CN216900927U - 一种车厢内轮廓单雷达测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车厢内轮廓单雷达测量装置，包括驱动机构，所述驱动机构的底部安装有激光雷达，所述驱动机构的底部连接有安装装置，所述安装装置的侧面设置有控制机构，所述驱动机构由旋转臂旋转电机、旋转臂旋转装置、旋转臂、垂直旋转装置、垂直旋转电机、水平旋转装置和水平旋转电机组成，所述旋转臂旋转电机安装于旋转臂旋转装置的顶部，所述垂直旋转电机连接于垂直旋转装置上。该车厢内轮廓单雷达测量装置，能够提供一种简单的控制方式，只需在触摸屏或工控机控制系统界面中输入测量产品车牌信息，各项测量数据实时在线传输，无人全自动化运行，测量数据可查询，提供第三方数据接口，可与企业DCS/MES系统进行数据交互。适用于车厢测量。

Description

一种车厢内轮廓单雷达测量装置

技术领域

本实用新型涉及自动化控制技术领域，具体为一种车厢内轮廓单雷达测量装置。

背景技术

现有技术中,车厢内轮廓测量主要通过多个激光雷达配合，第一个激光雷达扫描垂直于车辆行驶方向的平面以测量车辆的宽度和高度,第二个激光雷达扫描平行于车辆行驶方向的平面以测量车辆的长度，还有使用第三个激光雷达进行扫描垂直于车辆行驶方向的平面以测量车辆的宽度和高度，与第一个激光雷达进行对比判断，计算出车辆的倾斜角度。

其测量模型缺乏对数据帧的动态支持，造成测量精度低、测量效率差且增加操作人员的工作量及劳动时间，多个激光雷达成本较高，不便于安装，布线繁琐，故障率高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种车厢内轮廓单雷达测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种车厢内轮廓单雷达测量装置，包括驱动机构，所述驱动机构的底部安装有激光雷达，所述驱动机构的底部连接有安装装置，所述安装装置的侧面设置有控制机构。

所述驱动机构由旋转臂旋转电机、旋转臂旋转装置、旋转臂、垂直旋转装置、垂直旋转电机、水平旋转装置和水平旋转电机组成，所述旋转臂旋转电机安装于旋转臂旋转装置的顶部，所述垂直旋转电机连接于垂直旋转装置上，所述旋转臂连接垂直旋转装置和水平旋转装置，所述水平旋转电机安装于水平旋转装置上，垂直旋转装置内部装有垂直旋转电机，选配伺服电机，安装于旋转臂一端，末端连接水平旋转装置，配置零位复位检测接近开关，用于控制水平旋转装置垂直旋转，旋转臂末端连接旋转臂旋转装置，旋转臂旋转装置内部装有旋转臂旋转电机，选配伺服电机，配置零位复位检测接近开关，用于控制旋转臂旋转装置水平旋转。旋转臂旋转装置安装于安装底座上端，用于固定旋转臂旋转装置，所述旋转臂旋转装置用于水平伸出激光雷达，所述垂直旋转装置用于垂直旋转激光雷达，所述水平旋转装置用于水平旋转激光雷达。

优选的，所述激光雷达安装于水平旋转装置上，激光雷达与控制柜通过线缆连接，通讯模块与激光雷达连接，伺服控制器与伺服电机连接，激光雷达用于采集测量产品的点阵数据，所述旋转臂旋转装置用于水平伸出激光雷达，所述垂直旋转装置用于垂直旋转激光雷达，所述水平旋转装置用于水平旋转激光雷达，线缆采用航插接头，所述通讯模块与激光雷达通过串口通讯，所述PLC通过自带串口与伺服控制器通信，通过自带以太网口与交换机通讯，所述工控机通过以太网与交换机通信，所述交换机通过双绞屏蔽线连接，所述触摸屏通过以太网与交换机通信，所述交换机为口工业级，可接入企业 DCS/MES系统。

优选的，所述控制机构包括控制柜，所述控制柜连接于测量产品旁边地面上，控制柜用于电气元器件的装配和人机交互，完成设备自动化和过程自动化控制，实现完美的网络功能、性能稳定、可扩展、抗干扰强等特点，所述触摸屏安装于控制柜面板上，所述工控机安装于控制柜内，测量产品开放式货车位于激光雷达正下方，货车进入前，旋转臂旋转装置控制旋转臂收回到侧方，待货车进入测量区域时，旋转臂旋转伸出。

