CN106925922B

CN106925922B - 自适应激光双目焊缝跟踪系统

Info

Publication number: CN106925922B
Application number: CN201710180236.1A
Authority: CN
Inventors: 陈冰; 陈潇
Original assignee: Northwestern Polytechnical University
Current assignee: Northwestern Polytechnical University
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2019-02-26
Anticipated expiration: 2037-03-24
Also published as: CN106925922A

Abstract

本发明公开了一种自适应激光双目焊缝跟踪系统，用于解决现有焊接激光跟踪系统实用性差的技术问题。技术方案是包括双目焊缝跟踪装置、激光标识装置、回转平台、四轴平衡云台、监测装置、机械手联动关节以及导轨小车驱动单元。双目焊缝跟踪装置根据焊接过程中不同焊缝熔池图像参数的识别敏感度对焊接缺陷过程中熔池形态特征信息的准确把握。监测装置完成监测装置位置初始、焊接过程局部姿态调整和信息中转。激光标识装置、回转平台、四轴平衡云台、机械手联动关节和导轨小车驱动单元，用于配合监测装置完成焊接过程中传动控制和整机姿态调整工作。本发明能够在各种焊接工况过程中对焊接熔池形态的特征提取，具有很强的抗干扰性和适应性，实用性好。

Description

自适应激光双目焊缝跟踪系统

技术领域

本发明属于自动化焊接技术和焊接视觉传感器自动控制领域，特别是涉及一种自适应激光双目焊缝跟踪系统。

背景技术

自适应双目焊缝跟踪系统理论核心基于双目视觉监测装置，使具有不同配置的两台视觉采集装置对同一视野图像不同敏感特征进行采集、分析和数据融合，相对传统的焊缝特征扫描技术具有实施方便、抗干扰强、识别特征准确等优势。

目前国内现大多数生产厂家大多采用焊接路径示教配合红外相机对焊接过程中的熔池进行成像拍摄，由于人工示教-再现容易收到外界因素影响导致焊接路径存在不可消除的偏差，不能保证焊接熔池跟踪的可靠性；同时，单一的熔池图像拍摄易受到焊接工况中出现的飞溅、弧光、烟尘等因素干扰，从而影响对焊接熔池特征数据提取。

参照图11、图12。文献1“专利申请号是201610165141.8的中国发明专利”公开了一种自适应焊缝激光扫描装置及控制方法。该装置利用激光发射装置33发射激光配合旋转电机35驱动振镜34，使位置敏感探测器32将接收到的光信号转换为每个测量点的距离信号，振镜34的旋转幅度决定激光扫描区域37的大小，其扫描区域边界38必须覆盖焊缝识别区域36，并根据距离信号计算出焊缝的外形轮廓等信息的焊接熔池特征扫描方法。但实际焊接过程中产生焊接缺陷和瑕疵的因素较多，单一的熔池截面很难反映焊接过程中缺陷产生的真实情况，检测结果常常会受到焊接过程中焊屑的飞溅而产生截面数据奇异，从而提取不到真实可靠的截面特征数值。

参照图13，文献2“专利申请号201510546624.8的中国发明专利”公开了一种焊接激光跟踪系统。该系统利用摆动装置41带动激光焊缝传感器42在焊缝的上方横向扫描，检测出焊枪43对焊缝的偏差，DSP控制器接收到偏差信号后再转换为焊接路径控制信号的装置，其特征在于：包括机架39、导轨46、悬臂45、移动块40、焊枪43、激光焊缝传感器42、摆动装置41和焊枪调节器44；所述导轨46设置在机架39的下方，所述移动块40安装在导轨46上，悬臂45设置在移动块40上，焊枪调节器44设置在悬臂45的下端，焊枪43设置在焊枪调节器44上，摆动装置41设置在移动块40的前端，激光焊缝传感器42设置在摆动装置41的下端，其核心部分是利用CCD摄像机和半导体激光器来对焊缝熔池的形态进行监测，同样不具备焊缝熔池几何形态信息的自校工作，工况自适应能力较弱，焊接状态识别比较粗略。

因此上述两个专利在对熔池特征捕捉、提取方面还存在不够完善，并不能较好的提取得到熔池视觉扫描区域的整体信息，甚至在一些特殊焊接工况下会出现对焊接工艺参数或路径误判的情况，使得工作效果不稳定且不具备可靠性。

