CN103529060A - 用于组合移动式辐射检查***的龙门结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，包括第一臂架、第二臂架和第三臂架。所述第一、第二和第三臂架限定用于让被检物品通过的扫描通道，所述用于组合移动式辐射检查***的龙门结构还包括：位置传感装置，用于检测所述第一和第二臂架之间的位置误差；和控制器，用于根据所述传感装置检测到的位置误差控制第一和第二臂架中的至少一个的行走速度，使得所述第一和第二臂架之间的位置误差等于零。与现有技术相比，本发明的优点在于，在龙门臂架上提供了自动纠偏装置，能够有效防止龙门臂架受力变形，从而能够自动地将两侧的臂架之间的位置误差控制为零，使得辐射探测器能够接收到完整的射线，提高了成像质量。

Description

用于组合移动式辐射检查***的龙门结构
技术领域
本发明涉及辐射检测技术领域，尤其涉及一种用于组合移动式辐射检查***的龙门结构。
背景技术
在现有技术中，龙门结构的组合移动式集装箱/车辆检查***是大型集装箱/车辆检查***的一种，其核心技术为辐射成像技术。龙门结构的组合移动式集装箱/车辆检查***是用于海港、边境和机场等的集装箱/车辆检查安全检测***，其具有独特的模块化架构设计，可进行简单分拆并重组，无需修建固定式防护建筑，更无需辐射防护墙。龙门结构的组合移动式集装箱/车辆检查***的成像装置为龙门结构扫描臂架。待检查的集装箱/车辆放置在臂架下方，且位于固定轨道的正中，龙门臂架在固定轨道上行走，设置于一侧臂架的辐射源发出射线，穿过被检查的集装箱/车辆，并被设置于另一侧臂架的接收射线的辐射探测器接收处理，形成扫描图像。
尽管龙门臂架在相互平行的固定轨道上行走，受到轨道的约束，基本不会从轨道上脱离，因此，在现有技术中，基本上不考虑两侧臂架行走速度的同步问题。
但是，在实际检查过程中仍要求龙门臂架在行走时必须保持两侧臂架的速度一致，如果两侧臂架的速度不一致，会导致龙门臂架整体上受力变形，尽管这些形变不是很大，但对于精密的辐射检测***是有很大影响的，因为一旦出现形变，辐射探测器就不能接收到完整的射线，影响成像质量。因此，在龙门臂架行走时需要自动纠偏***自动控制其两侧的臂架的位置差，以得到准确的扫描图像。
目前龙门臂架纠偏主要依靠手动操作，并未采取纠偏和同步处理措施，因实际机械制造误差、电机转速误差等原因，其纠偏效果并不理想。因此，很有必要对此加以改进。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
根据本发明的一个方面，提供一种用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，包括：第一臂架，能够沿第一轨道行走；第二臂架，与所述第一臂架相对并且能够沿与第一轨道平行的第二轨道行走；和第三臂架，连接所述第一和第二臂架并与所述第一和第二臂架一同行走。所述第一、第二和第三臂架限定用于让被检物品通过的扫描通道，其中，所述用于组合移动式辐射检查***的龙门结构还包括：位置传感装置，用于检测所述第一和第二臂架之间的位置误差；和控制器，用于根据所述传感装置检测到的位置误差控制第一和第二臂架中的至少一个的行走速度，使得所述第一和第二臂架之间的位置误差等于零。
根据本发明的一个优选实施例，在所述第一和第二臂架中的一个臂架上设置有一个激光笔，并且在所述第一和第二臂架中的另一个臂架上设置有一个位置敏感器件，用于检测从所述激光笔发射出的激光束入射在所述位置敏感器件上的实际位置，并根据所述实际位置与预定的目标位置之间的差来确定所述第一和第二臂架之间的位置误差，其中，当从所述激光笔发射出的激光束入射在所述位置敏感器件上的所述目标位置时，所述第一和第二臂架之间的位置误差等于零。
根据本发明的另一个优选实施例，在所述第一和第二臂架中的一个上安装有辐射源，用于向经过所述扫描通道的被检物品发射辐射；并且在所述第一和第二臂架中的另一个上安装有辐射探测器，用于接收从所述辐射源发射的辐射。
根据本发明的另一个优选实施例，所述控制器设置在第一/第二臂架上。
根据本发明的另一个优选实施例，所述控制器根据所述传感装置检测到的位置误差计算驱动所述第一/第二臂架行走的电机的目标转速，并用该目标转速控制所述电机，使得所述第一和第二臂架之间的位置误差等于零。
根据本发明的另一个优选实施例，所述控制器根据所述位置误差利用PID算法计算所述电机的目标转速。
根据本发明的另一个优选实施例，在所述第一/第二臂架上还设置有控制所述电机的转速的变频器，所述目标转速作为所述变频器控制所述电机的指令数值。
