方向糾偏設備和方法及移動式輻射檢查系統的製作方法

2023-05-10 05:44:11

專利名稱：方向糾偏設備和方法及移動式輻射檢查系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種移動式輻射檢査系統及用於它的方向糾偏設備和方 向糾偏方法。尤其是，本發明涉及利用射線對諸如貨櫃/載貨車輛等被 檢查目標成像以便對它們進行輻射檢査的車載移動式輻射檢查系統；用 於所述車載移動式輻射檢査系統的方向糾偏設備，其中當所述移動式輻 射檢査系統的移動裝置的移動方向偏離預定方向時，所述方向糾偏設備 自動地將所述移動方向校正到所述預定方向上；及用於校正所述車載移 動式輻射檢査系統的移動方向的方向糾偏方法。
背景技術：
用於檢查貨櫃/載貨車輛等被檢查目標進行檢査的車載移動式輻射 檢查系統是海關、民航機場和火車站必需的檢査設備。所述車載移動式 輻射檢査系統利用輻射成像的原理，在不打開貨櫃和載貨車輛的情況 下，通過對貨櫃/載貨車輛進行掃描，得到貨櫃/載貨車輛內的貨物的 透視圖像，經過對圖像分析，就能夠發現隱藏在貨物內的可疑或違禁物口口R o移動式貨櫃/載貨車輛檢查系統通常集成在一輛底盤車上，由此， 所述移動式輻射檢査系統通常也稱為掃描車或車載移動式輻射檢查系 統，所述底盤車用作檢査系統的移動裝置。在進行檢查工作時，將被檢 査的貨櫃/載貨車輛停在指定的待檢區域，由掃描車對其進行掃描。掃 描車在掃描的過程中沿平行於被檢查貨櫃/載貨車輛的預定方向沿直線 往復運動。然而，由於掃描車重量分布不均、地面不平、車輪氣壓不一致等原 因，掃描車在進行幾次掃描後其移動方向可能會偏離平行於被檢查集裝 箱/載貨車輛的預定方向，如不及時糾正掃描車的方向偏離，可能會發生與被檢査的貨櫃/載貨車輛相撞的事故。為了校正掃描車移動方向的偏離，傳統的移動式貨櫃/載貨車輛檢 查系統在往復掃描幾次後，需要停止掃描，由操作人員將掃描車的移動 方向進行校正到預定方向上，這大大影響了系統的工作效率。另外，為了校正掃描車移動方向的偏離，在掃描車的駕駛室內有專 門的駕駛員，在掃描過程中駕駛員對掃描車的移動方向進行糾正，然而， 這增加了人力成本。同時由於掃描時存在射線的散射，因此會傷害駕駛 員的身體健康。發明內容本發明旨在至少部分地解決現有技術中存在的問題，根據本發明實 施例的車載移動式輻射檢查系統的自動方向糾偏設備和方法，不需要人 工的參與就可自動控制移動式輻射檢查系統在工作時沿預定方向保持直 線運行，提高系統的自動控制程度，本發明結構簡單，安裝、拆卸方便， 成本低，且不影響移動式輻射檢査系統的在道路上的行駛。相應地，根據本發明的第一方面，提出一種用於移動式輻射檢查系 統的方向糾偏設備，所述移動式輻射檢査系統包括移動裝置，所述方向 糾偏設備包括方向檢測裝置，所述方向檢測裝置檢測所述移動裝置的 移動方向並產生指示所述移動方向的檢測信號；方向控制裝置，所述方 向控制裝置用於控制所述移動裝置的移動方向；和控制單元，所述控制 單元根據從所述方向檢測裝置接收的檢測信號計算出移動方向與預定方 向之間的偏離值，並且根據所述偏離值驅動方向控制裝置以便將所述移 動方向校正到預定方向上。優選地，所述方向檢測裝置包括第一和第二距離檢測器，所述第一 和第二距離檢測器分別產生第一和第二距離檢測信號，其中所述控制單 元根據第一和第二距離檢測信號計算所述偏離值。進而，所述第一和第二距離檢測器檢測所述移動裝置到被檢査目標 的第一和第二距離。優選地，所述方向糾偏設備進一步包括基準部件，其中所述第一和 第二距離檢測器檢測所述移動裝置到所述基準部件的第一距離和第二距離。優選地，所述第一和第二距離檢測器包括雷射測距傳感器。 優選地，所述控制單元包括模擬/數字轉換器，所述模擬/數字轉換 器將所述第一和第二距離檢測信號從模擬信號轉換為數位訊號；處理器， 所述處理器根據轉換為數位訊號的第一和第二距離檢測信號計算出所述 偏離值以便產生與偏離值對應的驅動信號；信號驅動器，所述信號驅動 器接收並增大所述驅動信號；和驅動電路，所述驅動電路根據從信號驅 動器接收的增大的驅動信號驅動方向控制裝置，以便校正移動裝置的移 動方向。進而，所述控制單元進一步包括信號隔離器，所述信號隔離器連接 在模擬/數字轉換器的輸出與處理器的輸入之間，用於隔離輸入到它的輸 入信號和從其輸出的輸出信號。進而，所述信號隔離器包括光電隔離器。優選地，所述處理器包括單片機。優選地，所述方向控制裝置包括控制移動裝置的移動方向的方向 盤；和致動器，所述致動器與所述方向盤可分離地接合併由控制單元驅 動，以便驅動方向盤轉動從而控制移動裝置的移動方向。進而，所述方向控制裝置進一步包括連接機構，所述連接機構的一 端與致動器相連且另一端與移動裝置的方向盤可分離地接合。具體地，所述連接機構包括連接杆，所述連接杆的一端與致動器 相連；支柱，所述連接杆的另一端通過關節軸承與所述支柱相連，且在 支柱的頂端設有用於定位連接杆的螺母；安裝板，所述支柱安裝到安裝 板的頂面上，且所述安裝板的側面可分離地接合到方向盤的外周邊上以 便驅動方向盤轉動。進而，所述方向控制裝置進一步包括支架和十字塊，其中所述十字 塊與支架鉸接以便形成萬向接頭，且所述致動器通過十字塊安裝到支架 上。