1.本发明属于焊接变形矫平技术领域，具体涉及一种智能化电磁感应加热矫平系统及其方法。
背景技术：2.大型船舶在建造的过程中，通常需要使用矫平机将连接钢板之间的焊缝进行矫平。矫平机将焊缝附近的钢板加热到指定温度，以达到消除焊缝附近的内部应力的目的，同时还可以使焊缝变得平整。在矫平焊缝的过程中，由于矫平机的阻挡，无法直接对钢板的上表面进行测温；而矫平机在工作的过程中，温度较高，也不便于在矫平机工作的位置安装测温装置。因此，在实际工作中，对焊缝进行矫平的时间依靠工人的经验进行判断，因此，会出现温度过高和达不到要求的情况。
3.中国专利申请(202110031588.7)公开了一种智能移动式电磁感应矫平设备及其方法，包括设备主体、无线遥控器。其设备主体包括：中空框架、底盘、设置于中空框架中间的感应加热机构、固定于感应加热机构下方的智能化矫平机构。感应加热机构，利用电磁感应使加热工件处内部产生感应电流蜗流从而加热，包括从左到右依次设置于底盘上面的控制器、变频变压电源、同轴变压器、电磁感应加热线圈。其智能化矫平机构，用于对工件进行矫平作业，包括从左到右依次设置于底盘下面的真空吸盘、激光传感器、红外温度传感器、聚磁体、伺服电机、轮子和安装在设备主体右前面上的dtof传感器。该装置在设计的时候考虑到了矫平区域温度测量的问题，但是将红外温度传感器安装在感应线圈上，会影响到感应线圈表面的平整度，影响矫平的效果。
技术实现要素：4.本发明的目的在于克服现有的技术缺陷，提供一种智能化电磁感应加热矫平系统及其方法，本发明可以准确地测量矫平区域的温度，控制矫平机的矫平温度和矫平时间，提高矫平机的矫平效果。
5.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
6.本发明的一种智能化电磁感应加热矫平系统，包括：
7.手推车式矫平机，包括手推车式矫平机主体；在手推车式矫平机上设置有第一定位标签和主控设备；第一定位标签用于测量手推车式矫平机的位置参数，主控设备用来控制无人机测温装置的移动位置、工作状态和数据交互；
8.无人机测温装置，包括四旋翼无人机、测温模块、控制芯片，第二定位标签；控制芯片接受控制系统的指令控制四旋翼无人机移动到手推车式矫平机的工作区域的下方，并且控制测温模块对工作区域温度的测量，第二定位标签用于检测无人机测温装置的位置，使其到达指定位置；
9.室内定位装置，包括两套uwb(ultra wide band，超宽带)室内定位装置，分别包括定位标签、定位基站，用于将手推车式矫平和无人机测温装置的位置信息转化成位置参数；
所述的定位基站设置在手推车式矫平机和无人机测温装置工作区域的四周，并对该区域进行信号覆盖；用于探测手推车式矫平机和无人机测温装置的位置信息并上传至控制系统进行汇总分析；
10.控制系统，包括安装在手推车式矫平机上的主控设备，可以智能控制矫平区域的矫平时间和矫平温度，并将矫平区域的温度通过显示屏显示出来；通过无线局域网络和无人机测温装置进行数据传输并控制无人机测温装置移动到指定的位置，从而高效地完成矫平工作。
11.所述的第一定位标签，设置于手推车式矫平机的手柄上。
12.所述的第二定位标签，设置在四旋翼无人机底座上。
13.所述的用于对手推车式矫平机的uwb室内定位装置采用二维定位，设置至少4个定位基站，分别安装在手推车式矫平机工作的边缘区域。
14.所述的用于对四旋翼无人机测温装置的uwb室内定位装置采用三维定位，设置至少4个定位基站，分别安装在四旋翼无人机测温装置工作的边缘区域。
15.本发明的一种智能化电磁感应加热矫平方法，采用上述的一种智能化电磁感应加热矫平系统，包括手推车式矫平机、无人机测温装置、控制系统；设定：手推车式矫平机沿y轴方向运行工作，其手推车式矫平机上的第一定位标签至矫平区域的距离沿y轴方向的长度为d mm，矫平区域所需温度为t℃，矫平区域所需的温度需要保持时间为t s；
