一种3D扫描雷达标校场地测试装置的制作方法

一种3d扫描雷达标校场地测试装置
技术领域
1.本发明涉及一种3d扫描雷达标校场地测试装置，尤其涉及一种对堆料体积监测标校满足3d扫描的3d扫描雷达标校场地测试装置。


背景技术：

2.3d扫描式雷达可以实现对罐体，传送带，仓库，堆场等场所储存物资物料的体积进行动态监测，具有广阔的市场前景，是新一代工业雷达的发展方向。同时由于3d扫描雷达与传统的雷达液位传感器有很大的区别，是从液面的距离测试发展到堆料体积的测试，从而需要不同的生产标定和质量检测设备。通过专用的3d扫描雷达标校实验室配置才能实现3d扫描雷达产品生产效率的提高和批量产品质量稳定的保证。
3.市场现有的主流工业测量雷达传感器都是以液位距离检测为主，对于体积监测雷达较少提及，进而对于雷达的标校场所，实验设备等都是基于液位测量雷达传感器的使用要求来设计的，无法满足3d扫描雷达对于体积监测标校的要求。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种3d扫描雷达标校场地测试装置，具有对堆料体积监测标校满足3d扫描的特点。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种3d扫描雷达标校场地测试装置，其创新点在于：所述3d扫描雷达标校场地测试装置设置在待扫描堆料所在的基准平面上，包括两个竖直设置在所述基准平面上的第一连接支撑架和第二连接支撑架、分别固定连接所述第一连接支撑架和第二连接支撑架且水平设置的横杆、设置在所述第一连接支撑架和第二连接支撑架之间且位于所述横杆下方的双轨径向运动轨道、滑动配合安装在所述双轨径向运动轨道上的3d雷达、安装在所述双轨径向运动轨道上并驱动所述3d雷达沿双轨径向运动轨道长度方向运动的驱动装置，所述第一连接支撑架和第二连接支撑架上分别设置有驱动所述双轨径向运动轨道升降的第一轨道升降机构和第二轨道升降机构，所述基准平面上设置有环形运动轨道槽，第一连接支撑架的底部和第二连接支撑架的底部分别设置有滑配在所述环形运动轨道槽中的从动轮和主动轮，所述第二连接支撑架上设置有驱动所述主动轮转动的回转电机，待扫描堆料位于所述3d雷达下方。
6.优选的，所述双轨径向运动轨道与所述横杆平行设置。
7.优选的，所述双轨径向运动轨道由两个平行设置的第一径向运动轨道和第二径向运动轨道组成，所述3d雷达滑动配合在所述第一径向运动轨道和所述第二径向运动轨道上，所述驱动装置包括与所述第一径向运动轨道相连的第一驱动电机、与所述第二径向运动轨道相连的第二驱动电机。
8.优选的，所述第一径向运动轨道包括第一水平导轨、位于第一水平导轨两端的第一端板和第二端板、位于所述第一水平导轨上方且与所述第一水平导轨平行设置的第一丝杆、安装在第一端板或第二端板上与所述第一丝杆相连的所述第一驱动电机，第一丝杆的
两端分别连接在所述第一端板和所述第二端板上；所述第二径向运动轨道包括第二水平导轨、位于第二水平导轨两端的第三端板和第四端板、位于所述第二水平导轨上方且与所述第二水平导轨平行设置的第二丝杆、安装在第三端板或第四端板上与所述第二丝杆相连的所述第二驱动电机，第二丝杆的两端分别连接在所述第三端板和所述第四端板上；所述3d雷达供所述第一丝杆和所述第二丝杆穿过后分别滑配在所述第一水平导轨和所述第二水平导轨上。
9.优选的，所述第一水平导轨上远离所述第一驱动电机一端设置有安装在第一水平导轨上的第一限位块；所述第二水平导轨上远离所述第二驱动电机一端设置有安装在第二水平导轨上的第二限位块。
10.优选的，所述3d雷达滑配在所述第一水平导轨和所述第二水平导轨之间，包括雷达主体、固定安装在所述雷达主体上的安装板、对称设置在所述雷达主体两侧并分别安装在所述第一水平导轨和所述第二水平导轨上的第一滑块和第二滑块，所述第一滑块和所述第二滑块分别固定连接在所述安装板上，所述第一滑块和所述第一丝杆之间以及所述第二滑块和所述第二丝杆之间均为丝杠螺母副。
11.优选的，所述第一轨道升降机构包括第一升降用回转电机、与所述第一升降用回转电机相连且中心轴线竖直设置的第三丝杆、螺旋配合在所述第三丝杆上的第三滑块，双轨径向运动轨道的其中一端固定安装在所述第三滑块上；所述第二轨道升降机构包括第二升降用回转电机、与所述第二升降用回转电机相连且中心轴线竖直设置的第四丝杆、螺旋配合在所述第四丝杆上的第四滑块，双轨径向运动轨道的另一端固定安装在所述第四滑块上。
