方向纠偏设备和方法及移动式辐射检查系统的制作方法

专利名称：方向纠偏设备和方法及移动式辐射检查系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动式辐射检查系统及用于它的方向纠偏设备和方向纠偏方法。 尤其是，本发明涉及利用射线对诸如集装箱/载货车辆等被检查目标成像以便对它们进行 辐射检查的车载移动式辐射检查系统；用于所述车载移动式辐射检查系统的方向纠偏设 备，其中当所述移动式辐射检查系统的移动装置的移动方向偏离预定方向时，所述方向纠 偏设备自动地将所述移动方向校正到所述预定方向上；及用于校正所述车载移动式辐射检 查系统的移动方向的方向纠偏方法。
背景技术：
用于检查集装箱/载货车辆等被检查目标进行检查的车载移动式辐射检查系统 是海关、民航机场和火车站必需的检查设备。所述车载移动式辐射检查系统利用辐射成像 的原理，在不打开集装箱和载货车辆的情况下，通过对集装箱/载货车辆进行扫描，得到集 装箱/载货车辆内的货物的透视图像，经过对图像分析，就能够发现隐藏在货物内的可疑 或违禁物品。移动式集装箱/载货车辆检查系统通常集成在一辆底盘车上，由此，所述移动式 辐射检查系统通常也称为扫描车或车载移动式辐射检查系统，所述底盘车用作检查系统的 移动装置。在进行检查工作时，将被检查的集装箱/载货车辆停在指定的待检区域，由扫描 车对其进行扫描。扫描车在扫描的过程中沿平行于被检查集装箱/载货车辆的预定方向沿 直线往复运动。然而，由于扫描车重量分布不均、地面不平、车轮气压不一致等原因，扫描车在进 行几次扫描后其移动方向可能会偏离平行于被检查集装箱/载货车辆的预定方向，如不及 时纠正扫描车的方向偏离，可能会发生与被检查的集装箱/载货车辆相撞的事故。为了校正扫描车移动方向的偏离，传统的移动式集装箱/载货车辆检查系统在往 复扫描几次后，需要停止扫描，由操作人员将扫描车的移动方向进行校正到预定方向上，这 大大影响了系统的工作效率。另外，为了校正扫描车移动方向的偏离，在扫描车的驾驶室内有专门的驾驶员，在 扫描过程中驾驶员对扫描车的移动方向进行纠正，然而，这增加了人力成本。同时由于扫描 时存在射线的散射，因此会伤害驾驶员的身体健康。

发明内容
本发明旨在至少部分地解决现有技术中存在的问题，根据本发明实施例的车载移 动式辐射检查系统的自动方向纠偏设备和方法，不需要人工的参与就可自动控制移动式辐 射检查系统在工作时沿预定方向保持直线运行，提高系统的自动控制程度，本发明结构简单，安装、拆 卸方便，成本低，且不影响移动式辐射检查系统的在道路上的行驶。相应地，根据本发明的第一方面，提出一种用于移动式辐射检查系统的方向纠偏 设备，所述移动式辐射检查系统包括移动装置，所述方向纠偏设备包括方向检测装置，所 述方向检测装置检测所述移动装置的移动方向并产生指示所述移动方向的检测信号；方向 控制装置，所述方向控制装置用于控制所述移动装置的移动方向；和控制单元，所述控制单 元根据从所述方向检测装置接收的检测信号计算出移动方向与预定方向之间的偏离值，并 且根据所述偏离值驱动方向控制装置以便将所述移动方向校正到预定方向上。优选地，所述方向检测装置包括第一和第二距离检测器，所述第一和第二距离检 测器分别产生第一和第二距离检测信号，其中所述控制单元根据第一和第二距离检测信号 计算所述偏离值。进而，所述第一和第二距离检测器检测所述移动装置到被检查目标的第一和第二距离。优选地，所述方向纠偏设备进一步包括基准部件，其中所述第一和第二距离检测 器检测所述移动装置到所述基准部件的第一距离和第二距离。优选地，所述第一和第二距离检测器包括激光测距传感器。优选地，所述控制单元包括模拟/数字转换器，所述模拟/数字转换器将所述第 一和第二距离检测信号从模拟信号转换为数字信号；处理器，所述处理器根据转换为数字 信号的第一和第二距离检测信号计算出所述偏离值以便产生与偏离值对应的驱动信号；信 号驱动器，所述信号驱动器接收并增大所述驱动信号；和驱动电路，所述驱动电路根据从信 号驱动器接收的增大的驱动信号驱动方向控制装置，以便校正移动装置的移动方向。进而，所述控制单元进一步包括信号隔离器，所述信号隔离器连接在模拟/数字 转换器的输出与处理器的输入之间，用于隔离输入到它的输入信号和从其输出的输出信 号。进而，所述信号隔离器包括光电隔离器。优选地，所述处理器包括单片机。优选地，所述方向控制装置包括控制移动装置的移动方向的方向盘；和致动器， 所述致动器与所述方向盘可分离地接合并由控制单元驱动，以便驱动方向盘转动从而控制 移动装置的移动方向。进而，所述方向控制装置进一步包括连接机构，所述连接机构的一端与致动器相 连且另一端与移动装置的方向盘可分离地接合。具体地，所述连接机构包括连接杆，所述连接杆的一端与致动器相连；支柱，所 述连接杆的另一端通过关节轴承与所述支柱相连，且在支柱的顶端设有用于定位连接杆的 螺母；安装板，所述支柱安装到安装板的顶面上，且所述安装板的侧面可分离地接合到方向 盘的外周边上以便驱动方向盘转动。进而，所述方向控制装置进一步包括支架和十字块，其中所述十字块与支架铰接 以便形成万向接头，且所述致动器通过十字块安装到支架上。具体地，所述方向控制装置进一步包括支撑板，所述支架安装到所述支撑板上； 防护开关，所述防护开关安装在所述支撑板上；和压板，所述压板连接到所述万向接头上， 以便当致动器和连接机构一起与方向盘脱离时，所述压板撞击防护开关以便使致动器断电。
