安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中FPGA控制芯片經(jīng)上位機(jī)通訊模塊接收來(lái)自上位機(jī)的角度、方向、速度等運(yùn)動(dòng)指令，實(shí)現(xiàn)快速控制旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊；同時(shí)，F(xiàn)PGA控制芯片根據(jù)將定位檢測(cè)模塊檢測(cè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)信息(旋轉(zhuǎn)角度、方向、速度)控制運(yùn)動(dòng)模塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包括停止運(yùn)動(dòng)和正常旋轉(zhuǎn)。FPGA控制芯片可以實(shí)時(shí)檢測(cè)到該安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中各個(gè)模塊的工作狀態(tài)，一旦該安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以對(duì)各模塊分別進(jìn)行調(diào)試、維修和維護(hù)，提高了工作效率。同時(shí)，若定位檢測(cè)模塊檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊出現(xiàn)異常，則FPGA控制芯片控制運(yùn)動(dòng)模塊的停止運(yùn)動(dòng)，大大提高了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊的安全性。
【專利說(shuō)明】
安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及安檢儀技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]毫米波的頻率為30GHz到300GHz (波長(zhǎng)從Imm到1mm)，在實(shí)際工程應(yīng)用中，常把毫米波的低端頻率降到26GHz。在電磁波譜中毫米波頻率的位置介于紅外與微波之間。與紅外相比，毫米波具有全天候工作的能力并且可用于煙塵，云霧等惡劣環(huán)境下。與微波相比，毫米波的波長(zhǎng)短，頻帶寬(具有很廣闊的利用空間)以及在大氣中的傳播特性是毫米波的典型特點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)毫米波主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):精度高、分辨率高、能夠穿透等離子體、毫米波受惡劣自然環(huán)境的影響??；毫米波系統(tǒng)體積小，重量輕，和微波電路相比，毫米波電路尺寸要小很多，因此，毫米波系統(tǒng)更易集成，正是這些獨(dú)特的性質(zhì)賦予了毫米波技術(shù)的無(wú)損檢測(cè)和安檢領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景。
[0003]毫米波成像體制主要分為毫米波主動(dòng)成像和毫米波被動(dòng)成像。一般多采用毫米波主動(dòng)式圓柱形陣列旋轉(zhuǎn)掃描的三維全成成像技術(shù)，即采用陣列式的毫米波發(fā)射、接收天線模塊來(lái)獲取人體掃描信息，其運(yùn)動(dòng)控制方式大多采用可編程邏輯控制器(ProgrammableLogic ControllenPLC)控制系統(tǒng)和伺服電機(jī)的控制方案，由于普通的可編程邏輯控制器信號(hào)處理速度慢，對(duì)信號(hào)延時(shí)長(zhǎng)，無(wú)法時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各電機(jī)運(yùn)動(dòng)工作狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障，維修檢測(cè)工作十分繁瑣，從而使人體安檢儀維護(hù)、維修、調(diào)試十分不便，且在方案中對(duì)錯(cuò)誤運(yùn)動(dòng)未防護(hù)或防護(hù)不周全，從而帶來(lái)安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對(duì)維護(hù)繁瑣、調(diào)試不便、安全性能低的問(wèn)題，提供一種安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0005]—種安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)通訊模塊、主控器、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊、觸發(fā)模塊、定位檢測(cè)模塊和電源模塊；
[0006]所述上位機(jī)通訊模塊用于與上位機(jī)進(jìn)行通訊；
[0007]所述主控器分別與所述上位機(jī)通訊模塊、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊、觸發(fā)模塊、定位檢測(cè)模塊連接，所述主控器接收所述上位機(jī)發(fā)出的運(yùn)動(dòng)指令，并驅(qū)動(dòng)控制所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊運(yùn)動(dòng)；
[0008]所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊與定位檢測(cè)模塊機(jī)械連接，所述定位檢測(cè)模塊用于檢測(cè)和判斷所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊的運(yùn)動(dòng)信息；
