探頭載體貼合所述車輪踏面，包括步驟:
[0010]S21、控制所述探頭載體朝向所述車輪踏面靠近，直至其上的第一載體貼合到位傳感器或者第二載體貼合到位傳感器有到位信號(hào)反饋，即停止上述靠近;其中的所述第一載體貼合到位傳感器和所述第二載體貼合到位傳感器關(guān)于所述探頭載體的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸對(duì)稱設(shè)置；
[0011]S22、控制所述探頭載體朝向無(wú)到位信號(hào)反饋的傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)，直至所述步驟S21中無(wú)到位信號(hào)反饋的傳感器有到位信號(hào)反饋，同時(shí)反饋轉(zhuǎn)動(dòng)角度Za;
[0012]S23、控制所述探頭載體朝向所述步驟S21中有到位信號(hào)反饋的傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)Za/2;
[0013]S24、控制所述探頭載體朝向所述車輪踏面進(jìn)行貼合運(yùn)動(dòng)，直至兩個(gè)傳感器同時(shí)有到位信號(hào)反饋，即停止所述貼合運(yùn)動(dòng)，探頭貼合到位，定位過程結(jié)束。
[0014]優(yōu)選的，在所述步驟SI中，所述接近和所述對(duì)準(zhǔn)通過位于水平面內(nèi)平行于軌道的X方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直于軌道的Y方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直于上述水平面沿豎直方向的Z方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
[0015]優(yōu)選的，在所述步驟SI中，還包括控制所述探頭載體旋轉(zhuǎn)，初步完成所述探頭載體中心與車輪軸心對(duì)準(zhǔn)。
[0016]優(yōu)選的，所述步驟SI中的運(yùn)動(dòng)控制根據(jù)預(yù)設(shè)行程，或者位置傳感器的反饋信號(hào)。
[0017]優(yōu)選的，在所述步驟S2中，所述第一載體貼合到位傳感器和所述第二載體貼合到位傳感器為距離傳感器或者力矩傳感器，能夠在距離小于預(yù)設(shè)值或者力矩大于預(yù)設(shè)值的情況下發(fā)出所述到位信號(hào)。
[0018]一種基于傳感器技術(shù)的定位裝置，包括:探頭載體、第一載體貼合到位傳感器、第二載體貼合到位傳感器、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制模塊，其中的所述第一載體貼合到位傳感器和所述第二載體貼合到位傳感器關(guān)于所述探頭載體的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸對(duì)稱設(shè)置，所述控制模塊能夠通過運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制所述探頭載體實(shí)現(xiàn)上述的定位方法。
[0019]優(yōu)選的，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:X向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0020 ]所述X向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X方向伺服電機(jī)和X方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌；
[0021 ]所述Z向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z方向伺服電機(jī)和Z方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌；
[0022]所述Y向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y方向伺服電機(jī)和Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌；
[0023]所述Z方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌垂直安裝在所述X方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的滑塊上，所述Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌垂直安裝在所述Z方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的滑塊上，所述Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌垂直于所述X方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和所述Z方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌所在的平面;所述探頭載體安裝在所述Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上。
[0024]優(yōu)選的，還包括在Y方向上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0025]所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)和旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸的軸向沿所述Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的滑動(dòng)方向設(shè)置;所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸的第一端能夠由所述旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸的第二端用于安裝所述探頭載體。
[0026]從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的基于傳感器技術(shù)的載體定位方法和定位裝置，通過探頭載體兩側(cè)對(duì)稱安裝的傳感器，相對(duì)傳統(tǒng)自動(dòng)化探頭載體定位裝置，可實(shí)現(xiàn)探頭載體(柔性)自動(dòng)貼合至車輪踏面，適應(yīng)車輪輪徑范圍廣，保障探頭載體定位可靠、精度高、貼合力度均勻的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的載體定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]其中，I為探頭載體，2為X方向伺服電機(jī)，3為X方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，4為Z方向伺服電機(jī)，5為方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，6為Y方向伺服電機(jī)，7為Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，8為旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)，9為旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸，10為第一載體貼合到位傳感器，11為第二載體貼合到位傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明公開了一種基于傳感器技術(shù)的載體定位方法和定位裝置，可實(shí)現(xiàn)探頭載體(柔性)自動(dòng)貼合至車輪踏面，具有適應(yīng)車輪輪徑范圍廣，保障探頭載體定位可靠、精度高、貼合力度均勻的優(yōu)點(diǎn)。
