CN117781946A - 一种导轨直线度检测机器人及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种导轨直线度检测机器人及检测方法，其中，行走机构设置在导轨上，行走机构搭载有三轴加速度传感器；纵向摆臂与行走机构通过转轴转动连接，角度传感器的检测轴与转轴相连接；横向摆臂转动设置在纵向摆臂远离行走机构的一端上；测量轮在纵向摆臂以及横向摆臂上均有设置，直线位移传感器一端与纵向摆臂转动连接，直线位移传感器的另一端与横向摆臂转动连接。通过设置三轴加速度传感器，以反馈导轨点位坐标，可判断导轨的整体线性，角度传感器和直线位移传感器可反馈纵向摆臂的上下波动以及两测量轮的波动，从而判断导轨顶面起伏状况，如此本检测机器人具有可连续检测导轨的优点，同时其检测效率高、检测精度高，应用更为便利。

Description

一种导轨直线度检测机器人及检测方法

技术领域

本发明涉及导轨检测技术领域，尤其涉及一种导轨直线度检测机器人及检测方法。

背景技术

目前的起重设备，为了便于物料的移送，通常会安装在导轨或载具上，其中针对设置在导轨上的起重设备，需要保证良好的位移稳定性，以确保起重设备的运行安全。其中，导轨的直线度是影响起重设备移动稳定的重要参数，因此需要对导轨的直线度进行检测。

现有授权公告号为CN218329909U的实用新型专利，提供了一种起重机导轨检测装置，包括标准导轨和检测导轨，标准导轨的顶部安装有对照机构，检测导轨的顶部滑动连接有检测机构。

如上述技术方案中，其是通过检测机构带动红外线发射器位移，以红外线发射器照射对照机构上的对照板，通过判断照射轨迹，从而确定导轨的线性状态；

但在上述检测方式中，检测距离会很短，这是由于受限于对照板的长度，因此仅能对导轨的局部进行检测，导致检测效率低下，同时上述检测方式，难以检定导轨具体误差位置，只能获得导轨的大概线性，检测不够精准。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种检测精度高，且可连续检测导轨直线度检测机器人及检测方法，以解决现有导轨检测机构检测距离短、耗时长、精度低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种导轨直线度检测机器人及检测方法，包括行走机构，行走机构设置在导轨上，且行走机构搭载有三轴加速度传感器；

还包括纵向摆臂、转轴、角度传感器、横向摆臂、测量轮和直线位移传感器，其中，

纵向摆臂与行走机构通过转轴转动连接，纵向摆臂与转轴相对固定，且转轴的旋转轴线垂直于导轨的长度方向；

角度传感器设置在行走机构上，且角度传感器的检测轴与转轴相连接；

横向摆臂设置有两个，两个横向摆臂转动设置在纵向摆臂远离行走机构的一端上；

测量轮在纵向摆臂远离行走机构的一端以及两个横向摆臂上各设置有一个，测量轮抵持导轨时，横向摆臂的旋转轴线平行于导轨的长度方向，且纵向摆臂远离行走机构的一端朝向导轨倾斜；

直线位移传感器设置有两个，直线位移传感器布设在横向摆臂的旋转平面上，两个直线位移传感器各有一端与纵向摆臂转动连接，两个直线位移传感器的另一端各与一个横向摆臂转动连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括第一激光器、反射镜和第一激光靶标，其中，

第一激光器设置在纵向摆臂上；

反射镜设置在行走机构上，反射镜用于反射第一激光器的输出光，以形成夹角状的光路；

第一激光靶标设置在行走机构上，第一激光靶标具有阵列设置的光敏元件，用于承接反射镜反射的光线。

在以上技术方案的基础上，优选的，包括拆装板，拆装板可拆卸的设置在行走机构上，且拆装板垂直于导轨顶面；

纵向摆臂朝向行走机构的一端与拆装板通过转轴转动连接；

角度传感器设置在拆装板上。

在以上技术方案的基础上，优选的，反射镜和第一激光靶标均设置在拆装板远离行走机构的一面上，其中，

反射镜远离导轨的一端朝向行走机构倾斜；

第一激光靶标位于反射镜远离导轨的一侧，且第一激光靶标的靶面与反射镜呈夹角状设置，夹角为锐角。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括支架，支架包括架体、限位板和定位螺栓，其中，

