明】
[0031]图1本发明设计的相控阵超声波无损检测机器人系统连接图。
[0032]图中，I是移动平台，2是定位杆，3是相控阵探头，4是相控阵探头夹具，5是控制台，6是超声检测设备，7是电源和通讯电缆，8是探头连线，9是球铰连接器，10是焊接转子侧壁，21是夹具驱动电缆
图2本发明设计的相控阵超声波无损检测机器人夹具结构示意图。
[0033]图中，3是相控阵探头，11是探头夹持器，12是夹具骨架，13是移动滑轨，14是滚动轮，15是万向轮，16是驱动电机，17是导向套
图3本发明设计的相控阵超声波无损检测机器人移动平台结构示意图。
[0034]18是移动平台把手，19是移动平台防滑轮，20是永磁磁铁图4本发明设计的机器人控制系统硬件结构图。
[0035]图5本发明设计的机器人控制系统软件结构图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图，对本项目进行详细实施，进一步详细描述本发明。
[0037]如图1、2、3所示，移动平台I采用四个防滑轮19进行驱动，接触在焊接转子的表面，防滑轮19通过驱动电机16进行带动，移动平台I的底部安装有永磁磁铁20，永磁磁铁20与焊接转子表面留有间隙，依靠永磁磁铁20的吸引力将移动平台I吸附在焊接转子的表面，保证移动平台I与工件的接触；相控阵探头夹具4中的夹具骨架12是相控阵探头夹具4的纵向支撑结构，在夹具骨架12上固定了移动导轨13，移动导轨13和导向套17进行连接，导向套与探头夹持器11进行连接，相控阵探头安装在探头夹持器11上；通过驱动电机16，可以改变导向套17的横向位置。移动平台I和相控阵探头夹具4通过定位杆2和焊接转子侧壁10进行接触定位，保证了探头相对于焊缝的位置。
[0038]如图4，相控阵超声波无损检测机器人采用左右两个直流有刷电机，并且在电机轴安装有编码器进行速度反馈；机器人集成2套驱动器，分别驱动左右两个直流电机；在夹具上的电机采用步进电机，配有电机驱动器，并且在两端配置了限位开关，可以限制夹具摆动在两侧的位置；以ARM控制板为主控板，完成移动平台运动控制的功能；ARM控制板通过RS232与两台驱动器进行连接，发送驱动的指令，并且读取驱动器的状态；ARM还通过步进电机驱动器来控制摆动，并且根据限位开关提供限位的位置；直流有刷电机、编码器、驱动器、ARM控制板、接口电路都在移动平台的内部。
[0039]在控制台中的有电源部分，负责进行电源的转换和保护功能，提供给ARM板、驱动器电源的供给;ATOM电脑则作为上位机，运行操作软件，完成移动平台的控制。
[0040]如图5，系统的软件分为四个层次，分别为驱动、运动控制、上位机通讯、人机交互四个功能层次。人机交互的软件运行于ATOM电脑，其他层次的软件运行于ARM板；驱动接口负责接受控制层的控制指令，实时控制电机，并向控制层反馈运动状态；限位开关接口可以实时读取限位开关的状态；移动平台控制完成移动平台不同速度下前进、后退的控制?’夹具位置控制完成夹具的位置的调整；上位机通讯和人机交互进行通讯，接受上位机的命令，并且反馈机器人的状态；人机交互完成参数配置，状态显示、机器人控制的功能。
[0041]对于【具体实施方式】的理解的描述仅仅是为帮助理解本发明，而不是用来限制本发明的。本领域技术人员均可以利用本发明的思想进行一些改动和变化，只要其技术手段没有脱离本发明的思想和要点，仍然在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种适用于汽轮机焊接转子的相控阵超声波无损检测机器人系统，其特征在于:所述系统主要包括移动平台(1)、定位杆(2)、相控阵探头(3)、相控阵探头夹具(4)、控制台(5)及超声检测设备(6);所述移动平台(I)吸附在焊接转子表面；所述定位杆(2)共有四组，其中移动平台(I)的前后部位具有两组，夹具(4)的前后部位具有两组，定位杆(2)与焊接转子两边侧壁(10)进行接触；所述相控阵探头(3)被相控阵探头夹具(4)夹持；所述相控阵探头夹具(4)与移动平台(I)通过球铰连接器(9 )进行连接；所述超声检测设备(6 )通过探头连线(8 )与相控阵探头(3 )连接；所述控制台(5 )和移动平台(I)通过电源及通讯电缆(7)进行连接。
