磁力自驱动小车以及用于其的导轨测量装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110203303A(43)申请公布日2019.09.06(21)申请号201910382943.8(22)申请日2019.05.09(71)申请人上海航天精密机械研究所地址201600上海市松江区贵德路1号(72)发明人金路李建华穆英娟潘华东张大伟杨斌梁星慧(74)专利代理机构上海航天局专利中心31107代理人许丽(51)Int.Cl.B62D63/02(2006.01)G01B11/02(2006.01)G01B11/26(2006.01)G01B11/30(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称磁力自驱动小车以及用于其的导轨测量装置和方法(57)摘要本发明实施例提供了一种磁力自驱动小车，其特征在于：包括车身；固定安装于车身上的导向座(6)；能够在导向座(6)内运动的滑动组件，所述滑动组件包括位置相对固定的滑动电磁铁(1)、从动轮(8)以及测量杆(5)；在所述滑动电磁铁(1)的另一端设有驱动组件，所述驱动组件包括与所述滑动电磁铁相互吸引或排斥的驱动电磁铁(2)、以及与所述驱动电磁铁(2)位置相对固定的驱动轮(4)，以及用于驱动所述驱动轮(4)的驱动电机(3)；所述驱动轮(4)与所述从动轮(8)和测量杆(5)分别位于车身的两端；通过测量滑动组件中的测量杆(5)在磁力自驱动小车的运动过程中，与导轨侧壁面的接触，实时获取导轨的槽宽以及导轨直线度。CN110203303ACN110203303A权利要求书1/2页1.一种磁力自驱动小车，其特征在于：包括车身；固定安装于车身上的导向座(6)；能够在导向座(6)内运动的滑动组件，所述滑动组件包括位置相对固定的滑动电磁铁(1)、从动轮(8)以及测量杆(5)；在所述滑动电磁铁(1)的另一端设有驱动组件，所述驱动组件包括与所述滑动电磁铁相互吸引或排斥的驱动电磁铁(2)、以及与所述驱动电磁铁(2)位置相对固定的驱动轮(4)，以及用于驱动所述驱动轮(4)的驱动电机(3)；所述驱动轮(4)与所述从动轮(8)和测量杆(5)分别位于车身的两端。2.根据权利要求1所述的磁力自驱动小车，其特征在于，所述车身内，放置有电池组(7)，为所述磁力自驱动小车提供动能。3.根据权利要求1所述的磁力自驱动小车，其特征在于，所述测量杆(5)为可伸缩测量杆；所述可伸缩测量杆选自电感、桥式电路或光栅式精密测微仪，安装于固定在驱动轮底座的套管上。4.一种导轨测量装置，其特征在于，包括：磁力自驱动小车(11)、以及安装于导轨(10)轴向方向上的激光发射器以及固定在所述磁力自驱动小车的导向座(6)上的激光接收器(9)，所述激光发射器使自驱动小车位于导轨前、后端时，激光信号均位于激光接收器靶面内；所述磁力自驱动小车的车身底面紧靠于导轨底面，能够在导轨的轨道内移动；所述滑动组件和驱动组件分设于导轨内壁两侧，所述滑动组件与所述驱动组件通过磁力相互排斥或吸引；通过测量滑动组件中的测量杆(5)在磁力自驱动小车的运动过程中，与导轨侧壁面的接触，实时获取导轨的槽宽以及导轨直线度。5.根据权利要求3所述的导轨测量装置，其特征在于，还包括激光测距仪；所述激光测距仪集成于所述激光发射器内，用于实时测量自驱动小车的位移量。6.一种导轨测量方法，其特征在于，包括步骤：步骤一、在测量前，将激光发射器放置于与导轨轴向平行方向，将激光接收器以及磁力自驱动小车放置在被测导轨上，调整激光发射器，使磁力自驱动小车位于导轨前、后端时，激光信号均位于激光接收器靶面内；步骤二、接通驱动电磁铁以及滑动电磁铁电源，在磁力作用下，滑动电磁铁连同滑动组件(7)将被从固定导向座(6)中顶出，在反作用力作用下，驱动轮(4)和从动轮(8)均紧靠在导轨两侧，然后在电机驱动下，驱动轮沿着导轨轴向方向产生位移，从而带动整个测量小车相对导轨运动，其中，滑动电磁铁与驱动电磁铁极性相同；步骤三、自驱动小车在导轨内移动过程中，激光接收器(9)持续接收激光发射器发出的信号，将激光接收器输出的信号进行处理，分离出导轨垂直及水平方向的变化量，同时，可伸缩测量杆(5)在小车运动的过程中，测头与导轨侧面接触，实时测量导轨宽度方向的变化情况。7.如权利要求6所述的一种导轨测量方法，其特征在于，所述滑动电磁铁为电磁铁，驱动电磁铁为永磁或电磁铁。8.如权利要求6所述的一种导轨测量方法，其特征在于，在不考虑导轨面与驱动轮产生相对滑动的情况下，所述测量小车的运动轨迹方程为：L＝V·t＝ω·R·t(1)其中R为驱动轮的半径，ω为驱动电机的角速度。9.如权利要求8所述的一种导轨测量方法，其特征在于，结合公式L＝V·t＝ω·R·t或激光测距仪测得的自驱动磁力小车移动距离和移动位置，使用两端点连线法或最小条件2CN1102