CN113916917A - 一种基于ct技术的安检系统及其检测方法 - Google Patents

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莫阳
魏增辉
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丁洁
李保磊
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Abstract

本发明涉及一种基于CT技术的安检系统及其检测方法，属于安检技术领域，解决了现有技术中安检机停带后需要倒带才能继续运行的问题。本发明的基于CT技术的安检系统，通过第一驱动电机带动传送带运动，传送带与电机之间通过三个连续的传动轮进行传动；其中，第二传动轮通过直线电机驱动能够沿轴向发生直线位移，进而实现啮合和非啮合状态的切换，当第二传动轮脱离啮合时，电机空转同时传送带也停止运动，当第二传动轮恢复啮合后，传送带继续运动。本发明通过对第二传动轮的位置切换，实现了对传送带和运动和静止状态的切换，且实现了停带不倒带，方便进行充分、准确的安全检测。

Description

一种基于CT技术的安检系统及其检测方法
技术领域
本发明涉及安检技术领域，尤其涉及一种基于CT技术的安检系统及其检测方法。
背景技术
X射线计算机断层扫描成像技术(简称“CT技术”)因其自身特有的优势，在安全检查领域被高度重视并广泛使用。
当前的安检CT设备大多包裹检测过程中不能停带，给安检员的检查带来不便，因为安检员在检查过程中出于检查需求有时需要停带操作。需要提供一种支持停带不倒带操作的处理方法和控制装置。
考虑到，海关对出入境人员进行安检时，安检质量要求更高，要求安检机器能够准确判断出入境人员携带物品中是否存在违禁品，这对安检的准确性要求极高。
因此，需要提供能够避免检测遗漏的安检机器，配合安检人员实现准确、高效的安全检测。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于CT技术的安检系统及其检测方法，用以解决现有安检机在检测过程中不能停带的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种基于CT技术的安检系统，包括：传送带、传送带驱动机构、旋转盘和旋转盘驱动机构；传送带用于传输被检测物品进行位置移动；所述传送带驱动机构用于带动所述传送带运动，所述旋转盘上安装有CT探测器和射线源，所述CT探测器和射线源用于对物品进行检测。
进一步地，所述传送带驱动机构包括：第一驱动电机、第一传动轮、第二传动轮和第三传动轮；所述第一传动轮与所述第一驱动电机的输出轴固定连接；所述第二传动轮的两侧分别同时与第一传动轮和第三传动轮啮合；所述第三传动轮与传送带轴固定连接；所述传送带套设于所述传送带轴的外部，所述传送带轴旋转时能够带动所述传送带转动。
进一步地，所述第二传动轮转动安装在直线电机上，且所述直线电机能够带动所述第二传动轮相对于第一传动轮发生轴向位移；所述第二传动轮轴向位移时，能够实现与第一传动轮的啮合或脱离啮合的切换。
进一步地，所述第一传动轮的直径小于所述第三传动轮的直径。
进一步地，第一传动轮、第二传动轮、第三传动轮均为齿轮。
或者，第一传动轮、第二传动轮、第三传动轮均为锥形摩擦轮，且第一传动轮与第三传动轮同向，第二传动轮与第一传动轮和第三传动轮反向。
进一步地，所述传送带上设置多个定位标识，所述被检测物品放置于所述定位标识的范围内。
进一步地，多个所述定位标识之间等间距分布。
进一步地，所述旋转盘驱动机构能够驱动所述旋转盘沿自身轴线周向转动。