优选的，所述旋转臂旋转装置内有零位检测的接近开关，所述垂直旋转装置内有零位检测的接近开关，所述水平旋转装置内有零位检测的接近开关。

优选的，所述旋转臂可以九十度旋转，初始为零位复位状态，即所述旋转臂收回于侧方，垂直旋转装置初始为水平旋转装置平行于地面，使激光雷达垂直于地面，所述水平旋转装置初始为激光雷达垂直于旋转臂旋转装置。

优选的，所述控制柜内装有PLC、通讯模块、输入模块、输出模块、伺服控制器、交换机、指示灯和元器件，所述控制系统包括触摸屏人机交互控制系统、PLC控制系统，工控机数据处理控制系统，所述控制系统通过以太网与企业DCS/ERP系统通信，触摸屏安装于控制柜面板上，指示灯安装于控制柜外上方，工控机、交换机和相关器件安装于控制柜内，控制软件安装于工控机上，触摸屏用于人机交互，所述控制柜内输出模块通过继电器与指示灯连接。

优选的，所述安装装置由安装板、凸起、连接柱、卡槽、螺纹孔、连接座、螺纹杆和螺栓组成，所述安装板的底部连接有凸起，所述安装板的底部开设有螺纹孔，所述安装板的底部连接有连接柱，所述连接柱的顶部开设有卡槽，所述螺纹孔的内部螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的底部固定连接有连接座，所述螺纹杆的外表面靠近顶端的一侧螺纹连接有螺栓。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、该车厢内轮廓单雷达测量装置，能够提供一种简单的控制方式，只需在触摸屏或工控机控制系统界面中输入测量产品车牌信息，就可以一键启动开始测量，超宽自动报警，各项测量数据实时在线传输，无人全自动化运行，测量数据可查询，提供第三方数据接口，可与企业DCS/MES系统进行数据交互。

2、该车厢内轮廓单雷达测量装置，通过设置有水平旋转装置、垂直旋转装置和旋转臂旋转装置，能够对激光雷达进行调节，使装置能利用一个激光便可对车辆进行测量，减少了成本，避免多个激光雷达需要多层布线，便于安装，减少了装置发生故障的概率。

附图说明

图1为本实用新型驱动装置立体结构示意图；

图2为本实用新型驱动装置正视结构示意图；

图3为本实用新型驱动装置侧视图剖面结构示意图；

图4为本实用新型安装装置右侧截取结构示意图；

图5为本实用新型控制机构正视结构示意图。

图中：1、驱动机构；101、旋转臂旋转电机；102、旋转臂旋转装置；103、旋转臂；104、垂直旋转装置；105、垂直旋转电机；106、水平旋转装置；107、水平旋转电机；2、激光雷达；3、安装装置；301、安装板；302、凸起；303、连接柱；304、卡槽；305、螺纹孔；306、连接座；307、螺纹杆；308、螺栓； 4、控制机构；401、控制柜；402、触摸屏；403、测量产品。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种车厢内轮廓单雷达测量装置，包括驱动机构1，驱动机构1的底部安装有激光雷达2，激光雷达2 安装于水平旋转装置106上，激光雷达2与控制柜401通过线缆连接，通讯模块与激光雷达2连接，伺服控制器与伺服电机连接，激光雷达2用于采集测量产品的点阵数据，旋转臂旋转装置102用于水平伸出激光雷达2，垂直旋转装置104用于垂直旋转激光雷达2，水平旋转装置106用于水平旋转激光雷达2，线缆采用航插接头，通讯模块与激光雷达通过串口通讯，PLC通过自带串口与伺服控制器通信，通过自带以太网口与交换机通讯，工控机通过以太网与交换机通信，交换机通过双绞屏蔽线连接，触摸屏通过以太网与交换机通信，交换机为8口工业级，可接入企业DCS/MES系统，驱动机构1的底部连接有安装装置3，安装装置3的侧面设置有控制机构4。