发明内容

为了克服现有焊接激光跟踪系统实用性差的不足，本发明提供一种自适应激光双目焊缝跟踪系统。该系统包括双目焊缝跟踪装置、激光标识装置、回转平台、四轴平衡云台、监测装置、机械手联动关节以及导轨小车驱动单元。所述双目焊缝跟踪装置根据焊接过程中不同焊缝熔池图像参数的识别敏感度来提高对焊接缺陷过程中熔池形态特征信息的准确把握。所述监测装置完成监测装置位置初始、焊接过程局部姿态调整和信息中转。所述激光标识装置、回转平台、四轴平衡云台、机械手联动关节和导轨小车驱动单元，用于配合监测装置完成焊接过程中传动控制和整机姿态调整工作。本发明能提高在各种焊接工况过程中对焊接熔池形态的特征提取，具有很强的抗干扰性和适应性，同时不用前期人工焊接轨迹示教，具有更好的焊接柔性工艺设计，便于实现焊接过程自动化，实用性好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自适应激光双目焊缝跟踪系统，其特点是包括双目焊缝跟踪装置12、激光标识装置2、回转平台11、四轴平衡云台9、监测装置10、机械手联动关节8以及导轨小车驱动单元5。所述双目焊缝跟踪装置12由双目视觉单元、全景相机定位单元25和双目转角驱动装置构成。所述双目视觉单元由熔池激光接收单元23和熔池图像接收单元28组成。所述双目转角驱动装置由水平摆角机构27和垂直摆角机构31组成，分别对双目视觉单元中熔池激光接收单元23和熔池图像接收单元28进行水平、垂直驱动。所述全景相机定位单元25由同一水平的全景相机30和红外测距仪构成，并和双目视觉单元配合双目转角驱动装置一同整合安装在一个透明圆弧面罩中，并固定安装在监测装置10上，全景相机定位单元25安装在双目视觉单元位置中心。红外测距仪水平安装在全景相机定位单元25周边。回转平台11顶部固定安装在监测装置10下端，监测装置10上端通过连接法兰13与四轴平衡云台9固连；导轨小车驱动单元5能够沿四根双层定位导轨4做水平前后运动，其整体通过机械手联动关节8与四轴平衡云台9上端连接，共同组成焊缝跟踪系统的运动驱动装置。激光标识装置2由激光标志发生阵列构成，并配合焊接焊枪1固定安装在焊接机器手臂3上。机械手联动关节8是一个三轴串联机械手，底座固定安装在导轨小车驱动单元5上，末端通过法兰固定安装四轴平衡云台9。导轨小车驱动单元5由导轨小车配合双层定位导轨4构成。导轨小车是六轮结构，导轨小车前后轮7完成驱动工作，导轨小车中轮机构6属于从动轮，并具有手动垂直位置调节装置。四轴平衡云台9包括横向水平驱动模组滑台14、横向水平驱动电机15、纵向水平驱动模组滑台16、纵向轴转动模组17、纵向轴转动驱动电机18、纵向水平驱动模组19、横向轴转动模组20、横向水平驱动模组21和横向轴转动驱动电机22，每一个模组导轨都能够沿轴线线位移和轴向转动。

本发明的有益效果是：该系统包括双目焊缝跟踪装置、激光标识装置、回转平台、四轴平衡云台、监测装置、机械手联动关节以及导轨小车驱动单元。所述双目焊缝跟踪装置根据焊接过程中不同焊缝熔池图像参数的识别敏感度来提高对焊接缺陷过程中熔池形态特征信息的准确把握。所述监测装置完成监测装置位置初始、焊接过程局部姿态调整和信息中转。所述激光标识装置、回转平台、四轴平衡云台、机械手联动关节和导轨小车驱动单元，用于配合监测装置完成焊接过程中传动控制和整机姿态调整工作。本发明能提高在各种焊接工况过程中对焊接熔池形态的特征提取，具有很强的抗干扰性和适应性，同时不用前期人工焊接轨迹示教，具有更好的焊接柔性工艺设计，便于实现焊接过程自动化，实用性好。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

