CN105651301B - 基于光电编码器的实时里程测量机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于光电编码器的实时里程测量机构，包括ES40S6光电编码器和里程计算电路，该ES40S6光电编码器设置在可相对于自动收放线及排线机构转动的转轴上，且该线缆与所述转轴相切以在线缆移动时带动所述转轴一起转动；其中所述里程计算电路包括CON6‑2.54插头、第一电平转换芯片、第二电平转换芯片、光耦、CMOS器件。其中所述CON6‑2.54插头设有6个插头：用于连接电源的第一插头、用于接地的第二插头、用于连接第一电平转换芯片的第三插头、用于连接第二电平转换芯片的第四插头、用于连接光耦的第五插头、用于接地的第六插头。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别是指一种基于光电编码器的实时里程测量机构，可以适用于任何领域、结构的机器人。
背景技术
随着社会的发展来带了基础设施建设的发展，越来越多高楼大厦拔地而起，而随之铺设的各种管网也成为了检修维护的难点。现有技术中有很多能够在管道内行动的管道检测机械，能够帮助发现管道内是否有安全隐患，其中最常见的就是轮式管道检测机器人,其性能优越且成本低。
不管是何种推进方式的管道检测机器人都需要实时掌握设备的行进参数，特别是进行管道内缺陷检测时更需要准确的知道缺陷位置。以轮式管道检测机器人为例，通常是利用一个轮子的转动来计算距离。但是由于轮式管道检测机器人通常有多个轮子，且有时候其中一个轮子会因为打滑等原因导致空转或停转，这样就会造成采用轮子转动来计里程的方式误差极大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够精确计算行程的基于光电编码器的实时里程测量机构。
为了解决上述问题，本发明实施例提出了一种基于光电编码器的实时里程测量机构，包括ES40S6光电编码器和里程计算电路，该ES40S6光电编码器设置在可相对于自动收放线及排线机构转动的转轴上，且该线缆与所述转轴相切以在线缆移动时带动所述转轴一起转动；
其中，所述里程计算电路包括CON6-2.54插头、第一电平转换芯片G1、第二电平转换芯片G2、光耦G3、CMOS器件U5；所述CON6-2.54插头设有6个插头：用于连接电源的第一插头+12V1、用于接地的第二插头GND、用于连接第一电平转换芯片G1的第三插头BMQ-A、用于连接第二电平转换芯片G2的第四插头BMQ-B、用于连接光耦G3的第五插头BMQ-Z、用于接地的第六插头GND。
其中,所述第一电平转换芯片G1的阳极管脚A通过电阻R21连接CON6-2.54插头的第一插头+12V1；阴极管脚C通过电阻R22连接CON6-2.54插头的第三插头BMQ-A；电源管脚VCC连接输入电压VCC，并通过电阻R23连接信号管脚VO，且信号管脚VO还通过电容C9接地；且所述管脚V0连接CMOS器件U5的第六输入端管脚6A。
其中,所述第二电平转换芯片G2的阳极管脚A通过电阻R24连接CON6-2.54插头的第一插头+12V1；阴极管脚C通过电阻R22连接CON6-2.54插头的第四插头BMQ-B；电源管脚VCC连接输入电压VCC，并通过电阻R26连接信号管脚VO，且信号管脚VO还通过电容C10接地；且所述管脚V0连接CMOS器件U5的第五输入端管脚5A。
其中,所述光耦G3的发光二极管正管脚1通过电阻R27连接CON6-2.54插头的第一插头+12V1；光耦G3的发光二极管负管脚2通过电阻R28连接CON6-2.54插头的第五插头BMQ-Z；光耦G3的集电极4连接CMOS器件U5的第四输入端管脚4A，并通过电阻R29连接输入电压VCC；光耦G3的发射极3接地，并通过电容C11连接发射极3。
其中,其中所述CMOS器件U5的第四输出管脚4Y连接ES40S6光电编码器的管脚PE5，第五输出管脚5Y连接ES40S6光电编码器的管脚PE7，第六输出管脚6Y连接ES40S6光电编码器的管脚PE6；
其中所述管脚PE5为OC3C/INT5；PE6管脚为T3/INT6；PE7管脚为IC3/INT7。