[0009]所述主控器根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)信息控制所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和控制所述觸發(fā)模塊掃描采集人體信息，其中，所述主控器為FPGA控制芯片；
[0010]所述電源模塊為所述安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的各個(gè)模塊供電。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施中，所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和懸臂；
[0012]所述驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、懸臂依次連接，所述驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)所述伺服電機(jī)帶動(dòng)所述懸臂旋轉(zhuǎn)。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施中，所述定位檢測(cè)模塊包括旋轉(zhuǎn)編碼器和定位單元;所述旋轉(zhuǎn)編碼器、定位單元均與所述伺服電機(jī)同軸設(shè)置；
[0014]所述旋轉(zhuǎn)編碼器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度、方向及速度信息，
[0015]所述定位單元用于監(jiān)測(cè)所述伺服電機(jī)順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的起始和極限位置。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施中，所述旋轉(zhuǎn)編碼器為增量式編碼器，所述增量式編碼器的分辨率小于等于0.005度。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施中，所述定位單元包括定位片，所述定位片包括沿逆時(shí)針?lè)较颦h(huán)狀相接的第一扇環(huán)、第二扇環(huán)、第三扇環(huán)和第四扇環(huán)，且所述第一扇環(huán)、第二扇環(huán)、第三扇環(huán)和第四扇環(huán)的圓心重合；
[0018]所述第一扇環(huán)、第二扇環(huán)、第三扇環(huán)和第四扇環(huán)的圓心角分別為第一圓心角、第二圓心角、第三圓心角、第四圓心角；
[0019]所述第一扇環(huán)、第二扇環(huán)、第三扇環(huán)和第四扇環(huán)的大環(huán)半徑分別為第一半徑、第二半徑、第三半徑、第四半徑；
[0020]所述第一圓心角為鈍角，第二圓心角為銳角，第三圓心角為直角，第四圓心角為鈍角；
[0021]所述第一半徑、第三半徑、第二半徑依次遞減，且所述第二半徑與第四半徑相等。
[0022]在其中一個(gè)實(shí)施中，所述定位單元還包括第一保護(hù)開關(guān)、第二保護(hù)開關(guān)、零位開關(guān)和中間位開關(guān)；
[0023]所述零位開關(guān)設(shè)置在所述第一扇環(huán)圓弧的中點(diǎn)，所述零位開關(guān)到圓心的距離小于所述第一半徑且大于所述第三半徑；
[0024]所述中間位開關(guān)與所述零位開關(guān)的連線穿過(guò)所述圓心，且所述中間位開關(guān)設(shè)置在所述第三扇環(huán)與第四扇環(huán)的連接處;所述中間位開關(guān)與所述圓心的距離大于第二半徑且小于第三半徑；
[0025]所述第一保護(hù)開關(guān)、第二保護(hù)開關(guān)、零位開關(guān)位于同一圓周上，且所述第一保護(hù)開關(guān)、圓心、零位開關(guān)構(gòu)成的第五圓心角與所述第二保護(hù)開關(guān)、圓心、零位開關(guān)構(gòu)成的第六圓心角均與所述第一圓心角相等。
[0026]在其中一個(gè)實(shí)施中，所述第一保護(hù)開關(guān)、第二保護(hù)開關(guān)均為機(jī)械開關(guān)。
[0027]在其中一個(gè)實(shí)施中，所述零位開關(guān)、中間位開關(guān)均為光電傳感器開關(guān)。
[0028]在其中一個(gè)實(shí)施中，所述觸發(fā)模塊包括數(shù)字脈沖驅(qū)動(dòng)芯片，所述數(shù)字脈沖驅(qū)動(dòng)芯片與所述FPGA控制芯片連接。
[0029]在其中一個(gè)實(shí)施中，所述上位機(jī)通訊模塊包括千兆網(wǎng)口通訊芯片，所述千兆網(wǎng)口通訊芯片與所述上位機(jī)連接，用于實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊。