架体与纵向摆臂可拆卸连接，第一激光器设置在架体上；

限位板的一端与架体相连接，且限位板的另一端远离架体；

定位螺栓与限位板远离架体的一端螺纹连接，且定位螺栓抵持架体。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括第二激光器和第二激光靶标，其中，

第二激光器设置在行走机构上，且第二激光器的射线方向平行于导轨的长度方向；

第二激光靶标设置在导轨的端部，且第二激光靶标对应第二激光器，第二激光靶标具有阵列设置的光敏元件。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括载架，载架与导轨的端部可拆卸连接，第二激光靶标设置在载架上。

在以上技术方案的基础上，优选的，载架包括端板、夹板、滑轨和驱动件，其中，

端板位于导轨的端部，导轨垂直于端板；

夹板设置在有两个，导轨的两侧各设置有一个夹板，且夹板穿过端板；

滑轨可拆卸的设置在端板远离导轨的一侧，且两个夹板与滑轨滑动连接；

驱动件用于驱动两个夹板相对靠近或分离。

在以上技术方案的基础上，优选的，行走机构包括主体、夹紧体、驱动轮、侧轮、防倾覆夹爪，其中，

主***于导轨上；

驱动轮转动设置在主体上，且驱动轮抵持导轨的轨头；

夹紧体在主体上相对的设置有至少两个，两个夹紧体上均转动设置有侧轮，夹紧体用于带动侧轮位移，以夹持导轨的两个轨腰；

防倾覆夹爪在主体上相对的设置有至少两个，用于选择性的夹持导轨。

另一方面，本发明提供了一种应用上述导轨直线度检测机器人的检测方法，包括以下步骤：

S1、将行走机构置于导轨上，并调整纵向摆臂，以使测量轮抵持导轨的顶面；

S2、将三轴加速度传感器、角度传感器和直线位移传感器复位清零，并设定行走机构的行进方式为步进，步进距离为a，记录步进时间为t1，停机时间为t2；

S3、行进过程中，在t1时间内，角度传感器反馈检测角度变化，直线位移传感器反馈位移变化，第一激光靶标和第二激光靶标反馈受光位置变化，以获得角度变化、位移变化和受光位置变化的坐标曲线图，在时间t2内，三轴加速度传感器反馈一次X、Y、Z轴的坐标；

S4、检定三轴加速度传感器反馈的坐标点，汇点成线，以获得三维空间内的线性模型，从而判断导轨的直线度；

S5、检定由角度传感器、直线位移传感器、第一激光靶标和第二激光靶标检测结果绘成的坐标曲线图，以获知导轨的具体偏差位置。

本发明的导轨直线度检测机器人及检测方法相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置三轴加速度传感器，以反馈点位坐标，可判断导轨的整体线性，角度传感器和直线位移传感器可反馈纵向摆臂的上下波动以及两测量轮的波动，从而判断导轨顶面的起伏状况，如此本检测机器人具有可连续检测导轨的优点，同时其检测效率高、检测精度高，应用更为便利；

(2)通过在纵向摆臂和行走机构上分别设置第一激光器和第一激光靶标，如此在纵向摆臂波动时，通过第一激光靶标的受光变化可以更好的判断纵向摆臂的摆动变化，以此有利于提高检测效果；

(3)通过设置第二激光器和第二激光靶标，如此在行走机构位移时，利用第二激光靶标的受光变化，可进一步的精准判定导轨的误差位置，有利于后续对导轨进行调整；

(4)通过在行走机构上设置拆装板，并将纵向摆臂、角度传感器、反射镜和第一激光靶标连接至拆装板上，如此在通过拆卸拆装板，便可将上述组件一并拆除，从而方便对其进行单独存放，有利于保证结构精度；

(5)通过设置载架，其方便将第二激光靶标安装到导轨的端部，以配合行走机构上的第二激光器进行检测，从而提高了本装置使用时拆装的便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的导轨直线度检测机器人的立体图；

