一种船板厚度测量装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种船板厚度测量装置，执行机构安装在爬壁机器人上，而压力传感器及超声波测厚传感器安装在执行机构上；控制单元分别与爬壁机器人、压力传感器、超声波测厚传感器及执行机构电性连接；耦合剂容器安装在支架上，容器压头安装在耦合剂容器上部，容器压头与耦合剂容器之间安装有复位弹簧，容器压头通过软管与涂抹头连接，涂抹头一侧与推杆连接，另一侧与复位弹簧连接；顶杆活动安装在支架中，且在顶杆与支架之间设置有复位弹簧，顶杆下端安装楔形块、压力传感器及超声波测厚传感器；凸轮轴与步进电机的转轴连接，压头凸轮与顶杆凸轮交错安装在凸轮轴上。本发明获得更加均匀的测厚点，提高了测厚效率，减小劳动强度，降低人工成本，节省工时。
【专利说明】 一种船板厚度测量装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测量装置，尤其是指一种船板厚度测量装置。
【背景技术】
[0002]船舶是一种复杂的水上工程建筑物，其使用环境恶劣，受到复杂的外力冲击及海水腐蚀。其中，海水腐蚀使船体的强度降低，缩短船舶使用寿命，使船舶航行性能下降，严重时还会造成海损事故。因海水对船板的腐蚀危害，使得船板厚度随着使用时间的增加变薄，而及时检测船板厚度是保障船舶安全航行的重要手段。
[0003]船体测厚不但使船舶使用者更好了解船体厚度，而且能够更加全面掌握船舶整体强度状况，是保障船舶及船员生命安全的重要手段。船体测厚结果不仅为验船师对船舶强度的可靠性进行评估及对船舶结构修理与换新提供了依据，而且为船东制定船舶维修保养与管理提供了必要而有效的参考。
[0004]现有技术中，船体测厚主要以人工手持超声波测厚仪测厚为主，其缺陷在于:测厚装置自动化程度低，人工测厚普遍存在工作强度高、环境恶劣、周期长、测厚取点不均匀及效率低等缺点。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种船板厚度测量装置，获得更加均匀的测厚点，提高了测厚效率，减小劳动强度，降低人工成本，节省工时。
[0006]为达成上述目的，本发明的解决方案为:
一种船板厚度测量装置，包括爬壁机器人、压力传感器、超声波测厚传感器、执行机构及控制单元；执行机构安装在爬壁机器人上，而压力传感器及超声波测厚传感器安装在执行机构上；控制单元分别与爬壁机器人、压力传感器、超声波测厚传感器及执行机构电性连接；其中，执行机构包括步进电机、凸轮轴、压头凸轮、耦合剂容器、涂抹头、顶杆凸轮、顶杆及楔形块；耦合剂容器安装在支架上，而支架固定在爬壁机器人上，容器压头安装在耦合剂容器上部并伸入耦合剂容器中，容器压头与耦合剂容器之间安装有使容器压头复位的复位弹簧，容器压头通过软管与涂抹头连接，涂抹头一侧与推杆连接，另一侧与使其复位的复位弹簧连接；顶杆活动安装在支架中，且在顶杆与支架之间设置有使顶杆复位的复位弹簧，顶杆下端一侧安装楔形块，另一侧安装压力传感器及超声波测厚传感器，且压力传感器探头与超声波测厚传感器探头位于同一水平线，楔形块与推杆抵靠，而超声波测厚传感器与涂抹头相对；凸轮轴与步进电机的转轴连接，压头凸轮与顶杆凸轮交错安装在凸轮轴上，压头凸轮与容器压头相对，而顶杆凸轮与顶杆相对。
[0007]进一步，压头凸轮与顶杆凸轮成135度夹角交错安装在凸轮轴上。
[0008]采用上述方案后，本发明在测量船板厚度时，爬壁机器人行至选定测厚点，此时步进电机、凸轮轴、涂抹头、超声波测厚传感器及压力传感器的探头均处于原始位置。
[0009]首先步进电机反转，压头凸轮随凸轮轴反向旋转并压下容器压头，耦合剂容器中的耦合剂通过软管输送至涂抹头，为超声波测厚传感器的探头涂抹耦合剂。在此过程中，顶杆凸轮工作于基圆位置，所以顶杆、压力传感器及超声波测厚传感器的探头静止。