[0030]上述安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中FPGA控制芯片經(jīng)上位機(jī)通訊模塊接收來(lái)自上位機(jī)的角度、方向、速度等運(yùn)動(dòng)指令，實(shí)現(xiàn)快速控制旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊;同時(shí)，F(xiàn)PGA控制芯片根據(jù)將定位檢測(cè)模塊檢測(cè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)信息(旋轉(zhuǎn)角度、方向、速度)控制運(yùn)動(dòng)模塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包括停止運(yùn)動(dòng)和正常旋轉(zhuǎn)。FPGA控制芯片可以實(shí)時(shí)檢測(cè)到該安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中各個(gè)模塊的工作狀態(tài)，一旦該安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以對(duì)各模塊分別進(jìn)行調(diào)試、維修和維護(hù)，提高了工作效率。同時(shí)，若定位檢測(cè)模塊檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊出現(xiàn)異常，則FPGA控制芯片控制運(yùn)動(dòng)模塊的停止運(yùn)動(dòng)，大大提高了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊的安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0031 ]圖1為安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖；
[0032]圖2為安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3為安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊、定位檢測(cè)模塊的俯視示意圖；
[0034]圖4為定位片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5為定位檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖6a為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)定位檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖6b為定位檢測(cè)模塊右側(cè)零位的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖7a為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)定位檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖7b為定位檢測(cè)模塊左側(cè)零位的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0041]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0042]如圖1所示的為安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括主控器10、上位機(jī)通訊模塊20、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30、定位檢測(cè)模塊40、觸發(fā)模塊50和電源模塊(圖中未示)。上位機(jī)通訊模塊20用于與上位機(jī)進(jìn)行通訊；主控器10分別與上位機(jī)通訊模塊20、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30、定位檢測(cè)模塊40、觸發(fā)模塊50連接。主控器10通過(guò)上位機(jī)通訊模塊20接收上位機(jī)發(fā)出的運(yùn)動(dòng)指令，并驅(qū)動(dòng)控制旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30與定位檢測(cè)模塊40機(jī)械連接，定位檢測(cè)模塊40用于檢測(cè)和判斷旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30的運(yùn)動(dòng)信息。主控器10根據(jù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30的運(yùn)動(dòng)信息控制旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和控制觸發(fā)模塊50掃描采集人體信息。電源模塊為安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的各個(gè)模塊供電。
[0043]在本實(shí)施例中，主控器10為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field —Programmable GateArray，F(xiàn)PGA)控制芯片。FPGA控制芯片，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列控制芯片，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。與傳統(tǒng)的PLC控制器相比，F(xiàn)PGA控制芯片信號(hào)處理速度快，且對(duì)信號(hào)的及時(shí)處理，延遲小，外圍通訊接口方式靈活等優(yōu)點(diǎn)。