图2为本发明的导轨直线度检测机器人的主视图；

图3为本发明的导轨直线度检测机器人的侧视图；

图4为本发明的导轨直线度检测机器人的纵向摆臂和横向摆臂连接结构的立体图；

图5为本发明的导轨直线度检测机器人的纵向摆臂和横向摆臂连接结构的主视图；

图6为本发明的导轨直线度检测机器人的纵向摆臂和横向摆臂连接结构的侧视图；

图7为本发明的导轨直线度检测机器人的载架和第二靶标的立体图；

图8为本发明的导轨直线度检测机器人的载架和第二靶标的侧视图；

图9为本发明的导轨直线度检测机器人的载架和第二靶标的第二视角立体图；

图10为本发明的导轨直线度检测机器人的行走机构的立体图；

图11为本发明的导轨直线度检测机器人的应用状态立体图；

图12为本发明的导轨直线度检测机器人的应用状态侧视图；

图中：1、行走机构；101、主体；102、夹紧体；103、驱动轮；104、侧轮；105、防倾覆夹爪；2、纵向摆臂；3、转轴；4、角度传感器；5、横向摆臂；6、测量轮；7、直线位移传感器；8、第一激光器；9、反射镜；10、第一激光靶标；11、拆装板；12、支架；121、架体；122、限位板；123、定位螺栓；13、第二激光器；14、第二激光靶标；15、载架；151、端板；152、夹板；153、滑轨；154、驱动件；1541、轴承支座；1542、拨板；1543、丝杆；1544、手轮；100、导轨。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

如图1～12所示，本发明的导轨直线度检测机器人，包括行走机构1、纵向摆臂2、转轴3、角度传感器4、横向摆臂5、测量轮6、直线位移传感器7、第一激光器8、反射镜9、第一激光靶标10、拆装板11、支架12、第二激光器13、第二激光靶标14和载架15，其用于导轨100的直线度检测使用。

如图11与图12所示，行走机构1设置在导轨100上，且行走机构1搭载有三轴加速度传感器；

如上述结构，行走机构1用于使本检测机器人沿导轨100进行行走，从而依靠三轴加速度传感器反馈检测机器人所处位置的X、Y和Z轴坐标，在机器人沿导轨100行走时，会生成若干空间坐标，机器人是贴合导轨100进行行进，如此在检测机器人沿导轨100行进完毕后，将生成的若干空间坐标串联，即可获得导轨100的线形图，从而可获知导轨100的具体情况。

如图10所示，行走机构1包括主体101、夹紧体102、驱动轮103、侧轮104、防倾覆夹爪105，其中，主体101位于导轨100上；驱动轮103转动设置在主体101上，且驱动轮103抵持导轨100的轨头；夹紧体102在主体101上相对的设置有至少两个，两个夹紧体102上均转动设置有侧轮104，夹紧体102用于带动侧轮104位移，以夹持导轨100的两个轨腰；防倾覆夹爪105在主体101上相对的设置有至少两个，用于选择性的夹持导轨100；

如上述结构，主体101是通过驱动轮103抵持导轨100的轨头，侧轮104抵持导轨100的轨腰，如此以使得本行走机构1可沿导轨100居中行进，而防倾覆夹爪105不直接抵持到导轨100上，其仅在本检测机器人偏差过大时才会夹持到导轨100上，以此实现防倾覆。具体的，夹紧体102可通过多种可位移的方式与主体101进行连接，例如电动推杆，以此实现夹紧体102与主体101的相对位移，用以带动侧轮104夹持或远离导轨100的轨腰。

如图4～6所示，纵向摆臂2与行走机构1通过转轴3转动连接，纵向摆臂2与转轴3相对固定，且转轴3的旋转轴线垂直于导轨100的长度方向；角度传感器4设置在行走机构1上，且角度传感器4的检测轴与转轴3相连接；横向摆臂5设置有两个，两个横向摆臂5转动设置在纵向摆臂2远离行走机构1的一端上；测量轮6在纵向摆臂2远离行走机构1的一端以及两个横向摆臂5上各设置有一个，测量轮6抵持导轨100时，横向摆臂5的旋转轴线平行于导轨100的长度方向，且纵向摆臂2远离行走机构1的一端朝向导轨100倾斜；直线位移传感器7设置有两个，直线位移传感器7布设在横向摆臂5的旋转平面上，两个直线位移传感器7各有一端与纵向摆臂2转动连接，两个直线位移传感器7的另一端各与一个横向摆臂5转动连接；