具體地，所述方向控制裝置進一步包括支錼板，所述支架安裝到 所述支撐板上；防護開關，所述防護開關安裝在所述支撐板上；和壓板， 所述壓板連接到所述萬向接頭上，以便當致動器和連接機構一起與方向10盤脫離時，所述壓板撞擊防護開關以便使致動器斷電。優選地，其中所述致動器包括電機，所述電機由所述控制單元驅 動；蝸輪，所述蝸輪與所述電機的輸出軸相連；和蝸杆，所述蝸杆與所 述蝸輪嚙合，並且所述蝸杆的軸向端與所述連接機構連接。優選地，所述致動器包括液壓缸，所述液壓缸由所述控制單元驅動 並且其缸杆與所述連接機構相連。進而，所述致動器包括氣缸，所述氣缸由所述控制單元驅動並且其 缸杆與所述連接機構相連。可選地，所述方向控制裝置包括傳動裝置，所述傳動裝置由所述 控制單元驅動；和柔性牽引件，所述柔性牽引件的兩端繞過方向盤分別 連接到傳動裝置上。進而，所述柔性牽引件為牽引繩。優選地，所述牽引繩通過卡板和螺釘可分離地接合在方向盤的外圓 周的凹槽內。優選地，所述傳動裝置包括由控制單元驅動的電機；和由電機驅 動的雙輸出軸減速器，所述牽引繩的兩端分別與雙輸出軸減速器的兩個 輸出軸相連。優選地，所述傳動裝置進一步包括第一和第二聯軸器，第一和第 二聯軸器的輸入側分別與所述減速器的兩個輸出軸相連；第一和第二巻 輪軸，所述第一和第二巻輪軸分別與第一和第二聯軸器的輸出側相連並 且分別由第一和第二支撐座支撐；和第一和第二巻輪，所述第一和第二 巻輪分別安裝到第一和第二巻輪軸上，其中所述牽引繩的兩端分別纏繞 在第一和第二巻輪上。進而，所述傳動裝置進一步包括第一和第二調節裝置，所述第一和 第二調節裝置用於調節所述牽引繩的張緊度。進而，所述傳動裝置進一步包括分別設置在第一和第二聯軸器內的 第一和第二超越離合器。優選地，所述超越離合器包括內齒棘輪超越離合器。另外，所述基準部件包括與所述預定方向平行設置的一體的平板件。可選地，所述基準部件包括多個平板段，所述多個平板段在所述預定方向上彼此間隔開且對齊地排列。優選地，所述方向檢測裝置包括至少一個光電開關，其中所述控制 單元根據從所述至少一個光電開關接收的信號將所述移動裝置與所述被 檢査目標之間的距離控制在預定距離。優選地，光電開關為兩個。優選地，所述控制單元包括信號採集器發送器，用於採集所述第 一和第二距離檢測器及所述光電開關的信號；和信號接收器，用於無線 接收從所述數據採集器發送器發送的所述信號。根據本發明的第二方面，提出一種移動式輻射檢査系統，包括根據 本發明第一方面所述的方向糾偏設備。根據本發明的第三方面，提出一種用於校正移動式輻射檢査系統的 移動方向的方向糾偏方法，其中所述移動式輻射檢查系統具有移動裝置， 所述方向糾偏方法包括檢測移動裝置的移動方向並產生指示所述移動 方向的檢測信號；基於所述檢測信號計算所述移動方向與預定方向之間 的偏離值並且根據所述偏離值將移動方向自動校正到預定方向上。根據本發明自動方向糾偏設備和方法及應用它們的移動式輻射檢查 系統，當移動系統的移動方向偏離預定方向時，控制單元根據檢測到的 檢測信號計算移動方向與預定方向之間的偏離值，並且基於計算出的偏 離值驅動方向控制裝置，從而將移動裝置的移動方向校正到預定方向上， 使得移動裝置在預定方向上沿直線移動。因此，在校正方向偏離時，不需要停止檢査系統的操作，且不需要 人員的參與，控制單元自動完成方向校正，提高了工作效率和安全性能， 並且結構簡單，安裝和拆卸方便，成本低。另外，根據本發明的優選實施例，通過設置兩個光電開關，可以將 移動裝置與被檢査目標如貨櫃車輛之間的距離控制為預定的距離，從 而防止移動裝置相對於被檢查目標平移而碰撞被檢查目標。


圖1為根據本發明第一實施例的用於移動式輻射檢査系統的方向糾 偏設備的原理圖；圖2為示出根據本發明的方向糾偏設備的工作狀態的俯視圖，其中 示出了基準部件的第一實施例；圖3為示出根據本發明的方向糾偏設備的工作狀態的俯視圖，其中 示出了基準部件的第二實施例；圖4是根據本發明第二實施例的方向糾偏設備的示意圖；圖5為根據本發明第一實施例的方向控制裝置的結構示意圖，其中 示出了方向控制裝置處於工作狀態；圖6為圖5所示方向控制裝置的俯視示意圖；圖7為圖5中的標記C所示部分的放大示意圖；圖8為圖5所示方向控制裝置處於非工作狀態的結構示意圖，其中 方向控制裝置的致動器與方向盤分離；圖9為根據本發明第二實施例的方向控制裝置的結構示意圖；圖10為圖9所示方向控制裝置順時針轉動90度後的俯視示意圖；圖11為圖9所示方向控制裝置的傳動裝置的結構示意圖； 圖12為圖11所示傳動裝置的俯視示意圖； 圖13為根據本發明實施例的信號隔離器的原理示意圖； 圖14為根據本發明實施例的信號驅動器的電路示意圖； 圖15為根據本發明實施例的方向糾偏方法的流程圖。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出， 其中自始至終相同的標號表示相同的元件。下面通過參考附圖描述實施 例以便解釋本發明，所述實施例是示例性的，而不能解釋為對本發明的 限制。圖1為根據本發明的用於移動式輻射檢查系統7的方向糾偏設備100 的原理圖，且圖2示出了方向糾偏設備IOO處於工作狀態的俯視圖。在本發明的實施例中，移動式輻射檢査系統7包括移動裝置5，所述 移動裝置5帶動整個檢査系統7移動。換言之，檢査系統7的組成部分， 例如輻射源，探測器，成像控制系統等，都布置在移動裝置5上，所述 移動裝置5例如可以採用底盤車(如具有底盤架的機動車)。