根据本发明的另一个优选实施例，在所述第一/第二臂架上还设置有检测所述电机的实际转速的编码器，并且所述控制器根据所述目标转速和所述编码器检测到的实际转速之间的转速差控制所述电机的转速使之等于所述目标转速。
根据本发明的另一个优选实施例，所述控制器根据所述转速差利用PID算法控制所述电机的转速。
根据本发明的另一个优选实施例，所述控制器为PLC控制器。
根据本发明的另一个优选实施例，设置有辐射探测器的臂架包括具有辐射防护用的铅。
根据本发明的另一个优选实施例，所述第一、第二和第三臂架以可拆卸的方式相互组装在一起。
根据本发明的另一个优选实施例，所述第一和第二臂架为竖直臂架，所述第三臂架为水平臂架。
与现有技术相比，本发明的优点在于，在龙门臂架上提供了自动纠偏装置，能够有效防止龙门臂架受力变形，从而能够自动地将两侧的臂架之间的位置误差控制为零，使得辐射探测器能够接收到完整的射线，提高了成像质量。
附图说明
图1显示根据本发明的一个实施例的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构的立体示意图；
图2显示图1所示的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构的控制过程；
图3显示图1所示的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构的控制第一和第二臂架之间的位置误差的控制框图；和
图4显示图1所示的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构的控制第二臂架的驱动电机的转速的控制框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。下面参考附图描述的实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
图1显示根据本发明的一个实施例的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构的立体示意图。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，用于组合移动式辐射检查***的龙门结构主要包括第一臂架100、第二臂架200和第三臂架300。
如图1所示，第一臂架100通过其底部的滚轮102在第一轨道101上行走。第二臂架200与第一臂架100平行且间隔地相对，第二臂架200通过其底部的滚轮202在与第一轨道101平行的第二轨道201上行走。第三臂架300连接第一臂架100和第二臂架200并与第一和第二臂架100、200一同行走。这样，第一、第二和第三臂架100、200、300就一起限定用于让被检物品通过的扫描通道。
在本发明的一个优选实施例中，第一、第二和第三臂架100、200、300以可拆卸的方式相互组装在一起。这样，就便于整个辐射检查***的拆装和运输。
在图1所示的优选实施例中，第一和第二臂架100、200为竖直臂架，第三臂架300为水平臂架，因此，形成了一个矩形的龙门结构。
尽管未图示，在第一和第二臂架100、200中的一个上安装有辐射源，用于向经过扫描通道的被检物品(图中未示出)发射辐射；并且在第一和第二臂架200中的另一个上安装有辐射探测器，用于接收从辐射源发射的辐射。
请注意，在本文中，为了使辐射探测器能够接收到来自辐射源的完整的辐射射线，第一和第二臂架100、200之间在行走方向(轨道延伸方向)上的位置误差(位置偏差)应当等零。
但是，在实际应用中，由于第一臂架100和第二臂架200均是独立行走机构，因此第一臂架100和第二臂架200容易出现速度不同步，从而导致相互之间出现位置偏差或位置误差。为了克服该技术问题，就必须使第一臂架100和第二臂架200的行走速度保持同步。
图2显示图1所示的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构的控制过程。
如图1和图2所示，为了使第一臂架100和第二臂架200的行走速度保持同步，本发明的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构还包括位置传感装置110、210和控制器211。
如图1和图2所示，位置传感装置110、210用于检测第一和第二臂架100、200之间的位置误差(位置偏差)。控制器211用于根据传感装置110、210检测到的位置误差e控制第一和第二臂架100、200中的至少一个的行走速度，使得第一和第二臂架100、200之间的位置误差e等于零。
如图1和图2所示，在本发明的一个优选实施例中，位置传感装置110、210包括设置在第一和第二臂架中的一个臂架100上的一个激光笔110和设置在第一和第二臂架中的另一个臂架200上的一个位置敏感器件210。