16.所述方法包括以下步骤：
17.步骤1.在手推车式矫平机和无人机测温装置工作区域的四周布置uwb定位基站，并将第一定位标签、第二定位标签分别放置在手推车式矫平机的手柄和无人机测温装置的四旋翼无人机底座上；
18.步骤2.手推车式矫平机移动到工作位置；
19.步骤3.按下主控设备上的启动按钮，uwb室内定位装置启动，定位基站接收手推车式矫平机上的第一定位标签发送的信号，将其转化成位置参数并传输至控制系统；
20.步骤4.控制系统在接收到的位置参数的基础上，增加手柄至矫平区域的距离d mm，自动地将其转化成矫平区域的位置参数，并通过控制芯片控制将无人机测温装置移动到矫平区域的下方；
21.步骤5.控制系统通过uwb室内定位装置辅助无人机测温装置到达指定位置，当无人机测温装置到达指定位置后，显示屏上显示手推车式矫平机处于工作状态；
22.步骤6.手推车式矫平机开始工作，同时无人机测温装置的测温模块也开始测量矫平区域的温度，并通过控制芯片将检测区域的温度信息发送至矫平系统，通过主控设备上的显示屏实时显示；
23.步骤7.当检测区域的温度达到所需温度t℃时，控制系统自动控制手推车式矫平机的功率，将矫平区域的温度稳定在t℃，并保持t s；
24.步骤8.t s之后手推车式矫平机停止工作，无人机测温装置保持在矫平区域的下方，无人机测温装置的测温模块关闭；
25.步骤9.在实际工作中，经常需要将手推车式矫平机移动到另一个工作区域：按下同步按键，即可自动重复以上步骤3～8，实现手推车式矫平机和无人机测温装置的同步移动；
26.步骤10.当矫平区域的矫平作业完成后，按下停止按钮，无人机测温装置飞回到起始位置。
27.与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
28.1.本发明的一种智能化电磁感应加热矫平系统，可以按照预先设置好的数据参数，智能地控制矫平区域的矫平温度和矫平时间，可以适用不同大小、深度的焊缝矫平，提高矫平效果。
29.2.本发明采用uwb(ultra wide band，超宽带)室内定位装置，并通过控制系统的相关计算，可以精确地从下方测量矫平区域的温度，避免了直接测量使得结构更加复杂的麻烦，提高了矫平效果。
30.3.本发明的无人机测温装置中，采用控制芯片来控制测温模块和四旋翼无人机，并且该芯片可以通过无线局域网络和控制系统信息传递，可以使得控制更加迅速、准确和稳定。
附图说明
31.图1为本发明的一种智能化电磁感应加热矫平系统的总体结构示意图。
32.图2为本发明的一种智能化电磁感应加热矫平系统的一种手推车式矫平机的部分结构示意图。
33.图3为本发明的一种智能化电磁感应加热矫平系统的无人机测温装置的结构示意图。
34.图4为本发明的一种智能化电磁感应加热矫平系统的主控设备的示意图。
35.图5为本发明的一种智能化电磁感应加热矫平系统的控制系统框图。
36.其中，手推车式矫平机1，无人机测温装置2，定位基站3，第一定位标签4，主控设备5，四旋翼无人机6，测温模块7，控制芯片8，第二定位标签9，按钮10，显示屏11。
具体实施方式
37.下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
38.如图1所示，本发明一种智能化电磁感应加热矫平系统，包括手推车式矫平机1，uwb(ultra wide band，超宽带)室内定位装置，无人机测温装置2、控制系统。
