[發明專利]一種在役桿件磁通量測試系統及控制方法

有效

• 申請號: 201410028799.5
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103776896A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 武志瑋;陳屹巍;劉國光;郭贏;肖登宇;陳琦
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83;G01R33/12
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

1.一種在役桿件磁通量測試系統，其特征在于：所述的測試系統包括測試機器人（1）和控制計算機（2）；其中，測試機器人（1）由兩個移動測試端（3）和一個連接在兩個移動測試端（3）之間的三軸聯動關節（4）組成，所述的移動測試端（3）包括鉗形手臂（5）、五軸聯動關節（6）、驅動部（7）、多個滑動軸承（8）和多個磁通量傳感器（9），其中鉗形手臂（5）的開口位于外側，其兩個內側面上分別安裝有至少一個滑動軸承（8）和磁通量傳感器（9）；五軸聯動關節（6）連接在鉗形手臂（5）和驅動部（7）之間；驅動部（7）的主體為弧形板，內圓周面上安裝有多個驅動輪（10），外圓周面上安裝有無線天線（13），并且其上安裝有光電傳感器（11）、鋰電池（12）、陀螺儀（14）、處理器（15）和驅動電機，驅動電機的輸出軸與驅動輪（10）相連，處理器（15）與三軸聯動關節（4）、五軸聯動關節（6）、驅動電機、磁通量傳感器（9）、光電傳感器（11）、鋰電池（12）和陀螺儀（14）相連，同時以無線的方式通過無線天線（13）與安裝在控制中心的控制計算機（2）相接。

2.根據權利要求1所述的在役桿件磁通量測試系統，其特征在于：所述的多個驅動輪（10）分為兩類，一類為沿桿件周向運動的周向輪（16），一類為沿桿件軸向運動的軸向輪（17）。

3.一種如權利要求1所述的在役桿件磁通量測試系統的控制方法，其特征在于：所述的控制方法包括按順序進行的下列步驟：

1）處理器通電自檢的S1階段；在此階段中，處理器（15）首先對整個測試機器人（1）的硬件進行上電自檢，然后進入S2階段；

2）空閑模式的S2階段；在此階段中，處理器（15）通過無線天線（13）在控制計算機（2）的操作界面上顯示各硬件自檢結果，并進入S3階段，等待執行用戶命令；

3）判斷是否點擊測試按鈕的S3階段；在此階段中，用戶可根據硬件自檢結果，確認各硬件是否正常工作，此時處理器（15）將判斷用戶是否點擊控制計算機（2）操作界面上的“測試開始”按鈕，如果判斷結果為“是”，則進入S4階段，否則返回到S2階段的入口處；

4）判斷是否點擊“兩端磁通量同時測試”按鈕的S4階段；在此階段中，處理器（15）將判斷用戶是否點擊控制計算機（2）操作界面上的“兩端磁通量同時測試”按鈕，如果判斷結果為“是”，則進入S5階段，否則進入S6階段；

5）給兩端磁通量傳感器同時供電的S5階段；在此階段中，處理器（15）將控制鋰電池（12）給已安裝在某一待測桿件上的測試機器人（1）上位于運動前方和后方的鉗形手臂（5）上的磁通量傳感器（9）同時供電，然后進入S7階段；

6）給一端磁通量傳感器供電的S6階段；在此階段中，處理器（15）將根據用戶指令控制鋰電池（12）給位于運動前方或后方的鉗形手臂（5）上的磁通量傳感器（9）供電，然后進入S7階段；

7）驅動部工作帶動測試機器人運動的S7階段；在此階段中，處理器（15）將控制鋰電池（12）給驅動部上的驅動電機供電，以帶動驅動輪（10）轉動，從而使測試機器人（1）沿桿件軸向移動，在移動過程中，處理器（15）將根據陀螺儀（14）反饋的信息調整測試機器人（1）的空間位置，然后進入S8階段；

8）記錄傳感器測試結果的S8階段；在此階段中，處理器（15）將動態采集磁通量傳感器（9）的測試數據結果并通過無線天線（13）傳輸給控制計算機（2），并記錄在控制計算機（2）的硬盤上，然后進入S9階段；

9）判斷“是否碰到桿件節點”的S9階段；在此階段中，控制計算機（2）將根據測試機器人（1）上驅動輪（10）直徑和光電傳感器（11）記錄的驅動輪（10）轉動圈數，結合測試機器人（1）的初始位置、測試機器人（1）自身長度和桿件長度，判斷測試機器人（1）的前端是否碰到桿件節點，如果判斷結果為“是”，則進入S10階段，否則返回S7階段；

10）判斷測試是否結束的S10階段；在此階段中，控制計算機（2）將根據用戶指令判斷是否已經完成了測試工作，如果判斷結果為“是”，則退出測試程序，否則進入S11階段；

11）五軸聯動關節控制鉗形手臂改變形狀和空間位置的S11階段；在此階段中，位于運動前方的鉗形手臂（5）將根據控制計算機（2）的指令在處理器（15）的控制下,通過五軸聯動關節（6）改變形狀和空間位置，并根據下一個測試桿件的位置調整姿態，然后進入S12階段；

12）三軸聯動關節控制運動前方的移動測試端改變形狀和空間位置以繞開障礙物的S12階段；在此階段中，位于運動后方的鉗形手臂（5）仍固定在原測試桿件上，之后三軸聯動關節（4）控制運動前方的移動測試端（3）改變形狀和空間位置以繞開障礙物，然后進入S13階段；

13）運動后方的移動測試端向前運動使運動前方的移動測試端貼近下一根桿件的S13階段；在此階段中，運動后方的移動測試端（3）將控制其上軸向輪（17）向前運動，同時控制周向輪（16）繞原桿件旋轉，以避開障礙物后控制運動前方的移動測試端（3）貼近下一根桿件，然后進入S14階段；

14）攀爬至新桿件的S14階段；在此階段中，運動前方的移動測試端（3）上的鉗形手臂（5）將從開口套在下一根桿件外部，之后運動后方的移動測試端（3）上的鉗形手臂（5）在五軸聯動關節（6）和三軸聯動關節（4）控制下放開前一根桿件，然后運動前方的移動測試端（3）向前運動以帶動運動后方的移動測試端（3）貼近新桿件，最后在五軸聯動關節（6）和三軸聯動關節（4）的控制下運動后方的鉗形手臂（5）從開口套在下一根桿件外部,然后返回S4階段，重復測試，直至測試結束。