附图说明

图1是本发明自适应激光双目焊缝跟踪系统的结构示意图。

图2是图1中四轴平衡云台的结构示意图。

图3是图1中双目焊缝跟踪装置的结构示意图。

图4是图3中双目视觉单元转角示意图。

图5是图3中全景相机定位单元的可视区域角度示意图。

图6是图1中激光标识装置的标记示意图。

图7是图3中熔池图像接收单元的参数提取示意图。

图8是图3中熔池激光接收单元的参数提取示意图。

图9是图3中全景相机的焊点坐标偏移量计算和控制示意图。

图10是本发明自适应激光双目焊缝跟踪系统的流程图。

图11是背景技术文献1自适应焊缝激光扫描装置的整体示意图。

图12是背景技术文献1自适应焊缝激光扫描装置的焊缝截面扫描区域示意图。

图13是背景技术文献2焊接激光跟踪系统的结构示意图。

图中：1-焊接焊枪；2-激光标识装置；3-焊接机器手臂；4-双层定位导轨；5-导轨小车驱动单元；6-导轨小车中轮机构；7-导轨小车前后轮；8-机械手联动关节；9-四轴平衡云台；10-监测装置；11-回转平台；12-双目焊缝跟踪装置；13-连接法兰；14-横向水平驱动模组滑台；15-横向水平驱动电机；16-纵向水平驱动模组滑台；17-纵向轴转动模组；18-纵向轴转动驱动电机；19-纵向水平驱动模组；20-横向轴转动模组；21-横向水平驱动模组；22-横向轴转动驱动电机；23-熔池激光接收单元；24-熔池激光接收单元的滤镜镜头；25-全景相机定位单元；26-监测装置连接法兰；27-水平摆角机构；28-熔池图像接收单元；29-熔池图像接收单元的滤镜镜头；30-全景相机；31-垂直摆角机构；32-位置敏感探测器；33-激光发射装置；34-振镜；35-旋转电机；36-焊缝识别区域；37-激光扫描区域；38-扫描区域边界；39-机架；40-移动块；41-摆动装置；42-激光焊缝传感器；43-焊枪；44-焊枪调节器；45-悬臂；46-导轨。

具体实施方式

以下实施例参照图1～10。

本发明自适应激光双目焊缝跟踪系统包括双目焊缝跟踪装置12、激光标识装置2、回转平台11、四轴平衡云台9、监测装置10、机械手联动关节8以及导轨小车驱动单元5。其中双目焊缝跟踪装置12包含双目视觉单元、全景相机定位单元25和双目转角驱动装置。全景相机定位单元25由同一水平的全景相机30和红外测距仪构成，并和双目视觉单元配合双目转角驱动装置一同整合安装在一个透明圆弧面罩中，并固定安装在监测装置10上，全景相机定位单元25安装在双目视觉单元位置中心。红外测距仪安装在全景相机定位单元25水平周边。回转平台11顶部固定安装在监测装置10下端，监测装置10上端通过法兰13与四轴平衡云台9固连；导轨小车驱动单元5沿四根双层定位导轨4做水平前后运动，其整体通过机械手联动关节8与四轴平衡云台9上端连接，共同组成焊缝跟踪系统的运动驱动装置。激光标识装置2由激光标志发生阵列构成，在靶材焊点标识位置调试后配合焊接机器人焊枪1固定安装在焊接机器手臂3上。

机械手联动关节8是一个三轴串联机械手，底座固定安装在导轨小车驱动单元5上，末端通过法兰固定安装四轴平衡云台9，是系统的主要位置驱动装置。

导轨小车驱动单元5主要由导轨小车配合双层定位导轨4构成。导轨小车是六轮结构，小车前后轮机构7主要完成驱动工作，小车中轮机构6属于从动轮，并具有手动垂直位置调节装置。通过调节相应手轮完成对驱动小车轮周的预紧，防止过轨小车工作过程中出现打滑。

四轴平衡云台9是由两个安装位置相互垂直的模组导轨构成，包括横向水平驱动模组滑台14、横向水平驱动电机15、纵向水平驱动模组滑台16、纵向轴转动模组17、纵向轴转动驱动电机18、纵向水平驱动模组19、横向轴转动模组20、横向水平驱动模组21和横向轴转动驱动电机22。工作任务中主要配合监测装置的位置水平初始化和辅助双目视觉单元完成视野捕捉的任务。其特征在于，每一个模组导轨都具有沿轴线的线位移和轴向转动。

激光标识装置2是由一组波段808nm的近红外、线型激光发生器和两个波段400nm的十字型激光发生器组成，用于完成对焊接过程中焊点位置的实时标识。其特征在于，焊接机械手臂3焊接过程中轨迹设计应当保证焊接路径过程中激光标识装置2的标志线始终垂直于焊接路径矢量。