因此，所述移動式檢査系7通常稱為掃描車或車載移動式輻射檢査系統。然而，需要說明的是，移動式輻射檢查系統7的移動裝置5並不限於底盤車，可以是本領域內任何合適的移動裝置，例如可以為由機動車 或其他牽引裝置拖動的拖車。如圖1-2所示，根據本發明實施例的用於移動式輻射檢査系統的糾偏 設備100包括基準部件1，作為方向檢測裝置的第一距離檢測器2a和第 二距離檢測器2b，方向控制裝置4，和控制單元3。第一和第二距離檢測器2a和2b設置在掃描車的移動裝置5上，並 且在掃描車的移動方向A上間隔開預定距離L，用於檢測基準部件1與 移動裝置5之間的第一距離Ll和第二距離Ll以便產生第一和第二距離 檢測信號。第一和第二距離檢測器2a和2b包括但不限於雷射測距傳感 器，所述雷射測距傳感器向基準部件1發出雷射，從而測量移動裝置5 與基準部件1之間的第一和第二距離Ll和L2。在圖1和圖2示出的實施例中，第一和第二距離傳感器2a和2b是 方向檢測裝置的優選實施方式。然而，所述方向檢測裝置並不限於上述 第一和第二距離傳感器2a和2b，可以包括能夠檢測移動裝置5的移動方 向並且能夠產生指示移動裝置5的移動方向的檢測信號並將所述檢測信 號傳送到控制單元3的任何合適的裝置，例如，可以僅設置一個距離檢 測器，也能夠實現糾正移動裝置的方向偏離。方向控制裝置4用於控制移動裝置5的移動方向。控制單元3從第 一和第二距離檢測器2a和2b接收第一和第二距離檢測信號，並且根據 第一和第二距離檢測信號計算出所述移動方向A與預定方向B之間的偏 離值，進而根據計算出的偏離值驅動方向控制裝置4以便將所述移動方 向A校正到預定方向B上，所述預定方向例如是與作為被檢査目標的被 檢査車輛6的縱向中心軸線平行的方向。在圖2示出的實施例中，基準部件1為一體的平板形式，且平行的 設置在被檢查車輛6的左側。在對被檢査車輛6檢查期間，掃描車7通 過基準部件1與被檢查車輛6之間，從而從第一和第二距離檢測器2a和 2b發出的雷射實時地測量第一和第二距離Ll和L2，並將由此產生的第 一和第二距離檢測信號傳送到控制單元3。在圖1和圖2所示的實施例中，第一和第二距離檢測器2a和2b通 過電纜將第一和第二距離檢測信號傳送到控制單元3。可選地，所述第一 和第二距離檢測信號也可以通過無線傳輸的方式發送到控制單元3 (下面 將詳細描述)。可選地，平板形式的基準部件1也可以設置在被檢査車輛6的右側， 在在對被檢査車輛6檢査期間，掃描車7在被檢查車輛6的左側移動， 此時，基準部件1的高度應能夠保證從第一和第二距離檢測器2a和2b 發出的雷射能夠不受被檢查車輛6阻擋而到達基準部件1。當然，基準部 件1也可以直接設置在被檢查車輛6上。可選地，基準部件1不是糾偏設備的必需的部件，例如，可以通過 檢測移動裝置5與被檢査車輛6之間的距離來實現檢測移動裝置5的移 動方向的目的，也就是說，被檢查車輛6可以代替單獨設置的基準部件1。 可以理解，基準部件1也可以設置在被檢査車輛6上。需要說明的是，基準部件1的長度通常應大於掃描車7的移動區域， 從而在整個掃描檢査期間都能夠保證從第一和第二距離檢測器2a和2b 發出的雷射被基準部件l阻擋。如圖3所示，其中示出了基準部件1的另一實施例，在圖3示出的 實施例中，基準部件1為多個平板段的形式，例如在圖3中示出了 4個 平板段la-ld，但是本發明並不限於此，平板段可以為任何合適的數量。 所述四個平板段la-ld平行於所述預定方向B間隔開的排列並且彼此對 齊。如圖1所示，優選的，控制單元3包括通過電纜與第一和第二距離 檢測器2a和2b相連的A/D轉換器(模擬/數字轉換器)8，處理器9，信 號驅動器ll，和驅動電路12。更優選的，控制單元3還包括信號隔離器 9。A/D轉換器8用於將來自於第一和第二距離檢測器2a和2b的第一和 第二距離檢測信號從模擬信號轉換為數位訊號，並將數位訊號形式的第 一和第二距離檢測信號傳送到信號隔離器9。如圖13所示，示出了信號隔離器9的一個實施例。圖13所示的實 施例中，信號隔離器9為光電隔離器，該光電隔離器9以光媒介傳輸電信號。所述光電隔離器9對輸入到它的輸入信號和從其輸出的輸出電信 號有良好的隔離作用。光電隔離器9 一般由三部分組成光的發射、光 的接收及信號放大，且在光的輸入和輸出側分別設置有第一電源VCC1和第二電源VCC2，第一電源VCC1和第二電源VCC2分別通過第一和 第二電阻Rl和R2與光電隔離器9相連。輸入信號驅動發光二極體 (LED)，使之發出一定波長的光，所述光被光探測器接收而產生光電流， 再經過進一步放大後輸出，從而完成"電一光一電"的轉換，由此起到 輸入、輸出的隔離作用。由於光電隔離器9的輸入和輸出之間互相隔離， 它的電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗幹 擾能力。在本發明中，信號隔離器9可以採用從市場上可以購買到的任何合 適的信號隔離器，而不限於上述光電隔離器。光電隔離器9從A/D轉換器8接收數字距離檢測信號，並且將所述 信號經過電一光一電"的轉換後傳送到處理器10。根據本發明，處理器10可以為單片機，晶片，可編程邏輯控制器 (PLC)，計算機，或任何其他合適的處理裝置。