基于Mecanum轮的数字平板射线检测成像系统的制作方法_3

文档序号:9545416阅读:来源:国知局
,优选为四个位置。基于四个Mecanum轮的全方位移动机器人通过磁吸附在球罐4表面,并携带数字射线检测系统对焊缝进行检测,全方位移动机器人可以灵活地检测各种走向的焊缝。其中,机器人吸附在球罐4表面通过在车架上安装四块永磁磁铁并且对称布置来实现。
[0036]永磁磁铁一 12的最底面高于Mecanum轮一 13的最底面,永磁磁铁二22的最底面高于Mecanum轮二23的最底面,使永磁磁铁一 12、永磁磁铁二22能够提供吸附力的同时与球罐罐壁保持一定间距,避免完全吸附时阻力太太影响行走,以保证Mecanum轮一 13、Mecanum轮二23的顺利行走。永磁磁铁一 12、永磁磁铁二22还可以采用可翻转式结构,通过调节永磁磁铁一 12、永磁磁铁二22的吸附角度,实现不同吸附力的调节。
[0037]前循迹传感器一 11、后循迹传感器一 15分别连接运动控制盒一 18,运动控制盒一18通过无线WIFI模块与上位机3连接。前循迹传感器二21、后循迹传感器二25分别连接运动控制盒二28,运动控制盒二28通过无线WIFI模块与上位机3连接。射线源端机器人1焊缝循迹通过机器人首尾两个相机对焊缝记性实时拍摄,然后图像处理后得到机器人相对于焊缝的位置,然后根据位置偏差进行及时调整车速。
[0038]射线源端机器人1上连续式X射线源17固定在车架一 14中央,放射源向下,数字平板探测器端机器人2上数字平板固定在车架二24的底部中央,数字平板即数字成像平板的接受面向下,射线源端机器人1、数字平板探测器端机器人2运行时,分别位于球罐4内外两侧,射线源端机器人1放射源放射X射线,数字平板探测器端机器人2的数字平板27数字成像,从而实现对焊缝的自动化无损检测。
[0039]射线源端机器人1远端遥控控制通过在机器人身上安装无线通讯模块一,在球罐4人孔处即出入口位置安装无线WiFi中继,然后通过WiFi连接远端上位机3与射线源端机器人1,并且射线源端机器人1与数字平板探测器端机器人2通过无线WiFi传输实时拍摄的视频信息。上位机3可以遥控控制源端机器人1、数字平板探测器端机器人2的运动和工作模式。
[0040]射线源端机器人1、数字平板探测器端机器人2分别设有水平仪,水平仪分别连接运动控制盒一、运动控制盒二,通过水平仪来校准射线源端机器人1、数字平板探测器端机器人2的姿态,使射线源端机器人1、数字平板探测器端机器人2保持平行。
[0041]射线源端机器人1的车架一 14、数字平板探测器端机器人2的车架二15分别设有结构相同的悬架隔振装置5。如图4,以射线源端机器人1为例进行说明。
[0042]如图5,悬架隔振装置5包括柔性单元51、水平机构,柔性单元51的一端设于磁铁固定座57的顶部平台,柔性单元51的另一端活动连接车架固定座56,磁铁固定座57的底部连接有永磁磁铁一 12,车架固定座56通过水平机构连接轴承座53的凸台,轴承座53与磁铁固定座57分别通过螺栓连接伺服电机一 16,磁铁固定座57与伺服电机一 16间设有电机固定板52,伺服电机一 16通过轮轴54连接Mecanum轮一 13。
[0043]水平机构采用一个以上的Η型连杆55,如图8, 一个以上的Η型连杆55平行安装且位于同一竖直面上,Η型连杆55的两端分别通过销轴连接车架固定座56的凸台、轴承座53的凸台。
[0044]柔性单元51通过螺栓固定在磁铁固定座57的顶部平台和压板58间,如图6,柔性单元51由若干片弹簧叠加构成,片弹簧包括设于中间的长片簧,片弹簧的长度由长片簧向两端递减,长片簧间隙配合在固定座的空槽内,如图7,长片簧可以在槽内来回滑动。
[0045]柔性单元51由一片长片簧、两片中片簧、两片短片簧五片片弹簧叠加组成,长片簧的两侧对称分布有一片中片簧和一片短片簧。