其中，所述ES40S6光电编码器设置在自动收放线及排线机构的排线杆上；所述自动收放线及排线机构包括：电机、用于连接所述电机的电机轴链轮、用于手动转动的丝杠轴链轮、用于装配排线杆的线盘轴链轮，其中所述线盘轴链轮通过链条与电机轴链轮传动连接，且所述线盘轴链轮还通过链条与丝杠轴链轮传动连接；还包括：电磁铁、连接件、伸缩连杆、电机固定件、离合扣件、减速机；其中所述电机通过电机固定件固定在伸缩连杆上以使电机在所述伸缩连杆的驱动下相对于所述减速机移动；减速机设有减速机轴，该减速机轴上设有用于驱动电机轴链轮的减速机轴锥齿，减速机固定在离合扣件上；还包括用于驱动所述伸缩连杆伸缩的电磁铁以通过电磁铁驱动所述伸缩连杆移动以带动电机与减速机连接/分离。
其中，所述电磁铁通过连接件连接所述伸缩连杆以在电磁铁通电时吸合所述连接件并通过伸缩连杆带动电机与减速机连接/分离。
其中，所述丝杠轴链轮上设有手动摇臂。
其中，所述电机轴链轮、丝杠轴链轮、线盘轴链轮的轴相互平行设置，且所述伸缩连杆平行于所述电机轴链轮设置。
本发明的上述技术方案具有如下有益效果：
上述方案中，由于有ES40S6光电编码器每转动一周能够产生3000个脉冲信号，这样在转轴转动时就可以精确进行计算里程。经过测试，本发明实施例的基于光电编码器的实时里程测量机构在收发100米线缆时误差仅为1.5毫米，这种精确程度远高于现在的计算历程机构，且能够满足在监测时准确标记发现管道瑕疵的准确位置，为以后的维护和修复能够提供准确的数据。
附图说明
图1为本发明实施例的里程计算电路结构示意图；
图2为本发明实施例的ES40S6光电编码器的结构示意图；
图3为本发明实施例的自动收放线及排线机构的结构示意图。
附图标记说明：
1、电磁铁；
2、连接件；
3、伸缩连杆；
4、电机固定件；
5、离合扣件；
6、电机轴链轮；
7、减速机；
8、控制器；
9、线盘轴链轮；
10、自动排线机构；
11、往复丝杠；
12、丝杠轴链轮；
13、手动摇臂。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
针对现有技术中对于机器人的行进里程计算误差较大的问题，提出了一种利用机器人的连接电缆来计算行进里程的基于光电编码器的实时里程测量机构。具体的，其是在机器人上设有一个自动收放线及排线机构，并通过光电编码器来实时计算线缆伸出的长度，以实现精确计算里程。
如图1所示的，本发明实施例基于光电编码器的实时里程测量机构包括自动收放线及排线机构，该自动收放线及排线机构设有用于自动或手动缠绕线缆的线盘轴链轮，且还设有ES40S6光电编码器，该ES40S6光电编码器设置在可相对于自动收放线及排线机构转动的转轴上，且该线缆与所述转轴相切以在线缆移动时带动所述转轴一起转动。这样电缆线出线和进线的距离就是光电编码器的外周的固定预设点转动的总长度。
在本发明实施例中，由于有ES40S6光电编码器每转动一周能够产生3000个脉冲信号，这样在转轴转动时就可以精确进行计算里程。经过测试，本发明实施例的基于光电编码器的实时里程测量机构在收发100米线缆时误差仅为1.5毫米，这种精确程度远高于现在的计算历程机构，且能够满足在监测时准确标记发现管道瑕疵的准确位置，为以后的维护和修复能够提供准确的数据。
其中，该ES40S6光电编码器连接有里程计算电路，所述里程计算电路连接整个机器人的主控制芯片，且所述里程计算电路包括CON6-2.54插头、第一电平转换芯片G1、第二电平转换芯片G2、光耦G3、CMOS器件U5。其中如图1所示的，所述CON6-2.54插头设有6个插头：用于连接电源的第一插头+12V1、用于接地的第二插头GND、用于连接第一电平转换芯片G1的第三插头BMQ-A、用于连接第二电平转换芯片G2的第四插头BMQ-B、用于连接光耦G3的第五插头BMQ-Z、用于接地的第六插头GND。
如图1所示的，其中所述第一电平转换芯片G1的阳极管脚A通过电阻R21连接CON6-2.54插头的第一插头+12V1；阴极管脚C通过电阻R22连接CON6-2.54插头的第三插头BMQ-A；电源管脚VCC连接输入电压VCC，并通过电阻R23连接信号管脚VO，且信号管脚VO还通过电容C9接地；且所述管脚V0连接CMOS器件U5的第六输入端管脚6A。
如图1所示的，其中所述第二电平转换芯片G2的阳极管脚A通过电阻R24连接CON6-2.54插头的第一插头+12V1；阴极管脚C通过电阻R22连接CON6-2.54插头的第四插头BMQ-B；电源管脚VCC连接输入电压VCC，并通过电阻R26连接信号管脚VO，且信号管脚VO还通过电容C10接地；且所述管脚V0连接CMOS器件U5的第五输入端管脚5A。