處理器10從光電隔離器 9接收第一和第二距離檢測信號，並根據第一和第二距離檢測信號計算出 移動裝置5 (即掃描車7)的移動方向A和預定方向B之間的偏離值， 由此產生與偏離值對應的驅動信號。例如，如果偏離值為零，則處理器IO確定移動方向A與預定方向B 一致(平行)，如果偏離值不為零，則處理器10確定移動方向A與預定 方向B之間存在偏離(即，移動方向A與預定方向B之間存在一定的夾 角)。例如，如果偏離值為正值，則處理器10確定移動方向A相對於預定 方向B在圖2和圖3中向左偏離，如果偏離值為負值，則處理器10確定 移動方向A相對於預定方向B在圖2和圖3中向右偏離。需要說明的是，處理器10的上述判斷方法僅僅是一種示例，本發明 並不限於此。例如，當第一和第二距離檢測器2a和2b設置在移動裝置5 上時，由於安裝誤差，即使移動裝置5的縱向中心軸線與基準部件1平 行，第一和第二距離檢測器2a和2b距基準部件1之間的初始距離也可能存在差值。然而，可以通過調零將所述差值作為基準零值。對於本領 域的普通技術人員而言，處理器10可以採用本領域內的任何合適的方法 基於第一和第二距離檢測信號計算所述偏離值，由此判斷移動方向A是否偏離預定方向B，並且產生與所述偏離值度應的驅動信號，進而利用 所述驅動信號驅動方向控制裝置。例如，處理器10可以利用第一和第二 距離Ll和L2的比值來判斷移動方向A是否偏離預定方向B。信號驅動器11用於從處理器10接收驅動信號並且以增大的驅動電 流輸出驅動信號。如圖14所示，示出了信號驅動器的電路示意圖。在處理器10為單 片機的情況下，單片機10輸出的作為驅動信號的驅動電流一般比較小， 例如小於50mA，為了驅動較大的負載，通常採用信號驅動器11增大從 單片機10輸出的驅動電流。例如，如圖14所示，輸入信號通過達靈頓 管陣列構成的信號驅動器11後，驅動電流能夠增大至500mA。信號驅動器11將增大的驅動電流傳送到驅動電路12，由此驅動方向 控制裝置4。下面參考圖4描述根據本發明第二實施例的方向糾偏設備。如圖4 所示，根據本發明第二實施例的用於移動式輻射檢査系統的方向糾偏設 備包括第一距離檢測器2a'和第二距離檢測器2b'，第一光電開關45和 第二光電開關46，方向控制裝置4 (參見圖l),控制單元3 (參見圖l)， 以及設置在移動裝置5前方或後方的基準部件(未示出)。第一距離檢測 器2a'和第二距離檢測器2b'以及第一光電開關45和第二光電開關46構 成方向檢測裝置。控制單元3包括信號採集器發送器43和信號接收器44， 控制單元3的其他構成與第一實施例相同，這裡不再贅述。信號採集器發送器43用於採集第一距離檢測器2a'和第二距離檢測 器2b'以及第一光電開關45和第二光電開關46的信號，並且將所述信號 無線發送到信號接收器44。然後，信號接收器4將接收到的信號例如通 過A/D轉換器8發送到處理器10，以便判斷移動裝置5的移動方向A與 預定方向是否發生偏離並計算出偏離值(需要理解的是，即使沒有發生 偏離，處理器IO也可以計算出偏離值，只是此時的偏離是為零)。第一光電開關45和第二光電開關46用於向所述控制單元3發送例如導通和/或斷開信號，以便控制單元3根據從第一光電開關45和第二光電開關46接收的信號將所述移動裝置5與所述被檢査車輛6之間的距離 控制在預定距離，從而防止移動裝置5相對於被檢査車輛6在圖4中向 左或向右平移。換言之，控制單元3根據從第一光電開關45和第二光電 開關46接收的信號判斷移動裝置5相對於被檢查車輛6是否發生平移， 以免執行對被檢査車輛進行掃描成像的檢査系統的門形架48與被檢査車 輛發生碰撞。如圖4所示，移動裝置5上可以設置遮擋件47，當移動裝置5相對 於被檢査車輛6沒有發生平移，即移動裝置5與被檢査車輛6之間的距 離為預定距離，第一光電開關45導通而第二光電開關46被遮擋件47遮 擋(即，第二光電開關46斷開)。下面簡要描述根據本發明第二實施例的方向糾偏設備的操作。例如，在移動裝置5將要開始移動以便對被檢查車輛6進行檢查時， 如果移動裝置5與被檢査車輛6之間的距離大於預定距離，那麼此時第 一和第二光電開關45和46都斷開。控制單元3接收到指示第一和第二 光電開關45和46都斷開的信號，由此確定移動裝置5相對於被檢查車 輛6在圖4中向左平移。接著，控制單元3產生相應的驅動信號，驅動 方向控制裝置4，由此調整移動裝置5的移動方向進而調整移動裝置5與 被檢査車輛6之間的距離，當控制單元3再次接收到指示第一光電開關45 導通而第二光電開關46斷開的信號時，驅動方向控制裝置4復位(即， 使移動裝置5沿平行於預定方向的方向直線移動)。當控制單元3接收到指示第一和第二光電開關45和46都導通的信 號時，則確定移動裝置5與被檢査車輛6之間的距離小於預定距離，此 時，控制單元3通過方向控制裝置4對移動裝置5的移動方向進行調整 的操作與上述情況相反，這裡不再贅述。由此，根據本發明的第二實施例，通過設置第一距離檢測器2a'和第 二距離檢測器2b'以及第一光電開關45和第二光電開關46，不但能夠實 時地監控移動裝置5的移動方向，而且能夠控制移動裝置5到被檢查車 輛6的距離。需要說明的是，在根據本發明第二實施例的方向糾偏設備中，也可以不設置第一距離檢測器2a，和第二距離檢測器2b，而僅設置第一光電開 關45和第二光電開關46。