优选地，其中所述致动器包括电机，所述电机由所述控制单元驱动；蜗轮，所述 蜗轮与所述电机的输出轴相连；和蜗杆，所述蜗杆与所述蜗轮啮合，并且所述蜗杆的轴向端 与所述连接机构连接。优选地，所述致动器包括液压缸，所述液压缸由所述控制单元驱动并且其缸杆与 所述连接机构相连。进而，所述致动器包括气缸，所述气缸由所述控制单元驱动并且其缸杆与所述连 接机构相连。可选地，所述方向控制装置包括传动装置，所述传动装置由所述控制单元驱动； 和柔性牵引件，所述柔性牵引件的两端绕过方向盘分别连接到传动装置上。进而，所述柔性牵弓丨件为牵引绳。优选地，所述牵引绳通过卡板和螺钉可分离地接合在方向盘的外圆周的凹槽内。优选地，所述传动装置包括由控制单元驱动的电机；和由电机驱动的双输出轴 减速器，所述牵引绳的两端分别与双输出轴减速器的两个输出轴相连。优选地，所述传动装置进一步包括第一和第二联轴器，第一和第二联轴器的输入 侧分别与所述减速器的两个输出轴相连；第一和第二卷轮轴，所述第一和第二卷轮轴分别 与第一和第二联轴器的输出侧相连并且分别由第一和第二支撑座支撑；和第一和第二卷 轮，所述第一和第二卷轮分别安装到第一和第二卷轮轴上，其中所述牵引绳的两端分别缠 绕在第一和第二卷轮上。进而，所述传动装置进一步包括第一和第二调节装置，所述第一和第二调节装置 用于调节所述牵弓I绳的张紧度。进而，所述传动装置进一步包括分别设置在第一和第二联轴器内的第一和第二超 越离合器。优选地，所述超越离合器包括内齿棘轮超越离合器。另外，所述基准部件包括与所述预定方向平行设置的一体的平板件。可选地，所述基准部件包括多个平板段，所述多个平板段在所述预定方向上彼此 间隔开且对齐地排列。优选地，所述方向检测装置包括至少一个光电开关，其中所述控制单元根据从所 述至少一个光电开关接收的信号将所述移动装置与所述被检查目标之间的距离控制在预
定距罔。优选地，光电开关为两个。优选地，所述控制单元包括信号采集器发送器，用于采集所述第一和第二距离检 测器及所述光电开关的信号；和信号接收器，用于无线接收从所述数据采集器发送器发送 的所述信号。根据本发明的第二方面，提出一种移动式辐射检查系统，包括根据本发明第一方 面所述的方向纠偏设备。根据本发明的第三方面，提出一种用于校正移动式辐射检查系统的移动方向的方 向纠偏方法，其中所述移动式辐射检查系统具有移动装置，所述方向纠偏方法包括检测移 动装置的移动方向并产生指示所述移动方向的检测信号；基于所述检测信号计算所述移动方向与预定方向之间的偏离值并且根据所述偏离值将移动方向自动校正到预定方向上。根据本发明自动方向纠偏设备和方法及应用它们的移动式辐射检查系统，当移动 系统的移动方向偏离预定方向时，控制单元根据检测到的检测信号计算移动方向与预定方 向之间的偏离值，并且基于计算出的偏离值驱动方向控制装置，从而将移动装置的移动方 向校正到预定方向上，使得移动装置在预定方向上沿直线移动。因此，在校正方向偏离时，不需要停止检查系统的操作，且不需要人员的参与，控 制单元自动完成方向校正，提高了工作效率和安全性能，并且结构简单，安装和拆卸方便， 成本低。另外，根据本发明的优选实施例，通过设置两个光电开关，可以将移动装置与被检 查目标如集装箱车辆之间的距离控制为预定的距离，从而防止移动装置相对于被检查目标 平移而碰撞被检查目标。


图1为根据本发明第一实施例的用于移动式辐射检查系统的方向纠偏设备的原 理图；图2为示出根据本发明的方向纠偏设备的工作状态的俯视图，其中示出了基准部 件的第一实施例；图3为示出根据本发明的方向纠偏设备的工作状态的俯视图，其中示出了基准部 件的第二实施例；图4是根据本发明第二实施例的方向纠偏设备的示意图；图5为根据本发明第一实施例的方向控制装置的结构示意图，其中示出了方向控 制装置处于工作状态；图6为图5所示方向控制装置的俯视示意图；图7为图5中的标记C所示部分的放大示意图；图8为图5所示方向控制装置处于非工作状态的结构示意图，其中方向控制装置 的致动器与方向盘分离；图9为根据本发明第二实施例的方向控制装置的结构示意图；图10为图9所示方向控制装置顺时针转动90度后的俯视示意图；图11为图9所示方向控制装置的传动装置的结构示意图；图12为图11所示传动装置的俯视示意图；图13为根据本发明实施例的信号隔离器的原理示意图；图14为根据本发明实施例的信号驱动器的电路示意图；图15为根据本发明实施例的方向纠偏方法的流程图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同的标号表示相同的元件。