烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置、控制系统及控制方法

摘要

本申请公开一种烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置、控制系统及控制方法，获取待加脂台车车轮的半径R；确定第一测距装置的安装位置和安装角度α，以及，确定第二测距装置的安装位置和安装角度β，构建测距坐标系XOY；当待加脂台车车轮进入检测区域时，计算第一测距装置在待加脂台车车轮上的第一辐射点坐标(X1i，Y1i)，以及，计算第二测距装置在待加脂台车车轮上的第二辐射点坐标(X2i，Y2i)；计算加脂孔圆心坐标(Xti，Yti)以及待加脂台车车轮的运行速度V；获取加脂轨迹，根据加脂轨迹，控制机器手移动，使加脂装置持续对准加脂孔，直至加脂结束。本申请能自动精确地获取加脂轨迹，提高加脂效率，减少加脂过程的耗时。

权利要求

1.一种烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置，包括安装支架(1)，所述安装支架(1)平行设置于台车轨道(2)的正上方，其特征在于，所述安装支架(1)上设置有第一滑动底座(101)和第二滑动底座(102)，所述第一滑动底座(101)连接有第一测距装置(103)，所述第二滑动底座(102)连接有第二测距装置(104)，所述安装支架(1)上设置有标尺(105)，所述安装支架(1)与所述台车轨道(2)之间的高度差大于台车车轮的直径；

当台车车轮沿台车轨道(2)行至检测区域内时，第一测距装置(103)的激光光束在台车车轮上形成动态变化的第一辐射点，第二测距装置(104)的激光光束在台车车轮上形成动态变化的第二辐射点；根据所述第一辐射点的坐标、所述第二辐射点的坐标和台车车轮的直径，计算台车车轮的加脂孔圆心坐标和运行速度，进而计算出加脂轨迹。

2.根据权利要求1所述的烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置，其特征在于，所述第一测距装置(103)与所述第一滑动底座(101)转动连接，所述第二测距装置(104)与所述第二滑动底座(102)转动连接，所述第一滑动底座(101)和所述第二滑动底座(102)底部设置有角度检测器(106)。

3.一种烧结机台车车轮加脂轨迹控制系统，包括台车轨道(2)以及沿所述台车轨道(2)运行的台车车轮(3)，所述台车车轮(3)上设置有加脂孔(301)，其特征在于，所述加脂孔(301)设置于所述台车车轮(3)的圆心处，所述烧结机台车车轮加脂轨迹控制系统还包括：机器人加脂系统(4)以及如权利要求1-2任一项所述的烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置；

所述机器人加脂系统(4)包括：机器手(401)、加脂装置(402)和润滑油泵(403)，所述加脂装置(402)固定于所述机器手(401)的末端，所述加脂装置(402)与所述润滑油泵(403)连接。

4.根据权利要求3所述的烧结机台车车轮加脂轨迹控制系统，其特征在于，所述台车轨道(2)上设置有接近开关(201)，所述接近开关(201)与所述台车轨道(2)滑动连接；如果台车车轮(3)的运行方向为从第二测距装置(104)到第一测距装置(103)，则所述接近开关(201)位于第二测距装置(104)在台车轨道(2)上的辐射点处；如果台车车轮(3)的运行方向为从第一测距装置(103)到第二测距装置(104)，则所述接近开关(201)位于第一测距装置(103)在台车轨道(2)上的辐射点处。

5.一种烧结机台车车轮加脂轨迹控制方法，其特征在于，包括：获取待加脂台车车轮的半径R；

确定第一测距装置的安装位置和安装角度α，以及，确定第二测距装置的安装位置和安装角度β，构建测距坐标系XOY；

当所述待加脂台车车轮进入检测区域时，计算第一测距装置在所述待加脂台车车轮上的第一辐射点坐标(X1i，Y1i)，以及，计算第二测距装置在所述待加脂台车车轮上的第二辐射点坐标(X2i，Y2i)；

计算加脂孔圆心坐标(Xti，Yti)以及所述待加脂台车车轮的运行速度V；

获取加脂轨迹，根据所述加脂轨迹，控制机器手移动，使加脂装置持续对准加脂孔，直至加脂结束。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，按照如下方式构建测距坐标系XOY：将标尺的零刻度点作为测距坐标系XOY的原点O；

将安装支架作为X轴，所述X轴的正向为标尺尺寸递增的方向；

Y轴经过所述原点O，且与所述安装支架垂直，所述Y轴的正向为竖直向下的方向。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，如果所述第一测距装置的安装角度α为0°，则所述第一辐射点坐标(X1i，Y1i)满足：X1i＝L1

Y1i＝d1i

上式中，L1为第一测距装置在标尺上的安装位置；d1i为第一测距装置与第一辐射点之间的距离检测值。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，如果所述第二测距装置的安装角度β为0°，则所述第二辐射点坐标(X2i，Y2i)满足：X2i＝L2

Y2i＝d2i

上式中，L2为第二测距装置在标尺上的安装位置；d2i为第二测距装置与第二辐射点之间的距离检测值。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，如果所述第一测距装置为逆时针旋转安装，所述第一测距装置的安装角度α大于0°，则所述第一辐射点坐标(X1i，Y1i)满足：X1i＝L1+d1i sinα

Y1i＝d1i cosα

如果所述第一测距装置为顺时针旋转安装，所述第一测距装置的安装角度α小于0°，则所述第一辐射点坐标(X1i，Y1i)满足：X1i＝L1-d1i sinα

Y1i＝d1i cosα

上式中，L1为第一测距装置在标尺上的安装位置；d1i为第一测距装置与第一辐射点之间的距离检测值。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，如果所述第二测距装置为逆时针旋转安装，所述第二测距装置的安装角度β大于0°，则所述第二辐射点坐标(X2i，Y2i)满足：X2i＝L2+d2i sinβ

Y2i＝d2i cosβ

如果所述第二测距装置为顺时针旋转安装，所述第二测距装置的安装角度β小于0°，则所述第二辐射点坐标(X2i，Y2i)满足：X2i＝L2-d2i sinβ

Y2i＝d2i cosβ

上式中，L2为第二测距装置在标尺上的安装位置；d2i为第二测距装置与第二辐射点之间的距离检测值。

11.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，通过求解如下方程组，计算加脂孔圆心坐标(Xti，Yti)：以及，按照如下公式计算所述待加脂台车车轮的运行速度V：

式中，Xti为ti时刻的加脂孔圆心横坐标，Xti-1为ti-1时刻的加脂孔圆心横坐标；

或者，当α＝β＝0°时，按照如下公式计算所述待加脂台车车轮的运行速度V：式中，L1为第一测距装置在标尺上的安装位置；L2为第二测距装置在标尺上的安装位置；T1为第一测距装置的检测值发生突变的时刻；T2为第二测距装置的检测值发生突变的时刻。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述获取加脂轨迹的步骤包括：根据所述测距坐标系XOY和机器手坐标系X′O′Y′Z′之间的转换关系，计算t0时刻的加脂孔圆心坐标(Xt0，Yt0)在机器手坐标系X′O′Y′Z′中对应的初始点坐标如果所述待加脂台车车轮沿测距坐标系XOY的X轴正方向运行，则在所述机器手坐标系X′O′Y′Z′中，所述加脂轨迹为如果所述待加脂台车车轮沿测距坐标系XOY的X轴负方向运行，则在所述机器手坐标系X′O′Y′Z′中，所述加脂轨迹为

13.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，如果所述第一测距装置的安装角度α和所述第二测距装置的安装角度β同时为0°，则所述第一测距装置和所述第二测距装置之间的距离小于或等于所述待加脂台车车轮的直径2R。

说明书

烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置、控制系统及控制方法

技术领域

[0001] 本申请涉及烧结设备技术领域，尤其涉及一种烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置、控制系统及控制方法。

背景技术

[0002] 烧结机台车是沿台车轨道首尾相连循环运行的，除去检修时间，一般是24小时不间断运行。台车车轮是台车上比较复杂的组成结构，台车运行时，台车车轮将会承受较大的载荷，这就需要台车车轮轴承系统具备良好的润滑能力。为了保证轴承上油脂充足，且不影响烧结机的正常生产运行，需要每隔1-2周在线对车轮进行一次加脂操作。

