專(zhuān)利名稱(chēng)：一種自動(dòng)控制直線行走裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種行走裝置，尤其是涉及一種用于精確位移的自動(dòng)控制直線行
走裝置。
背景技術(shù)：
目前，很多鋼卷生產(chǎn)企業(yè)都有直線行走設(shè)備，如托運(yùn)物體行走的小車(chē)，依靠小車(chē)將物體搬運(yùn)到指定的地點(diǎn)，且要求放到精確的位置，誤差不能大于2毫米。傳統(tǒng)運(yùn)送小車(chē)都是靠小車(chē)行走電機(jī)上的編碼器，根據(jù)碼數(shù)來(lái)?yè)Q算行走的距離，其要求誤差不能大于3毫米，否則就容易上偏，導(dǎo)致軋鋼時(shí)帶鋼跑偏造成事故。公知的鋼廠環(huán)境惡劣，尤其是軋鋼現(xiàn)場(chǎng)的油污、乳化液外溢很多，導(dǎo)致運(yùn)送小車(chē)在軌道上行走時(shí)經(jīng)常打滑，即電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)與行走距離不成比例，所以，這時(shí)用編碼器碼數(shù)來(lái)?yè)Q算出行走的距離就很不準(zhǔn)確。如果軌道上再有障礙物， 小車(chē)行走被阻擋，則電機(jī)只轉(zhuǎn)小車(chē)不走，此時(shí)編碼器檢測(cè)出來(lái)的距離就更加不真實(shí)，偏差太大，極易導(dǎo)致事故的發(fā)生，達(dá)不到自動(dòng)上卷的要求。另外小車(chē)的輪子和編碼器線連接的連接器松動(dòng)或者損壞后，也能導(dǎo)致測(cè)距不準(zhǔn)確。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有直線行走設(shè)備的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供的自動(dòng)控制直線行走裝置，不但能克服電機(jī)打滑編碼器測(cè)量失真的缺陷，更能使行走距離更加準(zhǔn)確，達(dá)到2毫米誤差以內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)精準(zhǔn)上卷。本實(shí)用新型提供的一種自動(dòng)控制直線行走裝置，包括小車(chē)本體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、提升液壓系統(tǒng)、鞍座，還包括設(shè)置在小車(chē)前進(jìn)方向上的激光測(cè)距控制系統(tǒng)。作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，上述的一種自動(dòng)控制直線行走裝置，所述激光測(cè)距控制系統(tǒng)包括激光反射鏡和依次電連接的激光測(cè)距儀、計(jì)數(shù)板、控制器，所述激光反射鏡安裝在小車(chē)本體前方，所述激光測(cè)距儀安裝在小車(chē)本體前進(jìn)方向，且與激光反射鏡呈一直線。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，上述的一種自動(dòng)控制直線行走裝置，所述激光反射鏡為將平行的入射激光形成漫反射的鏡面裝置。本實(shí)用新型自動(dòng)控制直線行走裝置與現(xiàn)有技術(shù)的直線行走裝置相比具有如下優(yōu)點(diǎn)由于在行走小車(chē)前進(jìn)方向上設(shè)有激光測(cè)距控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)小車(chē)直線行走距離的直接檢測(cè)，消除因小車(chē)打滑、被卡導(dǎo)致編碼器檢測(cè)位移不準(zhǔn)的缺陷，且安裝簡(jiǎn)單，可推廣到其他行走設(shè)備位移檢測(cè)上。

圖1是現(xiàn)有直線行走設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖其中，1-編碼器、2-校核位置、3-小車(chē)本體、4-驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、5-提升液壓系統(tǒng)、6-鞍座、7-鋼卷、8-開(kāi)卷機(jī)芯軸、9-軌道、10-基礎(chǔ)、11-激光測(cè)距儀、12-激光反射鏡、13-計(jì)數(shù)板，14-控制器具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。參見(jiàn)圖1，為現(xiàn)有技術(shù)的直線行走設(shè)備，在地面上設(shè)置基礎(chǔ)10，基礎(chǔ)10上設(shè)軌道9， 小車(chē)通過(guò)四輪在軌道10上行走。其小車(chē)本體3是鋼制四邊形結(jié)構(gòu)，提升液壓缸為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的提升液壓系統(tǒng)5，承載鋼卷7的鞍座6，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)主動(dòng)輪構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4，小車(chē)位移測(cè)量是由從動(dòng)輪用齒連接軸帶的編碼器1的脈沖數(shù)計(jì)算得到。