[0046]永磁磁铁一 12的中心位于轮轴54所在竖直面上,永磁磁铁一 12与Mecanum轮一13的行走表面平行设置。
[0047]如图4所示,在射线源端机器人1、数字平板探测器端机器人2的Mecanum轮车辆装配悬架隔振装置5时,将车架固定座56的顶面与车架一 14或车架二24固连在一块,四个悬架隔振装置5按照Mecanum轮一 1313、Mecanum轮二23运动学规律对称安装。
[0048]在Mecanum轮车辆在导磁材料表面爬行时,永磁磁铁一 12和Mecanum轮车辆自身重量的合力提供正压力,在某一个Mecanum轮一 13遇到障碍时,该Mecanum轮一 13抬起,永磁磁铁一 12与该Mecanum轮一 13同时抬起,并保持磁铁下表面与吸附表面平行,其他Mecanum轮一 13仍紧贴吸附表面,永磁磁铁一 12与Mecanum轮一 13同时越过障碍后,重新吸附在导磁材料表面。
[0049]在Mecanum轮车辆在导磁材料表面爬行时,Mecanum轮车辆所受重力指向吸附表面,长片簧以及长片簧与磁铁固定座57的顶部平台之间的片弹簧受力变形,提供减震效果;在Mecanum轮车辆所受重力背向吸附表面时,长片簧以及长片簧与压板58之间的片弹簧受力变形,提供减震效果,来实现Mecanum轮车辆在任意角度的吸附平面上爬行的减震。
[0050]该悬架隔振装置5能够满足Mecanum轮的吸附稳定性和运动稳定性,保证Mecanum轮与导磁材料表面的接触与压力,保证永磁磁铁吸附表面的距离和平行度,使吸附效果跟稳定,同时隔震单元可以实现上下两个方向的隔震,可以满足安装该悬架系统的机器人在各个角度的吸附表面的隔震效果。
[0051 ]两个Η型连杆55与车架固定座56的凸台、轴承座53的凸台组成平行四边形连杆机构,保证Mecanum轮和永磁磁铁一 12等处于平动,可以保证永磁磁铁一 12与Mecanum轮的接触面平行,进而保证永磁磁铁一 12对导磁吸附表面吸附力稳定。
[0052]柔性单元51有五片片弹簧对称分布,叠簧既有很好的柔性,又有较强的承载能力,在Mecanum轮越过障碍时既可以产生较大的变形,又不会因变形过大而失效,对称分布的叠簧可以使装有该悬架系统的机器人在任意角度的平面上爬行都能够具有减震效果。
[0053]永磁磁铁一 12安装在独立悬架位置上,可以使装有Mecanum轮的悬架即使爬行过程中遇到障碍越障时仍能进贴吸附表面,保证装有Mecanum轮的机器人的运动特性,而且永磁磁铁一 12靠近Mecanum轮,悬架的结构尺寸可以保证磁铁与吸附表面的距离,保证磁铁对吸附表面的吸附力稳定,而且当遇到障碍时磁铁可以和Mecanum轮同时起伏,防止因磁铁与吸附表面距离较小而与障碍相撞。
[0054]图9为整个控制系统工作示意图,射线源端机器人1、数字平板探测器端机器人2、上位机3通过WiFi相互通讯并传递信息,射线源端机器人1、数字平板探测器端机器人2分别设有无线通讯模块、前循迹传感器、后循迹传感器、CAN通讯模块、控制电机的运动控制盒、伺服电机等模块,实现以上所述功能。
[0055]控制系统包括射线源端机器人1、数字平板探测器端机器人2、上位机3即操作中心,三个单元通过无线通讯模块一、无线通讯模块二相连,射线源端机器人1与数字平板探测器端机器人2的控制系统组成单元大致一样,射线源端机器人1的前循迹传感器11与后循迹传感器15为数字相机,通过对拍摄到的图片进行图片处理,用于自动循迹,射线源端机器人1与电机、水平仪之间通过CAN总线通讯,射线源端机器人1根据遥控或者自动循迹命令计算出各电机转速,通过CAN总线将控制命令发送到
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