下面通过参考附图描述实施例以便解释本发明，所述实施例 是示例性的，而不能解释为对本发明的限制。 图1为根据本发明的用于移动式辐射检查系统7的方向纠偏设备100的原理图，且图2示出了方向纠偏设备100处于工作状态的俯视图。在本发明的实施例中，移动式辐射检查系统7包括移动装置5，所述移动装置5带动整个检查系统7移动。换言之，检查系统7的组成部分，例如辐射源，探测器，成像控制系 统等，都布置在移动装置5上，所述移动装置5例如可以采用底盘车(如具有底盘架的机动 车)。因此，所述移动式检查系7通常称为扫描车或车载移动式辐射检查系统。然而，需要说明的是，移动式辐射检查系统7的移动装置5并不限于底盘车，可以 是本领域内任何合适的移动装置，例如可以为由机动车或其他牵引装置拖动的拖车。如图1-2所示，根据本发明实施例的用于移动式辐射检查系统的纠偏设备100包 括基准部件1，作为方向检测装置的第一距离检测器2a和第二距离检测器2b，方向控制装 置4，和控制单元3。第一和第二距离检测器2a和2b设置在扫描车的移动装置5上，并且在扫描车的 移动方向A上间隔开预定距离L，用于检测基准部件1与移动装置5之间的第一距离Ll和 第二距离Ll以便产生第一和第二距离检测信号。第一和第二距离检测器2a和2b包括但 不限于激光测距传感器，所述激光测距传感器向基准部件1发出激光，从而测量移动装置5 与基准部件1之间的第一和第二距离Ll和L2。在图1和图2示出的实施例中，第一和第二距离传感器2a和2b是方向检测装置 的优选实施方式。然而，所述方向检测装置并不限于上述第一和第二距离传感器2a和2b， 可以包括能够检测移动装置5的移动方向并且能够产生指示移动装置5的移动方向的检测 信号并将所述检测信号传送到控制单元3的任何合适的装置，例如，可以仅设置一个距离 检测器，也能够实现纠正移动装置的方向偏离。方向控制装置4用于控制移动装置5的移动方向。控制单元3从第一和第二距离 检测器2a和2b接收第一和第二距离检测信号，并且根据第一和第二距离检测信号计算出 所述移动方向A与预定方向B之间的偏离值，进而根据计算出的偏离值驱动方向控制装置4 以便将所述移动方向A校正到预定方向B上，所述预定方向例如是与作为被检查目标的被 检查车辆6的纵向中心轴线平行的方向。在图2示出的实施例中，基准部件1为一体的平板形式，且平行的设置在被检查车 辆6的左侧。在对被检查车辆6检查期间，扫描车7通过基准部件1与被检查车辆6之间， 从而从第一和第二距离检测器2a和2b发出的激光实时地测量第一和第二距离Ll和L2，并 将由此产生的第一和第二距离检测信号传送到控制单元3。在图1和图2所示的实施例中，第一和第二距离检测器2a和2b通过电缆将第一 和第二距离检测信号传送到控制单元3。可选地，所述第一和第二距离检测信号也可以通过 无线传输的方式发送到控制单元3 (下面将详细描述)。可选地，平板形式的基准部件1也可以设置在被检查车辆6的右侧，在在对被检查 车辆6检查期间，扫描车7在被检查车辆6的左侧移动，此时，基准部件1的高度应能够保 证从第一和第二距离检测器2a和2b发出的激光能够不受被检查车辆6阻挡而到达基准部 件1。当然，基准部件1也可以直接设置在被检查车辆6上。可选地，基准部件1不是纠偏设备的必需的部件，例如，可以通过检测移动装置5 与被检查车辆6之间的距离来实现检测移动装置5的移动方向的目的，也就是说，被检查车 辆6可以代替单独设置的基准部件1。可以理解，基准部件1也可以设置在被检查车辆6上。需要说明的是，基准部件1的长度通常应大于扫描车7的移动区域，从而在整个扫 描检查期间都能够保证从第一和第二距离检测器2a和2b发出的激光被基准部件1阻挡。如图3所示，其中示出了基准部件1的另一实施例，在图3示出的实施例中，基准 部件1为多个平板段的形式，例如在图3中示出了 4个平板段la-ld，但是本发明并不限于 此，平板段可以为任何合适的数量。所述四个平板段Ia-Id平行于所述预定方向B间隔开 的排列并且彼此对齐。如图1所示，优选的，控制单元3包括通过电缆与第一和第二距离检测器2a和2b 相连的A/D转换器(模拟/数字转换器)8，处理器9，信号驱动器11，和驱动电路12。更优 选的，控制单元3还包括信号隔离器9。A/D转换器8用于将来自于第一和第二距离检测器2a和2b的第一和第二距离检 测信号从模拟信号转换为数字信号，并将数字信号形式的第一和第二距离检测信号传送到 信号隔离器9。如图13所示，示出了信号隔离器9的一个实施例。图13所示的实施例中，信号隔 离器9为光电隔离器，该光电隔离器9以光媒介传输电信号。所述光电隔离器9对输入到 它的输入信号和从其输出的输出电信号有良好的隔离作用。光电隔离器9一般由三部分组 成光的发射、光的接收及信号放大，且在光的输入和输出侧分别设置有第一电源VCCl和 第二电源VCC2，第一电源VCCl和第二电源VCC2分别通过第一和第二电阻Rl和R2与光电 隔离器9相连。