但是，请注意，本发明的位置传感装置不局限于图示实施例，例如，位置传感装置可以包括测量水平的第三臂架300的变形的形变传感器，通过该形变传感器也能够获得第一和第二臂架100、200之间的位置偏差。
在图示的实施例中，激光笔110设置在第一臂架100上，位置敏感器件210设置在第二臂架200上。
图3显示图1所示的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构的控制第一和第二臂架之间的位置误差的控制框图。
如图1至图3所示，激光笔110用于朝向位置敏感器件210发射激光束，位置敏感器件210用于检测从激光笔110发射出的激光束入射在位置敏感器件210上的实际位置y，并根据该实际位置y与预定的目标位置r之间的差来确定第一和第二臂架100、200之间的位置误差e。
请注意，在本发明中，当从激光笔110发射出的激光束入射在位置敏感器件210上的目标位置(例如中心位置)r时，第一和第二臂架100、200之间的位置误差e等于零，即，此时辐射探测器能够接收到来自辐射源的完整的辐射射线。
在本发明的一个实施例中，控制器211可以设置在第一和第二臂架100、200中的一个上。在图1所示的实施例中，控制器211设置在第二臂架200上。
在本发明的一个实施例中，控制器211根据传感装置110、210检测到的位置误差e计算驱动第一/第二臂架100、200行走的电机的目标转速u’，并用该目标转速u’控制电机，使得第一和第二臂架100、200之间的位置误差e等于零。
在图示的实施例中，控制器211根据传感装置110、210检测到的位置误差e计算驱动第二臂架200行走的电机的目标转速u’，并用该目标转速u’控制该电机，使得第一和第二臂架100、200之间的位置误差e等于零。也就是说，在本发明中采用的是控制第一和第二臂架100、200中的一个臂架的行走速度，来将两者之间的位置误差调整到零。但是，本发明不局限于此，也可以同时控制第一和第二臂架100、200两者的行走速度，来使两者之间的位置误差调整到零。
在本发明的一个优选实施例中，控制器211根据位置误差e利用PID算法(比例积分微分控制算法)计算电机的目标转速u’。
由于PID算法属于一种非常传统的控制算法，为了简洁起见，这里不再对其进行详细说明。
在本发明的一个实施例中，在第一和第二臂架100、200中的一个上还设置有控制电机的转速的变频器212，控制器211输出的目标转速u’作为变频器212控制电机的输入指令数值。
在图1所示的实施例中，变频器212设置在第二臂架200上，用于控制驱动第二臂架200行走的电机的转速。
在本发明的一个实施例中，在第一和第二臂架100、200中的一个上还设置有检测电机的实际转速u的编码器213。
在如图1和图2所示的实施例中，编码器213设置在第二臂架200上，用于检测驱动第二臂架200行走的电机的实际转速u。
图4显示图1所示的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构的控制第二臂架的驱动电机的转速的控制框图。
如图2和图4所示，控制器211根据目标转速u’和编码器213检测到的实际转速u之间的转速差e’控制电机的转速使之等于目标转速u’。
在本发明的一个优选实施例中，控制器211根据转速差e’利用PID算法控制电机的转速。
在本发明中，控制器可以为PLC控制器，也可以为单片机或个人计算机等。
为了防止从辐射源射出的辐射射线的外泄，如图1所示，在设置有辐射探测器的第一或第二臂架100、200中灌注有辐射防护用的铅。但是，本发明不局限于此，设置有辐射探测器的第一或第二臂架100、200也可以直接由防辐射材料制成。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化。本发明的适用范围由所附权利要求及其等同物限定。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。

Claims (13)

1.一种用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，包括：
第一臂架(100)，能够沿第一轨道(101)行走；
第二臂架(200)，与所述第一臂架(100)相对并且能够沿与第一轨道(101)平行的第二轨道(201)行走；和
第三臂架(300)，连接所述第一和第二臂架(100、200)并与所述第一和第二臂架(100、200)一同行走，
所述第一、第二和第三臂架(100、200、300)限定用于让被检物品通过的扫描通道，