如上述结构，纵向摆臂2的一端通过转轴3与行走机构1转动连接，而另一端则通过一个测量轮6抵持在导轨100的顶面上，由于转轴3是与纵向摆臂2相对固定的，因此在导轨100顶面不平整时，纵向摆臂2会发生上下摆动，以此带动转轴3转动，此时通过角度传感器4即可检测到转轴3的转动，通过角位移量进一步判断出轨面的起伏变化量即可；

进一步的，通过在纵向摆臂2上设置有两个横向摆臂5，两个横向摆臂5上也安装测量轮6，可具体判定导轨100的表面变化，此处可将导轨100沿宽度方向分为左轨面、中间轨面和右轨面，中间轨面为对应导轨100轨腰的部分，上述轨面沿导轨100的长度方向延伸，两个横向摆臂5上的测量轮6，一个抵持左轨面，另一个抵持右轨面，纵向摆臂2上的测量轮6抵持中间轨面，之后行走机构1行走；

如上述内容，由于纵向摆臂2与横向摆臂5通过直线位移传感器7进行连接，因此在纵向摆臂2摆动时，同时会导致直线位移传感器7发生伸缩，此时与纵向摆臂2及横向摆臂5连接的两个直线位移传感器7的位移量如果是相同的，则说明导轨100在中间轨面部分具有高度方向的形变，而如果两个直线位移传感器7的数值不变，则说明导轨100的整个轨面在高度方向上发生了形变，同理的，若角度传感器4检测的数值不变动，而任一直线位移传感器7的数值发生了变动，则说明侧部的轨面发生了形变，或存在破损缺陷，此时需要对导轨100进行校正，以保证导轨100的直线度。

如图4～6所示，第一激光器8设置在纵向摆臂2上；反射镜9设置在行走机构1上，反射镜9用于反射第一激光器8的输出光，以形成夹角状的光路；第一激光靶标10设置在行走机构1上，第一激光靶标10具有阵列设置的光敏元件，用于承接反射镜9反射的光线；

如上述结构，由于角度传感器4是上述检测组件的检测基准，因此占据重要地位，如若出现损坏，会导致检测无法进行，为此设置有激光检测手段，以充分保障检测可靠性。

具体的，在行走机构1行进时，如果纵向摆臂2发生了摆动，其一可依靠角度传感器4进行检测；其二会带动第一激光器8发生位移，此时依靠第一激光靶标10上的受光位置变化，即可获知纵向摆臂2的摆幅，在测定时，划分角度传感器4检测数值与激光受光位置位移距离的对应关系，例如角度传感器4的检测数值为X1时，激光受光位置的位移距离为X2，从而实现角度传感器4和激光检测的检测数值换算，进而再对应到导轨100轨面形变幅度上即可。这充分的保证本检测机器人的可靠性。

如图6所示，拆装板11可拆卸的设置在行走机构1上，且拆装板11垂直于导轨100顶面；纵向摆臂2朝向行走机构1的一端与拆装板11通过转轴3转动连接；角度传感器4设置在拆装板11上；

如上述结构，由于本检测机器人采用了角度传感器4和直线位移传感器7，因此需要保证结构的精度，纵向摆臂2是通过拆装板11与行走机构1进行了连接，因此拆除拆装板11后，便可将纵向摆臂2、转轴3、角度传感器4、横向摆臂5、测量轮6和直线位移传感器7整体取下，以方便单独存放，从而避免损坏，以保证结构精度。

进一步的，反射镜9和第一激光靶标10均设置在拆装板11远离行走机构1的一面上，其中，反射镜9远离导轨100的一端朝向行走机构1倾斜；第一激光靶标10位于反射镜9远离导轨100的一侧，且第一激光靶标10的靶面与反射镜9呈夹角状设置，夹角为锐角；