[0031]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的載體定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例提供的基于傳感器技術(shù)的載體定位方法，其核心改進(jìn)點(diǎn)在于，包括步驟:
[0034]S1、控制探頭載體I由初始位置接近車輪踏面，并使探頭載體I的探頭與車輪踏面對(duì)準(zhǔn);其中的探頭載體I即車輪探傷所使用的各型探頭組合裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪進(jìn)行無(wú)損探傷數(shù)據(jù)采集;探頭為無(wú)損檢測(cè)用探頭；
[0035]S2、控制探頭載體I貼合車輪踏面，包括步驟:
[0036]S21、控制探頭載體I朝向車輪踏面靠近，直至其上的第一載體貼合到位傳感器10或者第二載體貼合到位傳感器11有到位信號(hào)反饋(即貼合到位)，則停止上述靠近;其中的第一載體貼合到位傳感器10和第二載體貼合到位傳感器11關(guān)于探頭載體I的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸9對(duì)稱設(shè)置(載體貼合到位傳感器下面簡(jiǎn)稱為傳感器)；
[0037]S22、控制探頭載體I朝向無(wú)到位信號(hào)反饋的傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)，直至步驟S21中無(wú)到位信號(hào)反饋的傳感器有到位信號(hào)反饋，同時(shí)反饋轉(zhuǎn)動(dòng)角度Za;比如在步驟S21中當(dāng)?shù)谝惠d體貼合到位傳感器10有到位信號(hào)反饋而傳感器11無(wú)到位信號(hào)反饋，旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)8將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(在圖1中為帶動(dòng)探頭載體I沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，即朝向第二載體貼合到位傳感器11)，直至到位傳感器11有到位信號(hào)(此時(shí)傳感器10沒有到位信號(hào))，同時(shí)旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)8反饋轉(zhuǎn)動(dòng)角度Za;
[0038]S23、控制探頭載體I朝向步驟S21中有到位信號(hào)反饋的傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)Za/2;然后旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)8將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)Za/2(在圖1中為帶動(dòng)探頭載體I沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，即朝向第一載體貼合到位傳感器10)，即可實(shí)現(xiàn)探頭載體I中心與車輪軸心對(duì)中；同理第二載體貼合到位傳感器11有到位信號(hào)反饋傳感器10無(wú)到位信號(hào)反饋，步驟S22、S23原理一致；
[0039]S24、控制探頭載體I朝向車輪踏面進(jìn)行貼合運(yùn)動(dòng)，直至兩個(gè)傳感器同時(shí)有到位信號(hào)反饋，即停止所述貼合運(yùn)動(dòng)，探頭貼合到位，定位過程結(jié)束。
[0040]從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的基于傳感器技術(shù)的載體定位方法，通過探頭載體兩側(cè)對(duì)稱安裝的傳感器，相對(duì)傳統(tǒng)自動(dòng)化探頭載體定位裝置，可實(shí)現(xiàn)探頭載體(柔性)自動(dòng)貼合至車輪踏面，適應(yīng)車輪輪徑范圍廣，保障探頭載體定位可靠、精度高、貼合力度均勻，貼合壓力可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。
[0041 ]在本方案提供的具體實(shí)施例中，在步驟SI中，接近和對(duì)準(zhǔn)通過位于水平面內(nèi)平行于軌道的X方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直于軌道的Y方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直于上述水平面沿豎直方向的Z方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn);可實(shí)現(xiàn)三維空間任意探頭姿態(tài)的調(diào)整，相對(duì)傳統(tǒng)自動(dòng)化探頭載體定位裝置，能完全適應(yīng)各型車底復(fù)雜空間環(huán)境，進(jìn)行探頭定位。
[0042]為了進(jìn)一步優(yōu)化上述的技術(shù)方案，在步驟SI中，還包括控制探頭載體I旋轉(zhuǎn)，初步完成探頭載體I中心與車輪軸心對(duì)準(zhǔn)，以提高載體定位方法的效率和精度。
[0043]作為優(yōu)選，步驟SI中的運(yùn)動(dòng)控制是根據(jù)預(yù)設(shè)行程，這些預(yù)設(shè)行程是根據(jù)待測(cè)輪對(duì)之間的距離、車輪的高度和輪徑等實(shí)際情況確定的；或者根據(jù)位置傳感器的反饋信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)判斷。
[0044]本發(fā)明實(shí)施例提供的基于傳感器技術(shù)的載體定位方法，在步驟S2中，第一載體貼合到位傳感器10和第二載體貼合到位傳感器11為距離傳感器或者力矩傳感器，能夠在距離小于預(yù)設(shè)值或者力矩大于預(yù)設(shè)值的情況下發(fā)出到位信號(hào)，即基于距離或者力矩反饋信號(hào)自適應(yīng)探頭貼合距離。傳感器的距離預(yù)設(shè)值和力矩預(yù)設(shè)值由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際需要確定，在此并不做具體的限定。
[0045]下面結(jié)合具體工作過程對(duì)本方案做進(jìn)一步介紹:
[0046]I)首先根據(jù)不同類型的車底空間情況，X方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(2、3)根據(jù)預(yù)設(shè)好的行程向前或向后調(diào)整探頭載體I在X方向的空間位置，避開車底空間在X方向的干涉物體；
[0047]2)Z方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4、5)根據(jù)預(yù)設(shè)好的行程，精確向上移動(dòng)至指定位置，可避開車底空間在Z方向的干涉物體；
[0048]3)然后Y方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6、7)根據(jù)獲取到的車輪Y向空間位置信息，自動(dòng)調(diào)整伸出行程，使探頭載體I在Y方向與車輪踏面的探傷所需的指定位置；