进一步地，旋转盘驱动机构包括第二驱动电机和驱动轮，所述驱动轮有多个，且所述驱动轮与所述旋转盘的弧面贴合，所述驱动轮转动时能够带动所述旋转盘沿自身轴线转动。
进一步地，所述驱动轮为齿轮结构。并且，所述驱动轮转动安装在检测机架上，并通过第二驱动电机驱动旋转。
进一步地，所述旋转盘的外侧弧面上设置一圈啮合齿，驱动轮设置在所述旋转盘下方且与所述旋转盘通过啮合齿啮合。具体地，驱动轮有三个，驱动轮旋转时能够驱动所述旋转盘转动，驱动轮停转时，能够用于支撑旋转盘。
或者，所述旋转盘的内侧固定设置齿圈，驱动轮设置在旋转盘的内侧且多个驱动轮与所述齿圈啮合。多个驱动轮周向均匀分布，驱动轮旋转时能够驱动旋转盘转动，驱动轮停转时能够对旋转盘进行支撑和定位。
一种基于CT技术的安检系统的检测方法，包括以下步骤：
步骤S1：将待检测物品放置在所述传送带上；
步骤S2：通过传送带驱动机构驱动传送带运动，将待检测物品传输到所述旋转盘位置处；
步骤S3：通过旋转盘上的CT探测器和射线源对待检测物品进行检测；检测时，所述旋转盘驱动机构驱动所述旋转盘旋转一周。
进一步地，当需要停带时，所述直线电机驱动所述第二传动轮位移，使第二传动轮与第一传动轮和第三传动轮脱离啮合，第一传动轮空转，第三传动轮停转且传送带停止运动。
进一步地，相邻的所述定位标识的间距为d；所述第一驱动电机每输出n1圈，所述传送带运行距离为d，所需时间为t1；所述旋转盘旋转一周的时间为t2。
所述传送带带动被检测物品运动间距为d时，所述被检测物品被传输至所述旋转盘处，此时所述直线电机驱动所述第二传动轮与所述第三传动轮脱离啮合，所述第三传动轮停转，所述传送带停止运动，所述旋转盘开始旋转；所述旋转盘转过一周后，检测完毕；所述直线电机带动所述第二传动轮与所述第一传动轮和第三传动轮啮合，所述传送带恢复运行。
本发明技术方案至少能够实现以下效果之一：
1.本发明的基于CT技术的安检系统，通过第一驱动电机带动传送带运动，传送带与电机之间通过三个传动轮进行传动；其中，第二传动轮通过直线电机驱动能够沿轴向发生直线位移，进而实现啮合和非啮合状态的切换，当第二传动轮脱离啮合时，电机空转同时传送带也停止运动，当第二传动轮恢复啮合后，传送带继续运动。本发明通过对第二传动轮的位置切换，实现了对传送带和运动和静止状态的切换，且实现了停带不倒带，啮合后传送带能够连续运动。
2.本发明的基于CT技术的安检系统，通过传送带将待检测物品送至旋转盘位置进行安全检测，待检测物品位于旋转盘位置时，传送带停止运动，待旋转盘旋转一周后对物品进行360°全面检测，通过传送带的间断式运动，使每一个被检测物品均能得到充分检测，确保通过检测的物品的安全性，适用于类似海关等对安检要求较高的场所。
3.本发明的基于CT技术的安检系统，通过切换第二传动轮的位置，实现了传送带运动状态和停带状态的切换，使待检测物品能够处于静止状态接受检测，相对于运动状态对物品进行检测的方式，有效提高了安检的准确性。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明的基于CT技术的安检系统；
图2为本发明的基于CT技术的安检系统的传送带驱动机构；
图3为本发明的基于CT技术的安检系统的旋转盘驱动机构；
图4为旋转盘驱动机构的驱动轮设置在旋转盘内侧时的结构示意图；
图5为旋转盘驱动机构的驱动轮设置在旋转盘内侧时的剖视图；
图6为传送带驱动机构的传动轮为锥形摩擦轮时的示意图。
附图标记：
