[發明專利]一種車廂測量定位裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201810583081.0
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108844472B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 高理富;任偉華;郭偉斌;江曼;謝陳磊;王雯雯;趙軒浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 奚華保

本發明公開了一種車廂測量定位裝置及控制方法，屬于三維測量及定位設備的控制技術領域，包括三維測量機構、運動控制子裝置以及人機交互子裝置，該三維測量機構包括X軸平臺運動機構、Y軸平臺運動機構、Z軸平臺運動機構以及X軸輔助平臺運動機構；運動控制子裝置分別與X軸平臺運動機構、Y軸平臺運動機構、Z軸平臺運動機構連接，人機交互子裝置與運動控制子裝置連接。本發明實現了車廂大小自動化測量和精準定位，使大量的勞動力從惡劣的工作環境中解放出來；采用以太網口有線通信，避免了工作車間粉塵環境對通信的影響，提高了整個控制系統運行的穩定性。

技術領域

本發明涉及三維測量及定位設備的控制技術領域，特別涉及一種車廂測量定位裝置及控制方法。

背景技術

在水泥廠工作的工人長期處于煙塵不透明的環境中，對身體的危害很大，職業病的突發率也比一般行業要高的多。在水泥生產過程中產生的高密度粉塵，進入人體肺部，會使人患矽肺病。研磨機等破碎設備產生的高分貝噪聲也會使生產工人產生聽覺障礙。高溫高輻射的環境也會使抵抗力差的工人，患上皮膚病，一線的工人，尤其將水泥裝車的工人，患病率更高。

針對袋裝水泥的裝車問題，在國內該技術領域所應用的產品仍是半自動化設備，水泥從生產線上下來，在裝入車廂時，需要人力進行搬運和擺放，在此過程中，粉塵會嚴重危害搬運工人的身體。在國外，德國已有一套全自動化的水泥裝車設備，在整個操作過程中，操作人員只需要在操作室，借助工控機上可視化的操作界面，設定好裝多少袋水泥，然后點擊執行操作，生產線就會自動將水泥裝入袋中，然后規規整整的排在車廂里。德國的這套設備實現了水泥裝車的完全自動化，將水泥裝車人員從惡劣的環境中解放出來。

但這套全自動設備并不適應我國國情，原因是德國的這套裝車設備針對的車型單一，而在我國進行購買和運輸水泥的車型很多，有機動三輪車、小型貨車、中型貨車、大型貨車、重型貨車等，目前的這種裝車設備無法適用于各種車型。

在對各種車型進行檢測時，關鍵是確定車廂的大小和車廂在裝車車間的停靠位置，車廂大小的確定屬于三維測量的范疇。目前，一般采用的是紅外光電掃描技術，該技術采用三維輪廓跟蹤掃描的方法，對機動車的長度、寬度及高度三個方向上進行輪廓跟蹤掃描，從而得到所測車輛的一系列三維參數，然后根據所得到的的信息，對機動車三維輪廓進行重構，得到所測車輛的長度、寬度、高度以及輪距等所要測量的各項輪廓參數，其檢測方案如圖1所示。

但是其在實際應用過程中存在如下缺陷：一是，由于系統是以紅外標尺桿建立的三維基準坐標系作為檢測的基礎，被測車輛的長、寬、高的方向必須與坐標系的三個軸平行。但是在檢測過程中，駕駛員不可能控制車輛完全不偏移，這就會導致得到的測量值有一定的誤差。二是，紅外接收器和紅外發射器在理論上要保持垂直照射，但是在安裝過程中由于受紅外標尺桿材料和螺母松緊的影響，導致兩者并不能完全保持垂直照射。三是，輪胎氣壓時高時低，對車輛的高度影響較大，同時，兩側輪胎的氣壓差也會影響測量結果。四是，由于紅外傳感器為光學器材，受環境影響較大，光學器件的溫度、濕度等都會影響測量結果。

因此，在袋裝水泥全自動化裝車過程中，如何實現各種車型車廂大小及位置的準確檢測是亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種車廂測量定位裝置及控制方法，以對于各種車型車廂大小及位置進行準確檢測。

為實現以上目的，一方面，本發明采用一種車廂測量定位裝置，包括三維測量機構、運動控制子裝置以及人機交互子裝置，該三維測量機構包括X軸平臺運動機構、Y軸平臺運動機構、Z軸平臺運動機構以及X軸輔助平臺運動機構；

X軸平臺運動機構與X軸輔助平臺運動機構位于同一平面且互相平行設置，Y軸平臺運動機構的兩端分別與X軸平臺運動機構、X軸輔助平臺運動機構垂直連接，且Y軸平臺運動機構沿X軸平臺運動機構方向做直線往返運動，Z軸平臺運動機構與Y軸平臺運動機構垂直連接，且Z軸平臺運動機構沿Y軸平臺運動機構方向做直線往返運動；