在這種情況下，控制單元3僅僅通過第一光電 開關45和第二光電開關46的導通和斷開情況來確定移動裝置5與被檢 查車輛6之間的距離是否為預定距離，當所述距離偏離預定距離時，控 制單元3驅動方向控制裝置4以便改變移動裝置5的移動方向，從而將 所述距離調整為預定距離。另外，在根據本發明第二實施例的方向糾偏設備中，第一光電開關45 和第二光電開關46並排地設置在移動裝置5的一側。然而，對於本領域 的普通技術人員而言，第一光電開關45和第二光電開關46設置並不限 於上述形式，可以設在任何合適的位置。另外，光電開關的數量不限於 兩個，可以設置任何合適的數量。下面參考圖5-8描述方向控制裝置4的第一優選實施例。如圖5和圖 6所示，方向控制裝置4包括控制移動裝置5的移動方向A的方向盤13 和致動器14，例如，所述方向盤13可以為掃描車的方向盤，致動器14 位於駕駛員座椅S的後側(例如安裝到駕駛室的側壁上，後面將詳細描 述)並且從座椅S的一側延伸到方向盤13以便與方向盤13連接。致動器11與所述方向盤13可分離地連接，並由控制單元3的驅動 電路12驅動以便驅動方向盤13轉動從而控制移動裝置5的移動方向A。進而，方向控制裝置4進一步包括連接機構18,所述連接機構18的 一端與致動器14相連，而另一端與方向盤13可分離地連接。更具體而言，連接機構18包括連接杆19 ，安裝板20，關節軸承21， 和支柱22。安裝板20例如通過螺栓與方向盤13的外周邊可分離地固定。如圖7 所示，支柱22安裝到安裝板20的上表面上，連接杆19的一端通過關節 軸承21與支柱22相連，以便能夠相對於支柱22轉動。在支柱22的頂 端設置有螺母23，螺母23將連接杆19定位在支柱22上。連接杆19的 另一端通過銷軸24與致動器14鉸接並用螺母25鎖緊。優選地，根據本實施例的方向糾偏設備100進一步包括支撐板27， 支撐板27例如安裝在掃描車駕駛室後部的側壁上。支架26安裝在支撐 板27上，致動器14 (例如，致動器14為電機帶動的蝸輪蝸杆傳動機構，液壓缸，或氣缸，這將在下面詳細描述)通過十字塊28安裝在支架26上。所述十字塊28和支架26鉸接以便形成萬向接頭，從而致動器14相 對於支架26能夠轉動。更優選地，在所述支撐板27上安裝有防護開關29，而在由十字塊28 和支架26形成的萬向接頭的後端(圖5和圖6中的左側)安裝有壓板30。 當致動器14與方向盤13分離並豎起時，壓板30撞擊防護開關29，從而 使致動器14斷電停止操作，如圖8所示。反之，當致動器14倒下與方 向盤13接合時，壓板30撞擊防護開關29，從而接通致動器14的供電， 以便致動器14能夠動作，如圖5和圖6所示。優選地，致動器14包括由驅動電路12驅動的電機15，與電機15的 輸出軸相連的渦輪16，和與蝸輪16接合的蝸杆17，蝸杆17可以與方向 盤13可旋轉地和可分離地接合，也可以通過如上所述的連接機構18連 接。更具體而言，蝸杆17與連接機構18的連接杆19的一端可旋轉地相 連，然而，為了節約成本，蝸杆17可以製造的較短，而在蝸杆17和連 接杆19之間設置伸縮套管(未示出)，當蝸杆17旋轉時，伸縮套管延伸 或收縮，以便帶動連接杆19移動從而驅動方向盤13轉動。驅動電路12根據處理器10的驅動信號驅動電機15，從而蝸輪16旋 轉，帶動蝸杆17旋轉和移動，蝸杆驅動連接杆19移動從而轉動方向盤13， 由此校正移動裝置5的移動方向A。對於本領域的普通技術人員可以理解，根據本發明的致動器14並不 限於上述實施例中描述的電機及蝸輪蝸杆機構形式，可選地，致動器14 可以採用液壓缸，所述液壓缸由控制單元驅動且其槓桿與連接機構例如 連接杆19相連，從而根據移動方向A與預定方向B之間的偏離值驅動 方向盤13轉動。進而，上述液壓缸也可以用氣缸代替。採用液壓缸和氣缸形式的致動器的操作與上述第一實施例中的致動 器的操作類似，因此為了簡單目的，省略了它們的詳細描述。下面結合附圖9-12描述方向控制裝置4的第二實施例。如圖9和10 所示，圖9示出了根據本發明第二實施例的方向控制裝置4的結構示意 圖，且圖10是圖9的俯視圖。根據本發明第二實施例的方向控制裝置4 包括方向盤13，傳動裝置31和柔性牽引件32。傳動裝置31由控制單元3 (驅動電路12)驅動，且柔性牽引件32繞過方向盤13，然後兩端分別 連接纏繞到傳動裝置31上。優選地，所述柔性牽引件32為牽引繩。更具體而言，傳動裝置31包括由控制單元3的驅動電路12驅動的 電機33，由電機33驅動的雙輸出軸減速器34，分別連接在雙輸出軸減 速器34的兩個輸出軸上的第一和第二聯軸器35a和35b，分別與第一和 第二聯軸器35a和35b的輸出側相連的第一和第二巻輪軸36a和36b，和 第一和第二巻輪37a和37b，第一和第二巻輪37a和37b分別安裝到第一 和第二巻輪軸36a和36b上。需要說明的是，如果雙輸出軸減速器34的兩個輸出軸(即第一和第 二巻輪37a和37b)的旋轉方向相同，則牽引繩32的兩端分別繞相反的 方向纏繞在第一和第二巻輪37a和37b上。反之，如果雙輸出軸減速器34 的兩個輸出軸(即第一和第二巻輪37a和37b)的旋轉方向相反，則牽引 繩32的兩端分別繞相同的方向纏繞在第一和第二巻輪37a和37b上。