小車(chē)要將鋼卷7等重物從起始位置A點(diǎn)運(yùn)至開(kāi)卷機(jī)芯軸8上，要精確的將鋼卷7的中心線和開(kāi)卷機(jī)芯軸8的中心線重合，其實(shí)際距離記為L(zhǎng)。現(xiàn)有直線行走設(shè)備動(dòng)作步驟1、小車(chē)在等待或者空閑時(shí)，給出小車(chē)自動(dòng)行走命令，小車(chē)將從等待位置向起始位A 處行走；2、到達(dá)起始位A處后檢查A處有鋼卷7，提升液壓系統(tǒng)5將鋼卷7提升到高位；3、提升到位后，開(kāi)始自動(dòng)從起始位A處向目標(biāo)位置B處行駛，此時(shí)小車(chē)的從動(dòng)輪編碼器1開(kāi)始計(jì)數(shù)，到達(dá)校核位置2處時(shí)和實(shí)際的校核位置進(jìn)行對(duì)比，將編碼器1計(jì)算數(shù)值改為校核位置數(shù)值；4、根據(jù)鋼卷7的實(shí)際寬度W計(jì)算出鋼卷7中心和小車(chē)鞍座6中心的偏差S，將計(jì)算出從起始位A處開(kāi)始小車(chē)需要走L-S ；5、行走L-S距離后，小車(chē)開(kāi)始停下，開(kāi)卷機(jī)芯軸8膨脹將鋼卷7接住，提升液壓系統(tǒng)5開(kāi)始下降到低位；6、小車(chē)回到等待位置，等待下一個(gè)鋼卷7?，F(xiàn)有直線行走設(shè)備存在的缺點(diǎn)由于小車(chē)前后行走且軌道9上有油污，造成小車(chē)打滑編碼器1丟轉(zhuǎn)，位移測(cè)量不準(zhǔn)確，在2處設(shè)置一個(gè)小車(chē)正向行走時(shí)的位置校核值。這樣可以糾正小車(chē)的位置檢查偏差。但是通過(guò)校核位2處后，小車(chē)軌道9同樣有油污和雜物，使得小車(chē)運(yùn)送的鋼卷7中心線不能和開(kāi)卷機(jī)芯軸8的中心線重合，其誤差超過(guò)5mm，可能會(huì)給下一步的生產(chǎn)造成事故。另外，這種位移檢測(cè)方式是根據(jù)從動(dòng)輪上的編碼器1的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算，也就是說(shuō)小車(chē)行走一圈的脈沖數(shù)和輪子周長(zhǎng)的乘積。如果小車(chē)在前進(jìn)和后退存在反復(fù)時(shí)，由于齒式連接軸自身的缺點(diǎn)，造成小車(chē)實(shí)際行走了一段距離而沒(méi)有檢查到，脈沖數(shù)沒(méi)有發(fā)生變化，造成測(cè)距誤差；另外行走過(guò)程中，軌道9的油污較多，造成從動(dòng)輪打滑，小車(chē)本身行走了一段距離，同樣編碼器1沒(méi)有檢查到，造成測(cè)距誤差。為解決現(xiàn)有直線行走設(shè)備存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的一種自動(dòng)控制直線行走裝置，如圖2所示，在地面上設(shè)置基礎(chǔ)10，基礎(chǔ)10上設(shè)軌道9，小車(chē)通過(guò)四輪在軌道10上行走。本實(shí)用新型包括小車(chē)本體3、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4、提升液壓系統(tǒng)5、鞍座6，以及設(shè)置在小車(chē)前進(jìn)方向上的激光測(cè)距控制系統(tǒng)，所述激光測(cè)距控制系統(tǒng)包括激光測(cè)距儀11、激光反射鏡12、計(jì)數(shù)板13，控制器14，激光測(cè)距儀11安裝在小車(chē)行走前方的固定物上，其位置和激光測(cè)距儀11在同一直線上，使激光測(cè)距儀11發(fā)出的激光正好射在激光反射鏡12上。激光反射鏡12是漫反射鏡面裝置，當(dāng)一束平行的入射激光的光線射到其表面時(shí)，其表面會(huì)把光線向著四面八方反射，造成反射光線向不同的方向無(wú)規(guī)則地反射從而形成漫反射，使得對(duì)鏡片安置角度要求低。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述計(jì)數(shù)板13采用格林碼數(shù)據(jù)格式傳輸，采用Tipll4計(jì)數(shù)卡；所述控制器14為基于Vxworks嵌入式實(shí)時(shí)的高速傳輸技術(shù)的總線控制器。激光測(cè)距儀11發(fā)射出的激光經(jīng)激光反射鏡12的反射后又被激光測(cè)距儀 11接收，激光測(cè)距儀11同時(shí)記錄激光往返的時(shí)間。光速和往返時(shí)間的乘積的一半，就是激光測(cè)距儀11和激光反射鏡12之間的距離。采用這樣的結(jié)構(gòu)，就可以直接將小車(chē)的實(shí)際位置檢測(cè)出來(lái)，從而軌道9的狀況、小車(chē)行走的方式和運(yùn)動(dòng)方向等因素不會(huì)影響到檢測(cè)結(jié)果。本實(shí)用新型自動(dòng)控制直線行走裝置動(dòng)作步驟1、小車(chē)在等待或者空閑時(shí)，給出小車(chē)自動(dòng)行走命令，小車(chē)將從等待位置向起始位A 處行走；2、到達(dá)起始位A處后檢查A處有鋼卷7，提升液壓系統(tǒng)5將鋼卷7提升到高位；3、提升到位后，開(kāi)始自動(dòng)從起始位A處向目標(biāo)位置B處行駛，激光測(cè)距控制系統(tǒng)會(huì)直接給出小車(chē)的實(shí)際行走距離；4、根據(jù)鋼卷7的實(shí)際寬度W計(jì)算出鋼卷7中心和小車(chē)鞍座6中心的偏差S，將計(jì)算出從起始位A處開(kāi)始小車(chē)需要走L-S ；5、行走L-S距離后，小車(chē)開(kāi)始停下，開(kāi)卷機(jī)芯軸8膨脹將鋼卷7接住，小車(chē)開(kāi)始下降到低位；6、小車(chē)回到等待位置，等待下一個(gè)鋼卷7。