[0044]上位機(jī)通訊模塊20包括千兆網(wǎng)口通訊芯片，千兆網(wǎng)通訊芯片用于實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊。FPGA控制芯片經(jīng)上位機(jī)通訊模塊20接收來(lái)自上位機(jī)的運(yùn)動(dòng)指令，其運(yùn)動(dòng)指令中包括角度、方向、速度等運(yùn)動(dòng)信息，并實(shí)現(xiàn)快速控制旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，F(xiàn)PGA控制芯片根據(jù)將定位檢測(cè)模塊40檢測(cè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)信息(旋轉(zhuǎn)角度、方向、速度)控制運(yùn)動(dòng)模塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包括停止旋轉(zhuǎn)和正常旋轉(zhuǎn)。上位機(jī)通訊模塊20還可以將定位檢測(cè)模塊40檢測(cè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)信息(旋轉(zhuǎn)角度、方向、速度)反饋給上位機(jī)。
[0045]FPGA控制芯片可以實(shí)時(shí)檢測(cè)到該安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中各個(gè)模塊的工作狀態(tài)，一旦該安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以對(duì)各模塊分別進(jìn)行調(diào)試、維修和維護(hù)，提高了工作效率。同時(shí)，若定位檢測(cè)模塊40檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30出現(xiàn)異常，則FPGA控制芯片控制運(yùn)動(dòng)模塊的停止旋轉(zhuǎn)，大大提高了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30的安全性。
[0046]如圖2所示的為安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30包括驅(qū)動(dòng)器310、伺服電機(jī)320和懸臂330。驅(qū)動(dòng)器310、伺服電機(jī)320、懸臂330依次連接，驅(qū)動(dòng)器310用于驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)320帶動(dòng)懸臂330進(jìn)行Θ角正、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其中，Θ角為鈍角，在本實(shí)施例中，Θ角為120°、135°或150°，其具體的旋轉(zhuǎn)角度Θ可根據(jù)實(shí)際需求來(lái)設(shè)定，并不限于本實(shí)施例的具體角度。
[0047]參考圖3，定位檢測(cè)模塊40包括旋轉(zhuǎn)編碼器410和定位單元420;旋轉(zhuǎn)編碼器410和定位單元420均與伺服電機(jī)320同軸設(shè)置。旋轉(zhuǎn)編碼器410用于實(shí)時(shí)檢測(cè)伺服電機(jī)320的旋轉(zhuǎn)角度、方向及速度信息，定位單元420用于監(jiān)測(cè)伺服電機(jī)320順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的起始和極限位置。
[0048]在本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)編碼器410為增量式編碼器，增量式編碼器的分辨率小于等于
0.005度。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器410是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小;通過(guò)內(nèi)部?jī)蓚€(gè)光敏接受管轉(zhuǎn)化其角度碼盤的時(shí)序和相位關(guān)系，得到其角度碼盤角度位移量增加(正方向)或減少(負(fù)方向)，其安裝方便和安全、使用壽命長(zhǎng)。
[0049]旋轉(zhuǎn)編碼器410用于實(shí)時(shí)檢測(cè)伺服電機(jī)320的旋轉(zhuǎn)角度、方向及速度信息，并將檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)信息反饋給FPGA控制芯片。若FPGA控制芯片沒(méi)有接受到旋轉(zhuǎn)編碼器410反饋的懸臂330旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)信息時(shí)，或FPGA控制芯片接受的懸臂330旋轉(zhuǎn)的角度值與實(shí)際旋轉(zhuǎn)的角度值的差值大于1°時(shí)，則旋轉(zhuǎn)編碼器410出現(xiàn)故障，此時(shí)，則FPGA控制芯片驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)320停止運(yùn)動(dòng)。通過(guò)FPGA控制芯片對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器410的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)320的控制，大大提高了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30的安全性。
[0050]若FPGA控制芯片接受到旋轉(zhuǎn)編碼器410反饋的懸臂330旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)信息時(shí)，F(xiàn)PGA控制芯片根據(jù)懸臂330旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)信息控制觸發(fā)模塊發(fā)送觸發(fā)指令，該觸發(fā)指令為一脈沖信號(hào)。其中，觸發(fā)模塊50包括數(shù)字脈沖驅(qū)動(dòng)芯片，數(shù)字脈沖驅(qū)動(dòng)芯片與FPGA控制芯片連接。當(dāng)懸臂330運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)α角度時(shí)，F(xiàn)PGA控制芯片則控制觸發(fā)模塊50發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)，用于掃描采集人體信息。一般α角小于I°，在本實(shí)施例中，α角小于0.5°，其α角越小，所采集的人體信息越詳細(xì)，在實(shí)際操作過(guò)程中，可根據(jù)實(shí)際需求來(lái)設(shè)定α角的大小。