如上述结构的设置，也方便了将反射镜9和第一激光靶标10进行拆除存放，以保证精度。具体的，为了缩小该检测部分的体积，反射镜9和第一激光靶标10呈夹角状设置，如此第一激光靶标10设置的很小便可接收到反射镜9反射的光线，有利于保证结构的紧凑性。

如图3所示，支架12包括架体121、限位板122和定位螺栓123，其中，架体121与纵向摆臂2可拆卸连接，第一激光器8设置在架体121上；限位板122的一端与架体121相连接，且限位板122的另一端远离架体121；定位螺栓123与限位板122远离架体121的一端螺纹连接，且定位螺栓123抵持架体121；

如上述结构，支架12的设置，是用于承载第一激光器8使用，由于设置的直线位移传感器7和第一激光器8均需接线，因此设置有限位板122和定位螺栓123，在接线时，将线束经限位板122与架体121中间孔隙穿过即可，线束会被架体121、限位板122和定位螺栓123进行限制，当需要检修时，无需插拔线束，拆除定位螺栓123，将线束取出进行检修即可，提高了维护的便利性。

如图12所示，第二激光器13设置在行走机构1上，且第二激光器13的射线方向平行于导轨100的长度方向；第二激光靶标14设置在导轨100的端部，且第二激光靶标14对应第二激光器13，第二激光靶标14具有阵列设置的光敏元件；

如上述结构，为了更直观的观测到导轨100的直线度变化，在行走机构1上设置有第二激光器13，而在导轨100的端部设置有第二激光靶标14，如此在行走机构1位移时，如果导轨100的直线度发生了变化，则第二激光靶标14的受光位置会跟随变化，像轻微的误差无需对导轨100进行修正，可以忽略，此时可针对第二激光靶标14的光敏元件进行坐标划分，设光敏元件呈圆环状阵列，环套环设置有若干圈光敏元件，设三环内为安全阈值，三环外为警告阈值，三环内的光敏元件检测到受光，则忽略，三环外的光敏元件检测到受光，则发出警告，提示此时行走机构1对应的导轨100点位需要修正，这可同步辅以行走机构1的位移距离进行判断，后续根据距离去校正导轨误差点位。进一步的，行走机构1上设置有喷涂机构，例如自动喷漆装置，在导轨100误差导致发生警告的同时，喷涂机构对导轨100具有误差的一段喷涂标记，以方便后续校正；

如上述检测方法，随着行走机构1远离第二激光靶标14，导轨微小偏差即可造成第二激光器13光线的大幅位移，因此在第二激光靶标14的光敏呈圆环状阵列时，随着行走机构1远离第二激光靶标14，安全阈值应当逐渐增大。

如图7～9所示，载架15与导轨100的端部可拆卸连接，第二激光靶标14设置在载架15上；

如上述结构，为了方便实现第二激光靶标14的安装，设置有可与导轨100可拆卸连接的载架15，以用于将第二激光靶标14装配到导轨100的端部。

具体的，载架15包括端板151、夹板152、滑轨153和驱动件154，其中，端板151位于导轨100的端部，导轨100垂直于端板151；夹板152设置在有两个，导轨100的两侧各设置有一个夹板152，且夹板152穿过端板151；滑轨153可拆卸的设置在端板151远离导轨100的一侧，且两个夹板152与滑轨153滑动连接；驱动件154用于驱动两个夹板152相对靠近或分离；

如上述结构，载架15用于连接导轨100，导轨100通常由轨头、轨腰和轨底三部分组成，本载架15中的夹板152是用于夹持轨腰使用，具体在安装时，将两个夹板152置于轨腰的两侧，并将端板151抵持导轨100的端部，之后以驱动件154带动两个夹板152位移，以夹持轨腰，从而完成第二激光靶标14的安装即可；

如上述结构，夹板152是贯穿端板151后，再与滑轨153滑动连接，而滑轨153为可拆卸结构，由于导轨100的型号不同，轨腰的形状也不同，此时可先拆除滑轨153，之后取下夹板152进行换型，以使得本载架15可适配不同型号的导轨100；