本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程為，激光測(cè)距儀11發(fā)出的激光束射到小車(chē)本體3的前表面，激光反射鏡12反射的激光返回激光測(cè)距儀11，激光測(cè)距儀11將接收到的信號(hào)通過(guò)線路傳到計(jì)數(shù)板13，計(jì)數(shù)板13進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后送入控制器14，經(jīng)過(guò)控制器14安裝的計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算后發(fā)出控制指令，從而實(shí)現(xiàn)小車(chē)的自動(dòng)上卷控制。本實(shí)用新型的電氣控制系統(tǒng)采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)的VME總線控制器，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的處理和傳輸，將計(jì)數(shù)器板VIP616中的子卡Tipll4的數(shù)據(jù)處理。現(xiàn)場(chǎng)的激光測(cè)距儀11采用格林碼的數(shù)據(jù)格式，通過(guò)屏蔽雙絞線傳輸，其供電電壓為MVDC，時(shí)鐘觸發(fā)電壓在1. 7-2. 4VDC之間，屏蔽線需要單向接地，消除渦流電流形成的干擾，以確保信號(hào)穩(wěn)定且不失真。另外在激光測(cè)距儀11安裝時(shí)，先安裝支架，需要焊接時(shí)要采用近距離零線法，避免焊機(jī)大電流串入檢測(cè)儀表中，造成不必要的損失。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)最大承載35噸，需要的提升壓力為14Mpa的低壓系統(tǒng)供應(yīng)，經(jīng)過(guò)閥臺(tái)的減壓，實(shí)際在提升液壓缸內(nèi)并沒(méi)有14mpa的壓力，故不能以系統(tǒng)壓力來(lái)估算提升
鋼卷重量。使用本實(shí)用新型自動(dòng)控制直線行走裝置，可以準(zhǔn)確檢測(cè)出小車(chē)實(shí)際行走的位置， 如果小車(chē)打滑或被異物卡住，則激光測(cè)距控制系統(tǒng)檢測(cè)的距離能夠真實(shí)反應(yīng)實(shí)際距離，便于操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異物，更重要的是，本實(shí)用新型自動(dòng)控制直線行走裝置精度高， 誤差小，保證了過(guò)程自動(dòng)化的穩(wěn)定精準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種自動(dòng)控制直線行走裝置，包括小車(chē)本體(3)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)G)、提升液壓系統(tǒng)(5)、 鞍座(6)，其特征是還包括設(shè)置在小車(chē)前進(jìn)方向上的激光測(cè)距控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)控制直線行走裝置，其特征是所述激光測(cè)距控制系統(tǒng)包括激光反射鏡(1 和依次電連接的激光測(cè)距儀(11)、計(jì)數(shù)板(13)、控制器(14)，所述激光反射鏡(1 安裝在小車(chē)本體C3)前方，所述激光測(cè)距儀(11)安裝在小車(chē)本體(3) 前進(jìn)方向，且與激光反射鏡(12)呈一直線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)控制直線行走裝置，其特征是所述激光反射鏡 (12)為將平行的入射激光形成漫反射的鏡面裝置。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供的一種自動(dòng)控制直線行走裝置，包括小車(chē)本體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、提升液壓系統(tǒng)、鞍座，還包括設(shè)置在小車(chē)前進(jìn)方向上的激光測(cè)距控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型通過(guò)激光測(cè)距控制系統(tǒng)對(duì)小車(chē)的直線移動(dòng)距離實(shí)現(xiàn)直接精密測(cè)量，實(shí)現(xiàn)小車(chē)自動(dòng)上卷，能夠解決因小車(chē)打滑、被卡導(dǎo)致編碼器檢測(cè)位移不準(zhǔn)的問(wèn)題，在環(huán)境惡劣的工廠環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)距離間接檢測(cè)到直接測(cè)量的替代。
文檔編號(hào)G05D1/02GK202126631SQ20112013115
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者孔德奎, 孫清泉, 徐衛(wèi)國(guó), 李忠紅, 聞青山 申請(qǐng)人:徐衛(wèi)國(guó)