更優選地，傳動裝置31進一步包括第一和第二支撐座38a和38b， 第一和第二支撐座38a和38b分別支撐第一和第二巻輪軸36a和36b，而 第一和第二巻輪37a和37b分別位於第一和第二支撐座38a和38b內。 第一和第二超越離合器39a和39b分別安裝在第一和第二聯軸器35a和35b 內，並且優選為內齒棘輪超越離合器。更進一步，在第一和第二支撐座38a和38b上分別安裝有第一和第 二調節裝置40a和40b，用於調節牽引繩32的張緊。優選地，第一和第 二調節裝置40a和40b為調節杆的形式，柔性繩32的兩端分別穿過第一 和第二調節杆40a和40b，然後繞相反的方向纏繞到第一和第二巻輪37a 和37b上。優選地，在方向盤13的外圓周上設置由U形凹槽，牽引繩32接合 在上述U形凹槽內，並且通過卡板41和螺釘42固定，防止牽引繩32脫 離U形凹槽和在U形凹槽內打滑。在非工作狀態下，例如，當需要將移 動式掃描系統從一個工作地點移動到另一個工作地點時，可以將牽引繩32 從U形凹槽內脫離，由駕駛員駕駛。傳動裝置31優選地設置在駕駛室內 的座椅S的後面(圖9中的右側)，因此，在將牽引繩32與方向盤13分 離後，不影響駕駛員的駕駛。當移動裝置5的移動方向A偏離預定方向B時，控制單元3的驅動 電路12向驅動裝置31的電機33發出驅動信號，電機33驅動雙輸出軸 減速器34旋轉，從而帶動第一和第二巻輪37a和37b轉動與偏離值對應 的量，由此牽引繩32轉動方向盤13，將移動裝置5的移動方向A校正 到預定方向B上。下面參考圖15描述利用本發明方向糾偏設備對移動式輻射檢查系統 在進行掃描輻射檢查時的方向偏離進行校正的方法，其中的方向控制裝 置為圖9至圖12所示的方向控制裝置的第二實施例。然而，對於本領域 的普通技術人員可以理解，下面對方向糾偏設備的描述同樣適應於其中 利用方向控制裝置的第一實施例的情況。圖15為根據本發明方向糾偏方法的流程示意圖。如圖15所示，第一和第二距離檢測器2a和2b檢測基準部件1到移 動裝置5的第一和第二距離Ll和L2，並產生第一和第二距離檢測信號， 同時將第一和第二距離檢測信號傳送到控制單元3 (步驟Sl)。控制單元3的A/D轉換器8將第一和第二距離檢測信號從模擬信號 轉換為數位訊號(步驟S2)，然後數位訊號形式的第一和距離檢測信號通 過信號隔離器9被"電一光一電"轉換，接著，第一和第二距離檢測信 號從信號隔離器9傳送到單片機10 (步驟S3)。單片機10利用第一和第 二距離檢測信號判定移動方向A是否偏離預定方向B (步驟S4)，例如 通過比較第一和第二距離的差值或比值判定移動方向A是否偏離及偏離 方向。例如，如果L1大於L2，則判定移動方向A在圖1-3中向右偏離， 同時單片機10計算出偏離值，並產生與該偏離值對應的驅動信號，這裡 術語"偏離值"包括偏離方向，例如，如果偏離值為負值，則移動方向 A相對於預定方向B順時針偏離，反之，如果偏離值為正值，則移動方 向A相對於預定方向B逆時針偏離。再如，如果偏離值為大於1，則移 動方向A相對於預定方向B順時針偏離，反之，如果偏離值小於1，則 移動方向A相對於預定方向B逆時針偏離。單片機10的驅動信號接著傳送到信號驅動器11，信號驅動器11將 來自單片機10的驅動信號放大並傳送到驅動電路12 (步驟S5)。然後，驅動電路12驅動方向控制裝置4的電機33轉動，例如驅動電機33逆時針轉動與偏離值對應的角度，電機33驅動第一和第二巻輪37a 和37b轉動，從而牽引繩32—端纏繞在例如第一巻輪37a上，而牽引繩 32的另一端從例如第二巻輪上37b上退繞，從而驅動方向盤13轉動一個 與偏離值對應的角度，將移動裝置5的移動方向A校正到預定方向B上 (步驟S6)。當移動方向A與預定方向B —致時，流程結束(步驟S7)。否則， 流程返回到步驟S1。同樣，如果第一距離Ll小於第二距離L2，則說明移動方向A在圖 1至3中向左偏離預定方向B，控制單元3驅動電機33例如順時針轉動， 從而驅動牽引繩32轉動方向盤13，這與校正上述向右偏離的操作類似， 這裡不再詳細描述。需要說明的是，雖然圖15中示出了如果移動方向A與偏離預定方向 B —致，則過程結束。然而，對移動方向A是否偏離預定方向B的判斷 可以實時進行，也就是說，第一和第二距離檢測器2a和2b實時地檢測 第一和第二距離Ll和L2。可選地，例如當採用圖3中所示的基準部件1 時，第一和第二距離檢測器2a和2b間斷地檢測第一和第二距離Ll和L2， 從而周期性地判定移動方向A是否偏離預定方向B。需要說明的是，如果控制單元3 (單片機10)根據第一和第二距離 檢測信號確定移動方向A沒有偏離預定方向B，那麼控制單元可以不向 方向控制裝置4傳送驅動信號。換而言之，也可以說是控制單元3向方 向控制裝置4傳送的驅動信號(驅動電流)為零，代表沒有偏離。因此， 對於本領域的普通技術人員可以理解，控制單元3實時地和周期性地控 制方向控制裝置4以便校正移動方向A (沒有偏離時，需要校正的量為 零)。另外，對於本領域的普通技術人員可以理解，可以為移動方向A與 預定方向B之間的偏離值設定預定的閾值，只有當偏離值的絕對值大於 預定閾值時，控制單元3才控制方向控制裝置4校正移動裝置5的移動 方向。根據本發明的另一方面提出的移動式輻射檢査系統包括上述方向糾 偏設備。而移動式輻射檢查系統的其它構成部分，例如輻射源，設置在可伸出和可縮回的臂上的探測器陣列，成像系統，控制系統等與現有技 術中類似，上述構成部分可以集成在移動裝置5上，從而構成掃描車。為了簡單目的，這裡對移動式輻射檢查系統的其它構成及其操作不再贅述。儘管己經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人 員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實 施例進行變化，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。