[0003] 对于钢铁企业，烧结机可能配备有上百辆台车，台车车轮总数高达数百个，且每辆台车都是持续循环运行，因此在每个车轮上固定加脂装置的方式并不可行。目前，烧结机主要采用人工加脂的方法，由于台车是不断循环运行的，工人需要跟随台车车轮的运行状态，不断移动加脂装置，使加脂装置始终对准台车车轮的加脂孔，加脂过程需要持续一定时间，以确保充分加脂。

[0004] 然而，在上述过程中，由于工人与台车之间无法做到完全同步，加脂装置与加脂孔之间不可避免存在偏移量，工人需要不断调整操作状态，加之烧结机周围环境较差、温度较高等因素，导致车轮进行加脂操作的效率低，延长了单独车轮加脂过程的持续时间。而实际中，待加脂的车轮数量高达数百个，不仅工人劳动强度大，所需加脂的总时间也将大大增加。

发明内容

[0005] 本申请提供一种烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置、控制系统及控制方法，以解决现有人工加脂方法工作效率低、加脂过程耗时长的技术问题。

[0006] 第一方面，本申请提供一种烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置，包括安装支架，所述安装支架平行设置于台车轨道的正上方，所述安装支架上设置有第一滑动底座和第二滑动底座，所述第一滑动底座连接有第一测距装置，所述第二滑动底座连接有第二测距装置，所述安装支架上设置有标尺，所述安装支架与所述台车轨道之间的高度差大于台车车轮的直径。

[0007] 可选地，所述第一测距装置与所述第一滑动底座转动连接，所述第二测距装置与所述第二滑动底座转动连接，所述第一滑动底座和所述第二滑动底座底部设置有角度检测器。

[0008] 第二方面，本申请还提供一种烧结机台车车轮加脂轨迹控制系统，包括台车轨道以及沿所述台车轨道运行的台车车轮，所述台车车轮上设置有加脂孔，所述加脂孔设置于所述台车车轮的圆心处，所述控制系统还包括：机器人加脂系统以及如上所述的烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置；所述机器人加脂系统包括：机器手、加脂装置和润滑油泵，所述加脂装置固定于所述机器手的末端，所述加脂装置与所述润滑油泵连接。

[0009] 可选地，所述台车轨道上设置有接近开关，所述接近开关与所述台车轨道滑动连接；如果台车车轮的运行方向为从第二测距装置到第一测距装置，则所述接近开关位于第二测距装置在台车轨道上的辐射点处；如果台车车轮的运行方向为从第一测距装置到第二测距装置，则所述接近开关位于第一测距装置在台车轨道上的辐射点处。

[0010] 第三方面，本申请还提供一种烧结机台车车轮加脂轨迹控制方法，包括：

[0011] 获取待加脂台车车轮的半径R；

[0012] 确定第一测距装置的安装位置和安装角度α，以及，确定第二测距装置的安装位置和安装角度β，构建测距坐标系XOY；

[0013] 当所述待加脂台车车轮进入检测区域时，计算第一测距装置在所述待加脂台车车轮上的第一辐射点坐标(X1i，Y1i)，以及，计算第二测距装置在所述待加脂台车车轮上的第二辐射点坐标(X2i，Y2i)；

[0014] 计算加脂孔圆心坐标(Xti，Yti)以及所述待加脂台车车轮的运行速度V；

[0015] 获取加脂轨迹，根据所述加脂轨迹，控制机器手移动，使加脂装置持续对准加脂孔，直至加脂结束。

[0016] 可选地，按照如下方式构建测距坐标系XOY：

[0017] 将标尺的零刻度点作为测距坐标系XOY的原点O；

[0018] 将安装支架作为X轴，所述X轴的正向为标尺尺寸递增的方向；

[0019] Y轴经过所述原点O，且与所述安装支架垂直，所述Y轴的正向为竖直向下的方向。

[0020] 可选地，如果所述第一测距装置的安装角度α为0°，则所述第一辐射点坐标(X1i，Y1i)满足：

[0021] X1i＝L1

[0022] Y1i＝d1i

[0023] 上式中，L1为第一测距装置在标尺上的安装位置；d1i为第一测距装置与第一辐射点之间的距离检测值。

[0024] 可选地，如果所述第二测距装置的安装角度β为0°，则所述第二辐射点坐标(X2i，Y2i)满足：

[0025] X2i＝L2

[0026] Y2i＝d2i

[0027] 上式中，L2为第二测距装置在标尺上的安装位置；d2i为第二测距装置与第二辐射点之间的距离检测值。

[0028] 可选地，如果所述第一测距装置为逆时针旋转安装，所述第一测距装置的安装角度α大于0°，则所述第一辐射点坐标(X1i，Y1i)满足：

[0029] X1i＝L1+d1i sinα

[0030] Y1i＝d1i cosα

[0031] 如果所述第一测距装置为顺时针旋转安装，所述第一测距装置的安装角度α小于0°，则所述第一辐射点坐标(X1i，Y1i)满足：

[0032] X1i＝L1-d1i sinα

[0033] Y1i＝d1i cosα

[0034] 上式中，L1为第一测距装置在标尺上的安装位置；d1i为第一测距装置与第一辐射点之间的距离检测值。

[0035] 可选地，如果所述第二测距装置为逆时针旋转安装，所述第二测距装置的安装角度β大于0°，则所述第二辐射点坐标(X2i，Y2i)满足：

[0036] X2i＝L2+d2i sinβ

[0037] Y2i＝d2i cosβ

[0038] 如果所述第二测距装置为顺时针旋转安装，所述第二测距装置的安装角度β小于0°，则所述第二辐射点坐标(X2i，Y2i)满足：

[0039] X2i＝L2-d2i sinβ

[0040] Y2i＝d2i cosβ

[0041] 上式中，L2为第二测距装置在标尺上的安装位置；d2i为第二测距装置与第二辐射点之间的距离检测值。

[0042] 可选地，通过求解如下方程组，计算加脂孔圆心坐标(Xti，Yti)：

[0043]

[0044] 以及，按照如下公式计算所述待加脂台车车轮的运行速度V：

[0045]

[0046] 式中，Xti为ti时刻的加脂孔圆心横坐标，Xti-1为ti-1时刻的加脂孔圆心横坐标；

[0047] 或者，当α＝β＝0°时，按照如下公式计算所述待加脂台车车轮的运行速度V：

[0048]

[0049] 式中，L1为第一测距装置在标尺上的安装位置；L2为第二测距装置在标尺上的安装位置；T1为第一测距装置的检测值发生突变的时刻；T2为第二测距装置的检测值发生突变的时刻。

[0050] 可选地，所述获取加脂轨迹的步骤包括：

[0051] 根据所述测距坐标系XOY和机器手坐标系X′O′Y′Z′之间的转换关系，计算t0时刻的加脂孔圆心坐标(Xt0，Yt0)在机器手坐标系X′O′Y′Z′中对应的初始点坐标

[0052] 如果所述待加脂台车车轮沿测距坐标系XOY的X轴正方向运行，则在所述机器手坐标系X′O′Y′Z′中，所述加脂轨迹为

[0053] 如果所述待加脂台车车轮沿测距坐标系XOY的X轴负方向运行，则在所述机器手坐标系X′O′Y′Z′中，所述加脂轨迹为

[0054] 可选地，如果所述第一测距装置的安装角度α和所述第二测距装置的安装角度β同时为0°，则所述第一测距装置和所述第二测距装置之间的距离小于或等于所述待加脂台车车轮的半径R。

[0055] 本申请所述技术方案的原理为：将加脂孔设置在各台车车轮的圆心处，在获取待加脂台车车轮的半径R后，调整第二测距装置和第二测距装置，当台车车轮进入检测区域时，第一测距装置和第二测距装置将在台车车轮的边缘上产生第一辐射点和第二辐射点，根据圆上两点的坐标以及圆的半径等参数，可计算出圆心的坐标，即获得台车车轮移动过程中加脂孔的位置坐标变化，然后设定加脂装置的加脂轨迹，由机器手自动控制加脂装置对准加脂孔，直至加脂结束。

[0056] 本申请具备如下有益效果：只需启动第一测距装置和第二测距装置，即可根据测距装置的安装位置和安装角度，以及台车车轮的尺寸等参数，自动获取加脂孔圆心坐标和台车车轮的运行速度，计算结果更加精确可靠，而由此设定的加脂轨迹，使得机器手能自动控制加脂装置精确定位加脂孔的位置，加脂孔与加脂装置之间不会产生偏移量，因此无需在车轮运行过程中不断修正加脂装置的位置，且无需工人现场操作，有效提高了加脂过程的工作效率，减少每个台车车轮的加脂耗时，尤其对于配备有上百辆台车，台车车轮总数高达数百个的烧结机而言，本申请可以大大降低工人劳动强度，提高整体加脂操作的效率，减少所有台车车轮加脂的总时长，实现加脂过程的自动化控制和管理，进而保证烧结机的正常稳定运行。

