一种宽度测量系统

技术领域

本发明涉及宽度测量技术领域，具体为一种宽度测量系统。

背景技术

宽度测量系统是一种用于测量物体宽度的装置，现有的宽度测量系统包括光栅测量系统、激光三角测量系统、CCD测量系统、光纤传感器测量系统和红外光测量系统；

现有的宽度测量系统存在如下弊病：

（1）主要通过线阵相机或者面阵相机测量宽度，具备高速测量，但安装不方便、调试不方便（需要专业人员调试）、价格昂贵；

（2）通过单排排列多个接收和发射红外二极管，通过判断当前二极管是否遮挡来计算出材料的宽度，具体高速测量，但是精度很差（主要受制于二极管的大小）；

（3）通过多排W型排列多个接收和发射红外二极管，通过判断当前二极管是否遮挡来计算出材料的宽度，具体高速测量，但是精度一般（主要受制于二极管的大小），功耗很大，发热量很大；

（4）通过单排排列多个接收和发射红外二极管，通过判断当前二极管遮挡的百分比来计算出材料的宽度，不具备高速测量，精度会比单排排列的稍微有所提高，主要受制于二极管发射光的不线性；

（5）通过多排W型排列多个接收和发射红外二极管，通过判断当前遮挡的二极管遮挡的百分比来计算出材料的宽度，不具备高速测量，精度会比W排排列的稍微有所提高，功耗会比W型排列降低，但是功耗依然很大，发热量也很大。

发明内容

本发明提供一种宽度测量系统，用以解决上述提出的至少一项技术问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种宽度测量系统，包括承载小车，承载小车上设有宽度测量主体调节支架，宽度测量主体调节支架工作端设有宽度测量主体，宽度测量主体包括宽度测量执行件，宽度测量执行件包括若干红外发射管、若干红外接收管、菲涅尔透镜和数码管显示器，数码管显示器与红外发射管和红外接收管电连接，数码管显示器安装在宽度测量主体调节支架上；

菲涅尔透镜上设有若干组长方形槽孔组，每组长方形槽孔组对应一组红外发射管和一组红外接收管，每组长方形槽孔组由若干长方形槽孔组成，若干长方形槽孔呈W型排列。

优选的，承载小车包括：

视觉传感器，视觉传感器设置在宽度测量主体调节支架的工作终端，视觉传感器用于检测和感知周围环境；

路径规划算法，用于基于目标位置和环境地图确定小车接近目标位置的最佳行进路径；

定位系统，用于对承载小车的位置进行精确定位；

控制模块，用于基于视觉传感器和路径规划算法的检测和规划结果，控制承载小车进行行进和障碍物避难。

优选的，宽度测量主体调节支架包括支撑升降基柱，支撑升降基柱螺栓连接在承载小车上，支撑升降基柱远离承载小车的一端转动连接有电动转盘一，电动转盘一上固定连接有调节支柱，调节支柱上固定连接有U型架，U型架上转动连接有悬臂一和悬臂二，悬臂一和悬臂二远离U型架的一端均铰链连接在终端连接件上，终端连接件上转动连接有电动转盘二，宽度测量主体固定连接在电动转盘二上，调节支柱上固定连接有支撑板，支撑板上铰链连接有俯仰调节气缸，俯仰调节气缸工作端铰链连接在悬臂一上。

优选的，支撑板上安装有环形转盘停刹组件一，终端连接件上安装有环形转盘停刹组件二，

环形转盘停刹组件一和环形转盘停刹组件二工作端均设有上下对称布置的电磁夹持片，电磁夹持片用于与电动转盘一和电动转盘二相互配合。

优选的，宽度测量主体包括收纳壳体和执行件安装壳体，执行件安装壳体滑动连接在收纳壳体内，收纳壳体通过高度伸缩调节件固定连接在宽度测量主体调节支架工作端，红外发射管、红外接收管和菲涅尔透镜设置在执行件安装壳体内。

