[发明专利]基于激光传感器的磁粉探伤机器人运行控制装置及方法

权利要求书

1.一种基于激光传感器的磁粉探伤机器人运行控制装置，其特征在于：包括设置在磁粉机器人上的主控单片机(3)、激光传感器定位装置(1)和机器人运动组件，所述激光传感器定位装置(1)位于磁粉探伤机器人上用于定位焊缝的位置，主控单片机(3)连接激光传感器定位装置(1)和机器人运动组件，激光传感器定位装置(1)采集数据传输至主控单片机(3)处，主控单片机(3)处理完成数据后将控制信息传输至机器人运动组件，驱动机器人运动组件完成磁粉探伤机器人的运动；所述的激光传感器定位装置(1)包括控制电机(14)、激光传感器(15)、丝杆(16)、固定装置(13)和线性位移传感器(11)，其中丝杆(16)与控制电机(14)的转轴同轴心连接，激光传感器(15)连接在丝杆(16)上，跟随丝杆(16)转动进行往复运动，激光传感器(15)还与线性位移传感器(11)连接，线性位移传感器(11)获取激光传感器(15)当前在丝杆(16)方向上的位置信息，固定装置(13)位于线性位移传感器(11)的后侧，用于连接磁粉探伤机器人。

2.根据权利要求1所述的基于激光传感器的磁粉探伤机器人运行控制装置，其特征在于：所述的机器人运动组件包括驱动电机(4)和驱动轮(5)，驱动电机(4)和驱动轮(5)分为左侧驱动电机、右侧驱动电机以及左侧驱动轮和右侧驱动轮，磁粉探伤机器人上设有支撑板(2)，其中驱动电机(4)固定于支撑板(2)上，驱动轮(5)依靠齿轮与驱动电机(4)进行机械连接。

3.根据权利要求1所述的基于激光传感器的磁粉探伤机器人运行控制装置，其特征在于：所述的激光传感器(15)包括呈线性分布的多个激光传感器。

4.根据权利要求1所述的基于激光传感器的磁粉探伤机器人运行控制装置，其特征在于：所述的丝杆(16)的外部连接有连接座(12)，所述激光传感器(15)连接在连接座(12)的下方，线性位移传感器(11)连接在连接座(12)的上方。

5.根据权利要求1所述的基于激光传感器的磁粉探伤机器人运行控制装置，其特征在于：所述的控制电机(14)为步进电机。

6.一种根据权利要求1-5任一所述的基于激光传感器的磁粉探伤机器人运行控制装置的控制方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

步骤一：开启磁粉探伤机器人自动行走模式，驱动激光传感器定位装置(1)的运动部分的步进电机进行反复运动；

步骤二：主控单片机(3)获取并存储线性位移传感器(11)的位置信息以及激光传感器(15)的高度信息；

步骤三：当激光传感器定位装置(1)运动完一个周期后主控将这个周期内存储的位置信息及激光传感器(15)的高度信息合成一个序列，开始对测距序列进行数据分析；

步骤四：主控单片机(3)分析激光传感器(15)测量的高度序列中的差异值区分焊缝并结合其对应线性位移传感器的位置信息定位焊缝所在位置信息；

步骤五：根据定位到的焊缝位置信息，计算与磁粉探伤机器人运动方向的角度差值△，通过单片机判断该角度差值△的符号，进而控制机器人运动组件进行运动。

7.根据权利要求6所述的基于激光传感器的磁粉探伤机器人运行控制装置的控制方法，其特征在于，所述的步骤二中，位置信息为激光传感器定位装置(1)中线性位移传感器(11)所获取的单个位置；激光传感器(15)的采集信息为采集多路激光传感器获取的高度信息，主控单片机(3)通过对多个位置信息进行计算，将计算完成的位置数据与激光传感器(15)采集到的高度值一一对应存入二维数组，等到下次采集时同样以此步骤将数据计算，并添加进二维数组，进而得到一个测距序列。

8.根据权利要求6所述的基于激光传感器的磁粉探伤机器人运行控制装置的控制方法，其特征在于，所述的步骤五中主控单片机(3)判断焊缝角度差值△的符号的过程为：如果△0即焊缝在机器人中心位置右侧，主控单片机(3)向驱动电机(4)发送控制命令使得磁粉探伤机器人左侧驱动电机速度大于右侧驱动电机速度，进而控制磁粉探伤机器人向右运动，使得磁粉探伤机器人中心位置靠近焊缝；反之如果△0即焊缝在磁粉探伤机器人中心位置左侧，主控单片机(3)向驱动电机(4)发送控制命令使得磁粉探伤机器人左侧驱动电机速度小于右侧驱动电机速度，进而控制磁粉探伤机器人向左运动，使得磁粉探伤机器人中心位置靠近焊缝。