附图说明

[0057] 图1为本申请实施例一示出的烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置的结构示意图；

[0058] 图2为本申请实施例一示出的台车车轮运行状态图；

[0059] 图3为本申请实施例二示出的烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置的结构示意图；

[0060] 图4为本申请实施例三示出的烧结机台车车轮加脂轨迹控制系统的结构示意图；

[0061] 图5为本申请实施例四示出的烧结机台车车轮加脂轨迹控制系统的结构示意图；

[0062] 图6为本申请实施例四示出的接近开关的安装示意图；

[0063] 图7为本申请实施例五示出的烧结机台车车轮加脂轨迹控制方法的流程图；

[0064] 图8为本申请实施例五示出的测距坐标系XOY和机器手坐标系X′OY′的构建示意图；

[0065] 图9为本申请实施例五示出的方程组求解过程示意图。

[0066] 图中：1-安装支架，101-第一滑动底座，102-第二滑动底座，103-第一测距装置，1031-第一测距装置的发射端，104-第二测距装置，1041-第二测距装置的发射端，105-标尺；106-角度检测器；2-台车轨道，201-接近开关；3-台车车轮，301-加脂孔；4-机器人加脂系统，401-机器手，402-加脂装置，403-润滑油泵。

具体实施方式

[0067] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0068] 当对烧结机台车车轮进行加脂操作时，需要将加脂装置对准加脂孔，以使润滑油泵输送的油脂通过加脂装置流入加脂孔内，保证台车车轮被充分填充油脂。鉴于目前人工加脂存在的技术问题，本申请采用机器人加脂系统替代人工操作，因此，如何在台车车轮运行过程中，自动精确地定位加脂孔的位置，从而控制加脂装置的加脂轨迹是本申请技术方案的关键所在。

[0069] 由于台车车轮的截面为圆形结构，为了便于定位加脂孔，本申请将加脂孔设置在台车车轮的圆心处，因此，只要捕捉台车车轮圆心的位置，就能获取台车运行过程中，加脂孔的运动轨迹，然后匹配获取加脂装置的运动轨迹，使加脂装置按此轨迹跟随加脂孔即可。下面将通过以下各实施例，说明本申请的具体实施方式。

[0070] 本申请实施例一提供一种烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置，如图1所示，包括安装支架1，安装支架1平行设置于台车轨道2的正上方，安装支架1上设置有第一滑动底座101和第二滑动底座102，第一滑动底座101连接有第一测距装置103，第二滑动底座102连接有第二测距装置104，安装支架1上设置有标尺105，安装支架1与台车轨道2之间的高度差大于台车车轮的直径。

[0071] 本实施例中，第一测距装置103的安装角度α为0°，即第一测距装置的发射端1031与安装支架1垂直，同样地，第二测距装置104的安装角度β为0°，即第二测距装置的发射端1041与安装支架1垂直。安装支架1既起到辅助安装的作用，也相当于一个滑动轨道，第一滑动底座101可沿安装支架1移动，从而调节第一测距装置103的位置；第二滑动底座102同样可沿安装支架1移动，从而调节第二测距装置104的位置。通过安装支架1的标尺，来衡量和获取第一测距装置103和第二测距装置104的相对位置。

[0072] 可选地，第一测距装置103和第二测距装置104采用激光测距仪，本实施例中，第一测距装置103和第二测距装置104发出的两道激光光束相互平行。当未有台车车轮进入检测区域时，第一测距装置103和第二测距装置104发出的激光光束竖直向下打在台车轨道2上，可以获取安装支架1与台车轨道2之间的高度差H；当有台车车轮进入到检测区域时，两道平行的激光光束会同时打在台车车轮的边缘上，从而产生两个交点，第一测距装置103的激光光束与台车车轮的交点为第一辐射点A，第二测距装置104激光光束与台车车轮的交点为第二辐射点B。第一测距装置103和第二测距装置104还可采用红外测距仪、声波测距仪等，本申请对此不做限定。

[0073] 以图2为例，初始时，第一测距装置103和第二测距装置104的两道激光光束打在台车轨道2上，假设台车向左运行，则台车运行可分为以下几个状态：第1种状态，如图2(a)所示，台车车轮的左端点C位于第二测距装置104右侧下方区域，台车车轮上无第一辐射点A和第二辐射点B；第2种状态，如图2(b)所示，台车车轮的左端点C运动至第二测距装置104的正下方，即第二测距装置104发出的激光光束与台车车轮相切于C点，此时开始产生第二辐射点B，且第二辐射点B与台车车轮的左端点C重合；第3种状态，如图2(c)所示，当台车车轮的左端点C位于第一测距装置103和第二测距装置104之间的下方区域时，台车车轮上仅有第二辐射点B，尚未进入检测区域。

[0074] 第4种状态，如图2(d)所示，台车车轮的左端点C运动至第一测距装置103的正下方，即第一测距装置103发出的激光光束与台车车轮相切于C点，台车车轮上具有第二辐射点B的同时，开始产生第一辐射点A，此时，第一辐射点A与台车车轮的左端点C重合；第5种状态，如图2(e)所示，台车车轮的右端点D运动至第二测距装置104的正下方，即第二测距装置
104发出的激光光束与台车车轮相切于D点，台车车轮上具有第一辐射点A和第二辐射点B，且第二辐射点B与台车车轮的右端点D重合。

[0075] 第6种状态，如图2(f)所示，台车车轮的右端点D运动至第一测距装置103和第二测距装置104之间的下方区域，第二辐射点B消失，台车车轮上仅有第一辐射点A；第7种状态，如图2(g)所示，台车车轮的右端点D运动至第一测距装置103的正下方，即第一测距装置103发出的激光光束与台车车轮相切于D点，此时第一辐射点A与台车车轮的右端点D重合；第8种状态，如图2(h)所示，台车车轮的右端点D运动至第一测距装置103的左侧下方区域，台车车轮上无第一辐射点A和第二辐射点B。

[0076] 由此可见，在第1种状态-第3种状态，以及第6种状态-第8种状态，台车车轮上第一辐射点A和第二辐射点B的分布情况为{无}、{第一辐射点A}或{第二辐射点B}，即第一辐射点A和第二辐射点B不同时存在；而在第4种状态-第5种状态，则为{第一辐射点A，第二辐射点B}，即台车车轮上同时存在第一辐射点A和第二辐射点B。因此，从第4种状态开始到第5种状态结束，台车车轮所处的位置区域即为上文中所述的“检测区域”。也就是说，台车车轮运动过程中，只要在某一位置，车轮边缘上同时存在第一辐射点A和第二辐射点B，则该位置位于检测区域内。

[0077] 当台车车轮在检测区域内时，为保证台车车轮上始终同时存在第一辐射点A和第二辐射点B，必须保证第一测距装置103和第二测距装置104之间的距离小于或等于台车车轮的直径。这种设计的理由是，如果第一测距装置103和第二测距装置104之间的距离大于台车车轮的直径，即两道平行激光光束之间的距离大于台车车轮直径，则台车车轮上至多只有一个辐射点(第一辐射点A或第二辐射点B)，而无法同时存在两个辐射点，也就无法计算加脂孔的圆心坐标。

[0078] 本实施例中，用第一辐射点A和第二辐射点B来区分两个测距装置打在台车车轮边缘上的点，当台车进入检测区域后，由于台车为圆形结构，且台车时刻处于运行中，而第一测距装置103和第二测距装置104的位置固定，因此，第一测距装置103与台车车轮是相对运动的，第一辐射点A的坐标也在发生变化，同样地，第二测距装置104与台车车轮是相对运动的，第二辐射点B的坐标也会发生变化。也就是说，第一辐射点A和第二辐射点B不是固定点，而是沿台车车轮边缘不断变化着的点；或者，也可理解为第一辐射点A包括A1、A2…Ai，第二辐射点B包括B1、B2…Bi。