如图9，驱动件154包括轴承支座1541、拨板1542和丝杆1543，其中，轴承支座1541和拨板1542沿夹板152的位移方向呈线性布设在端板151远离导轨100的一面上，拨板1542在轴承支座1541的两侧各设置一个，且拨板1542的端部与夹板152贯穿端板151的部分卡合，而丝杆1543与轴承支座1541转动连接，同时丝杆1543的两端设置正反丝，正反丝各与一个拨板1542螺纹连接，如此在丝杆1543转动时，便可带动夹板152位移，从而实现对导轨100轨腰的夹持或松开夹持，该连接结构布局巧妙合理，既实现了带动夹板152位移，同时又不会干涉夹板152的拆装工作。进一步的，可设置手轮1544用于丝杆1543的转动。

应用上述导轨直线度检测机器人的检测方法，包括以下步骤：

S1、将行走机构1置于导轨100上，并调整纵向摆臂2，以使测量轮6抵持导轨100的顶面；

S2、将三轴加速度传感器、角度传感器4和直线位移传感器7复位清零，并设定行走机构1的行进方式为步进，步进距离为a，记录步进时间为t1，停机时间为t2；

S3、行进过程中，在t1时间内，角度传感器4反馈检测角度变化，直线位移传感器7反馈位移变化，第一激光靶标10和第二激光靶标14反馈受光位置变化，以获得角度变化、位移变化和受光位置变化的坐标曲线图，在时间t2内，三轴加速度传感器反馈一次X、Y、Z轴的坐标；

S4、检定三轴加速度传感器反馈的坐标点，汇点成线，以获得三维空间内的线性模型，从而判断导轨100的直线度；

S5、检定由角度传感器4、直线位移传感器7、第一激光靶标10和第二激光靶标14检测结果绘成的坐标曲线图，以获知导轨100的具体偏差位置。

具体的，在步骤S3中，角度变化的坐标曲线图，其横坐标为时间，纵坐标为角度传感器4检测的角度变化数值，位移变化的坐标曲线图，其横坐标为时间，纵坐标为直线位移传感器7检测的位移伸缩量，受光位置变化的坐标曲线图，其横坐标为时间，纵坐标为激光靶标光敏元件反馈的受光坐标变化。

将行走机构1置于导轨100上，并设定其为步进行进方式，设步进距离a，同时记录每次行进时间为t1，t1为行走机构1行进距离a的所用时间，行进t1时间后，执行停留t2时间；

具体的，在步骤S4中，三轴加速度传感器在进行检测时，设X轴为导轨100的长度方向，Y轴为导轨100的宽度方向，则Z轴为导轨100的高度方向，具体测定时，本检测机器人每行走a距离，停留t2时间，此时三轴加速度传感器反馈一次坐标参数，随着本检测机器人沿导轨100长度方向的行进，在导轨100形态稳定、直线度良好的情况下，X轴参数是规律稳定增加的，而Y轴和Z轴参数应当不变，或保持在一定的安装误差参数范围内，而若导轨100形态出现误差，则Y轴和Z轴参数会出现变动或超出原定安装误差参数范围；例如三轴坐标应当是X0.Z0.Y0，随着本机器人的第一次行走，坐标应当更新为Xa.Z0.Y0，随后是X2a.Z0.Y0，依次增长，但若坐标参数Z和Y不为0时，则说明导轨偏差，此时通过检测三轴加速度传感器反馈的坐标参数，即可获知导轨100的误差；同时，由于本检测机器人在工作时的若干个t2时间内反馈有若干个坐标，因此串接坐标点即可获得导轨100的三维线性状态。

在t1时间内，角度传感器4反馈检测角度变化，划定十字坐标系，横轴为时间，即若干t1的和，角度为纵轴，设测量轮6抵持导轨100的顶面时为0度角，若导轨100顶面凸起，则角度向正方向变化，若导轨100顶面凹陷，则角度向负方向变化，设其检测到的一组数值为1、-1、1、-3、2、-2，将上述数值带入十字坐标系中，如此随着时间的推移，角度的变化则在十字坐标系上呈波形变化；