优选的，执行件安装壳体上固定连接有导向条，导向条用于与收纳壳体内壁顶部的导向条安装槽滑动连接。

优选的，收纳壳体内固定连接有安装底座，安装底座上固定连接有推拉气缸，推拉气缸工作端固定连接有连接板件，连接板件左右滑动连接在导向柱内，连接板件与导向柱内壁之间通过缓冲弹性件连接，连接板件上固定连接有固定杆件，固定杆件远离连接板件的一端套设在执行件安装壳体内，固定杆件上固定连接有微型电机，微型电机工作端固定连接有翻转转轴，翻转转轴与执行件安装壳体内壁固定连接。

优选的，还包括执行件安装壳体清洁组件，执行件安装壳体清洁组件包括两对称布置的电动丝杠，电动丝杠上螺纹连接有清洁调节螺母，清洁调节螺母上固定连接有弯杆，收纳壳体内壁固定连接有弯杆导向块，弯杆贯穿弯杆导向块，弯杆上转动连接有导向滚轮，导向滚轮滚动连接在弯杆导向块的滚轮槽内；

弯杆远离清洁调节螺母的一端固定连接有螺母导向条，螺母导向条两端分别固定连接在收纳壳体的上下内壁上,螺母导向条上转动连接有微型电动丝杠，微型电动丝杠上螺纹连接有微型螺母，微型螺母上下滑动连接在螺母导向条上，微型螺母上固定连接有滑杆，滑杆上铰链连接有双面刷条，滑杆上滑动连接有电动滑套，电动滑套上铰链连接有刷条调节气缸，刷条调节气缸工作端铰链连接在双面刷条上。

优选的，执行件安装壳体上开设有降尘头收纳槽，降尘头收纳槽内转动连接有降尘头，降尘头收纳槽内壁铰链连接有电动收纳连杆，电动收纳连杆远离降尘头收纳槽内壁的一端铰链连接有调节滑块，调节滑块滑动连接在降尘头背面的调节滑槽内；

承载小车上固定连接有水箱，降尘头与水箱通过软管连接。

优选的，收纳壳体底部内壁开设有密封驱动组件安装槽，密封驱动组件安装槽内设有密封驱动组件，密封驱动组件的工作端铰链连接有两对称布置的密封门，密封门用于与收纳壳体相互配合。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

本发明长方形槽孔的设计，可以将点光源变成线性平行光源，使得检测的精度大幅度的提升，长方形槽孔采用W型排列，使得光源的接收和发射没有间隙，由于采用了菲涅尔透镜，使得发射侧的红外发射管能够减少三分之二（菲涅尔透镜能够将发射侧的点光源转换为平行光源，通过聚焦和调整透镜的形状，可以使光线几乎平行传播，这种转换使光线传输距离更长，覆盖范围更广，减少了发射侧所需的二极管数量），很大程度上降低了整体功耗，数码管显示器的设计，使得接收侧和发射侧很容易对齐，调试变得很方便。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明整体结构示意图；