[0079] 台车车轮是持续运行的，其圆心坐标也是不断变化的，这种变化过程同时伴随第一辐射点A和第二辐射点B的变化，因此，本申请就是基于第一辐射点A和第二辐射点B的动态变化，来解析台车车轮圆心(加脂孔圆心)的变化过程，从而获取与之相匹配的加脂轨迹。

[0080] 由于台车车轮具有一定的厚度，因此，台车车轮理论上有无数个横截面，每个横截面都对应一个圆形边缘线。本实施例中，安装支架1位于台车轨道2的正上方，同时，安装支架1应保持与台车轨道2平行，以保证第一辐射点A和第二辐射点B是同一圆形边缘上的点，即第一辐射点A和第二辐射点B在同一圆上，根据圆上两点的坐标以及圆的半径(或直径)，即可计算出圆心的坐标。

[0081] 应当理解的是，每台烧结机会配备有若干台车T1、T2…Tn，n为烧结机对应的台车数量，n为大于或等于1的整数，各台车是沿台车轨道2首尾相连循环运行的，即台车车轮是位于台车轨道2的上方，并可认为台车车轮与台车轨道2相切，因此，加脂孔圆心的纵坐标为常数。

[0082] 对于一个台车，其各个车轮的直径基本一致，而对于同一烧结机而言，其所配备的各台车的车轮直径也相同，对于不同烧结机，台车车轮可能不同，比如大型烧结机的台车车轮比小型烧结机的台车车轮尺寸大。针对不同的烧结机，所述烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置可以选择不同的安装高度，但前提条件是安装支架1与台车轨道2之间的高度差H必须大于台车车轮的直径，比如使安装支架1与台车轨道2之间的高度差H等于台车车轮直径的两倍，以保证第一测距装置103和第二测距装置104始终在各台车车轮的上方，即不会影响台车车轮的经过和正常运行，又保证第一测距装置103会在台车车轮的边缘产生第一辐射点A，第二测距装置104会在台车车轮的边缘产生第二辐射点B，从而保证检测装置能有效工作。

[0083] 为方便台车车轮中心点的计算，这里可以根据第一测距装置103、第二测距装置104和台车车轮，构建一个测距坐标系XOY，根据车轮圆上两点的坐标(第一辐射点A和第二辐射点B)以及车轮半径/直径，即可求出加脂孔的圆心坐标。

[0084] 以图1中示出的测距坐标系XOY为例，该坐标系是以台车轨道2上某位置点作为坐标原点O，以台车轨道2作为X轴，X轴正向为标尺尺寸递增的方向，Y轴经过原点O并与台车轨道2垂直，Y轴正向为竖直向上的方向，则第一辐射点A的坐标(X1i，Y1i)以及第二辐射点B坐标(X2i，Y2i)满足：

[0085] X1i＝L1；Y1i＝H-d1i

[0086] X2i＝L2；Y2i＝H-d2i

[0087] 上式中：L1为第一测距装置103到Y轴的距离；L2为第二测距装置104到Y轴的距离；H为安装支架1与台车轨道2之间的高度差；d1i为第一测距装置103与第一辐射点A之间的距离检测值；d2i为第二测距装置104与第二辐射点B之间的距离检测值。

[0088] 获取第一辐射点A的坐标(X1i，Y1i)以及第二辐射点B的坐标(X2i，Y2i)，即确定了圆上任意两点的坐标，而台车车轮的半径R是固有尺寸参数，Yti等于台车车轮的半径R，因此，根据圆的标准方程，通过求解如下二元方程组，即可获得加脂孔圆心坐标(Xti，Yti)：

[0089]

[0090] 在实际应用过程中，因台车轨道和台车车轮磨损等因素的影响，台车车轮的半径可能发生些许改变，台车车轮的实际半径并不一定保持在其固有尺寸值R，这将导致Yti与台车车轮的固有半径R有可能之间存在一定的偏差。

[0091] 因此，为获取更为准确的加脂轨迹，可以对台车车轮的实际半径进行测量，假设台车车轮向左运行，在图2(a)的运行状态下，第二测距装置104的距离检测值不变，等于H，当台车车轮处于图2(b)所示的运行状态时，激光光束与台车车轮相切于C点(第二辐射点B与台车车轮的左端点C重合)，此时第二测距装置104的距离检测值发生了突变，即其距离检测值不再保持恒定值H，此时则有Yti＝R＝H-d2′，d2′为图2(b)状态下104与第二辐射点B之间的距离检测值，从而精确测定加脂孔圆心纵坐标Yti。因此，在确定第一辐射点A的坐标(X1i，Y1i)、第二辐射点B的坐标(X2i，Y2i)、台车车轮的半径R以及加脂孔圆心纵坐标Yti后，通过联立方程组求解，并根据Yti取值范围的约束条件，即可就出方程组的唯一解，从而确定加脂孔圆心坐标(Xti，Yti)。

[0092] 烧结机台车的运行速度比较缓慢，一般在1.5m/min-4.5m/min，烧结机进行机速调整时，每次调整幅度小于0.2m/min，调整不宜频繁，两次调整时间间隔应大于1小时。由于烧结机运行速度变化不频繁，因此，可以直接测量台车的运行速度V来控制机器手，机器手控制加脂装置对准加脂孔后，并控制加脂装置与台车同向同速运动，从而根据加脂孔的运动轨迹确定加脂装置的运动轨迹。

[0093] 台车车轮运行过程中，除某些特殊情况，比如台车下行轨道向上翻转前的区域会存在台车起拱现象，一般情况下可选择台车运行比较平稳的区域作为加脂操作区域，则可认为台车车轮只是仅沿轨道方向产生位移，其在竖直方向上无位移变化，也就是说，加脂孔圆心坐标(Xti，Yti)中，纵坐标Yti理论上是个常量，其横坐标Xti是变量，因此，基于加脂孔圆心横坐标Xti的变化，可按照如下公式来计算台车车轮的运行速度：

[0094]

[0095] 上式中，Xti为ti时刻的加脂孔圆心横坐标，Xti-1为ti-1时刻的加脂孔圆心横坐标。

[0096] 这种计算台车车轮的运行速度的方式适用于第一测距装置103和第二测距装置104之间的距离小于台车车轮的直径的情况，如果第一测距装置103和第二测距装置104之间的距离等于台车车轮的直径，则只有当第一辐射点A与台车车轮的左端点C重合，且第二辐射点B与台车车轮的右端点D重合时，才能同时存在第一辐射点A和第二辐射点B，此时，只有这一对点坐标数据，因此只能求出台车车轮处于该位置时的圆心坐标，而仅凭这一个台车车轮的圆心坐标，无法根据上式基于圆心坐标的变化来计算台车的运行速度，也就无法准确获取加脂轨迹。为此，本实施例还提供另一种基于台车车轮运行状态变化来计算所述台车车轮的运行速度V的方法，参照下式：

[0097]

[0098] 式中，L1为第一测距装置在标尺上的安装位置；L2为第二测距装置在标尺上的安装位置；T1为第一测距装置的检测值发生突变的时刻；T2为第二测距装置的检测值发生突变的时刻。

[0099] 假设台车车轮向左运行，参照图2(a)、图2(b)和图2(d)，当台车车轮处于图2(a)的状态时，第一测距装置103和第二测距装置104的激光光束均射在台车轨道2上，即第一测距装置103和第二测距装置104的距离检测值均等于H，且这种检测状态持续不变；直至台车车轮运行到图2(b)所示的状态，第二测距装置104的激光光束与台车车轮相切于C点，台车车轮上开始出现第二辐射点B，且第二辐射点B与台车车轮的左端点C重合，从这个状态开始，第二测距装置104的检测值将发生突变，不再继续保持H，而是开始随着车轮运动发生变化，记录此时刻为T1，这期间台车车轮上仅有一个辐射点，即第一测距装置103的距离检测值仍保持在H；直至台车车轮运行到图2(d)所示的状态，第一测距装置103的激光光束与台车车轮相切于C点，台车车轮上开始出现第一辐射点A，且第一辐射点A与台车车轮的左端点C重合，从这一状态开始，第一测距装置103的检测值将发生突变，不再继续保持H，同样开始随着车轮运动发生变化，记录此时刻为T2，可见在T1时刻到T2时刻，台车车轮沿轨道运行的位移等于第一测距装置103与第二测距装置104之间的距离L2-L1，从而计算出台车车轮的运行速度V。