39.如图2所示，本发明一种智能化电磁感应加热矫平系统的手推车式矫平机1，包括手推车式矫平机1主体。其手推车式矫平机1上设置有第一定位标签4和主控设备5，第一定位标签4主要用来测量手推车式矫平机1的位置参数，主控设备5用来控制无人机测温装置2的移动位置、工作状态和数据交互。由于第一定位标签4是安装在手推车式矫平机1手柄上的，因此在确定手推车式矫平机1的工作区域的位置时，需要加上手柄位置至工作区域的距离，从而得到矫平区域的位置参数；
40.其uwb室内定位装置，包括定位标签、定位基站3，用于将手推车式矫平机1和无人机测温装置2的位置信息转化成位置参数；本发明设置有两套uwb室内定位装置，分别用于测量手推车式矫平机1和无人机测温装置2的位置参数；其中，一套的用于对手推车式矫平机1的定位的uwb室内定位装置采用二维定位，使用三个以上的定位基站3，安装在手推车式矫平机1工作的边缘区域，其第一定位标签4安装在手推车式矫平机1上。另一套采用三维定
位，用于对无人机测温装置2的定位，定位基站3安装在无人机测温装置2工作的边缘区域，其第二定位标签9安装在四旋翼无人机6底座上；定位基站3主要功能就是测量定位标签的位置数据并且上传至控制系统；每套定位装置的定位基站3都需要布置有三个以上，定位基站3布置的越多，定位效果越好，定位基站3分别安装在手推车式矫平机1和无人机测温装置2工作区域的四周；定位基站3可以接收位标签发送过来的信号，将其转化成位置数据并且通过无线网络上传至控制系统。
41.如图3所示，本发明一种智能化电磁感应加热矫平系统的无人机测温装置2，包括四旋翼无人机6，测温模块7，控制芯片8，第二定位标签9；控制芯片8可以接受控制系统的指令控制四旋翼无人机6移动到手推车式矫平机1的工作区域的下方，并且控制测温模块7对工作区域温度的测量，最终通过主控设备5上的显示屏11输出温度参数；第二定位标签9设置在四旋翼无人机6底座上，用于检测无人机测温装置2的位置，使其到达指定位置。由于测温模块7需要收集物体散发出来的能量，因此测温模块7安装在四旋翼无人机6的上方，方便对矫平区域温度的测量；四旋翼无人机6主要用来移动测温模块7到达指定位置；控制芯片8可以通过无线局域网络接收控制系统发出的控制信号来控制四旋翼无人机6和测温模块7的工作状态，并且还可以与控制系统进行数据传输与交换。
42.无人机测温装置2所需的位置信息更多，精度要求也更高，因此对无人机测温装置2采用三维定位，在架设定位基站3的时候，需要特别拉开z轴的高度差，以确保在z轴上的精确度；手推车式矫平机1对位置信息的要求相对更低，二维定位已经可以很好地将其定位出来，因此采用二维定位；由于第一定位标签4安装在手推车式矫平机1的手柄位置，因此，控制系统需要在手推车式矫平机1的位置参数的基础上，加上手柄到矫平区域之间的距离，才能得到准确的矫平区域的位置参数，使无人机测温装置2测得温度数据更加准确。
43.如图5所示，本发明的一种智能化电磁感应加热矫平系统的控制系统框图，所述的控制系统，包括安装在手推车式矫平机1上的主控设备5，主控设备上5设置一些按钮10与一块显示屏11；主控设备5可以智能控制矫平区域的矫平时间和矫平温度，并将矫平区域的温度通过显示屏11显示出来；由于第一定位标签4安装在手推车式矫平机1的手柄上，与矫平区域的位置参数有一定的误差，因此，控制系统需要处理无人机测温装置2和手推车式矫平机1的位置参数：将手推车式矫平机1的位置参数转换成矫平区域的位置参数，并通过控制芯片8控制无人机测温装置2到达矫平区域的下方，对矫平区域的温度进行测量；控制系统还可以控制无人机测温装置2的工作状态、并将与无人机测温装置2进行数据传输。
44.控制系统的运行流程为：通过第一定位标签4获得手推车式矫平机1的位置参数，控制系统通过相关的运算方法，将手推车式矫平机1的位置参数转化成矫平区域的位置参数，然后，控制无人机测温装置2移动到矫平区域的下方；手推车式矫平机1开始工作时，控制系统通过无人机测温装置2获得矫平区域的温度参数，智能地控制矫平区域的矫平温度和矫平时间；当手推车式矫平机1的手推车需要移动位置的时候，控制系统也可以实现无人机测温装置2与矫平区域同步移动的功能。
