基于Mecanum轮的全方向移动数字平板射线检测机器人的制作方法_2

文档序号:9545417阅读:来源:国知局
进行检测,能够实现在球罐等被检测对象表面的全方向移动,机器人可以灵活地检测各种走向的焊缝。
[0022]二、该种基于Mecanum轮的全方向移动数字平板射线检测机器人,能够多自由度的自动跟踪焊缝,能够实现高灵敏度高可靠性,高效低成本,节能环保,可以取代胶片照相,实现承压特种设备制造的检测技术升级。
[0023]三、该种检测机器人,可进行全方向移动,即除了能实现进退、横移、原地转弯外,还能实现围绕任意一点进行旋转运动,尤其在电站锅炉、球罐、立式储罐等大型在役承压特种设备中,可以大大提高机器人对设备曲面上焊缝检测的灵活性。
[0024]四、该检测机器人可实现数字平板射线检测技术在4m以上直径承压设备的应用,采用单壁透照方式完成各种形式焊缝的检测,并实现检测自动化,检测效率可提高五倍,检测工期可缩短到胶片照相的十分之一,检测成本可降低到胶片照相的三分之一,并可以使承压特种设备的制造工期和成本随之降低。
[0025]五、目前国内承压设备制造的射线检测的年产值超过10亿元,胶片和药品消耗成本约4亿元,采用数字平板射线检测技术不需使用胶片,不仅节省大量费用,而且节省大量聚酯纤维(片基材料)和贵金属银(感光材料),以及大量化学药品(暗室处理用),在节省能源和环境保护方面具有重大社会效益。
【附图说明】
[0026]图1是本发明实施例中基于Mecanum轮的数字平板射线检测系统的结构示意图; 图2是实施例中射线源端机器人的结构示意图;
图3是实施例中数字平板探测器端机器人的结构示意图; 图4是实施例基于Mecanum轮的全方向移动数字平板射线检测机器人的结构示意图; 图5实施例中悬架隔振装置与车架一的连接关系示意图;
图6是实施例中悬架隔振装置的结构示意图;
图7是实施例中悬架隔振装置的俯向视图;
图8是实施例中悬架隔振装置的后向视图;
图9是实施例中悬架隔振装置的右向视图;
图10是实施例射线源端机器人、数字平板探测器端机器人与上位机的通讯连接示意图;
图11是实施例中射线源端机器人、数字平板探测器端机器人实现同步跟踪的流程说明不意图;
图12是实施例中检测报告生成模块的说明示意图;
其中射线源端机器人,2-数字平板探测器端机器人,3-上位机,4-球罐,5-悬架隔振装置;
11-前循迹传感器一,12-永磁磁铁一,13- Mecanum轮一,14-车架一,15-后循迹传感器一,16-伺服电机一,17-连续式X射线源,18-运动控制盒一;
21-前循迹传感器二,22-永磁磁铁二,23- Mecanum轮二,24-车架二,25-后循迹传感器二,26-伺服电机二,27-数字平板,28-运动控制盒二 ;
51-柔性单元,52-电机固定板,53-轴承座,54-轮轴,55-H型连杆,56-车架固定座,57-磁铁固定座,58压板。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例
[0028]一种基于Mecanum轮的数字平板射线检测成像系统,如图1,包括上位机3、射线源端机器人1、数字平板探测器端机器人2,射线源端机器人1与数字平板探测器端机器人2均采用全方位Mecanum轮结构,射线源端机器人1设有运动控制盒一 18,运动控制盒一 18通过无线通讯模块一与上位机3、数字平板探测器端机器人2连接,运动控制盒一 18通过CAN通讯模块一连接伺服电机一 16,数字平板探测器端机器人2设有运动控制盒二 28,运动控制盒二 28通过无线通讯模块二与上位机3、射线源端机器人1连接,运动控制盒二 28通过CAN通讯模块二连接伺服电机二 26。