[0100] 本实施例中，示出了第一测距装置103的安装角度α和第二测距装置104的安装角度β全部为0°时的加脂轨迹检测装置，能自动获取加脂孔圆心坐标和台车车轮的运行速度，计算结果更加精确可靠，而由此设定的加脂轨迹，使得机器手能自动控制加脂装置精确定位加脂孔的位置，加脂孔与加脂装置之间不会产生偏移量，因此无需在车轮运行过程中不断修正加脂装置的位置，且无需工人现场操作，有效提高了加脂过程的工作效率，减少每个台车车轮的加脂耗时，尤其对于配备有上百辆台车，台车车轮总数高达数百个的烧结机而言，本申请可以大大降低工人劳动强度，提高整体加脂操作的效率，减少所有台车车轮加脂的总时长，实现加脂过程的自动化控制和管理，进而保证烧结机的正常稳定运行。

[0101] 本申请实施例二提供的一种烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置，如图3所示，在实施例一所述结构的基础上，其第一测距装置103的安装角度α和第二测距装置104的安装角度β不仅可设为0°，还可根据需要进行调整，具体地，第一测距装置103与第一滑动底座101转动连接，第二测距装置104与第二滑动底座102转动连接，第一滑动底座101和第二滑动底座102底部设置有角度检测器106。角度检测器106用于分别测量第一测距装置103的安装角度α和第二测距装置104的安装角度β。

[0102] 以第一测距装置103为例，第一测距装置103是沿其发射端的中心进行旋转，当不转动第一测距装置103时，第一测距装置的发射端1031垂直于安装支架1，其发出的激光光束与角度检测器106的中心线重合，角度检测器106的中心线对应0°，此时，第一测距装置103的安装角度α为0°；当转动第一测距装置103时，第一测距装置的发射端1031与安装支架
1不再垂直，其发出的激光光束会顺时针或逆时针转动一个角度，即激光光束与角度检测器
106的中心线之间存在一个夹角，这个夹角即为第一测距装置103的安装角度α，可直接通过角度检测器106获取，此时α不再为0°，比如顺时针旋转15°，则α＝﹣15°，如果逆时针选择
10°，则α＝10°。对于第二测距装置104的安装角度β，其角度检测原理同第一测距装置103，参见上述相关描述即可。

[0103] 实施例一中，由于第一测距装置103的安装角度α和第二测距装置104的安装角度β均为0°，因此，第一测距装置103和第二测距装置104发出的激光光束相互平行，设两道激光光束落在台车车轮上的横向间隔距离为ΔL，第一测距装置103和第二测距装置104之间的距离为L0，则由ΔL等于L0，即在L0不变时，ΔL是定值。而本实施例中，通过转动第一测距装置103和第二测距装置104，就可改变两个测距装置的安装角度，则发出的两道激光光束之间不再相互平行，而是具有一定的夹角，同时，通过移动第一测距装置103和/或第二测距装置104，还可以改变两个测距装置的相对位置，这样ΔL就是一个变量。可见，本实施例使得烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置的调整方式更加灵活多变，可以适应更多实际应用需要。

[0104] 参照图3，角度检测器106的中心对应角度为0°，顺时针旋转则角度为负，逆时针旋转则角度为正。因此，第一测距装置103共有3种检测模式：第一种，不转动第一测距装置103，第一测距装置的发射端1031垂直于安装支架1，且指向角度检测器106的0°，即第一测距装置103的安装角度α保持0°不变，此时，仅通过移动第一滑动底座101，来改变第一测距装置103的相对位置；第二种，顺时针旋转第一测距装置103，则其安装角度α为负，两道激光光束落在台车车轮上的横向间隔距离ΔL具有增大的趋势；第三种，逆时针旋转第一测距装置103，则其安装角度α为正，两道激光光束落在台车车轮上的横向间隔距离ΔL具有减小的趋势。

[0105] 同样地，第二测距装置104也具有3种检测模式：第一种，不转动第二测距装置104，第二测距装置的发射端1041垂直于安装支架1，且指向角度检测器106的0°，即第二测距装置104的安装角度β保持0°不变，此时，仅通过移动第二滑动底座102，来改变第二测距装置104的相对位置；第二种，顺时针旋转第二测距装置104，则其安装角度β为负，两道激光光束落在台车车轮上的横向间隔距离ΔL具有减小的趋势；第三种，逆时针旋转第二测距装置
104，则其安装角度β为正，两道激光光束落在台车车轮上的横向间隔距离ΔL具有增大的趋势。

[0106] 由于第一测距装置103和第二测距装置104各自有3中检测模式，因此，对于整个烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置，总共有3×3＝9种检测模式，分别为{α＝0°，β＝0°}、{α＝0°，β＞0°}、{α＝0°，β＜0°}、{α＞0°，β＝0°}、{α＜0°，β＝0°}、{α＜0°，β＜0°}、{α＜0°，β＞
0°}、{α＞0°，β＞0°}、{α＞0°，β＜0°}。

[0107] 以图3中示出的测距坐标系XOY为例，从标尺105的0刻度点向台车轨道2作垂线，将该垂线所在的直线作为Y轴，Y轴正向为竖直向上的方向，垂足点即为坐标原点O，以台车轨道2作为X轴，X轴正向为标尺尺寸递增的方向。

[0108] 在上述坐标系下，如果第一测距装置103的安装角度α为0°，则第一辐射点A坐标(X1i，Y1i)满足：

[0109] X1i＝L1

[0110] Y1i＝H-d1i

[0111] 如果第二测距装置104的安装角度β为0°，则第二辐射点B坐标(X2i，Y2i)满足：

[0112] X2i＝L2

[0113] Y2i＝H-d2i

[0114] 如果第一测距装置103为逆时针旋转安装，第一测距装置103的安装角度α大于0°，则第一辐射点A坐标(X1i，Y1i)满足：

[0115] X1i＝L1+d1i sinα

[0116] Y1i＝H-d1i cosα

[0117] 如果第一测距装置103为顺时针旋转安装，第一测距装置103的安装角度α小于0°，则第一辐射点A坐标(X1i，Y1i)满足：

[0118] X1i＝L1-d1i sinα

[0119] Y1i＝H-d1i cosα

[0120] 如果第二测距装置104为逆时针旋转安装，第二测距装置104的安装角度β大于0°，则第二辐射点B坐标(X2i，Y2i)满足：

[0121] X2i＝L2+d2i sinβ

[0122] Y2i＝H-d2i cosβ

[0123] 如果第二测距装置104为顺时针旋转安装，第二测距装置104的安装角度β小于0°，则第二辐射点B坐标(X2i，Y2i)满足：

[0124] X2i＝L2-d2i sinβ

[0125] Y2i＝H-d2i cosβ

[0126] 上述各式中：L1为第一测距装置103在标尺105上的位置；L2为第二测距装置104在标尺105上的位置；H为安装支架1与台车轨道2之间的高度差；d1i为第一测距装置103与第一辐射点A之间的距离检测值；d2i为第二测距装置104与第二辐射点B之间的距离检测值。

[0127] 第一辐射点A坐标(X1i，Y1i)的计算取决于第一测距装置103的安装位置和安装角度α，第二辐射点B坐标(X2i，Y2i)的计算取决于第二测距装置104的安装位置和安装角度β，第一辐射点A和第二辐射点B的计算过程互不影响。比如，当检测模式为{α＜0°，β＝0°}时，则第一辐射点A坐标为(L1-d1isinα,H-d1icosα)，第二辐射点B坐标为(L2,H-d2i)，即直接根据两个测距装置的安装位置和安装角度，对应查找符合条件的计算公式，即可直接获得第一辐射点A坐标(X1i，Y1i)和第二辐射点B坐标(X2i，Y2i)。

[0128] 对于前述9种检测模式中的任一种，都可采用实施例一中基于加脂孔圆心横坐标的变化，来计算台车车轮的运行速度。特殊情况下，当第一测距装置103的安装角度α为0°，且第二测距装置104的安装角度β为0°时，还可采用实施例一中基于台车车轮运行状态变化的方式，来计算台车车轮的运行速度。在确定一个初始的加脂孔圆心坐标后，根据台车的运行速度，即可获知加脂孔位移变化轨迹，则自动控制加脂装置，使之与台车车轮加脂孔同步运动，即同向同速对准加脂孔，完成加脂工作。

[0129] 应当理解的是，测距坐标系XOY的构建方式不限于本申请实施例所述，本领域技术人员可根据实际应用，构建所需的测距坐标系XOY，并结合已知参数和测量数据，计算出第一辐射点A和第二辐射点B的坐标，然后参照实施例一所述的方法计算加脂孔圆心坐标和台车车轮的运行速度。