[0051 ]定位單元420包括定位片422，如圖4所示的為定位片的結(jié)構(gòu)示意圖，定位片422包括沿逆時(shí)針?lè)较颦h(huán)狀相接的第一扇環(huán)Al、第二扇環(huán)Α2、第三扇環(huán)A3和第四扇環(huán)Α4。在本實(shí)施例中，第一扇環(huán)Al、第二扇環(huán)Α2、第三扇環(huán)A3和第四扇環(huán)Α4—體成形，且位于同一水平面上。其中，第一扇環(huán)Al、第二扇環(huán)Α2、第三扇環(huán)A3和第四扇環(huán)Α4的圓心O重合。第一扇環(huán)Al、第二扇環(huán)Α2、第三扇環(huán)A3和第四扇環(huán)Α4的圓心角分別為第一圓心角Θ1、第二圓心角Θ2、第三圓心角Θ3、第四圓心角Θ4。第一扇環(huán)Al、第二扇環(huán)Α2、第三扇環(huán)A3和第四扇環(huán)Α4的大環(huán)半徑分別為第一半徑Rl、第二半徑R2、第三半徑R3、第四半徑R4。
[0052]其中，第一圓心角Θ1為鈍角，第一圓心角Θ1與懸臂330的最大旋轉(zhuǎn)角度Θ相等(Θ1=Θ);第二圓心角Θ2為銳角，且θ2 = 90°-θ/2;第三圓心角為直角，S卩Θ3 = 90° ;第四圓心角為鈍角，且θ4=180°-θ/2。第一半徑R1、第三半徑R3、第二半徑R2依次遞減，S卩R1>R3>R2，且第二半徑R2與第四半徑R4相等，即R2 = R4。
[0053]參考圖5，定位單元420還包括第一保護(hù)開關(guān)S1、第二保護(hù)開關(guān)S2、零位開關(guān)S3和中間位開關(guān)S4。零位開關(guān)S3設(shè)置在第一扇環(huán)Al圓弧的中點(diǎn)，零位開關(guān)S3到圓心O的距離小于第一半徑Rl且大于第三半徑R3。中間位開關(guān)S4與零位開關(guān)S3的連線穿過(guò)圓心0，且中間位開關(guān)S4設(shè)置在第三扇環(huán)A3與第四扇環(huán)A4的連接處；中間位開關(guān)S4與圓心O的距離大于第二半徑R2且小于第三半徑R3。第一保護(hù)開關(guān)S1、第二保護(hù)開關(guān)S2、零位開關(guān)位S3于同一圓周上，且第一保護(hù)開關(guān)S1、圓心0、零位開關(guān)S3構(gòu)成的第五圓心角Θ5與第二保護(hù)開關(guān)S2、圓心0、零位開關(guān)S3構(gòu)成的第六圓心角Θ6均與第一圓心角Θ1相等。
[0054]在本實(shí)施例中，零位開關(guān)S3、中間位開關(guān)S4均為光電傳感器開關(guān)。零位開關(guān)S3用于伺服電機(jī)320控制懸臂330旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)左(順時(shí)針旋轉(zhuǎn))右(逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))兩側(cè)起始位置進(jìn)行定位。
[°°55]在操作過(guò)程中，安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)上位機(jī)通訊模塊20接收上位機(jī)的初始化指令和旋轉(zhuǎn)指令，其中初始化指令為通過(guò)零位開關(guān)S3、中間位開關(guān)S4的狀態(tài)來(lái)校正懸臂330，使其懸臂330運(yùn)動(dòng)到左側(cè)或右側(cè)的起始位置。當(dāng)伺服電機(jī)320驅(qū)動(dòng)懸臂330順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，零位開關(guān)S3被定位片422的第一扇環(huán)Al由遮擋到不遮擋時(shí)，表示懸臂330位于左側(cè)起始位或右側(cè)起始位。
[0056]中間位開關(guān)S4用于判斷伺服電機(jī)320驅(qū)動(dòng)懸臂330運(yùn)動(dòng)到初始位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向。參考圖6a和圖6b，若中間位開關(guān)S4被定位片422的第三扇環(huán)A3遮擋，且伺服電機(jī)320順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，此時(shí)零位開關(guān)S3被定位片422的第一扇環(huán)Al有遮擋變?yōu)椴徽趽?，即可表示該懸?30位于右側(cè)起始位。參考圖7a、和圖7b，若中間位開關(guān)S4被定位片422的第三扇環(huán)A3遮擋，且伺服電機(jī)320逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，此時(shí)零位開關(guān)S3被定位片422的第一扇環(huán)Al有遮擋變?yōu)椴徽趽?，SP可表示該懸臂330位于左側(cè)起始位。