1-第一驱动电机；2-第一传动轮；3-第二传动轮；4-第三传动轮；5-传送带；6-定位标识；7-CT探测器；8-旋转盘；9-射线源；10-第二驱动电机；11-第一控制计算机；12-第二控制计算机；13-直线电机；14-传送带轴；15-驱动轮；16-安检机架。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本发明的一个具体实施例，公开了一种基于CT技术的安检系统，如图1-5所示，包括：传送带5、传送带驱动机构、旋转盘8和旋转盘驱动机构；传送带5用于传输被检测物品进行位置移动；所述传送带驱动机构用于带动所述传送带5运动，所述旋转盘8上安装有CT探测器7和射线源9，所述CT探测器7和射线源9用于对物品进行检测。
本发明的一种具体实施方式中，传送带轴14有两个，传送带5为环形，能够周向旋转运动；且传送带5能够带动被检测物品直线位移，如图1所示。
进一步地，传送带5从旋转盘8的中间穿过，如图1所示，旋转盘8上安装的CT探测器7能够对传送带5上位于旋转盘8位置的物品进行安全检测。
本发明的一种具体实施方式中，所述传送带驱动机构包括：第一驱动电机1、第一传动轮2、第二传动轮3和第三传动轮4；所述第一传动轮2与所述第一驱动电机1的输出轴固定连接；所述第二传动轮3的两侧分别同时与第一传动轮1和第三传动轮4啮合；所述第三传动轮4与传送带轴14固定连接；所述传送带5套设于所述传送带轴14的外部，所述传送带轴14旋转时能够带动所述传送带5转动。
进一步地，所述第二传动轮3转动安装在直线电机13上，所述直线电机13能够带动所述第二传动轮3相对于第一传动轮2发生轴向位移；所述第二传动轮3轴向位移时，能够实现与第一传动轮2的啮合或脱离啮合的切换。
具体地，直线电机13能够带动第二传动轮3前后移动，进而实现与第三传动轮4和第一传动轮2之间的啮合和脱离啮合的切换。
本发明的一种具体实施方式中，第二传动轮3通过轴承转动安装在直线电机13的输出轴上。
本发明的一种具体实施方式中，如图2所示，第一传动轮2、第二传动轮3和第三传动轮4均为齿轮，通过直线电机13带动第二传动轮3与第一传动轮2、第三传动轮4啮合或脱离啮合，实现动力的传输或中断。
或者，本发明的另外一种具体实施方式中，如图6所示，第一传动轮2、第二传动轮3和第三传动轮4均为锥形摩擦轮，且第一传动轮2和第三传动轮4同向，第二传动轮3与第一传动轮2和第三传动轮4反向。进一步地，通过直线电机13带动第二传动轮3与第一传动轮2和第三传动轮4啮合或脱离啮合，实现动力的传输或中断。
进一步地，传动轮为锥形摩擦轮时，为了实现更好的传动效果，直线电机13能够通过气缸或液压缸替代，使第二传动轮3与第一传动轮2和第三传动轮4之间具有足够大的压紧力，保证传动的稳定性。
1)当直线电机13带动第二传动轮3后移时，第二传动轮3与第一传动轮2和第三传动轮4脱离啮合，此时，第一驱动电机1能够带动第一传动轮2旋转，但第一传动轮2的旋转运动不能传递至第三传动轮4，因此，第一驱动电机1空转，或者说第一传动轮2空转，不能将动力传递至第三传动轮4和传送带5，传送带5停止运动。
2)当直线电机13带动第二传动轮3向前移动时，第二传动轮3能够与第一传动轮2和第三传动轮4同时啮合，将第一驱动电机1输出的转速传递至第三传动轮4，进而带动传送带5运动，如图2所示。
本发明的传送带驱动机构，通过直线电机13对第二传动轮3的控制，当需要停带安检时或安检员执行停带操作时，电机不停止运行，且再次启动之后不需要执行倒带操作。
进一步地，所述第一传动轮2的直径小于所述第三传动轮4的直径。通过设置第一传动轮2的直径小于第三传动轮4的直径，使第一驱动电机1输出的转速经过三个传动轮的传输后降低，第一传动轮2、第二传动轮3和第三传动轮4同时具有减速器的效果，使第一驱动电机1能够带动传送带5稳定运转。
本发明的一种具体实施方式中，所述传送带5上设置多个定位标识6，所述被检测物品放置于所述定位标识6的范围内。