[0130] 相较于实施例一，本实施例提供了更多种检测模式，使所述烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置可以适应不同的实际应用场景和需求。每种检测模式都可以对应查找相符的计算公式，只需获取第一测距装置103和第二测距装置104的测量数据，即可直接计算出第一辐射点A和第二辐射点B的坐标，进而得到加脂孔圆心坐标的运动变化情况，计算速度和响应速度快，且检测结果精确可靠，可以有效提高加脂操作的效率，降低加脂过程的所消耗的时间。

[0131] 本申请实施例三提供一种烧结机台车车轮加脂轨迹控制系统，如图4所示，包括台车轨道2以及沿台车轨道2运行的台车车轮3，台车车轮3上设置有加脂孔301，加脂孔301设置于台车车轮3的圆心处，所述控制系统还包括：机器人加脂系统4以及如实施例一所述的烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置。

[0132] 所述机器人加脂系统4包括：机器手401、加脂装置402和润滑油泵403，加脂装置402固定于机器手401的末端，加脂装置402与润滑油泵403连接。对于所述机器人加脂系统
4，其还应包括控制单元，该控制单元被配置为执行下述程序步骤：

[0133] 获取待加脂台车车轮的半径R；

[0134] 确定第一测距装置的安装位置和安装角度α，以及，确定第二测距装置的安装位置和安装角度β，构建测距坐标系XOY；

[0135] 当所述待加脂台车车轮进入检测区域时，计算第一测距装置在所述待加脂台车车轮上的第一辐射点坐标(X1i，Y1i)，以及，计算第二测距装置在所述待加脂台车车轮上的第二辐射点坐标(X2i，Y2i)；

[0136] 计算加脂孔圆心坐标(Xti，Yti)以及所述待加脂台车车轮的运行速度V；

[0137] 获取加脂轨迹，根据所述加脂轨迹，控制机器手移动，使加脂装置持续对准加脂孔，直至加脂结束。

[0138] 首先，获取待加脂台车车轮的半径R，则可由控制单元匹配出相应的检测模式，本实施例中，第一测距装置103的安装角度α和第二测距装置104的安装角度β均为0°，则需要匹配出第一测距装置103和第二测距装置104在标尺105上的相对位置。比如，待加脂台车车轮的半径R为180mm，可根据控制单元的历史操作记录，假设历史上当车轮半径为180mm时，第一测距装置103和第二测距装置104之间的距离为50mm，则可以固定第一测距装置103的当前位置，通过调节第二测距装置104的位置，使两者距离为50mm；或者固定第二测距装置104，移动第一测距装置103；也可以，同时移动第一测距装置103和第二测距装置104，比如将第一测距装置103移动至标尺105的零刻度处，将第二测距装置104移动至标尺105的50mm刻度处，等等。或者，还可以由控制单元自行设定第一测距装置103和第二测距装置104的安装位置，以适应待加脂台车车轮的尺寸。

[0139] 具体实现方式中，可以在安装支架1上设置驱动装置，驱动装置用于控制第一滑动底座101和第二滑动底座102沿安装支架1移动，从而调节第一测距装置103和第二测距装置104的相对位置。机器人加脂系统4对待加脂台车车轮的半径R、第一测距装置103的安装位置L1、第二测距装置104的安装位置L2等参数进行存储，控制单元根据两个测距装置的位置信息，生成对应的控制指令，比如{第一测距装置：α＝0°，L1＝0mm；第二测距装置：β＝0°，L2＝50mm}，并将该控制指令发送至驱动装置。驱动装置根据该控制指令，控制第一滑动底座
101移动至标尺105的0mm刻度处，同时控制第二滑动底座102移动至标尺105的50mm刻度处，两个测距装置均不转动。当台车车轮进入检测区域后，控制单元实时获取第一测距装置103和第二测距装置104的测量参数，进行加脂孔圆心坐标的计算工作。

[0140] 又或者，在其他可能实现的方案中，安装支架1上还可设有控制装置，控制装置根据待加脂台车车轮的半径R，设定第一测距装置103和第二测距装置104的安装位置，然后将待加脂台车车轮的半径R、第一测距装置103的安装位置L1、第二测距装置104的安装位置L2等参数发送给机器人加脂系统4的控制单元，同时，控制装置控制第一测距装置103和/或第二测距装置104移动到指定位置。当台车车轮进入检测区域后，控制单元实时获取第一测距装置103和第二测距装置104的测量参数，进行加脂孔圆心坐标的计算工作。

[0141] 机器人加脂系统4中，只有机器手401和加脂装置402跟随台车车轮3短距离移动，其他部分结构位置是固定的。润滑油泵403用于将油脂输送至加脂装置402，加脂装置402喷出的油脂经加脂孔301进入台车车轮3的内部，对车轮的轴承系统进行润滑，从而保证烧结机的正常稳定运行。机器人加脂系统4还包括储存润滑油脂的容器，即为所输送的油脂来源，以及连接加脂装置402和润滑油泵403的输油管路等。加脂装置402可采用加脂枪或其他类型的加脂机，本申请对此不做限制。

[0142] 本实施例中，将加脂孔301设置在台车车轮3的圆心处，第一测距装置103的安装角度α和第二测距装置104的安装角度β全部为0°，能自动获取加脂孔301的圆心坐标和台车车轮3的运行速度，计算结果更加精确可靠，而由此设定的加脂轨迹，使得机器手401能控制加脂装置402精确定位加脂孔301的位置，加脂孔301与加脂装置402之间不会产生偏移量，因此无需在车轮运行过程中不断修正加脂装置402的位置，且无需工人现场操作，有效提高了加脂过程的工作效率，减少每个台车车轮3的加脂耗时，尤其对于配备有上百辆台车，台车车轮总数高达数百个的烧结机而言，本申请可以大大降低工人劳动强度，提高整体加脂操作的效率，减少所有台车车轮加脂的总时长，实现加脂过程的自动化控制和管理，进而保证烧结机的正常稳定运行。

[0143] 本申请实施例四提供一种烧结机台车车轮加脂轨迹控制系统，如图5所示，包括台车轨道2以及沿台车轨道2运行的台车车轮3，台车车轮3上设置有加脂孔301，加脂孔301设置于台车车轮3的圆心处，所述控制系统还包括：机器人加脂系统4以及如实施例二所述的烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置。

[0144] 所述机器人加脂系统4包括：机器手401、加脂装置402和润滑油泵403，加脂装置402固定于机器手401的末端，加脂装置402与润滑油泵403连接。对于所述机器人加脂系统
4，其还应包括控制单元，该控制单元被配置为执行下述程序步骤：

[0145] 获取待加脂台车车轮的半径R；

[0146] 确定第一测距装置的安装位置和安装角度α，以及，确定第二测距装置的安装位置和安装角度β，构建测距坐标系XOY；

[0147] 当所述待加脂台车车轮进入检测区域时，计算第一测距装置在所述待加脂台车车轮上的第一辐射点坐标(X1i，Y1i)，以及，计算第二测距装置在所述待加脂台车车轮上的第二辐射点坐标(X2i，Y2i)；

[0148] 计算加脂孔圆心坐标(Xti，Yti)以及所述待加脂台车车轮的运行速度V；

[0149] 获取加脂轨迹，根据所述加脂轨迹，控制机器手移动，使加脂装置持续对准加脂孔，直至加脂结束。

[0150] 具体实现方式中，可以在安装支架1上设置驱动装置，驱动装置用于控制第一滑动底座101和第二滑动底座102沿安装支架1移动，以及，控制第一滑动底座101和第二滑动底座102的顺/逆方向转动。机器人加脂系统4对待加脂台车车轮的半径R、第一测距装置103的安装位置L1、第二测距装置104的安装位置L2、第一测距装置103的安装角度α和第二测距装置104的安装角度β等数据进行存储，并生成对应的控制指令，比如{第一测距装置：α＝15°，L1＝0mm；第二测距装置：β＝0°，L2＝50mm}，并将该控制指令发送至驱动装置，则驱动装置根据该控制指令，控制第一滑动底座101移动至标尺105的0mm刻度处，控制第二滑动底座102移动至标尺105的50mm刻度处，同时，控制第一测距装置103逆时针转动15°，控制第二测距装置104转至0°。又比如，控制指令为{第一测距装置：α＝保持，L1保持；第二测距装置：β保持，L2＝43mm}，则驱动装置只执行将第二测距装置104移动到43mm这一动作，其他参数保持原状态不变。