同步的，直线位移传感器7反馈位移变化，横轴为时间，即若干t1的和，位移行程为纵轴，设检测初始，将直线位移传感器7复位清零，导轨100的顶面凸起则直线位移传感器7收缩，导轨100的顶面凹陷则直线位移传感器7延伸，如此在直线位移传感器7伸缩时，收缩超过零点记负值，延伸超过零点记正值，如此随着时间的推移和正负值的变化，直线位移传感器7的行程变化则在十字坐标系上呈波形变化；

同步的，检测初期，第一激光靶标10上阵列设置的光敏元件接收第一激光器8光线的点位为零点，由于第一激光器8是跟随纵向摆臂2进行摆动，因此其激光点位变化呈直线，划定第一激光器8的光敏元件坐标，且激光初始照射的光敏元件为零点，例如光敏元件直线阵列，则可依次设置坐标为3、2、1、0、-1、-2、3，如此随着第一激光器8的摆动，也会持续获得不同的坐标点，随着时间的推移，第一激光器8的摆动状态则会在十字坐标系上呈波形变化；第二件激光器13和第二激光靶标14同理；

如此一来，随着上述参数的不断变化，通过最后在十字坐标系中呈现的波形图，即可精准测定导轨100的具体状态。

以上仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导轨直线度检测机器人，包括行走机构(1)，所述行走机构(1)设置在所述导轨(100)上，且所述行走机构(1)搭载有三轴加速度传感器；

其特征在于：还包括纵向摆臂(2)、转轴(3)、角度传感器(4)、横向摆臂(5)、测量轮(6)和直线位移传感器(7)，其中，

所述纵向摆臂(2)与所述行走机构(1)通过所述转轴(3)转动连接，所述纵向摆臂(2)与所述转轴(3)相对固定，且所述转轴(3)的旋转轴线垂直于所述导轨(100)的长度方向；

所述角度传感器(4)设置在所述行走机构(1)上，且所述角度传感器(4)的检测轴与所述转轴(3)相连接；

所述横向摆臂(5)设置有两个，两个所述横向摆臂(5)转动设置在所述纵向摆臂(2)远离所述行走机构(1)的一端上；

所述测量轮(6)在所述纵向摆臂(2)远离所述行走机构(1)的一端以及两个所述横向摆臂(5)上各设置有一个，所述测量轮(6)抵持所述导轨(100)时，所述横向摆臂(5)的旋转轴线平行于所述导轨(100)的长度方向，且所述纵向摆臂(2)远离所述行走机构(1)的一端朝向所述导轨(100)倾斜；

所述直线位移传感器(7)设置有两个，所述直线位移传感器(7)布设在所述横向摆臂(5)的旋转平面上，两个所述直线位移传感器(7)各有一端与所述纵向摆臂(2)转动连接，两个所述直线位移传感器(7)的另一端各与一个所述横向摆臂(5)转动连接。

2.如权利要求1所述的导轨直线度检测机器人，其特征在于：还包括第一激光器(8)、反射镜(9)和第一激光靶标(10)，其中，

所述第一激光器(8)设置在所述纵向摆臂(2)上；

所述反射镜(9)设置在所述行走机构(1)上，所述反射镜(9)用于反射所述第一激光器(8)的输出光，以形成夹角状的光路；

所述第一激光靶标(10)设置在所述行走机构(1)上，所述第一激光靶标(10)具有阵列设置的光敏元件，用于承接所述反射镜(9)反射的光线。

3.如权利要求2所述的导轨直线度检测机器人，其特征在于：还包括拆装板(11)，所述拆装板(11)可拆卸的设置在所述行走机构(1)上，且所述拆装板(11)垂直于所述导轨(100)顶面；

所述纵向摆臂(2)朝向所述行走机构(1)的一端与所述拆装板(11)通过所述转轴(3)转动连接；

所述角度传感器(4)设置在所述拆装板(11)上。

4.如权利要求3所述的导轨直线度检测机器人，其特征在于：所述反射镜(9)和所述第一激光靶标(10)均设置在所述拆装板(11)远离所述行走机构(1)的一面上，其中，

