本發(fā)明屬于機(jī)器人跟蹤定位領(lǐng)域，涉及一種用于探傷機(jī)器人在金屬板雙側(cè)激光跟蹤同步的裝置和方法。

背景技術(shù)：

近年來，特種設(shè)備數(shù)量不斷高速增長。這就對保證特種設(shè)備高質(zhì)量、高效率、高水平的檢驗(yàn)檢測提出了新的挑戰(zhàn)。目前，國內(nèi)外大型球罐、立式儲(chǔ)罐等在役承壓設(shè)備的自動(dòng)化檢測工藝裝備存在空白，且現(xiàn)有的檢測機(jī)器人對內(nèi)部焊縫檢測的靈活性相對不足，不能滿足需求。在使用機(jī)器人進(jìn)行焊縫檢測時(shí)，如使用x射線進(jìn)行檢測時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證射線發(fā)射機(jī)器人與成像機(jī)器人的相對準(zhǔn)確地同步移動(dòng)，以保證有效地成像。

如專利號為zl200510018933.4公開的一種檢測機(jī)器人，對于大型球罐、立式儲(chǔ)罐由于無法定位在被檢測物體上，無法實(shí)現(xiàn)檢測。如申請?zhí)枮?01410005169.6公開的一種儲(chǔ)罐焊縫x射線檢測機(jī)器人，只能夠?qū)崿F(xiàn)橫向與縱向移動(dòng)，不能任意方向移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，靈活性不足，且需要額外的部件來輔助以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的移動(dòng)與定位。

機(jī)器人定位跟蹤一直是比較困難的，因?yàn)闄C(jī)器人處于位子不斷變化狀態(tài)。要實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的精確位置的跟蹤和定位，利用激光跟蹤儀成為一種很好的手段。激光跟蹤儀通過激光的發(fā)射和接受計(jì)算出位置距離坐標(biāo)，可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的定位和跟蹤。激光跟蹤儀系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人位置的實(shí)時(shí)確定，獲取實(shí)時(shí)位置信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：本發(fā)明提供一種利用跟蹤云臺(tái)實(shí)現(xiàn)跟蹤定位和測量的用于探傷機(jī)器人在金屬板雙側(cè)激光跟蹤同步的裝置和方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明的用于探傷機(jī)器人在金屬板雙側(cè)激光跟蹤同步的裝置，包括分別設(shè)置在待測金屬板兩側(cè)的第一激光跟蹤定位系統(tǒng)、第二激光跟蹤定位系統(tǒng)、遠(yuǎn)端控制中心，所述的第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)均包括云臺(tái)、設(shè)置在所述云臺(tái)上端中心處的跟蹤相機(jī)、位于跟蹤相機(jī)上方的激光測距儀、連接并控制所述跟蹤相機(jī)、激光測距儀的跟蹤處理器。

進(jìn)一步，本發(fā)明裝置中，所述第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)的云臺(tái)相對于待測金屬板對稱設(shè)置。

進(jìn)一步，本發(fā)明裝置中，所述的第一激光跟蹤定位系統(tǒng)、第二激光跟蹤定位系統(tǒng)的跟蹤相機(jī)分別用以獲取主機(jī)器人、從機(jī)器人的圖像并發(fā)送給對應(yīng)的跟蹤處理器，跟蹤處理器用以調(diào)節(jié)云臺(tái)的水平角度和垂直角度使機(jī)器人處于跟蹤相機(jī)畫面的中心點(diǎn)并記錄云臺(tái)的水平角度α、垂直角度值β，激光測距儀用以測量機(jī)器人和云臺(tái)的距離l并發(fā)送給跟蹤處理器，跟蹤處理器還用以發(fā)送水平角度α、垂直角度β、距離l數(shù)據(jù)給遠(yuǎn)程控制中心。

進(jìn)一步，本發(fā)明裝置中，所述遠(yuǎn)端控制中心建立以第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)的云臺(tái)建立第一坐標(biāo)系和第二坐標(biāo)系，并根據(jù)第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)發(fā)送的水平角度α、垂直角度β、距離l計(jì)算主出機(jī)器人、從機(jī)器人的坐標(biāo)；遠(yuǎn)端控制中心同時(shí)還計(jì)算待測金屬板兩側(cè)機(jī)器人的位置差值并控制主機(jī)器人運(yùn)動(dòng)至與從機(jī)器人處于壁面兩側(cè)相對稱的位置。

本發(fā)明的用于探傷機(jī)器人在金屬板雙側(cè)激光跟蹤同步的定位方法，包括以下步驟：

步驟10)將第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)的跟蹤相機(jī)安裝在云臺(tái)上端中心處，激光測距儀安裝在跟蹤相機(jī)正上方，云臺(tái)分別安裝在待測金屬板兩側(cè)相對的位置；

步驟20)第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)分別對主機(jī)器人、從機(jī)器人跟蹤，獲取對應(yīng)的水平角度α、垂直角度β、距離l并發(fā)送給遠(yuǎn)程控制中心；

步驟30)遠(yuǎn)端控制中心建立以第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)的云臺(tái)建立第一坐標(biāo)系和第二坐標(biāo)系，并根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)計(jì)算主機(jī)器人、從機(jī)器人的坐標(biāo)；

步驟40)遠(yuǎn)端控制中心根據(jù)主機(jī)器人和從機(jī)器人的坐標(biāo)和幾何關(guān)系計(jì)算位置差值并控制從機(jī)器人運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)和主機(jī)器人兩側(cè)處于壁面相對位置，實(shí)現(xiàn)雙車同步。