權利要求
1. 一種用於具有移動裝置的移動式輻射檢查系統的方向糾偏設備，包括方向檢測裝置，所述方向檢測裝置檢測所述移動裝置的移動方向並產生指示所述移動方向的檢測信號；方向控制裝置，所述方向控制裝置用於控制所述移動裝置的移動方向；和控制單元，所述控制單元根據從所述方向檢測裝置接收的檢測信號計算出移動方向與預定方向之間的偏離值，並且根據所述偏離值驅動方向控制裝置以便將所述移動方向校正到預定方向上。
2、 根據權利要求1所述的方向糾偏設備，其中所述方向檢測裝置包 括第一和第二距離檢測器，所述第一和第二距離檢測器分別產生第一和 第二距離檢測信號，其中所述控制單元根據第一和第二距離檢測信號計 算所述偏離值。
3、 根據權利要求2所述的方向糾偏設備，其中所述第一和第二距離 檢測器檢測所述移動裝置到被檢査目標的第一和第二距離。
4、 根據權利要求3所述的方向糾偏設備，進一步包括基準部件，其 中所述第一和第二距離檢測器分別檢測所述移動裝置到所述基準部件的 第一距離和第二距離。
5、 根據權利要求2所述的方向糾偏設備，其中所述第一和第二距離 檢測器包括雷射測距傳感器。
6、 根據權利要求2所述的方向糾偏設備，其中所述控制單元包括 模擬/數字轉換器，所述模擬/數字轉換器將所述第一和第二距離檢測信號從模擬信號轉換為數位訊號 ，處理器，所述處理器根據轉換為數位訊號的第一和第二距離檢測信 號計算出所述偏離值以便產生與偏離值對應的驅動信號；信號驅動器，所述信號驅動器接收並增大所述驅動信號；和 驅動電路，所述驅動電路根據從信號驅動器接收的增大的驅動信號 驅動方向控制裝置，以便校正移動裝置的移動方向。
7、 根據權利要求6所述的方向糾偏設備，其中所述控制單元進一步 包括信號隔離器，所述信號隔離器連接在模擬/數字轉換器的輸出與處理 器的輸入之間，用於隔離輸入到它的輸入信號和從其輸出的輸出信號。
8、 根據權利要求7所述的方向糾偏設備，其中所述信號隔離器包括光電隔離器。
9、 根據權利要求8所述的方向糾偏設備，其中所述處理器包括單片
10、 根據權利要求l-9中任一項所述的方向糾偏設備，其中所述方向控制裝置包括控制移動裝置的移動方向的方向盤；禾口致動器，所述致動器與所述方向盤可分離地接合併由控制單元驅動， 以便驅動方向盤轉動從而控制移動裝置的移動方向。
11、 根據權利要求IO所述的方向糾偏設備，其中所述方向控制裝置 進一步包括連接機構，所述連接機構的一端與致動器相連且另一端與移 動裝置的方向盤可分離地接合。
12、 根據權利要求ll所述的方向糾偏設備，其中所述連接機構包括連接杆，所述連接杆的一端與致動器相連；支柱，所述連接杆的另一端通過關節軸承與所述支柱相連，且在支 柱的頂端設有用於定位連接杆的螺母；安裝板，所述支柱安裝到安裝板的頂面上，且所述安裝板的側面可 分離地接合到方向盤的外周邊上以便驅動方向盤轉動。
13、 根據權利要求12所述的方向糾偏設備，所述方向控制裝置進一 步包括支架和十字塊，其中所述十字塊與支架鉸接以便形成萬向接頭， 且所述致動器通過十字塊安裝到支架上。
14、 根據權利要求13所述的方向糾偏設備，所述方向控制裝置進一步包括支撐板，所述支架安裝到所述支撐板上；防護開關，所述防護開關安裝在所述支撐板上；和壓板，所述壓板連接到所述萬向接頭上，以便當致動器和連接機構 一起與方向盤脫離時，所述壓板撞擊防護開關以便使致動器斷電。
15、 根據權利要求10所述的方向糾偏設備，其中所述致動器包括 電機，所述電機由所述控制單元驅動；蝸輪，所述蝸輪與所述電機的輸出軸相連；和蝸杆，所述蝸杆與所述蝸輪嚙合，並且所述蝸杆的軸向端與所述連 接機構連接。
16、 根據權利要求10所述的方向糾偏設備，其中所述致動器包括液 壓缸，所述液壓缸由所述控制單元驅動並且其缸杆與所述連接機構相連。
17、 根據權利要求10所述的方向糾偏設備，其中所述致動器包括氣 缸，所述氣缸由所述控制單元驅動並且其缸杆與所述連接機構相連。
18、 根據權利要求1-9中任一項所述的方向糾偏設備，其中所述方向 控制裝置包括傳動裝置，所述傳動裝置由所述控制單元驅動；和 柔性牽引件，所述柔性牽引件的兩端繞過方向盤分別連接到傳動裝 置上。
19、 根據權利要求18中所述的方向糾偏設備，其中所述柔性牽引件 為牽引繩。
20、 根據權利要求19中所述的方向糾偏設備，其中所述牽引繩通過 卡板和螺釘可分離地接合在方向盤的外圓周的凹槽內。
21、 根據權利要求20中所述的方向糾偏設備，其中所述傳動裝置包括由控制單元驅動的電機；和由電機驅動的雙輸出軸減速器，所述牽引繩的兩端分別與雙輸出軸 減速器的兩個輸出軸相連。