图2位本发明执行件安装壳体结构示意图；

图3为本发明菲涅尔透镜结构示意图；

图4为本发明收纳壳体结构示意图；

图5为本发明图4的A处局部放大图；

图6为本发明密封驱动组件结构示意图。

图中：1、承载小车；2、宽度测量主体调节支架；200、支撑升降基柱；201、电动转盘一；202、调节支柱；203、U型架；204、悬臂一；205、悬臂二；206、终端连接件；2060、电动转盘二；2061、环形转盘停刹组件二；207、支撑板；208、俯仰调节气缸；209、环形转盘停刹组件一；3、宽度测量主体；300、红外发射管；301、红外接收管；302、菲涅尔透镜；3020、长方形槽孔组；3021、长方形槽孔；303、数码管显示器；304、收纳壳体；3040、高度伸缩调节件；3041、安装底座；3042、推拉气缸；3043、连接板件；3044、导向柱；3045、缓冲弹性件；3046、固定杆件；3047、微型电机；3048、翻转转轴；3049、导向条；305、执行件安装壳体；3050、降尘头收纳槽；3051、降尘头；3052、电动收纳连杆；3053、调节滑块；3054、调节滑槽；3055、水箱；306、电动丝杠；3060、清洁调节螺母；3061、弯杆；3062、弯杆导向块；3063、导向滚轮；3064、滚轮槽；3065、微型电动丝杠；3066、微型螺母；3067、螺母导向条；3068、滑杆；3069、双面刷条；307、电动滑套；3070、刷条调节气缸；4、密封驱动组件安装槽；400、密封门；401、密封驱动组件；4010、电动开启转盘；4011、Z字折杆；4012、密封门推杆；4013、中间连杆；4014、限位块一；4015、限位块二。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供如下实施例

实施例1

本发明实施例提供了一种宽度测量系统，如图1-6所示，包括承载小车1，承载小车1上设有宽度测量主体调节支架2，宽度测量主体调节支架2工作端设有宽度测量主体3，宽度测量主体3包括宽度测量执行件，宽度测量执行件包括若干红外发射管300、若干红外接收管301、菲涅尔透镜302和数码管显示器303，数码管显示器303与红外发射管300和红外接收管301电连接，数码管显示器303安装在宽度测量主体调节支架2上；

菲涅尔透镜302上设有若干组长方形槽孔组3020，每组长方形槽孔组3020对应一组红外发射管300和一组红外接收管301，每组长方形槽孔组3020由若干长方形槽孔3021组成，若干长方形槽孔3021呈W型排列。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：本发明在使用时发射侧的红外发射管300发射的点光源通过菲涅尔透镜302上的长方形槽孔组3020的作用转换为线性平行的线光源，该光源照射在待测物体上，经过接收侧的菲涅尔透镜再将平行光源转换为点光源，并通过红外接收管301接收光信号，数码管显示器303实时采集并显示红外发射管300和红外接收管301的对准数值，从而推断出待测物体的宽度；

本发明长方形槽孔的设计，可以将点光源变成线性平行光源，使得检测的精度大幅度的提升，长方形槽孔采用W型排列，使得光源的接收和发射没有间隙，由于采用了菲涅尔透镜，使得发射侧的红外发射管300能够减少三分之二（菲涅尔透镜能够将发射侧的点光源转换为平行光源，通过聚焦和调整透镜的形状，可以使光线几乎平行传播，这种转换使光线传输距离更长，覆盖范围更广，减少了发射侧所需的二极管数量），很大程度上降低了整体功耗，数码管显示器303的设计，使得接收侧和发射侧很容易对齐，调试变得很方便。

实施例2

在实施例1的基础上，承载小车1包括：

视觉传感器，视觉传感器设置在宽度测量主体调节支架2的工作终端，视觉传感器用于检测和感知周围环境；

路径规划算法，用于基于目标位置和环境地图确定小车接近目标位置的最佳行进路径；

定位系统，用于对承载小车1的位置进行精确定位；

控制模块，用于基于视觉传感器和路径规划算法的检测和规划结果，控制承载小车1进行行进和障碍物避难。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：承载小车1可以通过感知环境、处理数据、规划路径、控制动作等步骤，能够自主地避障、定位和导航到指定目标位置，极大的拓展了宽度测量系统的环境适用范围，即使是人员无法进入的恶劣环境，也可获取带测量物体的宽度数值。

实施例3

在实施例1的基础上，宽度测量主体调节支架2包括支撑升降基柱200，支撑升降基柱200螺栓连接在承载小车1上，支撑升降基柱200远离承载小车1的一端转动连接有电动转盘一201，电动转盘一201上固定连接有调节支柱202，调节支柱202上固定连接有U型架203，U型架203上转动连接有悬臂一204和悬臂二205，悬臂一204和悬臂二205远离U型架203的一端均铰链连接在终端连接件206上，终端连接件206上转动连接有电动转盘二2060，宽度测量主体3固定连接在电动转盘二2060上，调节支柱202上固定连接有支撑板207，支撑板207上铰链连接有俯仰调节气缸208，俯仰调节气缸208工作端铰链连接在悬臂一204上；