输入信号驱动发光二极管(LED)，使之发出一定波长的光，所述光被光探测 器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出，从而完成“电一光一电”的转换，由此起到 输入、输出的隔离作用。由于光电隔离器9的输入和输出之间互相隔离，它的电信号传输具 有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。在本发明中，信号隔离器9可以采用从市场上可以购买到的任何合适的信号隔离 器，而不限于上述光电隔离器。光电隔离器9从A/D转换器8接收数字距离检测信号，并且将所述信号经过电一 光一电”的转换后传送到处理器10。根据本发明，处理器10可以为单片机，芯片，可编程逻辑控制器(PLC)，计算机，或 任何其他合适的处理装置。处理器10从光电隔离器9接收第一和第二距离检测信号，并根 据第一和第二距离检测信号计算出移动装置5 (即扫描车7)的移动方向A和预定方向B之 间的偏离值，由此产生与偏离值对应的驱动信号。例如，如果偏离 值为零，则处理器10确定移动方向A与预定方向B —致(平行)， 如果偏离值不为零，则处理器10确定移动方向A与预定方向B之间存在偏离(即，移动方 向A与预定方向B之间存在一定的夹角)。例如，如果偏离值为正值，则处理器10确定移动方向A相对于预定方向B在图2 和图3中向左偏离，如果偏离值为负值，则处理器10确定移动方向A相对于预定方向B在 图2和图3中向右偏离。需要说明的是，处理器10的上述判断方法仅仅是一种示例，本发明并不限于此。 例如，当第一和第二距离检测器2a和2b设置在移动装置5上时，由于安装误差，即使移动 装置5的纵向中心轴线与基准部件1平行，第一和第二距离检测器2a和2b距基准部件1之间的初始距离也可能存在差值。然而，可以通过调零将所述差值作为基准零值。对于本 领域的普通技术人员而言，处理器10可以采用本领域内的任何合适的方法基于第一和第 二距离检测信号计算所述偏离值，由此判断移动方向A是否偏离预定方向B，并且产生与所 述偏离值度应的驱动信号，进而利用所述驱动信号驱动方向控制装置。例如，处理器10可 以利用第一和第二距离Ll和L2的比值来判断移动方向A是否偏离预定方向B。信号驱动器11用于从处理器10接收驱动信号并且以增大的驱动电流输出驱动信 号。如图14所示，示出了信号驱动器的电路示意图。在处理器10为单片机的情况下， 单片机10输出的作为驱动信号的驱动电流一般比较小，例如小于50mA，为了驱动较大的负 载，通常采用信号驱动器11增大从单片机10输出的驱动电流。例如，如图14所示，输入信 号通过达灵顿管阵列构成的信号驱动器11后，驱动电流能够增大至500mA。信号驱动器11将增大的驱动电流传送到驱动电路12，由此驱动方向控制装置4。下面参考图4描述根据本发明第二实施例的方向纠偏设备。如图4所示，根据本 发明第二实施例的用于移动式辐射检查系统的方向纠偏设备包括第一距离检测器2a’和第 二距离检测器2b，，第一光电开关45和第二光电开关46，方向控制装置4 (参见图1)，控制 单元3 (参见图1)，以及设置在移动装置5前方或后方的基准部件(未示出)。第一距离检 测器2a’和第二距离检测器2b’以及第一光电开关45和第二光电开关46构成方向检测装 置。控制单元3包括信号采集器发送器43和信号接收器44，控制单元3的其他构成与第一 实施例相同，这里不再赘述。信号采集器发送器43用于采集第一距离检测器2a’和第二距离检测器2b’以及 第一光电开关45和第二光电开关46的信号，并且将所述信号无线发送到信号接收器44。 然后，信号接收器4将接收到的信号例如通过A/D转换器8发送到处理器10，以便判断移动 装置5的移动方向A与预定方向是否发生偏离并计算出偏离值(需要理解的是，即使没有 发生偏离，处理器10也可以计算出偏离值，只是此时的偏离是为零)。第一光电开关45和第二光电开关46用于向所述控制单元3发送例如导通和/或 断开信号，以便控制单元3根据从第一光电开关45和第二光电开关46接收的信号将所述 移动装置5与所述被检查车辆6之间的距离控制在预定距离，从而防止移动装置5相对于 被检查车辆6在图4中向左或向右平移。换言之，控制单元3根据从第一光电开关45和第 二光电开关46接收的信号判断移动装置5相对于被检查车辆6是否发生平移，以免执行对 被检查车辆进行扫描成像的检查系统的门形架48与被检查车辆发生碰撞。如图4所示，移动装置5上可以设置遮挡件47，当移动装置5相对于被检查车辆6 没有发生平移，即移动装置5与被检查车辆6之间的距离为预定距离，第一光电开关45导 通而第二光电开关46被遮挡件47遮挡(即，第二光电开关46断开)。下面简要描述根据本发明第二实施例的方向纠偏设备的操作。 例如，在移动装置5将要开始移动以便对被检查车辆6进行检查时，如果移动装置 5与被检查车辆6之间的距离大于预定距离，那么此时第一和第二光电开关45和46都断 开。控制单元3接收到指示第一和第二光电开关45和46都断开的信号，由此确定移动装 置5相对于被检查车辆6在图4中向左平移。