如图1所示的，其中所述光耦G3的发光二极管正管脚1通过电阻R27连接CON6-2.54插头的第一插头+12V1；光耦G3的发光二极管负管脚2通过电阻R28连接CON6-2.54插头的第五插头BMQ-Z；光耦G3的集电极4连接CMOS器件U5的第四输入端管脚4A，并通过电阻R29连接输入电压VCC；光耦G3的发射极3接地，并通过电容C11连接发射极3。
如图1所示的，其中所述CMOS器件U5的第四输出管脚4Y连接如图2所示的主控芯片的PE5(OC3C/INT5)管脚，第五输出管脚5Y连接如图2所示的主控芯片的PE7(IC3/INT7)管脚，第六输出管脚6Y连接如图2所示的主控芯片的PE6(T3/INT6)管脚。
如图3所示的，所述自动收放线及排线机构，包括电机、用于连接所述电机的电机轴链轮6、用于手动转动的丝杠轴链轮12、用于装配排线杆的线盘轴链轮9，其中所述线盘轴链轮9通过链条与电机轴链轮6传动连接，所述线盘轴链轮9还通过链条与丝杠轴链轮12传动连接，以实现可以手动或电动驱动线盘轴链轮9转动。其中线盘轴链轮9上设有排线杆，该排线杆上缠绕有电缆。如图1所示的，还包括：电磁铁1、连接件2、伸缩连杆3、电机固定件4、离合扣件5、减速机7；其中所述电机通过电机固定件4固定在伸缩连杆3上以使电机在所述伸缩连杆3的驱动下相对于所述减速机7移动；减速机7设有减速机轴，该减速机轴上设有用于驱动电机轴链轮6的减速机轴锥齿，减速机固定在离合扣件上；还包括用于驱动所述伸缩连杆3伸缩的电磁铁1以通过电磁铁1驱动所述伸缩连杆3移动以带动电机与减速机7连接/分离。
其中，所述电磁铁1通过连接件2连接所述伸缩连杆3以在电磁铁1通电时吸合所述连接件2并通过伸缩连杆3带动电机与减速机连接/分离。
其中，所述丝杠轴链轮12连接在往复丝杠11上，所述丝杠轴链轮12上设有手动摇臂13。
如图1所示的，所述电机轴链轮6、丝杠轴链轮12、线盘轴链轮9的轴相互平行设置，且所述伸缩连杆平行于所述电机轴链轮设置。
如图1所示的，在自动收放线及排线机构上还设有自动排线机构10。
在使用时，在电磁铁1和电机断电时，减速机7与电机分离，此时减速机7的减速机轴无动力输出，则电机轴链轮6不会转动。此时可以通过丝杠轴链轮12的手动摇臂13手动转动，以使丝杠轴链轮12会通过链条带动线盘轴链轮9转动，从而实现手动放出/收回缠绕在所述线盘轴链轮9上的电缆。
当电磁铁1和电机通电时，当电磁铁1产生磁力吸合伸缩连杆3向后运动，并插入离合扣件5的U型槽内以实现电机和减速机7连接在一起联动。此时电机也通电，这样电机的动力就可以通过减速机输送到电机轴链轮6，以使电机轴链轮6通过链条驱动线盘轴链轮9转动，从而实现电动放出/收回缠绕在所述线盘轴链轮9上的电缆。
上述方案中，由于有ES40S6光电编码器每转动一周能够产生3000个脉冲信号，这样在转轴转动时就可以精确进行计算里程。经过测试，本发明实施例的基于光电编码器的实时里程测量机构在收发100米线缆时误差仅为1.5毫米，这种精确程度远高于现在的计算历程机构，且能够满足在监测时准确标记发现管道瑕疵的准确位置，为以后的维护和修复能够提供准确的数据。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于光电编码器的实时里程测量机构，其特征在于，包括ES40S6光电编码器和里程计算电路，该ES40S6光电编码器设置在可相对于自动收放线及排线机构转动的转轴上，且线缆与所述转轴相切以在该线缆移动时带动所述转轴一起转动；
其中所述里程计算电路包括CON6-2.54插头、第一电平转换芯片(G1)、第二电平转换芯片(G2)、光耦(G3)、CMOS器件(U5)；
其中所述CON6-2.54插头设有6个插头：用于连接电源的第一插头(+12V1)、用于接地的第二插头、用于连接第一电平转换芯片(G1)的第三插头(BMQ-A)、用于连接第二电平转换芯片(G2)的第四插头(BMQ-B)、用于连接光耦(G3)的第五插头(BMQ-Z)、用于接地的第六插头；