四轴平衡云台9和激光标识装置2配合监测装置10完成系统初始化：监测装置10内置的水平陀螺仪工作并驱动四轴平衡云台9完成监测装置10水平位置初始化工作，同时装置开始对靶材上焊接引弧初始位置处的激光标识进行识别。其特征在于，利用全景相机定位单元25通过不同波段滤镜获取到两个十字激光光斑，系统内部分别通过两光斑中点连线和两点之间的中垂线建立工作坐标系，并计算出工作坐标原点位置即焊点理论计算位置。

回转平台11是一个由高精度步进电机驱动，安装在监测装置10和双目焊缝跟踪装置12之间的旋转传动装置，辅助双目焊缝跟踪装置完成对扫描视野的周向捕捉。

双目转角驱动装置是由双目焊缝跟踪装置中两组独立的两轴串联传动装置构成，包括水平摆角机构27和垂直摆角机构31，分别完成对双目视觉单元中每一台摄像头的水平、垂直旋转驱动工作，每一个轴的旋转运动都由单独的步进电机拖动，步进电机精度越高，系统捕捉精度就越高。

双目视觉单元是系统的主要图像采集单元，主要由熔池激光接收单元23和熔池图像接收单元28的两台参数相同近红外摄像机构成。其特征在于，两台摄像机配置了相同焦距的镜头，并加装了不同波段的滤镜：熔池激光接收单元23配置750nm以上高通滤镜24，完成对焊缝熔池处激光图像的拍摄；熔池图像接收单元28配置350-600nm带通滤镜29，完成对焊接熔池几何形态的拍摄。使其对焊缝熔池在同时一刻获取的两幅不同感光度的图像，利用现有技术对各自图像进行单独的图像边缘提取处理分别获得各自的焊接熔池特征参数和融合特征参数。

双目转角驱动装置同时配合双目视觉单元完成对激光标识焊点位置的捕捉。其特征在于，计算机信息处理中心通过全景相机定位单元反馈的焊点位置建立半径R1的工艺位置参考圆C1和红外测距仪获得监测装置高度信息L，计算出焊点相对双目视觉单元的空间角度位置即空间水平摆角α和空间水平摆角β，最后驱动旋转云台配合双目视觉相机的摆角机构，使得双目视觉单元分别捕获各自的焊缝熔池识别区域。

全景相机定位单元25安装在回转平台11下方，位于双目视觉单元位置中心，是系统的辅助图像采集单元，主要完成对系统初始位置的标定工作，并实时拍摄前后时刻的焊点位置并返回坐标。同时配合双目视觉单元共同构成视觉采集系统，用于系统根据当前位置完成对焊缝焊点初始位置进行自适应捕捉定位：全景相机定位单元27利用前后时刻焊点理论计算位置P1(x，y)和P2(x₀，y₀)进行比较，计算出焊点偏移量(Δx，Δy)＝(x，y)-(x₀，y₀)，并驱动系统的传动装置完成对下一时刻焊接焊缝的捕捉。

系统工作过程中，双目焊缝跟踪装置12利用双目视觉单元对熔池在同时一刻获得各自的熔池几何参数，并对比融合特征参数。其特征在于，系统自动对双目视觉单元的图像数据进行轮廓分析，并完成特征参数提取和数据融合、匹配。其特征在于，对于熔池激光接收单元的图像提取焊缝熔宽L，熔高H和熔池圆度对于熔池图像接收单元的图像提取熔池几何轮廓，并计算出焊缝熔池的熔宽K，冗余角度θ，熔池长度T。

融合结构方式见下表：

参数融合主要是将没有相同量纲的双目视觉图像参数通过简单的比例变换使其构成相干性，分别得到两组融合电压、电流和焊接速度特征数据，并完成对比匹配。系统将做出判断：若融合参数数值在置信区间内吻合，则完成焊缝熔池几何形态参数估计，并将双目视觉单元的图像融合参数和当前全景相机定位单元的焊点理论计算位置参数反馈给系统，完成焊接工艺参数匹配和路径调节；若数值相差较大，则转入信号特征融合处理系统进行奇异数据处理。