驱动机构1由旋转臂旋转电机101、旋转臂旋转装置102、旋转臂103、垂直旋转装置104、垂直旋转电机105、水平旋转装置106和水平旋转电机107 组成，旋转臂旋转电机101安装于旋转臂旋转装置102的顶部，旋转臂旋转装置102内有零位检测的接近开关，垂直旋转装置104内有零位检测的接近开关，水平旋转装置106内有零位检测的接近开关，控制柜401内输出模块通过继电器与指示灯连接，输入模块与接近开关连接，垂直旋转电机105连接于垂直旋转装置104上，旋转臂103连接垂直旋转装置104和水平旋转装置106，水平旋转电机107安装于水平旋转装置106上，垂直旋转装置104内部装有垂直旋转电机105，选配伺服电机，安装于旋转臂103一端，旋转臂 103可以九十度旋转，初始为零位复位状态，即所述旋转臂103收回于侧方，垂直旋转装置104初始为水平旋转装置106平行于地面，使激光雷达2垂直于地面，所述水平旋转装置106初始为激光雷达2垂直于旋转臂旋转装置102，末端连接水平旋转装置106，配置零位复位检测接近开关，用于控制水平旋转装置106垂直旋转，旋转臂103末端连接旋转臂旋转装置102，旋转臂旋转装置104内部装有旋转臂旋转电机101，选配伺服电机，配置零位复位检测接近开关，用于控制旋转臂旋转装置104水平旋转。旋转臂旋转装置104安装于安装底座上端，用于固定旋转臂旋转装置104，旋转臂旋转装置102用于水平伸出激光雷达2，垂直旋转装置104用于垂直旋转激光雷达2，水平旋转装置 106用于水平旋转激光雷达2。

控制机构4包括控制柜401，控制柜401内装有PLC、通讯模块、输入模块、输出模块、伺服控制器、交换机、指示灯和元器件，控制系统包括触摸屏人机交互控制系统、PLC控制系统，工控机数据处理控制系统，控制系统通过以太网与企业DCS/ERP系统通信，控制柜401连接于测量产品403旁边地面上，控制柜401用于电气元器件的装配和人机交互，完成设备自动化和过程自动化控制，实现完美的网络功能、性能稳定、可扩展、抗干扰强等特点，触摸屏402安装于控制柜401面板上，触摸屏402安装于控制柜401面板上，指示灯安装于控制柜401外上方，工控机、交换机和相关器件安装于控制柜 401内，控制软件安装于工控机上，触摸屏用于人机交互，工控机安装于控制柜401内，控制系统安装于工控机内，测量产品403开放式货车位于激光雷达2正下方，货车进入前，旋转臂旋转装置102控制旋转臂103收回到侧方，待货车进入测量区域时，旋转臂103旋转伸出。

安装装置3由安装板301、凸起302、连接柱303、卡槽304、螺纹孔305、连接座306、螺纹杆307和螺栓308组成，所述安装板301的底部连接有凸起 302，所述安装板301的底部开设有螺纹孔305，所述安装板301的底部连接有连接柱303，所述连接柱303的顶部开设有卡槽304，所述螺纹孔305的内部螺纹连接有螺纹杆307，所述螺纹杆307的底部固定连接有连接座307，所述螺纹杆307的外表面靠近顶端的一侧螺纹连接有螺栓308，将安装板301的螺纹孔305和凸起302分别对准螺纹杆307和卡槽304，向下按动安装板301，使螺纹杆307贯穿螺纹孔305，凸起302卡接进卡槽304，使凸起302完全插入卡槽304，凸起302的底部与卡槽304的顶部接触，然后转动螺栓308，将安装板301固定。