接着，控制单元3产生相应的驱动信号，驱动 方向控制装置4，由此调整移动装置5的移动方向进而调整移动装置5与被检查车辆6之间的距离，当控制单元3再次接收到指示第一光电开关45导通而第二光电开关46断开的信 号时，驱动方向控制装置4复位(即，使移动装置5沿平行于预定方向的方向直线移动)。当控制单元3接收到指示第一和第二光电开关45和46都导通的信号时，则确定 移动装置5与被检查车辆6之间的距离小于预定距离，此时，控制单元3通过方向控制装置 4对移动装置5的移动方向进行调整的操作与上述情况相反，这里不再赘述。由此，根据本发明的第二实施 例，通过设置第一距离检测器2a’和第二距离检测器 2b ’以及第一光电开关45和第二光电开关46，不但能够实时地监控移动装置5的移动方向， 而且能够控制移动装置5到被检查车辆6的距离。需要说明的是，在根据本发明第二实施例的方向纠偏设备中，也可以不设置第一 距离检测器2a’和第二距离检测器2b’而仅设置第一光电开关45和第二光电开关46。在 这种情况下，控制单元3仅仅通过第一光电开关45和第二光电开关46的导通和断开情况 来确定移动装置5与被检查车辆6之间的距离是否为预定距离，当所述距离偏离预定距离 时，控制单元3驱动方向控制装置4以便改变移动装置5的移动方向，从而将所述距离调整 为预定距离。另外，在根据本发明第二实施例的方向纠偏设备中，第一光电开关45和第二光电 开关46并排地设置在移动装置5的一侧。然而，对于本领域的普通技术人员而言，第一光 电开关45和第二光电开关46设置并不限于上述形式，可以设在任何合适的位置。另外，光 电开关的数量不限于两个，可以设置任何合适的数量。下面参考图5-8描述方向控制装置4的第一优选实施例。如图5和图6所示，方 向控制装置4包括控制移动装置5的移动方向A的方向盘13和致动器14，例如，所述方向 盘13可以为扫描车的方向盘，致动器14位于驾驶员座椅S的后侧(例如安装到驾驶室的 侧壁上，后面将详细描述)并且从座椅S的一侧延伸到方向盘13以便与方向盘13连接。致动器11与所述方向盘13可分离地连接，并由控制单元3的驱动电路12驱动以 便驱动方向盘13转动从而控制移动装置5的移动方向A。进而，方向控制装置4进一步包括连接机构18，所述连接机构18的一端与致动器 14相连，而另一端与方向盘13可分离地连接。更具体而言，连接机构18包括连接杆19，安装板20，关节轴承21，和支柱22。安装板20例如通过螺栓与方向盘13的外周边可分离地固定。如图7所示，支柱 22安装到安装板20的上表面上，连接杆19的一端通过关节轴承21与支柱22相连，以便能 够相对于支柱22转动。在支柱22的顶端设置有螺母23，螺母23将连接杆19定位在支柱 22上。连接杆19的另一端通过销轴24与致动器14铰接并用螺母25锁紧。优选地，根据本实施例的方向纠偏设备100进一步包括支撑板27，支撑板27例如 安装在扫描车驾驶室后部的侧壁上。支架26安装在支撑板27上，致动器14 (例如，致动器 14为电机带动的蜗轮蜗杆传动机构，液压缸，或气缸，这将在下面详细描述)通过十字块28 安装在支架26上。所述十字块28和支架26铰接以便形成万向接头，从而致动器14相对 于支架26能够转动。更优选地，在所述支撑板27上安装有防护开关29，而在由十字块28和支架26形 成的万向接头的后端(图5和图6中的左侧)安装有压板30。当致动器14与方向盘13 分离并竖起时，压板30撞击防护开关29，从而使致动器14断电停止操作，如图8所示。反之，当致动器14倒下与方向盘13接合时，压板30撞击防护开关29，从而接通致动器14的 供电，以便致动器14能够动作，如图5和图6所示。优选地，致动器14包括由驱动电路12驱动的电机15，与电机15的输出轴相连的 涡轮16，和与蜗轮16接合的蜗杆17，蜗杆17可以与方向盘13可旋转地和可分离地接合， 也可以通过如 上所述的连接机构18连接。更具体而言，蜗杆17与连接机构18的连接杆19 的一端可旋转地相连，然而，为了节约成本，蜗杆17可以制造的较短，而在蜗杆17和连接杆 19之间设置伸缩套管(未示出)，当蜗杆17旋转时，伸缩套管延伸或收缩，以便带动连接杆 19移动从而驱动方向盘13转动。驱动电路12根据处理器10的驱动信号驱动电机15，从而蜗轮16旋转，带动蜗杆 17旋转和移动，蜗杆驱动连接杆19移动从而转动方向盘13，由此校正移动装置5的移动方 向A。对于本领域的普通技术人员可以理解，根据本发明的致动器14并不限于上述实 施例中描述的电机及蜗轮蜗杆机构形式，可选地，致动器14可以采用液压缸，所述液压缸 由控制单元驱动且其杠杆与连接机构例如连接杆19相连，从而根据移动方向A与预定方向 B之间的偏离值驱动方向盘13转动。进而，上述液压缸也可以用气缸代替。采用液压缸和气缸形式的致动器的操作与上述第一实施例中的致动器的操作类 似，因此为了简单目的，省略了它们的详细描述。下面结合附图9-12描述方向控制装置4的第二实施例。如图9和10所示，图9示 出了根据本发明第二实施例的方向控制装置4的结构示意图，且图10是图9的俯视图。