奇异数据处理主要是数据拟合的过程，通过分别提取奇异数据时刻前1s的图像参数数据，对奇异时刻数据进行等间距拟合分析，由于考虑到焊接熔池图像数据具有良好的连续性，故可以通过数据图像的连续性分析，根据数据变化坡度可完成对两组奇异数据的正误取舍，并将正确的融合数据返回给系统。

应用实施例：

一种自适应激光双目焊缝跟踪装置，包括了双目焊缝跟踪装置12、激光标识装置2、回转平台11、四轴平衡云台9、监测装置10、机械手联动关节8、以及导轨小车驱动单元5。双目焊缝跟踪装置12包括双目视觉单元、双目转角驱动装置、红外测距仪以及位于双目视觉单元中心的全景相机定位单元25。其中双目视觉单元主要由两台参数完全相同的CCD近红外高速摄像头构成，并分别为两台摄像机配置了相同焦距的镜头，以保证熔池视觉视野的一致性，同时加装不同波段的滤镜对焊接熔池部分进行不同感光度的拍摄：其中熔池激光接收单元23配置高通滤镜24(750nm以上)；熔池图像接收单元28配置带通滤镜29(350-600nm)。双目转角驱动装置由两组分别独立的水平、垂直串联两轴传动机构和四台参数相同且步距角小于0.01°的高精度步进电机构成；激光标识装置2由一组波段808nm的近红外、线型激光发生器和两个波段400nm的十字型激光发生器组成；四轴平衡云台9由两个安装位置相互垂直的模组导轨构成，分别实现沿两垂直方向的轴向线位移和转动；机械手联动关节8是由三轴机械手臂构成；导轨小车驱动单元5包括两根导向轨道和两根定位导轨，配合六轮驱动小车构成，其中驱动小车轮周均套有止滑橡胶，小车中轮具有手动垂直位置调节装置，完成驱动小车和定位导轨之间的预紧工作，防止驱动小车在工作过程中打滑。

透明防护罩外壳为类半球体透明防护罩，透明防护罩端部内侧设有内螺纹，可与设备主体连接。防护罩内的两台CCD摄像机，安装时镜头光轴平行同向，两台CCD摄像机外壳分别双目转角驱动装置的步进电机连接以实现水平垂直两方向的转动控制，具备垂直方向上0°-30°的转角控制，水平方向上-45°至+45°的转角控制，当两台步进电机转动时，可以带动单个CCD摄像机实现垂直、水平方向的联动控制。两台CCD摄像机位置中心竖直安装着一台全景摄像机30，并在全景相机30同一水平位置配装有红外测距仪共同构成全景相机定位单元25，其中全景相机30分辨率越高定位精度越高。全景相机定位单元25的水平安装位置应当与双目视觉单元水平，并固定安装在回转平台11上。回转平台11由一部高精度步进电机驱动并可实现360°周向转动。监测装置10位于四轴平衡云台9和回转平台11之间、并分别通过相应的法兰进行螺栓固连。四轴平衡云台9主体包括两组互相垂直的模组导轨，配合线位移电机和旋转运动电机分别可完成两个方向的平移和旋转运动。根据工程实际需要可定制线位移行程，但旋转转角应当控制在-20°-+20°，即可实现零盲区。

所诉的线位移电机、旋转电机、双目CCD摄像机、回转平台和四轴平衡云台通过信号传输线路与系统的中转控制器相连，中转控制器通过信号传输线路一方面与系统的工控机进行信息交换，实现对焊接过程中工艺参数和路径的有效实时控制；另一方面与监控中心的计算机相连实现对焊接过程可视化监控。

参考图4-5，本发明装置具有焊点自适应捕捉系统，其处理方法是根据人眼的目标跟踪系统。先通过全景相机定位单元25完成监测装置10水平位置初始化。其过程是通过监测装置10内置的水平陀螺仪感应监测设备的竖直偏离角度同时驱动四轴平衡云台调平，然后全景相机对焊点的起始位置进行识别，根据焊点当前位置与计算双目视觉单元盲区的偏移量，若焊点位于双目视觉单元盲区圈外，则通过计算得出焊点当前位置的最佳偏移量并配合机械手联动关节8完成对焊点位置的粗捕捉；若焊点位于双目视觉单元的盲区圈内，则机械手联动关节8不进行驱动。之后系统将计算出焊点所在位置的参考圆半径R，通过全景相机定位单元的红外测距仪获得此时距离焊接平面的相对位置高度H，通过简单的角度折算得出θ＝tan^-1(R/H)，驱动双目视觉单元垂直向下旋转β2，完成双目视觉单元对焊点所在参考圆视觉轨道的对接。随后激活四轴平衡云台上端的回转平台装置，当双目视觉单元任何一目摄像机捕捉到焊点位置即停止，随后激活另一部CCD相机的水平摆角驱动装置，使之旋转角度即可同样捕捉到焊点位置，当前即完成前期双目视觉单元对焊点初始位置自适应捕捉工作。之后系统根据焊接类型计算出两个焊点位置参考上下界圆，通过驱动机械手联动关节使得焊点位置始终存在与位置参考上下界圆之间。其中上下界参考圆是根据工况实时的焊接速度调整区间大小的，基本目的是为了保证焊点位置时刻存在于双目视觉单元的视野内，避免视觉盲区。