[0151] 在其他可能实现的方案中，安装支架1上还可设有控制装置，控制装置根据待加脂台车车轮的半径R，直接设定第一测距装置103和第二测距装置104的状态参数，然后将R、α、β、L1和L2发送给机器人加脂系统4的控制单元，同时，控制装置根据第一测距装置103和第二测距装置104的状态参数，自动切换检测模式。

[0152] 当台车车轮进入检测区域后，控制单元实时获取第一测距装置103和第二测距装置104的测量参数，通过计算加脂孔圆心坐标的运动状态，从而获取加脂轨迹，这里可参照实施例一和实施例二的相关描述，不再赘述。

[0153] 当前台车车轮3加脂完毕后，在下一个待加脂台车车轮进入检测区域之前，两个测距装置发出的激光光束会射在台车轨道2上，第一测距装置103无法检测到第一辐射点A的坐标(X1i，Y1i)，同样地，第二测距装置104也无法检测到第二辐射点B的坐标(X2i，Y2i)，此时，如果第一测距装置103和第二测距装置104一直处于开启状态，相当于消耗能源来维持无效的工作状态。出于降低能源消耗的考虑，可选地，如图6所示，台车轨道2上设置有接近开关201，接近开关201可设置在台车轨道2的侧壁，避免影响台车车轮3的运行，接近开关201与台车轨道2的滑动连接。

[0154] 接近开关201可设置为沿台车轨道2的侧壁滑动，根据待加脂台车车轮的直径R，切换到相应的检测模式后，第一测距装置103的安装位置和安装角度，以及第二测距装置104的安装位置和安装角度，这些都是确定的状态参数。此时，获取台车车轮3的运行方向，如果台车车轮3向左运动，即从第二测距装置104到第一测距装置103的方向，如图6(a)，开启第二测距装置104，其发出的激光光束与台车轨道2形成一个交点M，交点M即为第二测距装置104在台车轨道2上的辐射点，则将接近开关201移动到交点M处，从而确定了接近开关201的安装位置。

[0155] 如果台车车轮3向右运动，即从第一测距装置103到第二测距装置104的方向，如图6(b)，开启第一测距装置103，其发出的激光光束与台车轨道2形成一个交点N，交点N即为第一测距装置103在台车轨道2上的辐射点，则将接近开关201移动到交点N处，从而确定了接近开关201的安装位置。由于各台车的车轮直径相差不会很大，因此两个测距装置的安装位置和安装角度变化幅度较小，这样接近开关201位置变化幅度也较小。

[0156] 以台车车轮3向左运行为例，当接近开关201感应到台车车轮3，说明台车车轮3已经接近两个测距装置的工作范围，则立即开启第一测距装置103和第二测距装置104，检测第一辐射点A和第二辐射点B的坐标；台车车轮3持续向左运行，当接近开关201无法感应台车车轮3时，说明台车车轮3已经脱离第二测距装置104激光光束的辐射范围，台车车轮3上的第二辐射点B已经消失，即台车车轮3已经走出检测区域，则及时停止第一测距装置103和第二测距装置104。本实施例保证台车车轮3在检测区域内时，第一测距装置103和第二测距装置104处于启动状态，台车车轮3脱离检测区域内时，可以及时停止第一测距装置103和第二测距装置104，避免两个测距装置因维持无效工作状态而导致能源消耗增加。

[0157] 本实施例中，可在加脂装置402上设置流量阀或流量传感器，用于检测加脂装置402喷出的油脂的流量。当加脂装置402排出油脂的流量值达到阈值时，即认为台车车轮3被充分填充油脂，加脂过程达到终点，则使加脂装置402停止工作，机器手401回到初始位置，等待下一个台车车轮到来。

[0158] 又或者，在机器人加脂系统4中增设计时器，从加脂装置402启动加脂开始计时，当计时器所计时间达到阈值时，即认为台车车轮3被充分填充油脂，加脂过程达到终点，则使加脂装置402停止工作，机器手401回到初始位置，等待下一个台车车轮的到来。

[0159] 相较于实施例三，本实施例提供了更多种检测模式，使所述烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置可以适应不同的实际应用场景和需求。可根据台车车轮的尺寸自动选择或切换检测模式，根据第一测距装置103和第二测距装置104的实时测量数据，结合检测模式对应的计算公式，即可直接计算出第一辐射点A和第二辐射点B的坐标，进而得到加脂孔圆心坐标的运动变化情况，计算速度和响应速度快，且检测结果精确可靠，可以有效提高加脂操作的效率，降低加脂过程的所消耗的时间。

[0160] 本申请实施例五提供一种烧结机台车车轮加脂轨迹控制方法，用于实施例三和实施例四所述的烧结机台车车轮加脂轨迹控制系统，如图7所示，所述方法包括如下步骤：

[0161] 步骤S101，获取待加脂台车车轮的半径R。

[0162] 步骤S102，确定第一测距装置的安装位置和安装角度α，以及，确定第二测距装置的安装位置和安装角度β，构建测距坐标系XOY。

[0163] 由于测距坐标系XOY存在多种构建方式，不同的测距坐标系XOY，其计算第一辐射点坐标(X1i，Y1i)和第二辐射点坐标(X2i，Y2i)的方法也不同，因此，有必要构建最优的测距坐标系XOY，来减小系统计算量，提高获取加脂轨迹的速度，进而使机器手401能够快速响应加脂轨迹的控制指令，提高加脂操作的效率，减少加脂过程的耗时。

[0164] 优选地，在步骤S102中，如图8所示，按照如下方式构建测距坐标系XOY：

[0165] 将标尺的零刻度点作为测距坐标系XOY的原点O；

[0166] 将安装支架作为X轴，所述X轴的正向为标尺尺寸递增的方向；

[0167] Y轴经过所述原点O，且与所述安装支架垂直，所述Y轴的正向为竖直向下的方向。

[0168] 这种测距坐标系XOY构建方式，原点O为标尺的零刻度点，可以通过标尺105直接获取第一测距装置103的安装位置L1以及第二测距装置104的安装位置L2，Y轴的设置，可以通过第一测距装置103的检测值d1i以及第二测距装置104的检测值d2i，直接计算出Y轴坐标，而不用考虑安装支架1与台车轨道2之间的高度差H，从而简化系统的计算量。

[0169] 步骤S103，当所述待加脂台车车轮进入检测区域时，计算第一测距装置在所述待加脂台车车轮上的第一辐射点坐标(X1i，Y1i)，以及，计算第二测距装置在所述待加脂台车车轮上的第二辐射点坐标(X2i，Y2i)。

[0170] 按照上述方式构建测距坐标系XOY后，所述步骤S103包括：

[0171] 如果第一测距装置的安装角度α为0°，则第一辐射点坐标(X1i，Y1i)满足：

[0172] X1i＝L1

[0173] Y1i＝d1i

[0174] 如果第二测距装置的安装角度β为0°，则第二辐射点坐标(X2i，Y2i)满足：

[0175] X2i＝L2

[0176] Y2i＝d2i

[0177] 如果第一测距装置为逆时针旋转安装，第一测距装置的安装角度α大于0°，则第一辐射点坐标(X1i，Y1i)满足：

[0178] X1i＝L1+d1i sinα

[0179] Y1i＝d1i cosα

[0180] 如果第一测距装置为顺时针旋转安装，第一测距装置的安装角度α小于0°，则第一辐射点坐标(X1i，Y1i)满足：

[0181] X1i＝L1-d1i sinα

[0182] Y1i＝d1i cosα

[0183] 如果第二测距装置为逆时针旋转安装，第二测距装置的安装角度β大于0°，则第二辐射点坐标(X2i，Y2i)满足：

[0184] X2i＝L2+d2i sinβ

[0185] Y2i＝d2i cosβ

[0186] 如果第二测距装置为顺时针旋转安装，第二测距装置的安装角度β小于0°，则第二辐射点坐标(X2i，Y2i)满足：

[0187] X2i＝L2-d2i sinβ

[0188] Y2i＝d2i cosβ

[0189] 上述各式中，L1为第一测距装置在标尺上的安装位置；L2为第二测距装置在标尺上的安装位置；d1i为第一测距装置与第一辐射点之间的距离检测值；d2i为第二测距装置与第二辐射点之间的距离检测值。