根 据本发明第二实施例的方向控制装置4包括方向盘13，传动装置31和柔性牵引件32。传 动装置31由控制单元3 (驱动电路12)驱动，且柔性牵引件32绕过方向盘13，然后两端分 别连接缠绕到传动装置31上。优选地，所述柔性牵引件32为牵引绳。更具体而言，传动装置31包括由控制单元3的驱动电路12驱动的电机33，由电机 33驱动的双输出轴减速器34，分别连接在双输出轴减速器34的两个输出轴上的第一和第 二联轴器35a和35b，分别与第一和第二联轴器35a和35b的输出侧相连的第一和第二卷轮 轴36a和36b，和第一和第二卷轮37a和37b，第一和第二卷轮37a和37b分别安装到第一 和第二卷轮轴36a和36b上。需要说明的是，如果双输出轴减速器34的两个输出轴(即第一和第二卷轮37a和 37b)的旋转方向相同，则牵引绳32的两端分别绕相反的方向缠绕在第一和第二卷轮37a和 37b上。反之，如果双输出轴减速器34的两个输出轴(即第一和第二卷轮37a和37b)的旋 转方向相反，则牵引绳32的两端分别绕相同的方向缠绕在第一和第二卷轮37a和37b上。更优选地，传动装置31进一步包括第一和第二支撑座38a和38b，第一和第二支撑 座38a和38b分别支撑第一和第二卷轮轴36a和36b，而第一和第二卷轮37a和37b分别位 于第一和第二支撑座38a和38b内。第一和第二超越离合器39a和39b分别安装在第一和 第二联轴器35a和35b内，并且优选为内齿棘轮超越离合器。更进一步，在第一和第二支撑座38a和38b上分别安装有第一和第二调节装置40a 和40b，用于调节牵引绳32的张紧。优选地，第一和第二调节装置40a和40b为调节杆的形 式，柔性绳32的两端分别穿过第一和第二调节杆40a和40b，然后绕相反的方向缠绕到第一 和第二卷轮37a和37b上。
优选地，在方向盘13的外圆周上设置由U形凹槽，牵引绳32接合在上述U形凹槽 内，并且通过卡板41和螺钉42固定，防止牵引绳32脱离U形凹槽和在U形凹槽内打滑。在 非工作状态下，例如，当需要将移动式扫描系统从一个工作地点移动到另一个工作地点时， 可以将牵引绳32从U形凹槽内脱离，由驾驶员驾驶。传动装置31优选地设置在驾驶室内 的座椅S的后面(图9中的右侧)，因此，在将牵引绳32与方向盘13分离后，不影响驾驶员 的驾驶。 当移动装置5的移动方向A偏离预定方向B时，控制单元3的驱动电路12向驱动 装置31的电机33发出驱动信号，电机33驱动双输出轴减速器34旋转，从而带动第一和第 二卷轮37a和37b转动与偏离值对应的量，由此牵引绳32转动方向盘13，将移动装置5的 移动方向A校正到预定方向B上。下面参考图15描述利用本发明方向纠偏设备对移动式辐射检查系统在进行扫描 辐射检查时的方向偏离进行校正的方法，其中的方向控制装置为图9至图12所示的方向控 制装置的第二实施例。然而，对于本领域的普通技术人员可以理解，下面对方向纠偏设备的 描述同样适应于其中利用方向控制装置的第一实施例的情况。图15为根据本发明方向纠偏方法的流程示意图。如图15所示，第一和第二距离检测器2a和2b检测基准部件1到移动装置5的第 一和第二距离Ll和L2，并产生第一和第二距离检测信号，同时将第一和第二距离检测信号 传送到控制单元3 (步骤Si)。控制单元3的A/D转换器8将第一和第二距离检测信号从模拟信号转换为数字信 号(步骤S2)，然后数字信号形式的第一和距离检测信号通过信号隔离器9被“电一光一电” 转换，接着，第一和第二距离检测信号从信号隔离器9传送到单片机10(步骤S3)。单片机 10利用第一和第二距离检测信号判定移动方向A是否偏离预定方向B (步骤S4)，例如通过 比较第一和第二距离的差值或比值判定移动方向A是否偏离及偏离方向。例如，如果Ll大 于L2，则判定移动方向A在图1-3中向右偏离，同时单片机10计算出偏离值，并产生与该偏 离值对应的驱动信号，这里术语“偏离值”包括偏离方向，例如，如果偏离值为负值，则移动 方向A相对于预定方向B顺时针偏离，反之，如果偏离值为正值，则移动方向A相对于预定 方向B逆时针偏离。再如，如果偏离值为大于1，则移动方向A相对于预定方向B顺时针偏 离，反之，如果偏离值小于1，则移动方向A相对于预定方向B逆时针偏离。单片机10的驱动信号接着传送到信号驱动器11，信号驱动器11将来自单片机10 的驱动信号放大并传送到驱动电路12(步骤S5)。然后，驱动电路12驱动方向控制装置4的电机33转动，例如驱动电机33逆时针 转动与偏离值对应的角度，电机33驱动第一和第二卷轮37a和37b转动，从而牵引绳32 — 端缠绕在例如第一卷轮37a上，而牵引绳32的另一端从例如第二卷轮上37b上退绕，从而 驱动方向盘13转动一个与偏离值对应的角度，将移动装置5的移动方向A校正到预定方向 B上(步骤S6)。当移动方向A与预定方向B—致时，流程结束(步骤S7)。否则，流程返回到步骤 Si。