具体地，定位标识6为方框形，被检测物品放置于定位标识6的方框内。定位标识6用于定位被检测物品的位置。
进一步地，多个所述定位标识6之间等间距分布。
具体地，相邻定位标识6之间的间距为d，优选地，相邻定位标识6之间的间距(中心距)为0.5m-1.5m。
进一步地，所述旋转盘驱动机构能够驱动所述旋转盘8沿自身轴线周向转动。
具体地，旋转盘驱动机构包括第二驱动电机10和驱动轮15，所述驱动轮15有多个，且所述驱动轮15与所述旋转盘8的弧面贴合，所述驱动轮15转动时能够带动所述旋转盘8沿自身轴线转动。
i)本发明的一种具体实施方式中，所述驱动轮15有多个，且多个驱动轮15设置在旋转盘8的下方，多个驱动轮15与旋转盘8的外侧弧面贴合，如图3所示。当第二驱动电机10带动驱动轮15旋转时，第二驱动轮15能够带动旋转盘15绕自身轴线转动。
进一步地，所述驱动轮15为摩擦轮，或者驱动轮15为齿轮结构。
并且，所述驱动轮15转动安装在检测机架16上，并通过第二驱动电机10驱动旋转。
进一步地，第二驱动电机10的数量与驱动轮15的数量相同。
进一步地，当驱动轮15为齿轮时，所述旋转盘8的外侧弧面上设置一圈啮合齿，驱动轮15设置在所述旋转盘下方且与所述旋转盘8通过啮合齿啮合。
优选地，如图3所示，驱动轮15有三个，且三个驱动轮15等间距分布。
驱动轮15旋转时，能够驱动所述旋转盘8转动；由于，驱动轮15的直径小于旋转盘8的直径，因此，通过驱动轮15驱动旋转盘8转动时，能够降低第二驱动电机10输出的转速，使旋转盘8的转动速度降低，能够实现有效充分的检测。
驱动轮15停转时，旋转盘8与驱动轮15啮合，且驱动轮15能够用于支撑旋转盘15。优选地，旋转盘8采用轻质材料，例如：铝合金。
ii)本发明的另一种具体实施方式中，驱动轮15为齿轮，所述旋转盘8的内侧固定设置齿圈，驱动轮15设置在旋转盘的内侧且多个驱动轮与所述齿圈啮合。
进一步地，如图4、图5所示，多个驱动轮15沿旋转盘8的周向均匀分布。
优选地，驱动轮15的数量为3-5个。
具体地，多个驱动轮15与旋转盘8内侧的齿圈啮合，驱动旋转盘8旋转的同时实现了对旋转盘8的安装和定位，如图5所示。
进一步地，射线源9和CT探测器7也安装在旋转盘8的内侧，如图5所示，射线源9和驱动轮15并列设置，互不干扰。
本发明的旋转盘驱动机构，通过设置多个驱动轮15驱动旋转盘8转动，驱动轮15旋转时能够驱动旋转盘转动，驱动轮停转时能够对旋转盘进行支撑和定位。
本发明的一种具体实施方式中，第一驱动电机1和第二驱动电机10与第一控制计算机11连接，并通过第一控制计算机11控制第一驱动电机1和第二驱动电机10的启停和转速。
本发明的一种具体实施方式中，射线源9和CT探测器7与第二控制计算机12连接，并通过第二控制计算机12控制射线源9发射射线以及控制CT探测器7接收射线信号，并对信号数据进行处理分析，进而实现对物品的安全性检测。
实施时：
首先，将被检测物体放置在传动带5上的定位标识6位置，传送带5带动被检测物体进入检测通道。
进一步，传送带5带动被检测物品运动运动至旋转盘8位置时，直线电机13驱动第二传动轮3与第三传动轮4和第一传动轮2脱离啮合，传送带停转；同时，第二驱动电机10驱动旋转盘8转动，通过射线源9和CT探测器7对物品进行安全检测。
检测时，射线源9发射射线，CT探测器7接收来自于射线源9的射线光子信号，由第二控制计算机12完成CT投影数据的采集、存储和处理等工作。
进一步，旋转盘8转过一周后，检测完毕。
检测完毕后，直线电机13带动第二传动轮3与第一传动轮2和第三传动轮4啮合，传送带8继续运行，将检测完毕的物品输送至取货处，同时将下一件待检测物品输送至旋转盘8位置。