[0010]耦合剂涂抹完成后，压头凸轮随步进电机正向旋转，容器压头在复位弹簧作用下恢复至初始位置。步进电机继续旋转，压头凸轮工作于基圆位置并保持初始状态不变。顶杆凸轮由基圆位置逐渐过渡到工作弧段，顶杆凸轮克服顶杆复位弹簧阻力推动顶杆向下运动，安装于顶杆下端的压力传感器、超声波测厚传感器及楔形块随顶杆向下运动。楔形块推动原位于超声波测厚传感器探头正下方的涂抹头离开原始位置为超声波测厚传感器探头下行让位。
[0011]步进电机继续正向旋转，压力传感器及超声波测厚传感器探头逐渐接近船板表面。当超声波测厚传感器探头通过耦合剂与船体外板接触时，步进电机对压力传感器及超声波测厚传感器探头施加压力。当超声波测厚传感器探头压力达到压力传感器设定值时，压力传感器对步进电机控制器输入停止脉冲，步进电机停止旋转并保持压力不变，超声波测厚传感器开始测厚并储存该点的最小厚度值。
[0012]对选定点完成测厚工作后步进电机反转，顶杆及安装于顶杆下端的压力传感器、超声波测厚传感器及楔形块在复位弹簧作用下向上运动。压力传感器及超声波测厚传感器探头上行并逐渐脱离船体表面，同时楔形块逐渐上升，涂抹头在复位弹簧拉力下回到初始位置，各部件恢复到原始状态，然后通过控制单元使爬壁机器人运行至另一测厚点继续测量。
[0013]因此，本发明改善了船体测厚人员的工作环境、减小劳动强度、优化测厚过程，该装置在满足船舶测厚规范的情况下，能获得更加均匀的测厚点，测取点更全面，有利于全面掌握船体外板情况。该装置不但满足进坞在役船舶喷砂处理后大面积船板测厚要求，也适用于码头停靠船舶轻重载重线间的船板测厚。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明执行机构的结构示意图；
图2是本发明涂抹耦合剂示意图；
图3是本发明顶杆下行示意图。
[0015]标号说明
压力传感器I超声波测厚传感器2
执行机构3耦合剂容器31
容器压头311复位弹簧312
软管313涂抹头32
推杆321复位弹簧322
顶杆33复位弹簧331
楔形块34凸轮轴35
联轴器351步进电机36
压头凸轮37顶杆凸轮38
支架39。【具体实施方式】
[0016]以下结合附图及具体实施例对本发明做详细描述。
[0017]参阅图1至图3所示，本发明揭示的一种船板厚度测量装置，包括爬壁机器人(图中未示出)、压力传感器1、超声波测厚传感器2、执行机构3及控制单元(图中未示出)。
[0018]执行机构3安装在爬壁机器人上，而压力传感器I及超声波测厚传感器2安装在执行机构3上。控制单元分别与爬壁机器人、压力传感器1、超声波测厚传感器2及执行机构3电性连接。爬壁机器人可以选用哈尔滨工业大学设计的的负压、磁复合吸附型PB-300型爬壁机器人；超声波测厚传感器2可以选用奥林巴斯生产的26MG超声波测厚仪；压力传感器I及控制单元可以选择现有技术的任意一种。
[0019]其中，执行机构3包括耦合剂容器31、涂抹头32、顶杆33、楔形块34、凸轮轴35、步进电机36、压头凸轮37及顶杆凸轮38。
[0020]耦合剂容器31安装在支架39上，而支架39固定在爬壁机器人上，容器压头311安装在耦合剂容器31上部并伸入耦合剂容器31中，耦合剂容器31中盛装耦合剂，容器压头311与耦合剂容器31之间安装有使容器压头311复位的复位弹簧312，容器压头311通过软管313与涂抹头32连接，涂抹头32 —侧与推杆321连接，另一侧与使其复位的复位弹簧322连接。
[0021]顶杆33活动安装在支架39中，且在顶杆33与支架39之间设置有使顶杆33复位的复位弹簧331，顶杆33下端一侧安装楔形块34，另一侧安装压力传感器I及超声波测厚传感器2，且压力传感器I探头与超声波测厚传感器2探头位于同一水平线，即压力传感器I及超声波测厚传感器2探头同步接近和远离被测表面，压力传感器I及超声波测厚传感器2通过信号线与控制单元连接，楔形块34与推杆321抵靠，而超声波测厚传感器2与涂抹头32相对。