12.优选的，所述主动轮和所述回转电机之间设置有传动机构，所述传动机构包括安装在所述第二连接支撑架上主动轮所在轴和回转电机传动轴之间的中间过渡轴、安装在所述中间过渡轴上的二级传动齿轮和三级传动齿轮、安装在回转电机传动轴上与所述二级传动齿轮啮合的一级传动齿轮、安装在主动轮所在轴上与所述三级传动齿轮啮合的四级传动齿轮。
13.优选的，所述横杆上设置有固定安装在横杆长度方向中心的定位板，所述定位板上设置有供圆心定位轴嵌入的定位板安装孔，所述3d雷达初始状态时位于所述圆心定位轴正下方。
14.优选的，所述基准平面为下沉式地面或者下沉式工作台，基准平面上设置的上开口腔体的模拟堆料仓，堆料位于所述模拟堆料仓中。
15.本发明的优点在于：通过采用上述结构，通过设计与3d雷达标校场地测试设备，具备了3d扫描雷达应用场景模拟及产品实验标校的能力，可以获得质量合格，性能稳定一致，符合市场实际需求的雷达产品。采用运动轨道系统来模拟 3d扫描雷达的安装位置，实现对实际场景的测试模拟，运动轨道系统设计采用环形运动轨道槽、第一轨道升降机构、第二轨道升降机构和双轨径向运动轨道的方式实现柱状空间坐标覆盖，通过电机驱动和电脑程控的方式实现自动控制与测试数据收集的同步完成。
附图说明
16.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
17.图1是本发明一种3d扫描雷达标校场地测试装置的结构简图。
18.图2是本发明一种3d扫描雷达标校场地测试装置的立体图。
19.图3是本发明一种3d扫描雷达标校场地测试装置省略基准平面后的立体图。
20.图4是图3的局部放大图a。
21.图5是本发明一种3d扫描雷达标校场地测试装置省略基准平面后的局部立体图。
22.图6是图5的局部放大图b。
23.图7是本发明一种3d扫描雷达标校场地测试装置的主视图。
24.图8是图7的局部放大图c。
25.图中：1-基准平面、2-第一连接支撑架、3-第二连接支撑架、4-横杆、5-3d 雷达、51-雷达主体、52-安装板、53-第一滑块、54-第二滑块、6-环形运动轨道槽、71-从动轮、72-主动轮、73-回转电机、81-第一水平导轨、82-第一端板、 83-第二端板、84-第一丝杆、85-第一驱动电机、86-第一限位块、91-第二水平导轨、92-第三端板、94-第二丝杆、95-第二驱动电机、101-第一升降用回转电机、102-第三丝杆、103-第三滑块、104-第二升降用回转电机、105-第四丝杆、 106-第四滑块、11-中间过渡轴、12-二级传动齿轮、13-三级传动齿轮、14-一级传动齿轮、15-四级传动齿轮、16-定位板、17-圆心定位轴、18-定位板安装孔、 19-模拟堆料仓、20-待扫描堆料。
具体实施方式
26.本发明的3d扫描雷达标校场地测试装置设置在待扫描堆料所在的基准平面 1上，包括两个竖直设置在基准平面上的第一连接支撑架2和第二连接支撑架3、分别固定连接第一连接支撑架和第二连接支撑架且水平设置的横杆4、设置在第一连接支撑架和第二连接支撑架之间且位于横杆下方的双轨径向运动轨道、滑动配合安装在双轨径向运动轨道上的3d雷达5、安装在双轨径向运动轨道上并驱动3d雷达沿双轨径向运动轨道长度方向运动的驱动装置，第一连接支撑架和第二连接支撑架上分别设置有驱动双轨径向运动轨道升降的第一轨道升降机构和第二轨道升降机构，基准平面上设置有环形运动轨道槽6，第一连接支撑架的底部和第二连接支撑架的底部分别设置有滑配在环形运动轨道槽中的从动轮71和主动轮72，第二连接支撑架上设置有驱动主动轮转动的回转电机73，待扫描堆料20位于3d雷达下方。通过采用上述结构，通过设计与3d雷达标校场地测试设备，具备了3d扫描雷达应用场景模拟及产品实验标校的能力，可以获得质量合格，性能稳定一致，符合市场实际需求的雷达产品。采用运动轨道系统来模拟 3d扫描雷达的安装位置，实现对实际场景的测试模拟，运动轨道系统设计采用环形运动轨道槽、第一轨道升降机构、第二轨道升降机构和双轨径向运动轨道的方式实现柱状空间坐标覆盖，通过电机驱动和电脑程控的方式实现自动控制与测试数据收集的同步完成。