参考图6，激光标识装置2对靶材的标记是由一条808nm线光源和两个对称的400nm十字光源构成，全景相机拍摄图像并交由计算机图像识别过程，通过生成两条特征参考线：轴向平行参考线和中垂参考线，其焦点便是计算机识别后的焊点计算位置。因此焊接前期应调整激光标识装置的标记位置，使得焊点实际位置和焊点理论计算位置重合。

参考图7-8，利用本发明的自适应激光双目跟踪系统对双目视觉图像进行分析、处理和边缘检索，最后根据所得的图像边缘轮廓进行特征参数提取，分别得到熔池图像接收单元的图像参数—焊缝熔宽L、熔高H、熔池圆度和熔池激光接收单元的图像参数—熔宽K、熔余角度θ、熔池长度T。并通过系统预制的融合比例关系分别得到两组融合特征，完成参数识别。

融合结构方式见下表：

参考图9，利用本发明的全景相机定位单元可实现焊点坐标实时识别，并对焊接过程焊点位置进行实时跟踪，通过识别焊接过程前后时间焊点的坐标位置，计算出偏移量。

Claims

1.一种自适应激光双目焊缝跟踪系统，其特征在于：包括双目焊缝跟踪装置(12)、激光标识装置(2)、回转平台(11)、四轴平衡云台(9)、监测装置(10)、机械手联动关节(8)以及导轨小车驱动单元(5)；所述双目焊缝跟踪装置(12)由双目视觉单元、全景相机定位单元(25)和双目转角驱动装置构成；所述双目视觉单元由熔池激光接收单元(23)和熔池图像接收单元(28)组成；所述双目转角驱动装置由水平摆角机构(27)和垂直摆角机构(31)组成，分别对双目视觉单元中熔池激光接收单元(23)和熔池图像接收单元(28)进行水平、垂直驱动；所述全景相机定位单元(25)由同一水平的全景相机(30)和红外测距仪构成，并和双目视觉单元配合双目转角驱动装置一同整合安装在一个透明圆弧面罩中，并固定安装在监测装置(10)上，全景相机定位单元(25)安装在双目视觉单元位置中心；红外测距仪水平安装在全景相机定位单元(25)周边；回转平台(11)顶部固定安装在监测装置(10)下端，监测装置(10)上端通过连接法兰(13)与四轴平衡云台(9)固连；导轨小车驱动单元(5)能够沿四根双层定位导轨(4)做水平前后运动，其整体通过机械手联动关节(8)与四轴平衡云台(9)上端连接，共同组成焊缝跟踪系统的运动驱动装置；激光标识装置(2)由激光标志发生阵列构成，并配合焊接焊枪(1)固定安装在焊接机器手臂(3)上；机械手联动关节(8)是一个三轴串联机械手，底座固定安装在导轨小车驱动单元(5)上，末端通过法兰固定安装四轴平衡云台(9)；导轨小车驱动单元(5)由导轨小车配合双层定位导轨(4)构成；导轨小车是六轮结构，导轨小车前后轮(7)完成驱动工作，导轨小车中轮机构(6)属于从动轮，并具有手动垂直位置调节装置；四轴平衡云台(9)包括横向水平驱动模组滑台(14)、横向水平驱动电机(15)、纵向水平驱动模组滑台(16)、纵向轴转动模组(17)、纵向轴转动驱动电机(18)、纵向水平驱动模组(19)、横向轴转动模组(20)、横向水平驱动模组(21)和横向轴转动驱动电机(22)，每一个模组导轨都能够沿轴线线位移和轴向转动。