基于Mecanum輪的全方向移動射線源端機器人同步跟蹤方法
【專利說明】基于Mecanum輪的全方向移動射線源端機器人同步跟蹤方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種基于Mecanum輪的全方向移動射線源端機器人同步跟蹤方法。
【背景技術】
[0002]我國是承壓特種設備制造大國，承壓特種設備制造數量居世界第一。承壓特種設備是工業的基礎裝備，石化、電力、航空航天等各個行業，以及國防、民生各個領域均需要各種承壓特種設備。提高我國承壓特種設備的國際競爭力，制造能力和產品質量，具有戰略意義。
[0003]無損檢測是承壓特種設備制造質量把關的關鍵手段，又是制約生產能力的瓶頸。目前國內承壓特種設備制造中，焊縫無損檢測的70%采用膠片射線照相法。該方法檢測工期長，效率低，圖像保管和復制困難，且消耗大量石油、銀資源，還產生暗室廢液污染環境，因此急需改進和提尚。
[0004]數字平板射線照相是近十年發展的無損檢測新技術，具有檢測速度快，效率高，靈敏度高，圖像保存、復制和調用方便，節能環保等優點。但由于數字平板射線照相技術的數字平板探測器無法像膠片一樣貼在容器內壁，所以該技術無法采用單壁透照方式在中等直徑到大直徑容器焊縫檢測中應用，目前只能采用雙壁透照方式檢測直徑lm以下的管道和氣瓶的焊縫。
[0005]近年來，特種設備數量不斷高速增長。這就對保證特種設備高質量、高效率、高水平的檢驗檢測提出了新的挑戰。目前，國內外大型球罐、立式儲罐等在役承壓特種設備的自動化數字射線檢測工藝裝備存在空白，且現有的檢測機器人對設備曲面上焊縫檢測的靈活性相對不足，不能滿足需求。
[0006]如專利號為ZL200510018933.4公開的一種檢測機器人，對于大型球罐、立式儲罐由于無法定位在被檢測對象體上，無法實現檢測。
[0007]如申請號為201410005169.6公開的一種儲罐焊縫X射線檢測機器人，只能夠實現橫向與縱向移動，不能任意方向移動或旋轉，靈活性不足，且需要額外的部件來輔助以實現機器人的移動與定位。
[0008]承壓特種設備涉及公共安全，對質量要求高，需要先進的無損檢測技術保駕護航，應提高承壓特種設備制造能力和質量水平，同時提高我國無損檢測技術水平。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是提供一種基于Mecanum輪的全方向移動射線源端機器人同步跟蹤方法解決射線發射機器人與成像機器人的相對準確地同步移動，以保證有效地成像等問題。
[0010]本發明的技術解決方案是:
一種基于Mecanum輪的全方向移動射線源端機器人同步跟蹤方法， 射線源端機器人自主行走，并記錄編碼器信息，得到每個輪子的轉動圈數，然后將該信息通過無線發送給數字平板探測器端機器人；
數字平板探測器端機器人根據射線源端機器人發送的編碼器信息控制數字平板探測器端機器人各輪子的轉動，并消除數字平板探測器端機器人運動產生的累積誤差。
[0011]進一步地，消除數字平板探測器端機器人運動產生的累積誤差，具體為:
從每次數字平板曝光得到的圖片，得到數字平板上的曝光區域，曝光區域即射線源的位置，即通過圖片獲得數字平板探測器端機器人相對于射線源端機器人的位置偏移距離，并在下一次行走的過程中對數字平板探測器端機器人的運動進行校正，來實現數字平板探測器端機器人與射線源端機器人的同步。
[0012]進一步地，消除數字平板探測器端機器人運動產生的累積誤差，具體為:
射線源端機器人裝備電阻絲，射線源端機器人通過電阻絲或者紅外射線對熱源正對的罐體區域進行加熱，當加熱到一定程度時，被加熱區域會形成正對熱源點溫度最高，向四周溫度逐漸降低的特征；
數字平板探測器端機器人則分布有四個對稱的熱敏傳感器，四個熱敏傳感器正對點的溫度差異會產生壓電信號，如果沒有對中的情況下，四個熱敏傳感器正對點溫度不同，產生的壓電信號會存在壓差，根據壓差控制數字平板探測器端機器人向著溫度最高點運動，來實現數字平板探測器端機器人與射線源端機器人的同步。
[0013]進一步地，射線源端機器人包括車架一、Mecanum輪一、伺服電機一、前循跡傳感器一、后循跡傳感器一、X射線源、永磁磁鐵一和運動控制盒一，運動控制盒一設于車架一上，前循跡傳感器一設于車架一的前端，后循跡傳感器一設于車架一的后端，車架一的中部設有X射線源，車架一的兩側分別設有Mecanum輪一，Mecanum輪一連接有伺服電機一，伺服電機一連接運動控制盒一，車架一的底部兩側分別設有永磁磁鐵一。