所述ES40S6光电编码器设置在自动收放线及排线机构的排线杆上；所述自动收放线及排线机构包括：电机、用于连接所述电机的电机轴链轮、用于手动转动的丝杠轴链轮、用于装配排线杆的线盘轴链轮，其中所述线盘轴链轮通过链条与电机轴链轮传动连接，且所述线盘轴链轮还通过链条与丝杠轴链轮传动连接；还包括：电磁铁、连接件、伸缩连杆、电机固定件、离合扣件、减速机；其中所述电机通过电机固定件固定在伸缩连杆上以使电机在所述伸缩连杆的驱动下相对于所述减速机移动；减速机设有减速机轴，该减速机轴上设有用于驱动电机轴链轮的减速机轴锥齿，减速机固定在离合扣件上；还包括用于驱动所述伸缩连杆伸缩的电磁铁以通过电磁铁驱动所述伸缩连杆移动以带动电机与减速机连接/分离。
2.根据权利要求1所述的基于光电编码器的实时里程测量机构，其特征在于，其中所述第一电平转换芯片(G1)的阳极管脚(A)通过电阻(R21)连接CON6-2.54插头的第一插头(+12V1)；阴极管脚(C)通过电阻(R22)连接CON6-2.54插头的第三插头(BMQ-A)；电源管脚连接输入电压，并通过电阻(R23)连接信号管脚(VO)，且信号管脚(VO)还通过电容(C9)接地；且所述管脚(V0)连接CMOS器件(U5)的第六输入端管脚(6A)。
3.根据权利要求2所述的基于光电编码器的实时里程测量机构，其特征在于，其中所述第二电平转换芯片(G2)的阳极管脚(A)通过电阻(R24)连接CON6-2.54插头的第一插头(+12V1)；阴极管脚(C)通过电阻(R22)连接CON6-2.54插头的第四插头(BMQ-B)；电源管脚连接输入电压，并通过电阻(R26)连接信号管脚(VO)，且信号管脚(VO)还通过电容(C10)接地；且所述管脚(V0)连接CMOS器件(U5)的第五输入端管脚(5A)。
4.根据权利要求3所述的基于光电编码器的实时里程测量机构，其特征在于，所述光耦(G3)的发光二极管正管脚(1)通过电阻(R27)连接CON6-2.54插头的第一插头(+12V1)；光耦(G3)的发光二极管负管脚(2)通过电阻(R28)连接CON6-2.54插头的第五插头(BMQ-Z)；光耦(G3)的集电极(4)连接CMOS器件(U5)的第四输入端管脚(4A)，并通过电阻(R29)连接输入电压；光耦(G3)的发射极(3)接地，并通过电容(C11)连接发射极(3)。
5.根据权利要求4所述的基于光电编码器的实时里程测量机构，其特征在于，其中所述CMOS器件(U5)的第四输出管脚(4Y)连接ES40S6光电编码器的管脚(PE5)，第五输出管脚(5Y)连接ES40S6光电编码器的管脚(PE7)，第六输出管脚(6Y)连接ES40S6光电编码器的管脚(PE6)；
其中所述管脚(PE5)为OC3C/INT5；管脚(PE6)为T3/INT6；管脚(PE7)为IC3/INT7。
6.根据权利要求1所述的基于光电编码器的实时里程测量机构，其特征在于，所述电磁铁通过连接件连接所述伸缩连杆以在电磁铁通电时吸合所述连接件并通过伸缩连杆带动电机与减速机连接/分离。
7.根据权利要求1所述的基于光电编码器的实时里程测量机构，其特征在于，所述丝杠轴链轮上设有手动摇臂。
8.根据权利要求1所述的基于光电编码器的实时里程测量机构，其特征在于，所述电机轴链轮、丝杠轴链轮、线盘轴链轮的轴相互平行设置，且所述伸缩连杆平行于所述电机轴链轮设置。
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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Denomination of invention: Real time mileage measurement mechanism based on photoelectric encoder Granted publication date: 20180925 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Chizhou branch Pledgor: Anhui plolan pipeline repair technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980000748 |
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