[0057]安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)上位機(jī)通訊模塊20接收上位機(jī)的旋轉(zhuǎn)指令時(shí)，其FPGA控制芯片控制懸臂330旋轉(zhuǎn)至左側(cè)起始位或右起始位置。然后與定位片422、零位開關(guān)S3、中間位開關(guān)S4配合，若中間位開關(guān)S4沒(méi)有被定位片422的第三扇環(huán)A3遮擋，則伺服電機(jī)320逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)懸臂330逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)Θ角；若中間位開關(guān)S4被定位片422的第三扇環(huán)A3遮擋，則伺服電機(jī)320順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)懸臂330順時(shí)針旋轉(zhuǎn)Θ角。同時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器410對(duì)懸臂330的運(yùn)動(dòng)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。定位檢測(cè)模塊40中采用定位片422和光電傳感開關(guān)的組合定位方式，取締了傳統(tǒng)的絕對(duì)使編碼器來(lái)確定初始位置，大大節(jié)約了成本。
[0058]在本實(shí)施例中，第一保護(hù)開關(guān)S1、第二保護(hù)開關(guān)S2均為機(jī)械開關(guān)，第一保護(hù)開關(guān)S1、圓心0、零位開關(guān)S3構(gòu)成的第五圓心角Θ5與第二保護(hù)開關(guān)S2、圓心0、零位開關(guān)S3構(gòu)成的第六圓心角Θ6均與第一圓心角Θ1相等，也即，第一保護(hù)開關(guān)S1、第二保護(hù)開關(guān)S2分別位于懸臂330旋轉(zhuǎn)的最大角度Θ的極限位置。當(dāng)零位開關(guān)S3出現(xiàn)故障時(shí)，定位片422的第一扇環(huán)Al就會(huì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)觸碰到第一保護(hù)開關(guān)SI或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)觸碰到第二保護(hù)開關(guān)S2，其第一保護(hù)開關(guān)S1、第二保護(hù)開關(guān)S2就會(huì)斷開伺服電機(jī)320的供電電源，其伺服電機(jī)320停止運(yùn)動(dòng)，避免因故障引起懸臂330撞擊變形或損壞，具有保護(hù)作用，同時(shí)將故障信息通過(guò)FPGA控制芯片反饋給上位機(jī)。
[0059]觸發(fā)模塊50包括數(shù)字脈沖驅(qū)動(dòng)芯片，數(shù)字脈沖驅(qū)動(dòng)芯片與FPGA控制芯片連接。當(dāng)伺服電機(jī)320運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)α角度時(shí)，F(xiàn)PGA控制芯片則控制觸發(fā)模塊50發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)，用于掃描采集人體信息。一般α角小于1°，在本實(shí)施例中，α角小于0.5°，其α角越小，所采集的人體信息越詳細(xì)，在實(shí)際操作過(guò)程中，可根據(jù)實(shí)際需求來(lái)設(shè)定α角的大小。
[0060]上述安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)從硬件和軟件兩方面對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊30予以保護(hù)，硬件保護(hù)即采用第一保護(hù)開關(guān)、第二保護(hù)開關(guān)及定位片422來(lái)實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)320的斷電，避免因故障引起懸臂330撞擊變形或損壞，具有保護(hù)作用;其軟件保護(hù)即通過(guò)FPGA控制芯片實(shí)時(shí)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)編碼器410、零位開關(guān)的運(yùn)動(dòng)信息，根據(jù)該運(yùn)動(dòng)信息對(duì)伺服電機(jī)320進(jìn)行控制，大大提高了安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的安全性。
[0061]以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。
[0062]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括上位機(jī)通訊模塊、主控器、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊、觸發(fā)模塊、定位檢測(cè)模塊和電源模塊； 所述上位機(jī)通訊模塊用于與上位機(jī)進(jìn)行通訊； 所述主控器分別與所述上位機(jī)通訊模塊、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊、觸發(fā)模塊、定位檢測(cè)模塊連接，所述主控器接收所述上位機(jī)發(fā)出的運(yùn)動(dòng)指令，并驅(qū)動(dòng)控制所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊運(yùn)動(dòng)； 所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊與定位檢測(cè)模塊機(jī)械連接，所述定位檢測(cè)模塊用于檢測(cè)和判斷所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊的運(yùn)動(dòng)信息； 