同样，如果第一距离Ll小于第二距离L2，则说明移动方向A在图1至3中向左偏 离预定方向B，控制单元3驱动电机33例如顺时针转动，从而驱动牵引绳32转动方向盘13，这与校正上述向右偏 离的操作类似，这里不再详细描述。需要说明的是，虽然图15中示出了如果移动方向A与偏离预定方向B—致，则过 程结束。然而，对移动方向A是否偏离预定方向B的判断可以实时进行，也就是说，第一和第 二距离检测器2a和2b实时地检测第一和第二距离Ll和L2。可选地，例如当采用图3中所 示的基准部件1时，第一和第二距离检测器2a和2b间断地检测第一和第二距离Ll和L2， 从而周期性地判定移动方向A是否偏离预定方向B。需要说明的是，如果控制单元3 (单片机10)根据第一和第二距离检测信号确定移 动方向A没有偏离预定方向B，那么控制单元可以不向方向控制装置4传送驱动信号。换而 言之，也可以说是控制单元3向方向控制装置4传送的驱动信号(驱动电流)为零，代表没 有偏离。因此，对于本领域的普通技术人员可以理解，控制单元3实时地和周期性地控制方 向控制装置4以便校正移动方向A(没有偏离时，需要校正的量为零)。另外，对于本领域的普通技术人员可以理解，可以为移动方向A与预定方向B之间 的偏离值设定预定的阈值，只有当偏离值的绝对值大于预定阈值时，控制单元3才控制方 向控制装置4校正移动装置5的移动方向。根据本发明的另一方面提出的移动式辐射检查系统包括上述方向纠偏设备。而移 动式辐射检查系统的其它构成部分，例如辐射源，设置在可伸出和可缩回的臂上的探测器 阵列，成像系统，控制系统等与现有技术中类似，上述构成部分可以集成在移动装置5上， 从而构成扫描车。为了简单目的，这里对移动式辐射检查系统的其它构成及其操作不再赘 述。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由 所附权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种用于具有移动装置的移动式辐射检查系统的方向纠偏设备，包括方向检测装置，所述方向检测装置检测所述移动装置的移动方向并产生指示所述移动 方向的检测信号；方向控制装置，所述方向控制装置用于控制所述移动装置的移动方向；和控制单元，所述控制单元根据从所述方向检测装置接收的检测信号计算出移动方向与 预定方向之间的偏离值，并且根据所述偏离值驱动方向控制装置以便将所述移动方向校正 到预定方向上，其中所述方向检测装置包括至少一个光电开关，其中所述控制单元根据从所述至少一 个光电开关接收的信号将所述移动装置与所述被检查目标之间的距离控制在预定距离。
2.根据权利要求1所述的方向纠偏设备，其中所述方向检测装置包括第一和第二距离 检测器，所述第一和第二距离检测器分别产生第一和第二距离检测信号，其中所述控制单 元根据第一和第二距离检测信号计算所述偏离值。
3.根据权利要求2所述的方向纠偏设备，其中所述第一和第二距离检测器检测所述移 动装置到被检查目标的第一和第二距离。
4.根据权利要求3所述的方向纠偏设备，进一步包括基准部件，其中所述第一和第二 距离检测器分别检测所述移动装置到所述基准部件的第一距离和第二距离。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方向纠偏设备，其中所述方向控制装置包括控制移动装置的移动方向的方向盘；和致动器，所述致动器与所述方向盘可分离地接合并由控制单元驱动，以便驱动方向盘 转动从而控制移动装置的移动方向。
6.根据权利要求5所述的方向纠偏设备，其中所述方向控制装置进一步包括连接机 构，所述连接机构的一端与致动器相连且另一端与移动装置的方向盘可分离地接合。
7.根据权利要求6所述的方向纠偏设备，其中所述连接机构包括连接杆，所述连接杆的一端与致动器相连；支柱，所述连接杆的另一端通过关节轴承与所述支柱相连，且在支柱的顶端设有用于 定位连接杆的螺母；安装板，所述支柱安装到安装板的顶面上，且所述安装板的侧面可分离地接合到方向 盘的外周边上以便驱动方向盘转动。
8.根据权利要求7所述的方向纠偏设备，所述方向控制装置进一步包括支架和十字 块，其中所述十字块与支架铰接以便形成万向接头，且所述致动器通过十字块安装到支架 上。
9.根据权利要求8所述的方向纠偏设备，所述方向控制装置进一步包括支撑板，所述支架安装到所述支撑板上；防护开关，所述防护开关安装在所述支撑板上；和压板，所述压板连接到所述万向接头上，以便当致动器和连接机构一起与方向盘脱离 时，所述压板撞击防护开关以便使致动器断电。
10.根据权利要求5所述的方向纠偏设备，其中所述致动器包括电机，所述电机由所述控制单元驱动；蜗轮，所述蜗轮与所述电机的输出轴相连；和蜗杆，所述蜗杆与所述蜗轮啮合，并且所述蜗杆的轴向端与所述连接机构连接。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的方向纠偏设备，其中所述方向控制装置包括 传动装置，所述传动装置由所述控制单元驱动；和柔性牵引件，所述柔性牵引件的两端绕过方向盘分别连接到传动装置上。