[0049]4)旋轉(zhuǎn)方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(8、9)根據(jù)不同檢測(cè)輪徑的車輪按預(yù)設(shè)好的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行探頭載體I旋轉(zhuǎn)，初步完成探頭載體I中心與車輪軸心對(duì)準(zhǔn)；
[0050]5)X方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(2、3)攜帶探頭載體I自動(dòng)向車輪踏面進(jìn)行貼合運(yùn)動(dòng)，直至載體貼合到位傳感器1或11有信號(hào)反饋(S卩貼合到位)，即停止X方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)；
[0051]6)當(dāng)?shù)谝惠d體貼合到位傳感器10有信號(hào)反饋而傳感器11無(wú)信號(hào)反饋，旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)8將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(在圖1中為帶動(dòng)探頭載體I沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))，直至到位傳感器11有信號(hào)(此時(shí)傳感器10沒有信號(hào))，同時(shí)旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)8反饋轉(zhuǎn)動(dòng)角度Za;
[0052 ] 7)然后旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)8將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)Z a/2 (在圖1中為帶動(dòng)探頭載體I沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))，即可實(shí)現(xiàn)探頭載體I中心與車輪軸心對(duì)中；同理第二載體貼合到位傳感器11有信號(hào)反饋傳感器10無(wú)信號(hào)反饋，步驟6)、7)原理一致；
[0053]8)最后再次通過X方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(2、3)攜帶探頭載體自動(dòng)向車輪踏面進(jìn)行貼合運(yùn)動(dòng)，直至載體貼合到位傳感器10、11同時(shí)有信號(hào)反饋(即兩端均貼合到位)，即停止X方向的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，探頭貼合到位，定位過程結(jié)束。
[0054]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種基于傳感器技術(shù)的定位裝置，其核心改進(jìn)點(diǎn)在于，包括:探頭載體1、第一載體貼合到位傳感器10、第二載體貼合到位傳感器11、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制模塊，其中的第一載體貼合到位傳感器10和第二載體貼合到位傳感器11關(guān)于探頭載體I的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸9對(duì)稱設(shè)置，該控制模塊能夠通過運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制探頭載體I實(shí)現(xiàn)上述的定位方法，包括在步驟SI中控制探頭載體I的接近和對(duì)準(zhǔn)，在步驟S21中的靠近和接收信號(hào)反饋后的停止，在步驟S22中的轉(zhuǎn)動(dòng)和記錄反饋轉(zhuǎn)動(dòng)角度Za，在步驟S23中的轉(zhuǎn)動(dòng)角度大小Za/2，在步驟S24中貼合運(yùn)動(dòng)和接收信號(hào)反饋后的停止。
[0055]在本方案提供的具體實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:X向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)探頭載體I任意姿態(tài)的調(diào)整；
[0056]X向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X方向伺服電機(jī)2和X方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌3 ；
[0057]Z向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z方向伺服電機(jī)4和Z方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌5;
[0058]Y向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y方向伺服電機(jī)6和Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌7 ；
[0059]Z方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌5垂直安裝在X方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌3的滑塊上，Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌7垂直安裝在Z方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌5的滑塊上，Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌7垂直于X方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌3和Z方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌5所在的平面;探頭載體I安裝在Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌7上；
[0060]通過控制X方向伺服電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)，利用高精度編碼器信號(hào)反饋位置信息，精確控制X方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌3的滑動(dòng)距離，可實(shí)現(xiàn)探頭載體I在X方向的精確定位;通過控制Z方向伺服電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)，利用高精度編碼器信號(hào)反饋位置信息，精確控制Z方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌5的滑動(dòng)距離，可實(shí)現(xiàn)探頭載體I在Z方向的精確定位;通過控制Y方向伺服電機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)，利用高精度編碼器信號(hào)反饋位置信息，精確控制Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌7的滑動(dòng)距離，可實(shí)現(xiàn)探頭載體I在Y方向的精確定位;進(jìn)一步的，定位誤差>.0.5mm。