2.如权利要求1所述的一种适用于汽轮机焊接转子的相控阵超声波无损检测机器人系统，其特征在于:所述移动平台(I)的底部由永磁磁铁(20)和防滑轮(19)构成，所述永磁磁铁(20)间隙吸附在焊接转子的表面。
3.如权利要求1所述的一种适用于汽轮机焊接转子的相控阵超声波无损检测机器人系统，其特征在于:所述夹具(4)包括夹具骨架(12)、探头夹持器(11)、万向轮(15)、滚动轮(14)、夹具驱动电机(16)，移动滑轨(13)及导向套(17);夹具骨架(12)的两端分别包括两个万向轮(15)和两个滚动轮(14)，四个轮可以自由移动；夹具骨架(12)上固定安装了移动滑轨(13)，通过电机(16)可以改变导向套(17)的横向位置；导向套(17)和探头夹持器(11)进行连接。
4.如权利要求3所述的一种适用于汽轮机焊接转子的相控阵超声波无损检测机器人系统，其特征在于:所述相控阵探头夹具(4)夹持一个相控阵探头(3)，相控阵探头(3)的位置可以根据需要，通过夹具驱动电机(16)进行调节，夹持相控阵探头(3)的探头夹持器(11)确保了探头和转子充分接触。
5.如权利要求1至4所述的任一一种适用于汽轮机焊接转子的相控阵超声波无损检测机器人系统，其特征在于:所述移动平台(I)包括直流有刷电机、编码器、驱动器、ARM控制板、步进电机驱动器以及限位开关接口电路；所述移动平台内部采用左右两套驱动器分别驱动左右两个直流有刷电机；所述ARM控制板通过RS232与两台驱动器连接，所述ARM控制板发送运动指令，并且读取驱动器状态，完成运动控制的功能；所述编码器安装于电机轴进行速度反馈。
6.如权利要求5所述的一种适用于汽轮机焊接转子的相控阵超声波无损检测机器人系统，其特征在于:所述移动平台(I)通过夹具驱动电缆(21)和夹具驱动电机(16)进行连接；所述ARM控制板接受限位开关接口电路的信号，驱动夹具驱动电机(16)。
7.如权利要求1至4所述的任一一种适用于汽轮机焊接转子的相控阵超声波无损检测机器人系统，其特征在于:所述控制台(5)包括电源部分、ATOM电脑和人机交互软件；所述电源部分用于电源的转换和保护功能，为ARM控制板和驱动器提供电源供给；AT0M电脑作为上位机，运行人机交互软件，完成移动平台的控制。
8.如权利要求7所述的一种适用于汽轮机焊接转子的相控阵超声波无损检测机器人系统，其特征在于:所述人机交互软件采用分层的软件结构，分为驱动接口、运动控制、上位机通讯、人机交互四个功能层次。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于汽轮机焊接转子的相控阵超声波无损检测机器人系统，该系统包括移动平台、定位杆、相控阵探头、相控阵探头夹具、控制台及超声检测设备；本套系统的优点在于替代了人工作业，延伸了作业范围，可以在狭小的空间进行检测操作；夹具配有电机驱动，能够精确调整探头的检测位置，可以在不拆卸探头的情况下改变探头的位置，能高效的完成检测作业。本套系统具有稳定、快速的优势，具有良好的应用前景。
【IPC分类】G01N29-26, G01N29-22, G01N29-04
【公开号】CN104597128
【申请号】CN201510008530
【发明人】李永龙, 肖唐杰, 栗园园, 张帆, 王重山, 陈博翁, 吴建东, 董娜, 莫堃, 刘丝丝, 姜周, 王仕洋, 黄巍, 王佰昱
【申请人】中国东方电气集团有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月8日