其中，所述用于组合移动式辐射检查***的龙门结构还包括：
位置传感装置(110、210)，用于检测所述第一和第二臂架(100、200)之间的位置误差(e)；和
控制器(211)，用于根据所述传感装置(110、210)检测到的位置误差(e)控制第一和第二臂架(100、200)中的至少一个的行走速度，使得所述第一和第二臂架(100、200)之间的位置误差(e)等于零。
2.根据权利要求1所述的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，其特征在于，
在所述第一和第二臂架中的一个臂架(100)上设置有一个激光笔(110)，并且
在所述第一和第二臂架中的另一个臂架(200)上设置有一个位置敏感器件(210)，用于检测从所述激光笔(110)发射出的激光束入射在所述位置敏感器件(210)上的实际位置(y)，并根据所述实际位置(y)与预定的目标位置(r)之间的差来确定所述第一和第二臂架(100、200)之间的位置误差(e)，
其中，当从所述激光笔(110)发射出的激光束入射在所述位置敏感器件(210)上的所述目标位置(r)时，所述第一和第二臂架(100、200)之间的位置误差(e)等于零。
3.根据权利要求2所述的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，其特征在于，
在所述第一和第二臂架(100、200)中的一个上安装有辐射源，用于向经过所述扫描通道的被检物品发射辐射；并且
在所述第一和第二臂架(200)中的另一个上安装有辐射探测器，用于接收从所述辐射源发射的辐射。
4.根据权利要求3所述的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，其特征在于，所述控制器(211)设置在第一/第二臂架(100、200)上。
5.根据权利要求4所述的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，
所述控制器(211)根据所述传感装置(110、210)检测到的位置误差(e)计算驱动所述第一/第二臂架(100、200)行走的电机的目标转速(u’)，并用该目标转速(u’)控制所述电机，使得所述第一和第二臂架(100、200)之间的位置误差(e)等于零。
6.根据权利要求5所述的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，其特征在于，
所述控制器(211)根据所述位置误差(e)利用PID算法计算所述电机的目标转速(u’)。
7.根据权利要求6所述的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，其特征在于，
在所述第一/第二臂架(100、200)上还设置有控制所述电机的转速的变频器(212)，所述目标转速(u’)作为所述变频器(212)控制所述电机的指令数值。
8.根据权利要求7所述的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，其特征在于，
在所述第一/第二臂架(100、200)上还设置有检测所述电机的实际转速(u)的编码器(213)，并且
所述控制器(211)根据所述目标转速(u’)和所述编码器(213)检测到的实际转速(u)之间的转速差(e’)控制所述电机的转速使之等于所述目标转速(u’)。
9.根据权利要求8所述的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，其特征在于，
所述控制器(211)根据所述转速差(e’)利用PID算法控制所述电机的转速。
10.根据权利要求1所述的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。
11.根据权利要求3所述的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，其特征在于，设置有辐射探测器的臂架(200)包括具有辐射防护用的铅。
12.根据权利要求1所述的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，其特征在于，
所述第一、第二和第三臂架(100、200、300)以可拆卸的方式相互组装在一起。
13.根据权利要求1所述的用于组合移动式辐射检查***的龙门结构，其特征在于，
所述第一和第二臂架(100、200)为竖直臂架，所述第三臂架(300)为水平臂架。
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