[0022]凸轮轴35与步进电机36的转轴连接，步进电机36固定安装在支架39上，步进电机36可以选择由雷赛科技公司生产的57系列步进电机。本实施例中，凸轮轴35通过联轴器351与步进电机36的转轴连接。压头凸轮37与顶杆凸轮38交错安装在凸轮轴35上，使得步进电机36反转时，压头凸轮37挤压容器压头311 ;步进电机36正转时，顶杆凸轮38挤压顶杆33下行，本实施例中，压头凸轮37与顶杆凸轮38成135度夹角交错安装在凸轮轴35上。压头凸轮37与容器压头311相对，而顶杆凸轮38与顶杆33相对。
[0023]本发明在测量船板厚度时，爬壁机器人行至选定测厚点，首先步进电机36反转，压头凸轮37随凸轮轴35反向旋转并压下容器压头311，耦合剂通过软管313输送至涂抹头32，如图2所示，为超声波测厚传感器2的探头涂抹耦合剂。在此过程中，由于压头凸轮37与顶杆凸轮38交错安装在凸轮轴35上，顶杆凸轮38工作于基圆位置，所以顶杆33、压力传感器I及超声波测厚传感器2的探头静止。
[0024]耦合剂涂抹完成后，压头凸轮37随步进电机36正向旋转，容器压头311在复位弹簧312作用下恢复至初始位置。步进电机继续正向旋转，压头凸轮37工作于基圆位置并保持初始状态不变。顶杆凸轮38由基圆位置逐渐过渡到工作弧段，顶杆凸轮38克服顶杆33复位弹簧331阻力推动顶杆33向下运动，安装于顶杆33下端的压力传感器1、超声波测厚传感器2及楔形块34随顶杆33向下运动。楔形块34推动原位于超声波测厚传感器2探头正下方的涂抹头32水平运动离开原始位置为超声波测厚传感器2探头下行让位，如图3所示，使得涂抹头32与压力传感器I及超声波测厚传感器2不会发生运动干涉，结构较为简单紧凑。
[0025]步进电机36继续正向旋转，压力传感器I及超声波测厚传感器2探头逐渐接近船板表面。当超声波测厚传感器2探头通过耦合剂与船体外板接触时，步进电机36对压力传感器I及超声波测厚传感器2探头施加压力。当超声波测厚传感器2探头压力达到压力传感器I设定值时，压力传感器I对步进电机36控制器输入停止脉冲，步进电机36停止旋转并保持压力不变，超声波测厚传感器2开始测厚并储存该点的最小厚度值。
[0026]对选定点完成测厚工作后步进电机36反转，顶杆33及安装于顶杆33下端的压力传感器1、超声波测厚传感器2及楔形块34在复位弹簧331作用下向上运动。压力传感器I及超声波测厚传感器2探头上行并逐渐脱离船体表面，同时楔形块34逐渐上升，涂抹头32在复位弹簧322拉力下回到初始位置，如图1所示，各部件恢复到原始状态，然后通过控制单元使爬壁机器人运行至另一测厚点继续测量。
[0027]以上所述仅为本发明的一个实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
【权利要求】
1.一种船板厚度测量装置，其特征在于:包括爬壁机器人、压力传感器、超声波测厚传感器、执行机构及控制单元；执行机构安装在爬壁机器人上，而压力传感器及超声波测厚传感器安装在执行机构上；控制单元分别与爬壁机器人、压力传感器、超声波测厚传感器及执行机构电性连接；其中，执行机构包括步进电机、凸轮轴、压头凸轮、耦合剂容器、涂抹头、顶杆凸轮、顶杆及楔形块；耦合剂容器安装在支架上，而支架固定在爬壁机器人上，容器压头安装在耦合剂容器上部并伸入耦合剂容器中，容器压头与耦合剂容器之间安装有使容器压头复位的复位弹簧，容器压头通过软管与涂抹头连接，涂抹头一侧与推杆连接，另一侧与使其复位的复位弹簧连接；顶杆活动安装在支架中，且在顶杆与支架之间设置有使顶杆复位的复位弹簧，顶杆下端一侧安装楔形块，另一侧安装压力传感器及超声波测厚传感器，且压力传感器探头与超声波测厚传感器探头位于同一水平线，楔形块与推杆抵靠，而超声波测厚传感器与涂抹头相对；凸轮轴与步进电机的转轴连接，压头凸轮与顶杆凸轮交错安装在凸轮轴上，压头凸轮与容器压头相对，而顶杆凸轮与顶杆相对。
2.如权利要求1所述的一种船板厚度测量装置，其特征在于:压头凸轮与顶杆凸轮成135度夹角交错安装在凸轮轴上。
【文档编号】G01B17/02GK103673939SQ201310701736
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】蒋德松, 黄玉燕 申请人:集美大学