[发明专利]一种圆柱钢锭长度在线激光测量装置及方法

权利要求书

1.一种圆柱钢锭长度在线激光测量装置，其特征在于该测量装置包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括第一激光器摆动机构(1)、小车(2)、光电开关(4)、第二激光器摆动机构(5)、第一钢轨(6)、第二钢轨(7)、链条牵引机构(8)、数据采集卡、控制器、显示器、继电器及电缆电源；所述软件部分包括信号通信模块、驱动控制模块及数据采集处理模块；所述第一钢轨(6)与所述第二钢轨(7)平行布置，所述第一钢轨(6)与所述第二钢轨(7)相距1435mm；所述小车(2)的四个车轮落在所述第一钢轨(6)与所述第二钢轨(7)上；两个结构相同的所述第一激光器摆动机构(1)、所述第二激光器摆动机构(5)均布置在所述第二钢轨(7)的外侧，所述第一激光器摆动机构(1)及所述第二激光器摆动机构(5)与所述第二钢轨(7)的距离相等，分别安装在所述第一激光器摆动机构(1)、所述第二激光器摆动机构(5)中的第一激光测距传感器(21)及第二激光测距传感器(31)发出的激光线在同一直线上，且相向发出；分别位于所述第一激光器摆动机构(1)及所述第二激光器摆动机构(5)中的两个结构相同的气缸(13)伸出时，所述第一激光测距传感器(21)及所述第二激光测距传感器(31)发出的激光线与所述第二钢轨(7)的垂直距离均为717.5mm；所述链条牵引机构(8)布置在所述第一钢轨(6)周围，所述链条牵引机构(8)中的链条(26)与所述小车(2)的连接处位于第一钢轨(6)和第二钢轨(7)的对称面内；所述光电开关(4)安装在所述第一钢轨(6)和所述第二钢轨(7)之间的地平面上；在纵向即所述小车(2)运动方向上，所述光电开关(4)与所述第二激光器摆动机构(5)的距离为300mm，在垂直于所述小车(2)运行方向上，所述光电开关(4)与链条(26)的距离为100mm；所述第一激光器摆动机构(1)包括带座轴承(9)、轴(10)、π座(11)、摆杆(12)、气缸(13)、气缸座(14)、立柱(15)、底座(16)、第一高精度旋转台(17)、第一L板(18)、第二L板(19)、第二高精度旋转台(20)、所述第一激光测距传感器(21)及第三L板(22)；所述带座轴承(9)固定在所述π座(11)上，所述π座(11)固定在所述立柱(15)的顶端，所述轴(10)安装在所述带座轴承(9)内，所述摆杆(12)的上端与所述轴(10)铰接，所述气缸座(14)固定在所述立柱(15)中段的外侧，所述气缸(13)的缸体端头部与所述气缸座(14)铰接，所述气缸(13)的活塞杆端头部与所述摆杆(12)铰接；所述第一激光测距传感器(21)固定在所述第三L板(22)的一个面上，所述第三L板(22)的另一面固定在所述第一高精度旋转台(17)的旋转盘上，所述第一高精度旋转台(17)的底面固定在所述第一L板(18)的一个面上，所述第一L板(18)的另一面固定在所述第二高精度旋转台(20)的旋转盘上，所述第二高精度旋转台(20)通过所述第二L板(19)与所述摆杆(12)固定连接；所述链条牵引机构(8)包括三合一减速电机(23)、减速机座(24)、链轮(25)、链条(26)、第一链轮组(27)、第二链轮组(28)、托辊组(29)及第三链轮组(30)；所述减速机座(24)安装在所述第一钢轨(6)的端部，所述三合一减速电机(23)安装在所述减速机座(24)上，三合一减速电机(23)的输出轴方向朝上，所述链轮(25)安装在所述三合一减速电机(23)的输出轴上，所述第一链轮组(27)、第二链轮组(28)及所述第三链轮组(30)布置在所述第一钢轨(6)的端部两侧，所述链条(26)圈绕在四个链轮上并与链轮啮合，所述托辊组(29)设有若干组，所述托辊组(29)安装在所述链条(26)的下方，每隔三米设一组所述托辊组(29)，所述链条(26)落在所述托辊组(29)的托辊上；所述第一激光测距传感器(21)的信号线与所述数据采集卡相连，所述数据采集卡与所述控制器通过信号线相连。

2.如权利要求1所述一种圆柱钢锭长度在线激光测量装置的测量方法，其特征在于该测量方法的具体步骤如下：

(1)将分别位于所述第一激光器摆动机构(1)、所述第二激光器摆动机构(5)中两个结构相同的所述气缸(13)活塞杆收缩，将所述小车(2)开到所述第一钢轨(6)及所述第二钢轨(7)的一端，将已知长度为T₁的圆柱钢锭(3)用起重机吊上所述小车(2)，所述小车(2)往所述第一钢轨(6)与所述第二钢轨(7)另一端开，当所述光电开关(4)发出信号时，所述小车(2)停止，所述第一激光器摆动机构(1)及所述第二激光器摆动机构(5)中两个结构相同的所述气缸(13)活塞杆同时伸出，启动测量系统，所述第一激光测距传感器(21)及所述第二激光测距传感器(31)同时开始测量，得读数d₁₁、d₁₂，然后所述小车(2)开到所述第一钢轨(6)及所述第二钢轨(7)的另一端，用起重机吊走所述长度为T₁的圆柱钢锭(3)；

(2)重复步骤(1)，将已知长度为T₂的圆柱钢锭(3)吊上所述小车(2)，依据步骤(1)的过程，得到所述第一激光测距传感器(21)及所述第二激光测距传感器(31)的读数d₂₁、d₂₂；

(3)重复步骤(1)，将待测长度的圆柱钢锭(3)吊上所述小车(2)，依据步骤(1)的过程，得到所述第一激光测距传感器(21)及所述第二激光测距传感器(31)的读数d₁、d₂；

(4)根据式计算出cosα，根据式计算出L₀，根据式T＝(L₀-d₁-d₂)·cosα计算出被测圆柱钢锭的长度，记录并输出结果；

(5)依据上述步骤(3)—(4)，进行后续圆柱钢锭长度的测量。