[發(fā)明專利]一種非接觸式線路掃描儀及檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810499139.3
• 申請(qǐng)日: 2018-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN108761538B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張霄;劉鑫;郭雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V3/00
• 分類號(hào): G01V3/00;G01V3/08
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明;盧紀(jì)

1.一種非接觸式線路掃描儀，其特征在于：該掃描儀由掃描傳感模塊、位移滾動(dòng)模塊、位移測(cè)距模塊、信息處理模塊、水平檢測(cè)模塊、信息交互模塊組成，掃描傳感模塊用于檢測(cè)線路信號(hào)；位移滾動(dòng)模塊用于裝置移動(dòng)、水平位移測(cè)量；位移測(cè)距模塊用于測(cè)量垂直方向距離；信息處理模塊用于多模塊信息融合；水平檢測(cè)模塊用于保持裝置水平移動(dòng)；信息交互模塊用于信息報(bào)警、提示；

位移測(cè)距模塊由激光測(cè)距傳感器組成，安裝在掃描儀最前端，保證垂直方向不會(huì)漏檢線路；

掃描傳感模塊包括陣列式磁強(qiáng)計(jì)或者LC諧振電路單元，用于線路信息的探測(cè)，還原線路位置圖像；

位移滾動(dòng)模塊由滑動(dòng)輪和編碼器組成，用于水平位移測(cè)量和掃描儀移動(dòng)；

水平檢測(cè)模塊由加速度計(jì)組成，用于提示用戶保持線路掃描儀水平移動(dòng)；

工作方式如下：

(1)、激光測(cè)距模塊位于掃描儀最上端，為準(zhǔn)確得到掃描儀垂直方向的距離，激光測(cè)距傳感器需要水平安裝，利用激光在待測(cè)距離上往返產(chǎn)生的相位移推算出光束度越時(shí)間Δt，從而根據(jù)公式1.1，c為光速，得到待測(cè)物體距離障礙物的距離s，所以，在線路掃描儀上端安裝激光測(cè)距傳感器，用來確定垂直方向上掃描儀的位置，保證下移距離不超過掃描面的長(zhǎng)度，

s＝c×Δt (1.1)

(2)、將兩個(gè)滑動(dòng)輪安裝在掃描儀上下兩端，利用手持結(jié)構(gòu)，滾動(dòng)滑動(dòng)輪，加速度傳感器水平安裝在掃描儀表面，加速度計(jì)X、Y兩軸的輸出顯示當(dāng)前掃描儀是否水平，通過調(diào)節(jié)掃描儀的水平姿態(tài)，使得加速度計(jì)X、Y輸出為零，從而保證滑輪水平移動(dòng)；

(3)、將兩個(gè)編碼器分別通過兩個(gè)傳動(dòng)輪轉(zhuǎn)接到兩個(gè)滑動(dòng)輪一側(cè)，編碼器通過脈沖計(jì)數(shù)的方式計(jì)算出滑動(dòng)輪走過的距離，設(shè)編碼器單位時(shí)間即1s，測(cè)取的脈沖數(shù)為count，通過CPU的定時(shí)器定時(shí)來獲取，編碼器齒輪直徑L₁，和編碼器傳動(dòng)輪直徑為L(zhǎng)₂，和傳動(dòng)輪為同心圓關(guān)系的滑動(dòng)輪直徑為L(zhǎng)₃，編碼器轉(zhuǎn)一圈發(fā)出的脈沖數(shù)為512，單位時(shí)間編碼器的位移：

S₁＝(count/512)×π×L₁ (1.2)

因?yàn)閭鲃?dòng)輪與編碼器為傳動(dòng)關(guān)系所以傳動(dòng)輪的位移S₂＝S₁，由此可得傳動(dòng)輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)Q₁＝S₂/(π×L₂)；由于傳動(dòng)輪與滑動(dòng)輪為同心圓關(guān)系所以輪胎轉(zhuǎn)的圈數(shù)Q₂＝Q₁；由此可得滑動(dòng)輪單位時(shí)間的位移S₃＝Q₂×π×L₃，所以T時(shí)間內(nèi)載體的位移為：

S₄＝S₃×T＝((count/512)×π×L₁)/(π×L₂)×π×L₃×T (1.3)

(4)線路掃描傳感模塊由陣列式的磁強(qiáng)計(jì)或者LC諧振模塊組成，位于掃描儀背面，當(dāng)掃描儀輸出值出現(xiàn)跳變時(shí)，則此處便是線路的位置，編碼器計(jì)算出此刻的位置，并通過信息交互模塊提示，然后繼續(xù)水平滑動(dòng)，其中信息交互模塊包括顯示屏、語音提示模塊，安裝在掃描儀正表面，便于用戶實(shí)時(shí)查看；

(5)當(dāng)滑動(dòng)到末端時(shí)，通過掃描儀記錄的整個(gè)滑動(dòng)過程的探測(cè)值，繪制出探測(cè)值曲線，由此還原線路位置圖像，然后，垂直下移掃描儀，并利用激光測(cè)距傳感器保證下移距離不超過掃描面的長(zhǎng)度；

(6)重復(fù)(1)-(5)過程，繼續(xù)水平滑動(dòng)掃描儀，進(jìn)行線路探測(cè)。