27.上述的双轨径向运动轨道与横杆平行设置，双轨径向运动轨道由两个平行设置的第一径向运动轨道和第二径向运动轨道组成，3d雷达滑动配合在第一径向运动轨道和第二径向运动轨道上，驱动装置包括与第一径向运动轨道相连的第一驱动电机85、与第二径向运动轨道相连的第二驱动电机95。
28.为了起到传动和导向作用，上述的第一径向运动轨道包括第一水平导轨81、位于第一水平导轨两端的第一端板82和第二端板83、位于第一水平导轨上方且与第一水平导轨
平行设置的第一丝杆84、安装在第一端板或第二端板上与第一丝杆相连的第一驱动电机85，第一丝杆的两端分别连接在第一端板和第二端板上。第二径向运动轨道包括第二水平导轨91、位于第二水平导轨两端的第三端板92和第四端板、位于第二水平导轨上方且与第二水平导轨平行设置的第二丝杆94、安装在第三端板或第四端板上与第二丝杆相连的第二驱动电机95，第二丝杆的两端分别连接在第三端板和第四端板上。3d雷达供第一丝杆和第二丝杆穿过后分别滑配在第一水平导轨和第二水平导轨上。
29.为了实现3d雷达的行程极限限制，第一水平导轨上远离第一驱动电机一端设置有安装在第一水平导轨上的第一限位块86。第二水平导轨上远离第二驱动电机一端设置有安装在第二水平导轨上的第二限位块，第二限位块图上未示出。
30.为了更好的实现3d雷达的装配，3d雷达滑配在第一水平导轨和第二水平导轨之间，包括雷达主体51、固定安装在雷达主体上的安装板52、对称设置在雷达主体两侧并分别安装在第一水平导轨和第二水平导轨上的第一滑块53和第二滑块54，第一滑块和第二滑块分别固定连接在安装板52上，第一滑块和第一丝杆之间以及第二滑块和第二丝杆之间均为丝杠螺母副。
31.为了配合实现双轨径向运动轨道的升降运动，第一轨道升降机构包括第一升降用回转电机101、与第一升降用回转电机相连且中心轴线竖直设置的第三丝杆 102、螺旋配合在第三丝杆上的第三滑块103，双轨径向运动轨道的其中一端固定安装在第三滑块上。第二轨道升降机构包括第二升降用回转电机104、与第二升降用回转电机相连且中心轴线竖直设置的第四丝杆105、螺旋配合在第四丝杆上的第四滑块106，双轨径向运动轨道的另一端固定安装在第四滑块上。
32.为了精确控制主动轮的运动精度，主动轮和回转电机之间设置有传动机构，传动机构包括安装在第二连接支撑架上主动轮所在轴和回转电机传动轴之间的中间过渡轴11、安装在中间过渡轴上的二级传动齿轮12和三级传动齿轮13、安装在回转电机传动轴上与二级传动齿轮啮合的一级传动齿轮14、安装在主动轮所在轴上与三级传动齿轮啮合的四级传动齿轮15。
33.为了便于复位原点校正，横杆上设置有固定安装在横杆长度方向中心的定位板16，定位板上设置有供圆心定位轴17嵌入的定位板安装孔18，3d雷达初始状态时位于圆心定位轴正下方。为了便于很好的扫描检测待扫描堆料，基准平面 1为下沉式地面或者下沉式工作台，基准平面上设置的上开口腔体的模拟堆料仓 19，待扫描堆料20位于模拟堆料仓中。
34.本发明用于3d扫描雷达标校的场地测试设备，由于3d扫描雷达的应用场景主要为小型仓储罐体、大型仓库、露天堆场以及传送带等。进行雷达标校实验场所首先需要进行应用场景模拟，本设计采用带有堆料仓的试验台来模拟堆料场所，采用一套运动轨道系统来模拟3d扫描雷达的安装位置，实现对实际场景的测试模拟。运动轨道系统设计采用环形运动轨道槽、第一轨道升降机构、第二轨道升降机构和双轨径向运动轨道的方式实现柱状空间坐标覆盖，通过电机驱动和电脑程控的方式实现自动控制与测试数据收集的同步完成。
35.由图中可以看出，基准平面1中部有模拟堆料仓，模拟堆料仓内放置了已知体积的待扫描堆料，待扫描堆料可以由沙料或其他待测固体堆料构成。3d雷达固定放置在双轨径向运动轨道上，可以在双轨径向运动轨道上来回移动，环形运动轨道槽设置或者安装在基
准平面1上，与模拟堆料仓同心设置，双轨径向运动轨道固定安装在第一连接支撑架和第二连接支撑架一端上，通过对环形运动轨道、第一轨道升降机构、第二轨道升降机构以及双轨径向运动轨道的联动控制，可以使3d雷达位于模拟堆料仓上方的任意位置，根据实际使用环境，可以进行对3d 扫描雷达的模拟标校。运动轨道系统由电机驱动，可以通过电脑进行程序控制定位，同时配合3d扫描雷达进行测试数据收集和记录，以及标校数据写入、检测等。
36.本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。