实施例2
一种基于CT技术的安检系统的检测方法，包括以下步骤：
步骤S1：将待检测物品放置在所述传送带5上；
步骤S2：通过传送带驱动机构驱动传送带5运动，将待检测物品传输到所述旋转盘8位置处；
步骤S3：通过旋转盘8上的CT探测器7和射线源9对待检测物品进行检测；检测时，所述旋转盘驱动机构驱动所述旋转盘8旋转一周。
所述步骤S1中，待检测物品放置在传送带5上的定位标识6的方框内。通过将定位标识6输送至旋转盘8位置，即能保证待检测物品处于CT探测器7和射线源9能够进行有效安检的范围内。
所述步骤S2中，传送带驱动机构设置第一传动轮2、第二传动轮3和第三传动轮4进行传动，通过直线电机13控制第二传动轮3运动，完成第二传动轮3与第一传动轮2和第三传动轮4的啮合和非啮合状态的切换，进而实现传送带5的运动和停止状态的切换。
进一步地，由于多个定位标识6之间的间距是固定的，因此，控制第一驱动电机1输出确定的圈数，即可保证将旋转盘8位置处的检测完毕的物品输送至取货口时，能够将下一个被检测物品恰好输送至旋转盘8位置处。
所述步骤S3中，旋转盘8的转动通过旋转盘驱动机构进行驱动，通过第二驱动电机10驱动多个驱动轮15同步旋转，进而通过驱动轮15带动旋转盘8进行绕自身轴线的旋转运动，旋转盘8旋转1周后，认为对物品的检测完成。
也就是说，传送带5每次运动输送距离是确定的，传送带5两次运动之间的间隔时间内，通过旋转盘8上的CT探测器7和射线源9对待检测物品进行检测。
进一步地，当需要停带时，所述直线电机13驱动所述第二传动轮3位移，使第二传动轮3与第一传动轮2和第三传动轮4脱离啮合，第一传动轮2空转，第三传动轮4停转且传送带5停止运动。
进一步地，相邻的所述定位标识的间距为d米(d为数值)；所述第一驱动电机每输出n1圈，所述传送带运行距离为d米，所需时间为t1秒；所述旋转盘旋转一周的时间为t2秒。
具体地，直线电机的动作过程为：每间隔t1+t2秒，完成一个动作周期，当直线电机13输出前移动作t1秒后，执行一次后移动作，使第二传动轮3与第三传动轮4和第一传动轮2脱离啮合，继续等待t2秒，检测完毕后，直线电机13再次输出前移动作，使第二传动轮3与第三传动轮4和第一传动轮2啮合。
进一步地，通过第一控制计算机11控制直线电机13的动作过程，并预先设定动作规律。当需要紧急暂停检测系统时，可以通过第一控制计算机11紧急控制直线电机13执行停带动作，对发现疑问的物品进行留置和方便工作人员进行后续处理。
具体地，所述被检测物品被传输至所述旋转盘8处时，所述直线电机13驱动所述第二传动轮3与所述第三传动轮4脱离啮合，所述第三传动轮4停转，所述传送带5停止运动；同时，所述旋转盘8开始旋转；所述旋转盘8转过一周后，检测完毕；检测完毕后，直线电机13带动所述第二传动轮3与所述第一传动轮2和第三传动轮4啮合，所述传送带8恢复运行，将检测完毕的物品输送至取货处，同时将下一件待检测物品输送至旋转盘8位置，重复步骤S1至步骤S3，实现顺序检测。
与现有技术相比，本实施例提供的基于CT技术的安检系统的检测方法，至少具有如下有益效果之一：
1.本发明的基于CT技术的安检系统的检测方法，通过设置等间距的定位标识，配合第二传动轮3的啮合状态与非啮合状态的切换，实现了传送带5的间隔运动，间隔时间内对定位标识6内的物品进行检测。