在使用时，通过单台激光雷达2传感器的串口通讯输出的电信号，反馈给通讯模块，接近开关采集输出的电信号，反馈给输入模块，输出模块将内部运行信号输出给继电器，继电器线圈通电后，常开点闭合后接通外部指示灯，伺服控制器控制外部伺服电机的转速和移动距离，通讯模块、输入模块和输出模块与PLC通过背板通讯，伺服控制器与PLC通过自带的串口通讯，将数据传输到PLC，通过PLC进行数据采集和处理，旋转臂旋转装置102、水平旋转装置106和垂直旋转装置104内部都装有零位检测的接近开关、配有伺服电机和伺服控制器，指示灯为三色柱形灯，分为黄、绿和红，分别显示系统运行状态。控制系统将PLC接收到的数据进行采集、计算、处理、传输和显示，控制系统上数据库用于存储产品信息和采集数据等信息，系统包括手动和自动控制模式，手动控制模式下，旋转臂旋转装置102、水平旋转装置 106、垂直旋转装置104和激光雷达2都可以在触摸屏控制系统上单独控制。自动控制模式下，在触摸屏或工控机控制系统上初始检测旋转臂旋转装置 102、水平旋转装置106和垂直旋转装置104的零位初始位置，若三个旋转装置不在零位位置，可点击复位按钮进行零位动作，待三个旋转装置位于各自接近开关检测位置时，按开始键后，激光雷达2数据开始采集，控制系统内部自动进行数据处理，显示界面实时显示当前测量产品的点阵图和运行状态等信息，最终得出车厢的长、宽、前挡板高、后挡板高、侧栏板高、底板与地面间距、激光雷达2与车厢前挡板、车厢侧板和车厢地板距离等相关尺寸信息，控制系统具有超宽及故障等报警信息提示，以及异常数据剔除功能，通过数据库实时显示数据、历史数据查询和报警记录等信息查询，接入企业内部网络可将测量数据与企业DCS/MES系统远程实时传输，也可接收企业 DCS/MES系统传入的测量产品相关信息。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种车厢内轮廓单雷达测量装置，包括驱动机构(1)，其特征在于：所述驱动机构(1)的底部安装有激光雷达(2)，所述驱动机构(1)的底部连接有安装装置(3)，所述安装装置(3)的侧面设置有控制机构(4)；

所述驱动机构(1)由旋转臂旋转电机(101)、旋转臂旋转装置(102)、旋转臂(103)、垂直旋转装置(104)、垂直旋转电机(105)、水平旋转装置(106)和水平旋转电机(107)组成，所述旋转臂旋转电机(101)安装于旋转臂旋转装置(102)的顶部，所述垂直旋转电机(105)连接于垂直旋转装置(104)的顶部，所述旋转臂(103)连接垂直旋转装置(104)和水平旋转装置(106)，所述水平旋转电机(107)安装于水平旋转装置(106)的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种车厢内轮廓单雷达测量装置，其特征在于：所述激光雷达(2)安装于水平旋转装置(106)的顶部，所述激光雷达(2)与控制柜(401)通过线缆连接，所述激光雷达(2)与通讯模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种车厢内轮廓单雷达测量装置，其特征在于：所述控制机构(4)由控制柜(401)、触摸屏(402)和测量产品(403)组成，所述控制柜(401)连接于测量产品(403)旁边地面的顶部，所述触摸屏(402)安装于控制柜(401)面板的正面，所述控制柜(401)的内部安装有工控机，所述工控机的内部安装有控制系统。

4.根据权利要求1所述的一种车厢内轮廓单雷达测量装置，其特征在于：所述旋转臂旋转装置(102)内有零位检测的接近开关，所述垂直旋转装置(104)内有零位检测的接近开关，所述水平旋转装置(106)内有零位检测的接近开关。

5.根据权利要求1所述的一种车厢内轮廓单雷达测量装置，其特征在于：所述旋转臂(103)可以九十度旋转，初始为零位复位状态，即所述旋转臂(103)收回于侧方，垂直旋转装置(104)初始为水平旋转装置(106)平行于地面，使激光雷达(2)垂直于地面，所述水平旋转装置(106)初始为激光雷达(2) 垂直于旋转臂旋转装置(102)。

6.根据权利要求3所述的一种车厢内轮廓单雷达测量装置，其特征在于：所述控制柜(401)的内部装有PLC、通讯模块、输入模块、输出模块、伺服控制器、交换机、指示灯和元器件，所述控制系统包括触摸屏人机交互控制系统、PLC控制系统，工控机数据处理控制系统，所述控制系统通过以太网与企业DCS/ERP系统通信，控制柜(401)内输出模块通过继电器与指示灯连接。

7.根据权利要求1所述的一种车厢内轮廓单雷达测量装置，其特征在于：所述安装装置(3)由安装板(301)、凸起(302)、连接柱(303)、卡槽(304)、螺纹孔(305)、连接座(306)、螺纹杆(307)和螺栓(308)组成，所述安装板(301)的底部连接有凸起(302)，所述安装板(301)的底部开设有螺纹孔(305)，所述安装板(301)的底部连接有连接柱(303)，所述连接柱(303)的顶部开设有卡槽(304)，所述螺纹孔(305)的内部螺纹连接有螺纹杆(307)，所述螺纹杆(307)的底部固定连接有连接座(306)，所述螺纹杆(307)的外表面靠近顶端的一侧螺纹连接有螺栓(308)。

Images