45.如图4所示，本发明的一种智能化电磁感应加热矫平系统的主控设备5，包括按键10和显示屏11，主要用来设置和显示相关的参数，控制手推2的运行状态。
46.以手推车式矫平机1沿y轴方向工作为例，并假定手推车式矫平机1上的第一定位标签4至矫平区域的距离沿y轴方向的长度为d mm，矫平区域所需温度为t℃，矫平区域所需
的温度需要保持时间为t s。
47.本发明的一种矫平方法，包括以下步骤：
48.步骤1.在手推车式矫平机1的手推车和无人机测温装置2工作区域的四周布置定位基站3，并将定位标签4、9放置在手推车式矫平机1的手柄和无人机测温装置2的四旋翼无人机6底座上；
49.步骤2.手推车式矫平机1的手推车移动到工作位置；
50.步骤3.按下主控设备5上的按钮10，uwb室内定位装置启动，定位基站3接收手推车式矫平机1上的第一定位标签4发送的信号，将其转化成位置参数并传输至控制系统；
51.步骤4.控制系统在接收到的位置参数的基础上，增加手柄至矫平区域的距离d mm，自动地将其转化成矫平区域的位置参数，并通过控制芯片8控制将无人机测温装置2移动到矫平区域的下方；
52.步骤5.控制系统通过uwb室内定位装置辅助无人机测温装置2到达指定位置，当无人机测温装置2到达指定位置后，显示屏11上显示手推车式矫平机1处于工作状态；
53.步骤6.手推车式矫平机1开始工作，同时无人机测温装置2的测温模块7也开始测量矫平区域的温度，并通过控制芯片8将检测区域的温度信息发送至矫平系统，通过主控设备5上的显示屏11实时显示；
54.步骤7.当检测区域的温度达到所需温度t℃时，控制系统自动控制手推车式矫平机1的功率，将矫平区域的温度稳定在t℃，并保持t s；
55.步骤8.t s之后手推车式矫平机1停止工作，无人机测温装置2保持在矫平区域的下方，无人机测温装置2的测温模块7关闭；
56.步骤9.在实际工作中，经常需要将手推车式矫平机1需要移动到另一个工作区域：按下同步按键，即可自动重复以上步骤3～8，实现手推车式矫平机1和无人机测温装置2的同步移动；
57.步骤10.当矫平区域的矫平作业完成后，按下按钮10，无人机测温装置2飞回到起始位置。
技术特征：1.一种智能化电磁感应加热矫平系统，其特征在于，包括：手推车式矫平机(1)，包括手推车矫平机(1)主体；在手推车式矫平机(1)上设置有第一定位标签(4)和主控设备(5)；第一定位标签(4)用于测量手推车式矫平机(1)的位置参数，主控设备(5)用来控制无人机测温装置(2)的移动位置、工作状态和数据交互；无人机测温装置(2)，包括四旋翼无人机(6)、测温模块(7)、控制芯片(8)，第二定位标签(9)；控制芯片(8)接受控制系统的指令控制四旋翼无人机(6)移动到手推车式矫平机(1)的工作区域的下方，并且控制测温模块(7)对工作区域温度的测量，第二定位标签(9)用于检测无人机测温装置(2)的位置，使其到达指定位置；室内定位装置，包括两套uwb室内定位装置，分别包括定位标签、定位基站(3)，用于将手推车式矫平机(1)和无人机测温装置(2)的位置信息转化成位置参数；所述的定位基站(3)设置在手推车式矫平机(1)和无人机测温装置(2)工作区域的四周，并对该区域进行信号覆盖；用于探测手推车式矫平机(1)和无人机测温装置(2)的位置信息并上传至控制系统进行汇总分析；控制系统，包括安装在手推车式矫平机(1)上的主控设备(5)，智能控制矫平区域的矫平时间和矫平温度，并将矫平区域的温度通过显示屏(11)显示出来；通过无线局域网络和无人机测温装置(2)进行数据传输并控制无人机测温装置(2)移动到指定的位置，从而高效地完成矫平工作。