[發明專利]用于探傷機器人在金屬板雙側激光跟蹤同步的裝置和方法

在審

• 申請號: 201710299768.7
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107150339A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 王興松;李杰;金珊珊
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/08;B25J19/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于機器人跟蹤定位領域，涉及一種用于探傷機器人在金屬板雙側激光跟蹤同步的裝置和方法。

背景技術

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設備的自動化檢測工藝裝備存在空白，且現有的檢測機器人對內部焊縫檢測的靈活性相對不足，不能滿足需求。在使用機器人進行焊縫檢測時，如使用X射線進行檢測時，應當保證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。

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物體上，無法實現檢測。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。

機器人定位跟蹤一直是比較困難的，因為機器人處于位子不斷變化狀態。要實現對機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射和接受計算出位置距離坐標，可以實現對機器人的定位和跟蹤。激光跟蹤儀系統可以實現對機器人位置的實時確定，獲取實時位置信息。

發明內容

技術問題：本發明提供一種利用跟蹤云臺實現跟蹤定位和測量的用于探傷機器人在金屬板雙側激光跟蹤同步的裝置和方法。

技術方案：本發明的用于探傷機器人在金屬板雙側激光跟蹤同步的裝置，包括分別設置在待測金屬板兩側的第一激光跟蹤定位系統、第二激光跟蹤定位系統、遠端控制中心，所述的第一激光跟蹤定位系統和第二激光跟蹤定位系統均包括云臺、設置在所述云臺上端中心處的跟蹤相機、位于跟蹤相機上方的激光測距儀、連接并控制所述跟蹤相機、激光測距儀的跟蹤處理器。

進一步，本發明裝置中，所述第一激光跟蹤定位系統和第二激光跟蹤定位系統的云臺相對于待測金屬板對稱設置。

進一步，本發明裝置中，所述的第一激光跟蹤定位系統、第二激光跟蹤定位系統的跟蹤相機分別用以獲取主機器人、從機器人的圖像并發送給對應的跟蹤處理器，跟蹤處理器用以調節云臺的水平角度和垂直角度使機器人處于跟蹤相機畫面的中心點并記錄云臺的水平角度α、垂直角度值β，激光測距儀用以測量機器人和云臺的距離L并發送給跟蹤處理器，跟蹤處理器還用以發送水平角度α、垂直角度β、距離L數據給遠程控制中心。

進一步，本發明裝置中，所述遠端控制中心建立以第一激光跟蹤定位系統和第二激光跟蹤定位系統的云臺建立第一坐標系和第二坐標系，并根據第一激光跟蹤定位系統和第二激光跟蹤定位系統發送的水平角度α、垂直角度β、距離L計算主出機器人、從機器人的坐標；遠端控制中心同時還計算待測金屬板兩側機器人的位置差值并控制主機器人運動至與從機器人處于壁面兩側相對稱的位置。

本發明的用于探傷機器人在金屬板雙側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和第二激光跟蹤定位系統的跟蹤相機安裝在云臺上端中心處，激光測距儀安裝在跟蹤相機正上方，云臺分別安裝在待測金屬板兩側相對的位置；

步驟20)第一激光跟蹤定位系統和第二激光跟蹤定位系統分別對主機器人、從機器人跟蹤，獲取對應的水平角度α、垂直角度β、距離L并發送給遠程控制中心；

步驟30)遠端控制中心建立以第一激光跟蹤定位系統和第二激光跟蹤定位系統的云臺建立第一坐標系和第二坐標系，并根據接收到的數據計算主機器人、從機器人的坐標；

步驟40)遠端控制中心根據主機器人和從機器人的坐標和幾何關系計算位置差值并控制從機器人運動實現和主機器人兩側處于壁面相對位置，實現雙車同步。

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

有益效果：本發明與現有技術相比，具有以下優點：

本發明的技術方案可以實現對金屬板(球罐、柱罐)無法通過光電、穿透方法定位情況下，實現探傷機器人在金屬壁面兩側跟蹤同步。

在金屬板(球罐、柱罐)雙側定位方面一直存在難以定位或定位不準的問題，并且本發明通過激光定位系統實現對探傷機器人位置的精確跟蹤，建立內外坐標系并計算出兩側機器人的坐標，進而實現兩探傷機器人在金屬板(球罐、柱罐)兩側位置同步，為機器人在兩側同步探傷工作提供跟蹤定位。

附圖說明

圖1是本發明裝置的示意圖。