[0190] 步骤S104，计算加脂孔圆心坐标(Xti，Yti)以及所述待加脂台车车轮的运行速度V。

[0191] 步骤S103已计算出第一辐射点坐标(X1i，Y1i)和第二辐射点坐标(X2i，Y2i)，即得出圆上任意两点的坐标，结合圆的标准方程，则可通过求解如下方程组，计算加脂孔圆心坐标(Xti，Yti)：

[0192]

[0193] 以图9为例说明，由于上述方程组为二元二次方程组，在已知台车车轮上第一辐射点A、第二辐射点B以及台车车轮半径R的情况下，可能做出两个圆circle1和circle2，也就是说，求解上述方程组可能有两个解，分别为圆心P和圆心Q的坐标。因此需要考虑如何求解上述方程组的唯一解。另外，在不考虑台车车轮3在竖直方向的位移时，本实施例所示的测距坐标系XOY中，理论上加脂孔圆心纵坐标Yti应恒为H-R，但台车车轮3和台车轨道2存在磨损等因素，Yti与其理论值之间可能存在偏差。因此，参照实施例一，在图2(b)所示的临界状态下，可计算出加脂孔圆心纵坐标Yti和台车车轮半径R的实际值，使获取到的加脂孔圆心纵坐标Yti更加准确，从而提高加脂轨迹的准确性，提高加脂效率。

[0194] 目前，一般通过测速发电机测量星轮转速，测速发电机容易受到振动、接触不良等因素影响，致使测量误差较大，可能导致机器手移动速度与台车运行速度不匹配的情况。或者，为每辆台车都配置一个专用的速度检测仪器，去检测每辆台车的运行速度，然而烧结机配备的台车数量众多，这一点在实际应用中也是不现实的。本实施例可根据台车车轮圆心坐标的实时变化，来精确获取待加脂台车车轮的运行速度V，计算公式如下：

[0195]

[0196] 上式中，Xti为ti时刻的加脂孔圆心横坐标，Xti-1为ti-1时刻的加脂孔圆心横坐标。即根据单位时间内，加脂孔圆心横坐标的变化量，来确定待加脂台车车轮的运行速度V，机器手401以该运行速度与台车车轮3同向移动，可使加脂装置402精确定位加脂孔301的位
置，提高加脂操作的检测效率，减少加脂过程的耗时。

[0197] 或者，当第一测距装置103的安装角度α为0°，且第二测距装置104的安装角度β为0°时，按照如下公式计算所述待加脂台车车轮的运行速度V：

[0198]

[0199] 式中，L1为第一测距装置在标尺上的安装位置；L2为第二测距装置在标尺上的安装位置；T1为第一测距装置的检测值发生突变的时刻；T2为第二测距装置的检测值发生突变的时刻。

[0200] 步骤S105，获取加脂轨迹，根据所述加脂轨迹，控制机器手移动，使加脂装置持续对准加脂孔，直至加脂结束。

[0201] 具体地，在步骤S105中，所述获取加脂轨迹的步骤可细化为：

[0202] 根据所述测距坐标系XOY和机器手坐标系X′O′Y′Z′之间的转换关系，计算t0时刻的加脂孔圆心坐标(Xt0，Yt0)在机器手坐标系X′O′Y′Z′中对应的初始点坐标

[0203] 如果所述待加脂台车车轮沿测距坐标系XOY的X轴正方向运行，则在所述机器手坐标系X′O′Y′Z′中，所述加脂轨迹为

[0204] 如果所述待加脂台车车轮沿测距坐标系XOY的X轴负方向运行，则在所述机器手坐标系X′O′Y′Z′中，所述加脂轨迹为

[0205] t0时刻为台车车轮进入检测区域后，选择计时的初始时刻，可以是进入检测区域后，台车车轮上首次同时出现第一辐射点A和第二辐射点B的时刻。以第一测距装置103的安装角度α和第二测距装置104的安装角度β均为0°为例，参见实施例一和附图2(d)，在进入第4种状态时，台车车轮上具有第二辐射点B的同时，开始产生第一辐射点A，第一辐射点A与台车车轮的左端点C重合，此时刻即为首次同时出现第一辐射点A和第二辐射点B的时刻，表征台车车轮开始进入检测区域。因此，可选择该临界状态对应的时刻作为计时的初始时刻t0，然后获取t0时刻对应的加脂孔圆心坐标(Xt0，Yt0)。

[0206] 应当注意的是，第一测距装置103的安装角度α和第二测距装置104的安装角度β同时为0°时，第一测距装置103和第二测距装置104之间的距离小于或等于待加脂台车车轮的直径2R，以保证台车车轮3在检测区域内时，台车车轮3上可以同时存在第一辐射点A和第二辐射点B，进而计算t0时刻对应的加脂孔圆心坐标(Xt0，Yt0)和待加脂台车车轮的运行速度V。

[0207] 为便于定位加脂装置402的加脂轨迹，这里需要构建一个三维的机器手坐标系X′O′Y′Z′。如图8中所示的机器手坐标系X′O′Y′Z′，是将机器手401固定的位置点作为原点O′，X′轴与台车轨道2平行，X′的正向与X轴的正方向一致，Z′轴的正方向为竖直向上。如果将测距坐标系XOY对应到三维坐标中，则满足Z＝0(Z轴与Y′轴方向一致)。由此可知，测距坐标系XOY与机器手坐标系X′O′Y′Z′存在转换关系，包括旋转和平移，因此可对两者之间的转换关系进行标定。比如，首先获取两个坐标系之间的旋转变换矩阵PA，测距坐标系XOY的原点O坐标为(0,0,0)，机器手坐标系X′O′Y′Z′中的原点O′坐标为(i，j，k)，则可得到两个坐标系之间的平移变换矩阵PB，则两个坐标系之间的转换关系为：

[0208]

[0209] 加脂轨迹实际上是加脂装置401坐标的变化轨迹，由于正常情况下加脂孔圆心纵坐标Yti基本不发生变化，因此在加脂轨迹中，可认为加脂装置401的纵坐标Z坐标保持
不变化，在加脂装置401与加脂孔301对接后，加脂装置401的纵坐标 也基本不变，因此仅是加脂装置401的横坐标发生变化。由于机器手401需要带动加脂装置402与台车车轮3同向同速运动，才能保证加脂装置402始终对准加脂孔301，因此，如果待加脂台车车轮沿测距坐标系XOY的X轴正方向运行时，机器手坐标系X′O′Y′Z′中，所述加脂轨迹为
如果待加脂台车车轮沿测距坐标系XOY的X轴负方向运行，机器手坐标系
X′O′Y′Z′，所述加脂轨迹为 当前台车车轮3加脂完毕后，停止加脂装置
402，使机器手401返回初始位置，一个加脂周期结束，等待下一台车车轮的到来。

[0210] 需要说明的是，机器手坐标系X′O′Y′Z′可根据实际应用进行设定，其构建方式不限于本实施例所述。另外，测距坐标系XOY和机器手坐标系X′O′Y′Z′之间的转换关系可参照相关现有技术，本实施例这里不再赘述。

[0211] 由以上技术方案可知，本申请提供的烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置、控制系统及控制方法，只需启动第一测距装置和第二测距装置，即可根据测距装置的安装位置和安装角度，以及台车车轮的尺寸等参数，自动获取加脂孔圆心坐标和台车车轮的运行速度，计算结果更加精确可靠，而由此设定的加脂轨迹，使得机器手能自动控制加脂装置精确定位加脂孔的位置，加脂孔与加脂装置之间不会产生偏移量，因此无需在车轮运行过程中不断修正加脂装置的位置，且无需工人现场操作，有效提高了加脂过程的工作效率，减少每个台车车轮的加脂耗时，尤其对于配备有上百辆台车，台车车轮总数高达数百个的烧结机而言，本申请可以大大降低工人劳动强度，提高整体加脂操作的效率，减少所有台车车轮加脂的总时长，实现加脂过程的自动化控制和管理，进而保证烧结机的正常稳定运行。

[0212] 本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加控制系统中所涉及的各个实体设备和装置来实现。具体实现中，本申请还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的烧结机台车车轮加脂轨迹检测装置、控制系统及控制方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。

[0213] 在本申请的相关描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不应理解为指示/暗示相对重要性或排列顺序。

[0214] 本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参照即可。

[0215] 以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。