支撑板207上安装有环形转盘停刹组件一209，终端连接件206上安装有环形转盘停刹组件二2061，

环形转盘停刹组件一209和环形转盘停刹组件二2061工作端均设有上下对称布置的电磁夹持片，电磁夹持片用于与电动转盘一201和电动转盘二2060相互配合。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：调节宽度测量主体3测量高度时，通过支撑升降基柱200实现调节，调节宽度测量主体3的方位时，电动转盘一201转动带动调节支柱202转动，从而调节宽度测量主体3的方位，对宽度测量主体3的空间位置进行微调时，通过俯仰调节气缸208伸缩带动悬臂一204转动协同电动转盘二2060转动，从而对宽度测量主体3的空间位置即角度进行微调，通过宽度测量主体调节支架2各个部件协调配合将宽度测量主体3调节到最佳测量位置及角度；

环形转盘停刹组件一209和环形转盘停刹组件二2061的设计可以保证宽度测量主体调节支架2调节的精确性。

实施例4

在实施例1的基础上，宽度测量主体3包括收纳壳体304和执行件安装壳体305，执行件安装壳体305滑动连接在收纳壳体304内，收纳壳体304通过高度伸缩调节件3040固定连接在宽度测量主体调节支架2工作端，红外发射管300、红外接收管301和菲涅尔透镜302设置在执行件安装壳体305内；

执行件安装壳体305上固定连接有导向条3049，导向条3049用于与收纳壳体304内壁顶部的导向条安装槽滑动连接；

收纳壳体304内固定连接有安装底座3041，安装底座3041上固定连接有推拉气缸3042，推拉气缸3042工作端固定连接有连接板件3043，连接板件3043左右滑动连接在导向柱3044内，连接板件3043与导向柱3044内壁之间通过缓冲弹性件3045连接，连接板件3043上固定连接有固定杆件3046，固定杆件3046远离连接板件3043的一端套设在执行件安装壳体305内，固定杆件3046上固定连接有微型电机3047，微型电机3047工作端固定连接有翻转转轴3048，翻转转轴3048与执行件安装壳体305内壁固定连接。

上述技术方案的工作原理及有益效果：工作时推拉气缸3042伸长，此时缓冲弹性件3045处于拉伸状态，连接板件3043沿导向柱3044滑动，固定杆件3046带动执行件安装壳体305向外运动，在执行件安装壳体305向外运动的过程中，导向条3049沿导向条安装槽滑动，直至导向条3049脱离导向条安装槽，之后根据实际使用需求微型电机3047带动翻转转轴3048转动，翻转转轴3048带动执行件安装壳体305转动，从而将其转动到适宜测量位姿，其中高度伸缩调节件3040用于调节宽度测量主体3的高度。

实施例5

在实施例4的基础上，执行件安装壳体305上开设有降尘头收纳槽3050，降尘头收纳槽3050内转动连接有降尘头3051，降尘头收纳槽3050内壁铰链连接有电动收纳连杆3052，电动收纳连杆3052远离降尘头收纳槽3050内壁的一端铰链连接有调节滑块3053，调节滑块3053滑动连接在降尘头3051背面的调节滑槽3054内；

承载小车1上固定连接有水箱3055，降尘头3051与水箱3055通过软管连接。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：当在灰尘较大的环境中进行宽度测量时，电动收纳连杆3052转动将降尘头3051推出降尘头收纳槽3050，当降尘头3051调节到适宜位置后，水箱3055通过软管向降尘头3051供水，向环境中喷洒水雾，从而使得测量环境中漂浮在空中的灰尘沉降到地面，之后宽度测量系统对待测量物体进行测量，其中收纳壳体304底面开设有软管滑槽，用于避免执行件安装壳体305在收纳时与收纳壳体304产生干涉。