本發(fā)明中，遠(yuǎn)程控制中心和所述的第一激光跟蹤定位系統(tǒng)、第二激光跟蹤定位系統(tǒng)、通過無線建立通訊，并和主機(jī)器人、從機(jī)器人通過無線相連。

有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)對金屬板(球罐、柱罐)無法通過光電、穿透方法定位情況下，實(shí)現(xiàn)探傷機(jī)器人在金屬壁面兩側(cè)跟蹤同步。

在金屬板(球罐、柱罐)雙側(cè)定位方面一直存在難以定位或定位不準(zhǔn)的問題，并且本發(fā)明通過激光定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對探傷機(jī)器人位置的精確跟蹤，建立內(nèi)外坐標(biāo)系并計(jì)算出兩側(cè)機(jī)器人的坐標(biāo)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩探傷機(jī)器人在金屬板(球罐、柱罐)兩側(cè)位置同步，為機(jī)器人在兩側(cè)同步探傷工作提供跟蹤定位。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置的示意圖。

圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)組成圖。

圖3是本發(fā)明的跟蹤同步方法的流程圖。

圖4是本發(fā)明的實(shí)例組成圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明的用于探傷機(jī)器人在金屬板雙側(cè)激光跟蹤同步的裝置，包括分別設(shè)置在待測金屬板兩側(cè)的第一激光跟蹤定位系統(tǒng)、第二激光跟蹤定位系統(tǒng)、遠(yuǎn)端控制中心，所述的第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)均包括云臺(tái)、設(shè)置在所述云臺(tái)上端中心處的跟蹤相機(jī)、位于跟蹤相機(jī)上方的激光測距儀、連接并控制所述跟蹤相機(jī)、激光測距儀的跟蹤處理器。遠(yuǎn)程控制中心和所述的第一激光跟蹤定位系統(tǒng)、第二激光跟蹤定位系統(tǒng)、通過無線建立通訊，并和主機(jī)器人、從機(jī)器人通過無線相連。第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)的云臺(tái)相對于待測金屬板對稱設(shè)置。第一激光跟蹤定位系統(tǒng)、第二激光跟蹤定位系統(tǒng)的跟蹤相機(jī)分別獲取主機(jī)器人、從機(jī)器人的圖像并發(fā)送給對應(yīng)的跟蹤處理器，跟蹤處理器調(diào)節(jié)云臺(tái)的水平角度和垂直角度使機(jī)器人處于跟蹤相機(jī)畫面的中心點(diǎn)并記錄云臺(tái)的水平角度α、垂直角度值β，激光測距儀用以測量機(jī)器人和云臺(tái)的距離l并發(fā)送給跟蹤處理器，跟蹤處理器發(fā)送水平角度α、垂直角度β、距離l數(shù)據(jù)給遠(yuǎn)程控制中心。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)端控制中心建立以第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)的云臺(tái)建立第一坐標(biāo)系和第二坐標(biāo)系，并根據(jù)第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)發(fā)送的水平角度α、垂直角度β、距離l計(jì)算主出機(jī)器人、從機(jī)器人的坐標(biāo)；遠(yuǎn)端控制中心同時(shí)還計(jì)算待測金屬板兩側(cè)機(jī)器人的位置差值并控制主機(jī)器人運(yùn)動(dòng)至與從機(jī)器人處于壁面兩側(cè)相對稱的位置。

本發(fā)明的具體實(shí)施例如下：

如圖4所示，本發(fā)明實(shí)例為使用了兩臺(tái)永磁鐵吸附的探傷機(jī)器人，探傷機(jī)器人可以再金屬壁面上吸附和運(yùn)行，分別為主機(jī)器人和從機(jī)器人；第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)的跟蹤相機(jī)采用usb工業(yè)相機(jī)，激光測距儀為klh-01t型激光測距傳感器，跟蹤處理器采用wafer-945gse2工控主板；遠(yuǎn)端控制中心采用hpzbook15工作站，通過wifi連接通訊。

探傷機(jī)器人在金屬板雙側(cè)激光跟蹤同步具體流程為：

步驟10)將第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)的跟蹤相機(jī)安裝在云臺(tái)上端中心處，激光測距儀安裝在跟蹤相機(jī)正上方，云臺(tái)分別安裝在待測金屬板兩側(cè)相對的位置，usb工業(yè)相機(jī)和跟蹤處理器通過usb連接，激光測距儀和跟蹤處理器通過rs232通訊；

步驟20)第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)分別對主機(jī)器人、從機(jī)器人跟蹤，獲取對應(yīng)的水平角度α、垂直角度β、距離l并發(fā)送給遠(yuǎn)程控制中心；

步驟30)遠(yuǎn)端控制中心建立以第一激光跟蹤定位系統(tǒng)和第二激光跟蹤定位系統(tǒng)的云臺(tái)建立第一坐標(biāo)系和第二坐標(biāo)系，并根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)計(jì)算主機(jī)器人、從機(jī)器人的坐標(biāo)；

步驟40)主機(jī)器人根據(jù)運(yùn)動(dòng)命令運(yùn)行，遠(yuǎn)端控制中心根據(jù)主機(jī)器人和從機(jī)器人的坐標(biāo)和幾何關(guān)系計(jì)算位置差值并控制從機(jī)器人運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)和主機(jī)器人兩側(cè)處于壁面相對位置，實(shí)現(xiàn)雙車同步。

上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和等同替換，這些對本發(fā)明權(quán)利要求進(jìn)行改進(jìn)和等同替換后的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。