[0061]為了進(jìn)一步優(yōu)化上述的技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例提供的載體定位裝置，還包括在Y方向上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)探頭載體I任意姿態(tài)的調(diào)整；
[0062]該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)8和旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸9，旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸9的軸向沿Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌7的滑動(dòng)方向設(shè)置;旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸9的第一端能夠由旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)8驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸9的第二端用于安裝探頭載體I ；通過控制旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng)，利用高精度編碼器信號(hào)反饋位置信息，精確控制轉(zhuǎn)軸9的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，可實(shí)現(xiàn)探頭載體I在Y方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)360°精確定位;進(jìn)一步的，定位誤差>.0.5mm ；
[0063]兩個(gè)載體貼合到位傳感器關(guān)于旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸9對(duì)稱設(shè)置。
[0064]本方案的載體定位裝置采用伺服系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高，可完全替代人工定位探頭載體方式進(jìn)行車輪探傷作業(yè)，大大提高各型車輪探傷檢測(cè)效率，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益;采用高精度伺服電機(jī)，定位精度高，重復(fù)性好，確保探傷檢測(cè)的準(zhǔn)確性;采用多軸伺服電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維空間任意探頭姿態(tài)的調(diào)整，相對(duì)傳統(tǒng)自動(dòng)化探頭載體定位裝置，能完全適應(yīng)各型車底復(fù)雜空間環(huán)境，進(jìn)行探頭定位。
[0065]載體貼合到位傳感器通訊連接于X向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和/或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠在探頭載體I貼緊至車輪踏面時(shí)，提供一個(gè)到位反饋信號(hào)，以便于在探頭載體I接近目標(biāo)位置后進(jìn)行最后的微調(diào)?？刂颇K和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的各組成部分均通訊連接。
[0066]調(diào)節(jié)載體貼合到位傳感器10和11的安裝位置，可提供一個(gè)可調(diào)節(jié)的貼合距離、探頭壓縮力度反饋。在本方案提供的具體實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸9的第二端連接于探頭載體I的中間位置;兩個(gè)載體貼合到位傳感器對(duì)稱設(shè)置在探頭載體I的兩端。
[0067]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于多軸伺服系統(tǒng)和傳感器技術(shù)的車輪探傷載體定位方法和定位裝置，其定位裝置包含:探頭載體1、X方向伺服電機(jī)2、X方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌
3、Z方向伺服電機(jī)4、Z方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌5、Y方向伺服電機(jī)6、Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌7、旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)8、旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸9、載體貼合到位傳感器10和11，以上所述部件組成一個(gè)四軸伺服系統(tǒng)載體定位裝置；
[0068]其與傳統(tǒng)的載體定位裝置相比，具有的主要優(yōu)點(diǎn)包括:
[0069](I)采用伺服系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高，可完全替代人工定位探頭載體方式進(jìn)行車輪探傷作業(yè)，大大提高各型車輪探傷檢測(cè)效率，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。
[0070](2)采用高精度伺服電機(jī)，定位精度高，重復(fù)性好，確保探傷檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0071](3)采用多軸伺服電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維空間任意探頭姿態(tài)的調(diào)整，相對(duì)傳統(tǒng)自動(dòng)化探頭載體定位裝置，能完全適應(yīng)各型車底復(fù)雜空間環(huán)境，進(jìn)行探頭定位。
[0072](4)通過探頭載體兩側(cè)對(duì)稱安裝的傳感器以及高精度伺服旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，相對(duì)傳統(tǒng)自動(dòng)化探頭載體定位裝置，可實(shí)現(xiàn)探頭載體(柔性)自動(dòng)貼合至車輪踏面，具有適應(yīng)車輪輪徑范圍廣，保障探頭載體定位可靠、精度高、貼合力度均勻，貼合壓力可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。
[0073](5)伺服電機(jī)具有力矩反饋信號(hào)，相對(duì)傳統(tǒng)自動(dòng)化探頭載體定位裝置，多軸伺服系統(tǒng)的載體定位裝置可在探頭載體定位過程中，在三維空間范圍內(nèi)，具備碰撞力矩保護(hù)，保障探頭載體發(fā)生意外碰撞干涉物后，能及時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，降低危害。