所述反射镜(9)远离所述导轨(100)的一端朝向所述行走机构(1)倾斜；

所述第一激光靶标(10)位于所述反射镜(9)远离所述导轨(100)的一侧，且所述第一激光靶标(10)的靶面与所述反射镜(9)呈夹角状设置，所述夹角为锐角。

5.如权利要求4所述的导轨直线度检测机器人，其特征在于：还包括支架(12)，所述支架(12)包括架体(121)、限位板(122)和定位螺栓(123)，其中，

所述架体(121)与所述纵向摆臂(2)可拆卸连接，所述第一激光器(8)设置在所述架体(121)上；

所述限位板(122)的一端与所述架体(121)相连接，且所述限位板(122)的另一端远离所述架体(121)；

所述定位螺栓(123)与所述限位板(122)远离所述架体(121)的一端螺纹连接，且所述定位螺栓(123)抵持所述架体(121)。

6.如权利要求4的所述的导轨直线度检测机器人，其特征在于：还包括第二激光器(13)和第二激光靶标(14)，其中，

所述第二激光器(13)设置在所述行走机构(1)上，且所述第二激光器(13)的射线方向平行于所述导轨(100)的长度方向；

所述第二激光靶标(14)设置在所述导轨(1001)的端部，且所述第二激光靶标(14)对应所述第二激光器(13)，所述第二激光靶标(14)具有阵列设置的光敏元件。

7.如权利要求6所述的导轨直线度检测机器人，其特征在于：还包括载架(15)，所述载架(15)与所述导轨(100)的端部可拆卸连接，所述第二激光靶标(14)设置在所述载架(15)上。

8.如权利要求7所述的导轨直线度检测机器人，其特征在于：所述载架(15)包括端板(151)、夹板(152)、滑轨(153)和驱动件(154)，其中，

所述端板(151)位于所述导轨(100)的端部，所述导轨(100)垂直于所述端板(151)；

所述夹板(152)设置在有两个，所述导轨(100)的两侧各设置有一个所述夹板(152)，且所述夹板(152)穿过所述端板(151)；

所述滑轨(153)可拆卸的设置在所述端板(151)远离所述导轨(100)的一侧，且两个所述夹板(152)与所述滑轨(153)滑动连接；

所述驱动件(154)用于驱动两个所述夹板(152)相对靠近或分离。

9.如权利要求1～8任意一项所述的导轨直线度检测机器人，其特征在于：所述行走机构(1)包括主体(101)、夹紧体(102)、驱动轮(103)、侧轮(104)、防倾覆夹爪(105)，其中，

所述主体(101)位于所述导轨(100)上；

所述驱动轮(103)转动设置在所述主体(101)上，且所述驱动轮(103)抵持所述导轨(100)的轨头；

所述夹紧体(102)在所述主体(101)上相对的设置有至少两个，两个所述夹紧体(102)上均转动设置有所述侧轮(104)，所述夹紧体(102)用于带动所述侧轮(104)位移，以夹持所述导轨(100)的轨腰；

所述防倾覆夹爪(105)在所述主体(101)上相对的设置有至少两个，用于选择性的夹持所述导轨(100)。

10.一种应用如权利要求6所述导轨直线度检测机器人的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将所述行走机构(1)置于所述导轨(100)上，并调整所述纵向摆臂(2)，以使所述测量轮(6)抵持所述导轨(100)的顶面；

S2、将所述三轴加速度传感器、所述角度传感器(4)和所述直线位移传感器(7)复位清零，并设定所述行走机构(1)的行进方式为步进，步进距离为a，记录步进时间为t1，停机时间为t2；

S3、行进过程中，在t1时间内，所述角度传感器(4)反馈检测角度变化，所述直线位移传感器(7)反馈位移变化，所述第一激光靶标(10)和所述第二激光靶标(14)反馈受光位置变化，以获得角度变化、位移变化和受光位置变化的坐标曲线图，在时间t2内，所述三轴加速度传感器反馈一次X、Y、Z轴的坐标；

S4、检定所述三轴加速度传感器反馈的坐标点，汇点成线，以获得三维空间内的线性模型，从而判断所述导轨(100)的直线度；

S5、检定由所述角度传感器(4)、所述直线位移传感器(7)、所述第一激光靶标(10)和所述第二激光靶标(14)检测结果绘成的坐标曲线图，以获知所述导轨(100)的具体偏差位置。