12.根据权利要求11中所述的方向纠偏设备，其中所述柔性牵引件为牵引绳。
13.根据权利要求12中所述的方向纠偏设备，其中所述牵引绳通过卡板和螺钉可分离 地接合在方向盘的外圆周的凹槽内。
14.根据权利要求13中所述的方向纠偏设备，其中所述传动装置包括 由控制单元驱动的电机；和由电机驱动的双输出轴减速器，所述牵引绳的两端分别与双输出轴减速器的两个输出 轴相连。
15.根据权利要求14中所述的方向纠偏设备，其中所述传动装置进一步包括 第一和第二联轴器，第一和第二联轴器的输入侧分别与所述减速器的两个输出轴相连；第一和第二卷轮轴，所述第一和第二卷轮轴分别与第一和第二联轴器的输出侧相连并 且分别由第一和第二支撑座支撑；和第一和第二卷轮，所述第一和第二卷轮分别安装到第一和第二卷轮轴上，其中所述牵 引绳的两端分别缠绕在第一和第二卷轮上。
16.根据权利要求15中所述的方向纠偏设备，其中所述传动装置进一步包括第一和第 二调节装置，所述第一和第二调节装置用于调节所述牵弓I绳的张紧度。
17.根据权利要求16中所述的方向纠偏设备，其中所述传动装置进一步包括分别设置 在第一和第二联轴器内的第一和第二超越离合器。
18.根据权利要求4所述的方向纠偏设备，其中所述基准部件包括与所述预定方向平 行设置的一体的平板件。
19.根据权利要求4所述的方向纠偏设备，其中所述基准部件包括多个平板段，所述多 个平板段在所述预定方向上彼此间隔开且对齐地排列。
20.一种移动式辐射检查系统，包括根据权利要求1-19中任一项所述的方向纠偏设备。
21.一种用于校正移动式辐射检查系统的移动方向的方向纠偏方法，其中所述移动式 辐射检查系统具有移动装置，所述方向纠偏方法包括步骤1)检测移动装置的移动方向并产生指示所述移动方向的检测信号； 步骤2)基于所述检测信号计算所述移动方向与预定方向之间的偏离值并且根据所述 偏离值将移动方向自动校正到预定方向上， 步骤4)提供至少一个光电开关，及步骤5)利用所述至少一个光电开关将所述移动装置与所述被检查目标之间的距离自 动控制为预定的距离。
22.根据权利要求21所述的方向纠偏方法，其中所述步骤1)包括检测所述移动装置与被检查目标之间的第一和第二距离，以便产生 第一和第二距离检测信号；及所述步骤2)根据第一和第二距离检测信号计算出移动装置的移动方向与预定方向之 间的偏离值并且根据所述偏离值将移动方向自动校正到预定方向上。
23.根据权利要求21所述的方向纠偏方法，进一步包括步骤3)提供基准部件；其中所述步骤1)包括检测所述移动装置与基准部件之间的第一和第二距离，以便产生第 一和第二距离检测信号；及所述步骤2)根据第一和第二距离检测信号计算出移动装置的移动方向与预定方向之 间的偏离值并且根据所述偏离值将移动方向自动校正到预定方向上。
24.根据权利要求22或23所述的方向纠偏方法，其中所述第一和第二距离是利用激光 测距传感器检测的。
25.根据权利要求21所述的方向纠偏方法，其中计算所述偏离值并且根据所述偏离值 校正移动式辐射检查系统的移动方向是利用控制单元和方向控制装置完成的，其中所述方向控制装置用于控制所述移动式辐射检查系统的移动方向，及所述控制单元包括模拟/数字转换器，所述模拟/数字转换器将所述第一和第二距离检测信号从模拟信 号转换为数字信号；处理器，所述处理器根据转换为数字信号的第一和第二距离检测信号计算出所述偏离 值以便产生与偏离值对应的驱动信号；信号驱动器，所述信号驱动器从所述处理器接收并增大所述驱动信号；和驱动电路，所述驱动电路根据从信号驱动器接收的增大的驱动信号驱动方向控制装 置，以便校正移动装置的移动方向。
26.根据权利要求25所述的方向纠偏方法，其中所述控制单元进一步包括信号隔离 器，所述信号隔离器连接在模拟/数字转换器的输出与处理器的输入之间，用于隔离输入 到它的输入信号和从其输出的输出信号。
27.根据权利要求26所述的方向纠偏方法，其中所述信号隔离器包括光电隔离器。
全文摘要
用于移动式辐射检查系统的方向纠偏设备和方法，移动式辐射检查系统包括移动装置，方向纠偏设备包括检测移动装置的移动方向并产生指示移动方向的检测信号的方向检测装置；控制移动装置的移动方向的方向控制装置；和控制单元，根据从方向检测装置接收的检测信号计算出移动方向与预定方向之间的偏离值，并根据偏离值驱动方向控制装置以将移动方向校正到预定方向上。方向检测装置包括至少一个光电开关，控制单元根据从至少一个光电开关接收的信号将移动装置与被检查目标之间的距离控制在预定距离。根据本发明的方向纠偏设备，能够自动控制移动式辐射检查系统在工作时沿预定方向直线运行，提高了自动控制程度，且结构简单，安装和拆卸方便，成本低。
文档编号G01C21/20GK102095421SQ20101062164
公开日2011年6月15日 申请日期2007年2月16日 优先权日2007年2月16日
发明者孙尚民, 彭华, 杨中荣, 杨光, 栗志军, 胡海峰, 许西宁 申请人:同方威视技术股份有限公司, 清华大学