所述主控器根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)信息控制所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和控制所述觸發(fā)模塊掃描采集人體信息，其中，所述主控器為FPGA控制芯片； 所述電源模塊為所述安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的各個(gè)模塊供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和懸臂； 所述驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、懸臂依次連接，所述驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)所述伺服電機(jī)帶動(dòng)所述懸臂旋轉(zhuǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定位檢測(cè)模塊包括旋轉(zhuǎn)編碼器和定位單元;所述旋轉(zhuǎn)編碼器、定位單元均與所述伺服電機(jī)同軸設(shè)置； 所述旋轉(zhuǎn)編碼器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度、方向及速度信息， 所述定位單元用于監(jiān)測(cè)所述伺服電機(jī)順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的起始和極限位置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)編碼器為增量式編碼器，所述增量式編碼器的分辨率小于等于0.005度。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定位單元包括定位片，所述定位片包括沿逆時(shí)針?lè)较颦h(huán)狀相接的第一扇環(huán)、第二扇環(huán)、第三扇環(huán)和第四扇環(huán)，且所述第一扇環(huán)、第二扇環(huán)、第三扇環(huán)和第四扇環(huán)的圓心重合； 所述第一扇環(huán)、第二扇環(huán)、第三扇環(huán)和第四扇環(huán)的圓心角分別為第一圓心角、第二圓心角、第三圓心角、第四圓心角； 所述第一扇環(huán)、第二扇環(huán)、第三扇環(huán)和第四扇環(huán)的大環(huán)半徑分別為第一半徑、第二半徑、第三半徑、第四半徑； 所述第一圓心角為鈍角，第二圓心角為銳角，第三圓心角為直角，第四圓心角為鈍角； 所述第一半徑、第三半徑、第二半徑依次遞減，且所述第二半徑與第四半徑相等。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定位單元還包括第一保護(hù)開關(guān)、第二保護(hù)開關(guān)、零位開關(guān)和中間位開關(guān)； 所述零位開關(guān)設(shè)置在所述第一扇環(huán)圓弧的中點(diǎn)，所述零位開關(guān)到圓心的距離小于所述第一半徑且大于所述第三半徑； 所述中間位開關(guān)與所述零位開關(guān)的連線穿過(guò)所述圓心，且所述中間位開關(guān)設(shè)置在所述第三扇環(huán)與第四扇環(huán)的連接處;所述中間位開關(guān)與所述圓心的距離大于第二半徑且小于第二半徑； 所述第一保護(hù)開關(guān)、第二保護(hù)開關(guān)、零位開關(guān)位于同一圓周上，且所述第一保護(hù)開關(guān)、圓心、零位開關(guān)構(gòu)成的第五圓心角與所述第二保護(hù)開關(guān)、圓心、零位開關(guān)構(gòu)成的第六圓心角均與所述第一圓心角相等。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一保護(hù)開關(guān)、第二保護(hù)開關(guān)均為機(jī)械開關(guān)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述零位開關(guān)、中間位開關(guān)均為光電傳感器開關(guān)。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述觸發(fā)模塊包括數(shù)字脈沖驅(qū)動(dòng)芯片，所述數(shù)字脈沖驅(qū)動(dòng)芯片與所述FPGA控制芯片連接。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安檢儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)通訊模塊包括千兆網(wǎng)口通訊芯片，所述千兆網(wǎng)口通訊芯片與所述上位機(jī)連接，用于實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊。
【文檔編號(hào)】G05B19/414GK106094734SQ201610587383
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月21日 公開號(hào)201610587383.6, CN 106094734 A, CN 106094734A, CN 201610587383, CN-A-106094734, CN106094734 A, CN106094734A, CN201610587383, CN201610587383.6
【發(fā)明人】王榮, 祁春超, 黃雄偉, 吳光勝, 趙術(shù)開, 丁慶
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