[0029]射线源端机器人1包括车架一 14、Mecanum轮一 13、伺服电机一 16、前循迹传感器一 11、后循迹传感器一 15、X射线源17、永磁磁铁一 12和运动控制盒一 18,如图2,前循迹传感器一 11设于车架一 14的前端,后循迹传感器一 15设于车架一 14的后端,车架一 14的中部设有运动控制盒一 18和连续式X射线源17,车架一 14的两侧分别设有Mecanum轮一 13,Mecanum轮一 13连接有伺服电机一 16的转轴,车架一 14的底部两侧分别设有永磁磁铁一 12。
[0030]数字平板探测器端机器人2包括车架二 24、Mecanum轮二 23、伺服电机二 26、前循迹传感器二 21、后循迹传感器二 25、数字平板27、永磁磁铁二 22和运动控制盒二 28,如图3,前循迹传感器二 21设于车架二 24的前端,后循迹传感器二 25设于车架二 24的后端,车架二 24的中部设有运动控制盒二 28和数字平板27,数字平板27设于车架二 24的底部,车架二 24的两侧分别设有Mecanum轮二 23,Mecanum轮二 23连接有伺服电机二 26的转轴,车架二 24的底部两侧分别设有永磁磁铁二 22。
[0031]如图4,射线源端机器人1、数字平板探测器端机器人2共同构成基于Mecanum轮的全方向移动数字平板射线检测机器人。
[0032]X射线源17采用连续式X射线源17,相较于脉冲式X射线源,可以获得更清晰更高等级的成像,能够使检测成像达到JB/T 4730.2-2005:AB级,可以适用于承压特种设备焊缝内部缺陷检测。例如:对于25mm厚度的钢制工件,使用像质计:IQI ΕΝ 462-W6 FE,AB级技术等级要求:第11号线丝清晰可见,使用连续式X射线源17满足技术等级AB级要求。脉冲式X射线源技术等级较低,无法达到JB/T 4730.2-2005:AB级,一般情况下无法满足承压特种设备焊缝内部缺陷检测的需要,主要用于机场、高铁站安检中金属危险品的自动化扫描。
[0033]实施例采用图1所示单壁透照,射线源在内,数字平板在外,两个承载机器人小车通过磁力吸附在球罐4表面,两个机器人分为射线源端机器人1和数字平板探测器端机器人2,射线源端机器人1由自身焊缝循迹行走或者远端端遥控控制,数字平板探测器端机器人2跟踪射线源端机器人1,保证数字平板探测器端机器人2与射线源端机器人1同步行走。
[0034]如图11,射线源端机器人1自主行走,并记录编码器信息,得到每个轮子所转过的圈数,然后将该信息通过无线发送给数字平板探测器端机器人2,数字平板探测器端机器人2根据射线源端机器人1发送的编码器信息控制数字平板探测器端机器人1各轮子的转动,而数字平板探测器端机器人2运动产生的累积误差的消除可采用两个方案:
方案一,从每次数字平板27曝光得到的图片可以看到方形的数字平板27上有一个圆形的曝光区域,圆形的曝光区域即射线源的位置,即通过图片获得数字平板探测器端机器人2相对于射线源端机器人1的位置偏移距离,并在下一次行走的过程中对平板探测器端机器人2的运动进行校正,从而实现数字平板探测器端机器人2与射线源端机器人1同步跟踪。
[0035]方案二,射线源端机器人1装备电阻丝,射线源端机器人1通过电阻丝或者红外射线对热源正对的罐体区域进行加热,当加热到一定程度时,被加热区域会形成正对热源点温度最高,向四周温度逐渐降低的特征,数字平板探测器端机器人2则分布有四个对称的热敏传感器,四个热敏传感器正对点的温度差异会产生压电信号,如果没有对中的情况下,四个热敏传感器正对点温度不同,产生的压电信号会存在压差,根据压差控制数字平板探测器端机器人向着温度最高点运动,从而实现同步跟踪。
[0036]每个机器人运动结构采用全方
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