2.本发明的基于CT技术的安检系统的检测方法，第一驱动电机1始终保持运转，通过直线电机13对第二传动轮3的位置切换，实现了对传送带5的运动和停止状态的切换，根据传送带5的运动速度和距离以及旋转盘8旋转一周的时间，设置直线电机的动作方式和动作时间，使被检测物品依次准确的被输送至旋转盘位置处，实现了对检测过程的精准控制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于CT技术的安检系统，其特征在于，包括：传送带(5)、传送带驱动机构、旋转盘(8)和旋转盘驱动机构；所述传送带(5)用于传输被检测物品进行位置移动；所述传送带驱动机构用于带动所述传送带(5)运动，所述旋转盘(8)上安装有CT探测器(7)和射线源(9)，所述CT探测器(7)和射线源(9)用于对物品进行检测。
2.根据权利要求1所述的基于CT技术的安检系统，其特征在于，所述传送带驱动机构包括：第一驱动电机(1)、第一传动轮(2)、第二传动轮(3)和第三传动轮(4)；所述第一传动轮(2)与所述第一驱动电机(1)的输出轴固定连接；所述第二传动轮(3)的两侧分别同时与第一传动轮(2)和第三传动轮(4)啮合；所述第三传动轮(4)与传送带轴(14)固定连接；所述传送带(5)套设于所述传送带轴(14)的外部，所述传送带轴(14)旋转时能够带动所述传送带(5)转动。
3.根据权利要求2所述的基于CT技术的安检系统，其特征在于，所述第二传动轮(3)转动安装在直线电机(13)上，且所述直线电机(13)能够带动所述第二传动轮(3)相对于第一传动轮(2)发生轴向位移；所述第二传动轮(3)轴向位移时，能够实现与第一传动轮(2)的啮合或脱离啮合的切换。
4.根据权利要求2或3所述的基于CT技术的安检系统，其特征在于，所述第一传动轮(2)的直径小于所述第三传动轮(4)的直径。
5.根据权利要求1所述的基于CT技术的安检系统，其特征在于，所述传送带(2)上设置多个定位标识(6)，所述被检测物品放置于所述定位标识(6)的范围内。
6.根据权利要求5所述的基于CT技术的安检系统，其特征在于，多个所述定位标识(6)之间等间距分布。
7.根据权利要求1所述的基于CT技术的安检系统，其特征在于，所述旋转盘驱动机构能够驱动所述旋转盘(8)沿自身轴线周向转动。
8.根据权利要求1-7所述的基于CT技术的安检系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将待检测物品放置在所述传送带(5)上；
步骤S2：通过传送带驱动机构驱动传送带(5)运动，将待检测物品传输到所述旋转盘(8)位置处；
步骤S3：通过旋转盘(8)上的CT探测器(7)和射线源(9)对待检测物品进行检测；检测时，所述旋转盘驱动机构驱动所述旋转盘(8)旋转一周。
9.根据权利要求8所述的基于CT技术的安检系统的检测方法，其特征在于，当需要停带时，所述直线电机(13)驱动所述第二传动轮(3)位移，使第二传动轮(3)与第一传动轮(2)和第三传动轮(4)脱离啮合，第一传动轮(2)空转，第三传动轮(4)停转且传送带(5)停止运动。
10.根据权利要求9所述的基于CT技术的安检系统的检测方法，其特征在于，相邻的所述定位标识(6)的间距为d；所述第一驱动电机(1)每输出n1圈，所述传送带(5)运行距离为d，所需时间为t1；所述旋转盘(8)旋转一周的时间为t2；
所述传送带(5)带动被检测物品运动间距为d时，所述被检测物品被传输至所述旋转盘(8)处，此时所述直线电机(13)驱动所述第二传动轮(3)与所述第三传动轮(2)脱离啮合，所述第三传动轮(4)停转，所述传送带(5)停止运动，所述旋转盘(8)开始旋转；所述旋转盘(8)转过一周后，检测完毕；所述直线电机(13)带动所述第二传动轮(3)与所述第一传动轮(2)和第三传动轮(4)啮合，所述传送带(8)恢复运行。
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