2.根据权利要求1所述的一种智能化电磁感应加热矫平系统，其特征在于，所述的第一定位标签(4)，设置于手推车式矫平机(1)的手柄上。3.根据权利要求1所述的一种智能化电磁感应加热矫平系统，其特征在于，所述的第二定位标签(9)，设置在四旋翼无人机(6)底座上。4.根据权利要求1或2所述的一种智能化电磁感应加热矫平系统，其特征在于，用于对手推车式矫平机(1)的uwb室内定位装置采用二维定位，设置至少4个定位基站(3)，分别安装在手推车式矫平机(1)工作的边缘区域。5.根据权利要求1或3所述的一种智能化电磁感应加热矫平系统，其特征在于，用于对无人机测温装置(2)的uwb室内定位装置，设置至少4个定位基站(3)，分别安装在无人机测温装置(2)工作的边缘区域。6.一种智能化电磁感应加热矫平方法，其特征在于，采用一种智能化电磁感应加热矫平系统，包括手推车式矫平机(1)、无人机测温装置(2)、控制系统；设定：手推车式矫平机(1)沿y轴方向运行工作，其手推车式矫平机(1)上的第一定位标签(4)至矫平区域的距离沿y轴方向的长度为d mm，矫平区域所需温度为t℃，矫平区域所需的温度需要保持时间为t s；所述方法包括以下步骤：步骤1.在手推车式矫平机(1)和无人机测温装置(2)工作区域的四周布置定位基站(3)，并将第一定位标签(4)、第二定位标签(9)分别放置在手推车式矫平机(1)的手柄和无人机测温装置(2)的四旋翼无人机(6)底座上；步骤2.手推车式矫平机(1)移动到工作位置；步骤3.按下主控设备(5)上的按钮(10)，uwb室内定位装置启动，定位基站(3)接收手推车式矫平机(1)上的第一定位标签(4)发送的信号，将其转化成位置参数并传输至控制系
统；步骤4.控制系统在接收到的位置参数的基础上，增加手柄至矫平区域的距离d mm，自动地将其转化成矫平区域的位置参数，并通过控制芯片(8)控制将无人机测温装置(2)移动到矫平区域的下方；步骤5.控制系统通过uwb室内定位装置辅助无人机测温装置(2)到达指定位置，当无人机测温装置(2)到达指定位置后，显示屏(11)上显示手推车式矫平机(1)处于工作状态；步骤6.手推车式矫平机(1)开始工作，同时无人机测温装置(2)的测温模块(7)也开始测量矫平区域的温度，并通过控制芯片(8)将检测区域的温度信息发送至矫平系统，通过主控设备(5)上的显示屏(11)实时显示；步骤7.当检测区域的温度达到所需温度t℃时，控制系统自动控制手推车式矫平机(1)的功率，将矫平区域的温度稳定在t℃，并保持t s；步骤8.t s之后手推车式矫平机(1)停止工作，无人机测温装置(2)保持在矫平区域的下方，无人机测温装置(2)的测温模块(7)关闭；步骤9.在实际工作中，经常需要将手推车式矫平机(1)移动到另一个工作区域：按下同步按键，即可自动重复以上步骤3～8，实现手推车式矫平机(1)和无人机测温装置(2)的同步移动；步骤10.当矫平区域的矫平作业完成后，按下按钮(10)，无人机测温装置(2)飞回到起始位置。
技术总结本发明公开了一种智能化电磁感应加热矫平系统及其方法，包括：手推车式矫平机、无人机测温装置、用于将手推车式矫平机的手推车和无人机测温装置的位置信息转化成位置参数的室内定位装置、控制系统。本发明方法可以按照预先设置好的数据参数，通过无线局域网络和无人机测温装置进行数据传输并控制无人机测温装置移动到指定的位置。智能地控制矫平区域的矫平温度和矫平时间，可适用于不同大小、深度的焊缝矫平，矫平效果好。矫平效果好。矫平效果好。
技术研发人员：许静 孙宁 许杰 刘焱鑫 任超凡 谷家扬 顿晓辉 刘建峰 孙建志
受保护的技术使用者：江苏科技大学海洋装备研究院 招商局金陵船舶（江苏）有限公司 上海外高桥造船有限公司
技术研发日：2022.02.16
技术公布日：2022/7/5
