专利名称：X射线检测实时成像管道机器人的同步跟踪方法
技术领域：
本发明涉及一种X射线检测实时成像管道机器人的管内外旋转机构的同步跟踪方法。
背景技术：
现有的管道X射线检测机器人采用的是单壁投影、内部透照、周向曝光的照像检测技术，一般由管内爬行器和X射线源组成。随着计算机技术的发展，X射线实时成像技术也可以应用于无损检测中。将X射线实时成像技术与管道机器人技术结合研发的X射线检测实时成像管道机器人采用的是单壁投影、内部透照、定向曝光的实时成像检测技术，其中的管内外旋转机构的同步跟踪技术是需要解决的关键技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现实时判定X射线检测实时成像管道机器人管内外旋转机构位置关系的同步跟踪方法。技术方案一种X射线检测实时成像管道机器人管内外旋转机构的同步跟踪方法，管外旋转机构由管外旋转驱动电机、减速器、车体组成；管内旋转机构由管内旋转驱动电机、减速器、车体组成，其特征在于管外设置有图像采集与处理系统，图像采集与处理系统由图像增强器、CCD、图像采集卡、图像处理计算机、驱动器组成；管内设置有旋转法兰，旋转法兰与减速器的输出轴连接，旋转法兰与X射线源固联，有一基准铅丝固定在X射线源的照射窗口上，其方位与焊缝垂直，但铅丝不能遮挡住焊缝；当X射线源照射焊缝时，基准铅丝也成像在图像增强器上，其图像信号经由CCD和图像采集卡进行采集，并传送到图像处理计算机，图像处理计算机通过计算屏幕上基准铅丝图像偏离屏幕中心的距离，判断管内旋转机构的旋转角度，从而计算机给出管外旋转机构传动系统的输入量，该输入量通过驱动器驱动电机旋转，实现管内外旋转机构的同步跟踪。有益效果本发明基于X射线检测实时成像管道机器人特性，同时利用X射线作为视觉源，通过判断铅丝成像的位置，传递管内外旋转机构的同步运动信息，能够实时判定管内外旋转机构的位置关系，并实现管内外旋转机构同步运动，结构简单，使用效果好。
图1为本发明实施时的原理图；图2为图1的截面图；图3为在计算机屏幕上的基准铅丝和焊缝的图像。
具体实施例方式如图1所示，X射线检测实时成像管道机器人管外部分由图像采集与处理系统和管外旋转机构组成。管外旋转机构由车体1、管外旋转驱动电机2、减速器3、链轮4、传动链5、弹簧11组成，如图1、图2所示。管外旋转机构减速器3的输出轴与链轮4固联，传动链5一端套在链轮上，一端缠绕在管道19上，传动链5通过弹簧11施加正压力使其与管道间无相对滑动。当电机2通过减速器3驱动链轮4旋转时，实现管外旋转机构的周向旋转。图像采集与处理系统由图像增强器6、CCD7、图像采集卡8、图像处理计算机9、驱动器10组成，图像增强器6与管外旋转机构的车体1固联。管内部分由基准铅丝12、X射线源13和管内爬行器组成，管内爬行器由旋转法兰14、减速器15、管内旋转驱动电机16、车体17、轴向行走驱动系统18组成。旋转法兰14与减速器15的输出轴固联，旋转法兰14又与X射线源13固联，基准铅丝12固定在X射线源13的照射窗口上，其方位与焊缝20垂直，且铅丝不能遮挡住焊缝，采用的方法是在X射线源的照射窗口的边缘上分两段安置。当X射线源13照射焊缝时，基准铅丝12也成像在图像增强器6上，其图像信号经由CCD7和图像采集卡8进行采集，并传送到图像处理计算机9，图像处理计算机9通过计算屏幕上基准铅丝12的图像偏离屏幕中心的距离，判断管内旋转机构的旋转角度，从而计算机给出管外旋转机构传动系统的输入量，该输入量通过驱动器10驱动电机2旋转，实现管内外旋转机构的同步跟踪。
图像处理计算机实现判断的原理如下当管内外旋转机构同步时，即α＝0，基准铅丝图像位于计算机屏幕的中心位置，如图2所示，当管内旋转机构以管道中心为基准旋转α角时，如图3所示，图像处理计算机屏幕上基准铅丝图像偏离中心的距离为H，图像处理计算机通过计算基准铅丝图像偏离中心的距离H，作为管外旋转机构控制系统的偏差量，来判断管外电机的驱动方向和运动量，直至距离H值小于预定值为止。
权利要求
1.一种X射线检测实时成像管道机器人管内外旋转机构的同步跟踪方法，管外旋转机构由管外旋转驱动电机、减速器、车体组成；管内旋转机构由管内旋转驱动电机、减速器、车体组成，其特征在于管外设置有图像采集与处理系统，图像采集与处理系统由图像增强器、CCD、图像采集卡、图像处理计算机、驱动器组成；管内设置有旋转法兰，旋转法兰与减速器的输出轴连接，旋转法兰与X射线源固联，基准铅丝固定在X射线源的照射窗口上，其方位与焊缝垂直，铅丝不能遮挡住焊缝；当X射线源照射焊缝时，基准铅丝也成像在图像增强器上，其图像信号经由CCD和图像采集卡进行采集，并传送到图像处理计算机，图像处理计算机通过计算屏幕上基准铅丝图像偏离屏幕中心的距离，判断管内旋转机构的旋转角度，从而计算机给出管外旋转机构传动系统的输入量，该输入量通过驱动器驱动电机旋转，实现管内外旋转机构的同步跟踪。
2.根据权利要求1所述的管内外旋转机构的同步跟踪方法，其特征在于管外旋转机构减速器的输出轴与链轮固联，传动链一端套在链轮上，一端缠绕在管道上，传动链通过弹簧施加正压力，与管道间无相对滑动。
3.根据权利要求1所述的管内外旋转机构的同步跟踪方法，其特征在于铅丝不能影响焊缝的成像，采用的方法是在X射线源的照射窗口的边缘上分两段安置。
全文摘要
本实用新型涉及一种X射线检测实时成像管道机器人的同步跟踪方法，能够实现实时判定X射线检测实时成像管道机器人管内外旋转机构位置关系的同步跟踪。技术方案管外设置有图像采集与处理系统，由图像增强器、CCD、图像采集卡、图像处理计算机、驱动器组成；管内基准铅丝固定在X射线源的照射窗口上，当X射线源照射焊缝时，其图像信号经由CCD和图像采集卡进行采集，并传送到图像处理计算机，图像处理计算机通过计算屏幕上基准铅丝图像偏离屏幕中心的距离，判断管内旋转机构的旋转角度，从而计算机给出管外旋转机构传动系统的输入量，该输入量通过驱动器驱动电机旋转，实现管内外旋转机构的同步跟踪。
文档编号B25J13/08GK1480301SQ0311160
公开日2004年3月10日 申请日期2003年4月30日 优先权日2003年4月30日
发明者邓宗全, 许冯平, 唐德威, 陶建国 申请人:哈尔滨工业大学