22、 根據權利要求21中所述的方向糾偏設備，其中所述傳動裝置進 一步包括第一和第二聯軸器，第一和第二聯軸器的輸入側分別與所述減速器 的兩個輸出軸相連；第一和第二巻輪軸，所述第一和第二巻輪軸分別與第一和第二聯軸 器的輸出側相連並且分別由第一和第二支撐座支撐；和第一和第二巻輪，所述第一和第二巻輪分別安裝到第一和第二巻輪 軸上，其中所述牽引繩的兩端分別纏繞在第一和第二巻輪上。
23、 根據權利要求22中所述的方向糾偏設備，其中所述傳動裝置進 一步包括第一和第二調節裝置，所述第一和第二調節裝置用於調節所述 牽引繩的張緊度。
24、 根據權利要求23中所述的方向糾偏設備，其中所述傳動裝置進 一步包括分別設置在第一和第二聯軸器內的第一和第二超越離合器。
25、 根據權利要求24中所述的方向糾偏設備，其中所述超越離合器 包括內齒棘輪超越離合器。
26、 根據權利要求4中任一項所述的方向糾偏設備，其中所述基準 部件包括與所述預定方向平行設置的一體的平板件。
27、根據權利要求4中任一項所述的方向糾偏設備，其中所述基準部 件包括多個平板段，所述多個平板段在所述預定方向上彼此間隔開且對 齊地排列。
28、 根據權利要求1-9中任一項所述的方向糾偏設備，其中所述方向 檢測裝置包括至少一個光電開關，其中所述控制單元根據從所述至少一 個光電開關接收的信號將所述移動裝置與所述被檢査目標之間的距離控 制在預定距離。
29、 根據權利要求28所述的方向糾偏設備，其中光電開關為兩個。
30、 根據權利要求29所述的方向糾偏設備，其中所述控制單元包括: 信號採集器發送器，用於採集所述第一和第二距離檢測器及所述光電開關的信號；和信號接收器，用於無線接收從所述數據採集器發送器發送的所述信號
31、 一種移動式輻射檢查系統，包括根據權利要求1-30中任一項所 述的方向糾偏設備。
32、 一種用於校正移動式輻射檢查系統的移動方向的方向糾偏方法， 其中所述移動式輻射檢査系統具有移動裝置，所述方向糾偏方法包括步驟1)檢測移動裝置的移動方向並產生指示所述移動方向的檢測信號 步驟2)基於所述檢測信號計算所述移動方向與預定方向之間的偏離 值並且根據所述偏離值將移動方向自動校正到預定方向上。
33、 根據權利要求32所述的方向糾偏方法，其中所述步驟1)包括檢測所述移動裝置與被檢査目標之間的第一和第二 距離，以便產生第一和第二距離檢測信號；及所述步驟2)根據第一和第二距離檢測信號計算出移動裝置的移動方 向與預定方向之間的偏離值並且根據所述偏離值將移動方向自動校正到 預定方向上。
34、 根據權利要求32所述的方向糾偏方法，進一步包括步驟3) 提供基準部件；其中所述步驟1)包括檢測所述移動裝置與基準部件之間的第一和第二距 離，以便產生第一和第二距離檢測信號；及所述步驟2)根據第一和第二距離檢測信號計算出移動裝置的移動方 向與預定方向之間的偏離值並且根據所述偏離值將移動方向自動校正到 預定方向上。
35、 根據權利要求33或34所述的方向糾偏方法，其中所述第一和 第二距離是利用雷射測距傳感器檢測的。
36、 根據權利要求32所述的方向糾偏方法，其中計算所述偏離值並 且根據所述偏離值校正移動式輻射檢査系統的移動方向是利用控制單元 和方向控制裝置完成的，其中所述方向控制裝置用於控制所述移動式輻射檢查系統的移動方 向，及所述控制單元包括模擬/數字轉換器，所述模擬/數字轉換器將所述第一和第二距離檢測信號從模擬信號轉換為數位訊號；處理器，所述處理器根據轉換為數位訊號的第一和第二距離檢測信 號計算出所述偏離值以便產生與偏離值對應的驅動信號；信號驅動器，所述信號驅動器從所述處理器接收並增大所述驅動信號；和驅動電路，所述驅動電路根據從信號驅動器接收的增大的驅動信號 驅動方向控制裝置，以便校正移動裝置的移動方向。
37、 根據權利要求36所述的方向糾偏方法，其中所述控制單元進一 步包括信號隔離器，所述信號隔離器連接在模擬/數字轉換器的輸出與處 理器的輸入之間，用於隔離輸入到它的輸入信號和從其輸出的輸出信號。
38、 根據權利要求37所述的方向糾偏方法，其中所述信號隔離器包 括光電隔離器。
39、 根據權利要求34所述的方向糾偏方法，進一步包括 步驟4)提供至少一個光電開關，及步驟5)利用所述至少一個光電開關將所述移動裝置與所述被檢査目 標之間的距離自動控制為預定的距離。
全文摘要
用於移動式輻射檢查系統的方向糾偏設備和方法，所述移動式輻射檢查系統包括移動裝置，所述方向糾偏設備包括檢測所述移動裝置的移動方向並產生指示所述移動方向的檢測信號的方向檢測裝置；控制所述移動裝置的移動方向的方向控制裝置；和控制單元，所述控制單元根據從所述方向檢測裝置接收的檢測信號計算出移動方向與預定方向之間的偏離值，並且根據所述偏離值驅動方向控制裝置以便將所述移動方向校正到預定方向上。根據本發明的方向糾偏設備，能夠自動控制移動式輻射檢查系統在工作時沿預定方向直線運行，提高了自動控制程度，且結構簡單，安裝和拆卸方便，成本低，且不影響檢查系統在不檢查期間在道路上正常行駛。
文檔編號G01N23/04GK101246133SQ20071006402
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月16日 優先權日2007年2月16日
發明者孫尚民, 華 彭, 光 楊, 楊中榮, 慄志軍, 胡海峰, 許西寧 申請人:同方威視技術股份有限公司;清華大學