[發明專利]一種基于磁傳感器陣列的焊接空間位置檢測系統及方法有效
| 申請號： | 201410659271.8 | 申請日： | 2014-11-18 |
| 公開（公告）號： | CN104390579A | 公開（公告）日： | 2015-03-04 |
| 發明（設計）人： | 張建勛;李喆;楊龍;連文亞;易子程 | 申請（專利權）人： | 西安交通大學 |
| 主分類號： | G01B7/00 | 分類號： | G01B7/00;G09B25/02 |
| 代理公司： | 西安通大專利代理有限責任公司 61200 | 代理人： | 陸萬壽 |
| 地址： | 710049 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
| 權利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 傳感器 陣列 焊接 空間 位置 檢測 系統 方法 | ||
1.一種基于磁傳感器陣列的焊接空間位置檢測系統，其特征在于，包括檢測電路安裝平臺、若干檢測電路和模擬焊槍的永磁鐵；
所述若干檢測電路結構相同，均包括并聯在直流電源兩端的電容C、第一線性霍爾傳感器H1和第二線性霍爾傳感器H2；其中，第一線性霍爾傳感器H1和第二線性霍爾傳感器H2上下重疊且以相反方向連接電源；
所述若干檢測電路安裝于檢測電路安裝平臺上，且排布成平行的兩排，兩排檢測電路錯位排布，任一排上的非邊緣的檢測電路與另一排檢測電路中兩個相鄰的檢測電路構成一個等邊三角形。
2.根據權利要求1所述的一種基于磁傳感器陣列的焊接空間位置檢測系統，其特征在于，第一線性霍爾傳感器H1和第二線性霍爾傳感器H2采用A1321線性霍爾傳感器。
3.根據權利要求1所述的一種基于磁傳感器陣列的焊接空間位置檢測系統，其特征在于，所述若干檢測電路均連接采集卡，所述采集卡連接PC機。
4.根據權利要求1所述的一種基于磁傳感器陣列的焊接空間位置檢測系統，其特征在于，所述等邊三角形的邊長為10mm至35mm。
5.根據權利要求1所述的一種基于磁傳感器陣列的焊接空間位置檢測系統，其特征在于，所述檢測電路安裝平臺為黃蠟板，檢測電路安裝平臺上方還布置有玻璃平板作為永磁鐵工作時的運行平面。
6.根據權利要求1所述的一種基于磁傳感器陣列的焊接空間位置檢測系統，其特征在于，檢測區域中永磁鐵所在位置O距各組檢測電路的距離根據各組檢測電路輸出的電壓值由公式3計算得到：
式中：U為檢測電路中兩個線性霍爾傳感器差動輸出電壓；L為永磁體距檢測電路投影點距離；U0、A、Lc、w為擬合所得到的Guassian函數中的常量；
U＝U0+A*exp(-0.5*((L-Lc)/w)2。
7.根據權利要求1所述的一種基于磁傳感器陣列的焊接空間位置檢測系統，其特征在于，所述檢測電路安裝平臺為平板或圓柱體。
8.一種基于磁傳感器陣列的焊接空間位置檢測方法，其特征在于，基于權利要求1至7中任一項所述的基于磁傳感器陣列的焊接空間位置檢測系統，包括：
永磁體產生磁場強度信號并在兩排檢測電路之間的檢測區域滑動以模擬焊接，采集卡實時采集各檢測電路輸出的電壓信號并傳送給計算機；計算機根據公式3計算永磁體所在On點離各個檢測電路的距離L；若On點距離第n個檢測電路的距離Ln和On點距離第n+2個檢測電路的距離Ln+2均小于R，則被檢測永磁體處于第n、n+1和n+2個檢測電路所組成的等邊三角形中；On點距離第n+1個檢測電路的距離Ln+1；Ln+1所對應檢測電路與Ln和Ln+2所對應的兩個檢測電路處于不同排，Ln和Ln+2所對應的兩個檢測電路同排且相鄰，Ln+1所對應檢測電路位于Ln和Ln+2所對應的兩個檢測電路之間；
U＝U0+A*exp(-0.5*((L-Lc)/w)2???(公式2)
式中：U為檢測電路中兩個線性霍爾傳感器差動輸出電壓；L為永磁體距檢測電路投影點距離；U0、A、Lc、w為擬合所得到的Guassian函數中的常量；
如果檢測電路安裝平臺為平板，當Ln所對應檢測電路為上排檢測電路時，On點的坐標由公式7、公式8、公式9計算可得；當Ln所對應檢測電路為下排檢測電路時，On點的坐標由公式10、公式11、公式12計算可得；
On(x)＝Q+R·(n+1)/2+n·Ln·cosα???(公式7)
On(y)＝E-P-Ln·sinα???(公式8)
式中：On(x)和On(y)為On點的橫縱坐標，α為On點與上排檢測電路的連線之間的夾角；Q代表邊緣檢測電路距離檢測電路安裝平臺邊緣的距離，R表示等邊三角形的邊長；E表示檢測電路安裝平臺的寬度；P表示上排檢測電路距離檢測電路安裝平臺上邊緣的距離；AnAn+2表示Ln和Ln+2所對應的兩個檢測電路之間的距離；OnAn+2表示On點和Ln+2所對應的檢測電路之間的距離；
On(x)＝Q+R/2+R·n/2+n·Ln·cosα???(公式10)
On(y)＝P+Ln·sinα???(公式11)
式中：α為On點下排檢測電路的連線之間的夾角；P表示下排檢測電路距離檢測電路安裝平臺下邊緣的距離；BnBn+2表示Ln和Ln+2所對應的兩個檢測電路之間的距離；OnBn+2表示On點和Ln+2所對應的檢測電路之間的距離；
如果檢測電路安裝平臺為圓柱體，當Ln所對應檢測電路為上排檢測電路時，On點的圓柱坐標由公式13、公式14、公式15、公式16計算可得；當Ln所對應檢測電路為下排檢測電路時，On點的坐標由公式13、公式17、公式18、公式19計算可得；
On(ρ)＝R???(公式13)
???(公式14)
On(z)＝M-N-Ln·sinα???(公式15)
式中：R為圓柱體半徑，M為圓柱體高度，N為上排檢測電路距離圓柱體上邊緣的距離；α為On點與上排檢測電路的連線之間的夾角；On(ρ)、On(φ)和On(z)分別表示圓柱坐標系中的半徑、偏角和沿軸方向長度；
???(公式17)
On(z)＝N+Ln·sinα???(公式18)
式中：N為下排檢測電路距離圓柱體下邊緣的距離；α為On點與下排檢測電路的連線之間的夾角。
該專利技術資料僅供研究查看技術是否侵權等信息，商用須獲得專利權人授權。該專利全部權利屬于西安交通大學，未經西安交通大學許可，擅自商用是侵權行為。如果您想購買此專利、獲得商業授權和技術合作，請聯系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201410659271.8/1.html，轉載請聲明來源鉆瓜專利網。
- 上一篇：大型曲面板測量中圓形標記物的精確定位方法
- 下一篇：一種定位塊檢測裝置