实施例6

在实施例4的基础上，还包括执行件安装壳体清洁组件，执行件安装壳体清洁组件包括两对称布置的电动丝杠306，电动丝杠306上螺纹连接有清洁调节螺母3060，清洁调节螺母3060上固定连接有弯杆3061，收纳壳体304内壁固定连接有弯杆导向块3062，弯杆3061贯穿弯杆导向块3062，弯杆3061上转动连接有导向滚轮3063，导向滚轮3063滚动连接在弯杆导向块3062的滚轮槽3064内；

弯杆3061远离清洁调节螺母3060的一端固定连接有螺母导向条3067，螺母导向条3067两端分别固定连接在收纳壳体304的上下内壁上,螺母导向条3067上转动连接有微型电动丝杠3065，微型电动丝杠3065上螺纹连接有微型螺母3066，微型螺母3066上下滑动连接在螺母导向条3067上，微型螺母3066上固定连接有滑杆3068，滑杆3068上铰链连接有双面刷条3069，滑杆3068上滑动连接有电动滑套307，电动滑套307上铰链连接有刷条调节气缸3070，刷条调节气缸3070工作端铰链连接在双面刷条3069上。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：在进行宽度测量的过程中，环境中的灰尘会沉积在执行件安装壳体305上，当执行件安装壳体305收纳进收纳壳体304后，执行件安装壳体清洁组件对执行件安装壳体305外表面进行清洁，清洁时，电动丝杠306转动带动清洁调节螺母3060运动，清洁调节螺母3060运动带动弯杆3061沿弯杆导向块3062滑动，在此过程中导向滚轮3063的设计可以保证弯杆3061运动的流畅性，弯杆3061运动的过程中可以初步调节双面刷条3069的位置，当对执行件安装壳体305上表面进行清洁时微型电动丝杠3065转动带动微型螺母3066运动至螺母导向条3067最底部，当对执行件安装壳体305下表面进行清洁时微型电动丝杠3065转动带动微型螺母3066运动至螺母导向条3067最顶部，具体清洁时，通过电动滑套307沿滑杆3068滑动对双面刷条3069的清洁范围进行初步确定，清洁时，刷条调节气缸3070伸缩从而通过双面刷条3069实现对执行件安装壳体305上下表面的清扫，避免灰尘堆积。

实施例7

在实施例4的基础上，收纳壳体304底部内壁开设有密封驱动组件安装槽4，密封驱动组件安装槽4内设有密封驱动组件401，密封驱动组件401的工作端铰链连接有两对称布置的密封门400，密封门400用于与收纳壳体304相互配合。

优选的，密封驱动组件401包括电动开启转盘4010、两对称布置的Z字折杆4011和两对称布置的密封门推杆4012，Z字折杆4011中段转动连接在密封驱动组件安装槽4内，Z字折杆4011一端与密封门400铰链连接，Z字折杆4011另一端铰链连接有中间连杆4013，中间连杆4013远离Z字折杆4011的一端铰链连接在电动开启转盘4010上，电动开启转盘4010转动连接在密封驱动组件安装槽4内，密封驱动组件安装槽4内固定连接有限位块一4014和限位块二4015，密封门推杆4012一端转动连接在密封驱动组件安装槽4内，另一端铰链连接在密封门400上。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：密封门400开启时，电动开启转盘4010顺时针转动至与限位块二4015接触，在转动过程中带动中间连杆4013和Z字折杆4011运动，从而将密封门400推开，在密封门400被推开的过程中密封门推杆4012随动，关闭密封门400时，电动开启转盘4010逆时针转动至与限位块一4014接触，此时密封门400的状态如图6所示。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。