[0014]進一步地，數字平板探測器端機器人包括車架二、Mecanum輪二、伺服電機二、前循跡傳感器二、后循跡傳感器二、數字平板、永磁磁鐵二和運動控制盒二，運動控制盒二設于車架二上，前循跡傳感器二設于車架二的前端，后循跡傳感器二設于車架二的后端，車架二的中部設有數字平板，數字平板設于車架二的底部，車架二的兩側分別設有Mecanum輪二，Mecanum輪二連接有伺服電機二，伺服電機二連接運動控制盒二，車架二的底部兩側分別設有永磁磁鐵二。
[0015]進一步地，Mecanum輪一與Mecanum輪二的數量均為四個，Mecanum輪一分別設有車架一的四個端部，Mecanum輪二分別設于車架二的四個端部。
[0016]進一步地，射線源端機器人、數字平板探測器端機器人分別設置在被檢測對象的兩側。
[0017]進一步地，被檢測對象的出入口位置設有WiFi中繼器。
[0018]進一步地，車架一、車架二均為由若干縱筋與若干橫筋垂直設置而成的方形結構。
[0019]進一步地，永磁磁鐵一與被檢測對象間、永磁磁鐵二與被檢測對象間分別設有間隙，即永磁磁鐵一的最底面高于Mecanum輪一的最底面，永磁磁鐵二的最底面高于Mecanum輪二的最底面；永磁磁鐵一與被檢測對象的距離大于Mecanum輪一與被檢測對象的距離，永磁磁鐵二與被檢測對象的距離大于Mecanum輪二與被檢測對象的距離。
[0020]本發明的有益效果是:該種基于Mecanum輪的全方向移動射線源端機器人同步跟蹤方法，能夠實現射線源端機器人與數字平板探測器端機器人的同步行走，并通過消除數字平板探測器端機器人運動產生的累積誤差，使射線源端機器人與數字平板探測器端機器人的同步更精確，從而在射線源端機器人與數字平板探測器端機器人在球罐上進行全方位移動并檢測時，實現數字平板探測器端機器人上的數字平板的有效成像，保證檢測的順利進行，保證了機器人對球罐等內部焊縫檢測的靈活性與精確性。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明實施例的結構示意圖；
圖2是實施例中射線源端機器人的結構示意圖；
圖3是實施例中數字平板探測器端機器人的結構示意圖；
圖4是實施例中懸架隔振裝置與車架一的連接關系示意圖；
圖5是實施例中懸架隔振裝置的結構示意圖；
圖6是實施例中懸架隔振裝置的俯向視圖；
圖7是實施例中懸架隔振裝置的后向視圖；
圖8是實施例中懸架隔振裝置的右向視圖；
圖9是實施例射線源端機器人、數字平板探測器端機器人與上位機的通訊連接示意圖；
圖10是實施例中射線源端機器人、數字平板探測器端機器人實現同步跟蹤的流程說明不意圖；
圖11是實施例中檢測報告生成模塊的說明示意圖；
其中射線源端機器人，2-數字平板探測器端機器人，3-上位機，4-球罐，5-懸架隔振裝置；
11-前循跡傳感器一，12-永磁磁鐵一，13- Mecanum輪一，14-車架一，15-后循跡傳感器一，16-伺服電機一，17- X射線源，18-運動控制盒一；
21-前循跡傳感器二，22-永磁磁鐵二，23- Mecanum輪二，24-車架二，25-后循跡傳感器二，26-伺服電機二，27-數字平板，28-運動控制盒二 ；
51-柔性單元，52-電機固定板，53-軸承座，54-輪軸，55-H型連桿，56-車架固定座，57-磁鐵固定座，58壓板。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施例。
實施例
[0023]一種基于Mecanum輪的數字平板射線檢測系統，如圖1，包括上位機3、射線源端機器人1、數字平板探測器端機器人2，射線源端機器人1與數字平板探測器端機器人2均采用全方位Mecanum輪結構，射線源端機器人1設有運動控制盒一 18，運動控制盒一 18通過無線通訊模塊一與上位機3、數字平板探測器端機器人2連接，運動控制盒一 18通過CAN通訊模塊一連接伺服電機一 16，數字平板探測器端機器人2設有運動控制盒二 28，運動控制盒二 28通過無線通訊模塊二與上位機3、射線源端機器人1連接，運動