[0074]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0075]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于傳感器技術(shù)的載體定位方法，其特征在于，包括步驟: 51、控制探頭載體(I)由初始位置接近車輪踏面，并使所述探頭載體(I)的探頭與所述車輪踏面對(duì)準(zhǔn)； 52、控制所述探頭載體(I)貼合所述車輪踏面，包括步驟: 521、控制所述探頭載體(I)朝向所述車輪踏面靠近，直至其上的第一載體貼合到位傳感器(10)或者第二載體貼合到位傳感器(I I)有到位信號(hào)反饋，即停止上述靠近;其中的所述第一載體貼合到位傳感器(10)和所述第二載體貼合到位傳感器(11)關(guān)于所述探頭載體(I)的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸(9)對(duì)稱設(shè)置； 522、控制所述探頭載體(I)朝向無(wú)到位信號(hào)反饋的傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)，直至所述步驟S21中無(wú)到位信號(hào)反饋的傳感器有到位信號(hào)反饋，同時(shí)反饋轉(zhuǎn)動(dòng)角度Za; 523、控制所述探頭載體(I)朝向所述步驟S21中有到位信號(hào)反饋的傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)Za/2; 524、控制所述探頭載體(I)朝向所述車輪踏面進(jìn)行貼合運(yùn)動(dòng)，直至兩個(gè)傳感器同時(shí)有到位信號(hào)反饋，即停止所述貼合運(yùn)動(dòng)，探頭貼合到位，定位過程結(jié)束。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傳感器技術(shù)的載體定位方法，其特征在于，在所述步驟SI中，所述接近和所述對(duì)準(zhǔn)通過位于水平面內(nèi)平行于軌道的X方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直于軌道的Y方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直于上述水平面沿豎直方向的Z方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于傳感器技術(shù)的載體定位方法，其特征在于，在所述步驟SI中，還包括控制所述探頭載體(I)旋轉(zhuǎn)，初步完成所述探頭載體(I)中心與車輪軸心對(duì)準(zhǔn)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傳感器技術(shù)的載體定位方法，其特征在于，所述步驟SI中的運(yùn)動(dòng)控制根據(jù)預(yù)設(shè)行程，或者位置傳感器的反饋信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傳感器技術(shù)的載體定位方法，其特征在于，在所述步驟S2中，所述第一載體貼合到位傳感器(10)和所述第二載體貼合到位傳感器(11)為距離傳感器或者力矩傳感器，能夠在距離小于預(yù)設(shè)值或者力矩大于預(yù)設(shè)值的情況下發(fā)出所述到位信號(hào)。6.一種基于傳感器技術(shù)的定位裝置，其特征在于，包括:探頭載體(I)、第一載體貼合到位傳感器(10)、第二載體貼合到位傳感器(11)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制模塊，其中的所述第一載體貼合到位傳感器(10)和所述第二載體貼合到位傳感器(11)關(guān)于所述探頭載體(I)的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸(9)對(duì)稱設(shè)置，所述控制模塊能夠通過運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制所述探頭載體(I)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的定位方法。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于傳感器技術(shù)的定位裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:X向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)； 所述X向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X方向伺服電機(jī)(2)和X方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(3); 所述Z向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z方向伺服電機(jī)(4)和Z方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(5).’ 所述Y向伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y方向伺服電機(jī)(6)和Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(7); 所述Z方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(5)垂直安裝在所述X方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(3)的滑塊上，所述Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(7)垂直安裝在所述Z方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(5)的滑塊上，所述Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(7)垂直于所述X方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(3)和所述Z方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(5)所在的平面;所述探頭載體(I)安裝在所述Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(7)上。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于傳感器技術(shù)的定位裝置，其特征在于，還包括在Y方向上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)； 所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)(8)和所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸(9)，所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸(9)的軸向沿所述Y方向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(7)的滑動(dòng)方向設(shè)置;所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸(9)的第一端能夠由所述旋轉(zhuǎn)方向伺服電機(jī)(8)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)軸(9)的第二端用于安裝所述探頭載體(I)。
【文檔編號(hào)】G01D11/30GK106092174SQ201610720942
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月24日
【發(fā)明人】高曉蓉, 張渝, 王黎, 趙全軻, 王澤勇, 彭建平, 楊凱, 彭朝勇, 廖小籠, 溫健鐘, 羅勇軍
【申請(qǐng)人】北京主導(dǎo)時(shí)代科技有限公司