本发明涉及动车组车体检测设备技术领域，尤其涉及一种对带漆横梁进行自动化无损检测的装置及方法。
背景技术
我国动车组维修按性质、范围和深度分为五个级别，一、二级为运用修程，由动车所承担；三至五级为分解检修，在动车段检修、或返厂检修维护。
目前拆解后的动车组铝合金车体在返厂检修过程中，需要对车体底架横梁进行探伤作业，在对横梁探伤时，由于横梁外部附着有车漆，需要在探伤前先进行耗时的脱漆步骤，再向横梁上人工喷涂荧光渗透液以便进行探伤作业，该探伤过程的工作量非常大，且使用的荧光渗透液具有一定毒性，对人体有害；此外，该探伤方法只能发现表面开放性裂纹，无法发现表面闭合裂纹和内部缺陷。
目前现有的对于车体横梁上的铝合金框板进行缺陷检测的方法，是通过单独预制绝缘膜片，利用绝缘膜片附着在人工对比式样上以模拟保护层，然后对绝缘膜片进行检测。现有方法没有针对实际带漆部件进行检测，因此在检测中，由于对比式样与车体部件之间存在有一定差距，因此不能真实的反应车体上的缺陷，故而其检测结果的真实性有待验证。此外，目前现有的自动化检测装置多是应用于在役输电钢管杆塔焊缝、以及轴承滚道内部的缺陷自动检测，但是目前尚没有适用于带漆铝合金的自动化检测装置。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供了一种对带漆横梁进行自动化无损检测的装置及方法，能够对带漆的车体横梁进行直接检测，且不会损害横梁框架的外漆，检测过程既安全又准确。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种对带漆横梁进行自动化无损检测的装置，该装置包括：
运动平台，装配在待测横梁的底部，并能沿所述横梁的长度方向行走；
一个或多个探头组件，分别固定在所述运动平台上，每个所述探头组件上分别安装有探头主体，各个所述探头主体分别与所述横梁上任一待测位置的表面相匹配；
探伤仪，与各个所述探头组件分别连接。
优选的，所述探头组件包括安装杆、固定座和所述探头主体，所述安装杆的一端固定在所述运动平台上，所述安装杆的另一端设有所述固定座，所述探头主体的一端卡固在所述固定座内，所述探头主体的另一端向外伸出并贴合在所述横梁的表面，所述固定座连接所述探伤仪。
优选的，所述探头主体包括贴合部和固定部，所述贴合部具有与所述横梁的表面相配合的形状，所述固定部的一端连接所述贴合部，另一端固定在所述固定座上。
优选的，所述横梁包括基座和腹板，所述腹板的一侧连接在所述基座上，所述基座的内部设有凹槽，所述运动平台可移动的装配在所述基座外，每个所述探头主体的贴合部分别与所述腹板和/或所述凹槽的任一表面轮廓相匹配。
优选的，所述探头主体包括：
第一探头，其贴合部的形状与所述凹槽内的表面轮廓相匹配；
第二探头，其贴合部的形状与所述基座的底面轮廓相匹配；
第三探头，其贴合部的形状与所述基座的侧面轮廓相匹配；
第四探头，其贴合部的形状与所述基座与腹板连接处的表面轮廓相匹配；
第五探头，其贴合部的形状与所述腹板的外表面轮廓相匹配。
优选的，所述探伤仪为涡流探伤仪。
优选的，所述运动平台包括：
底座，装配在所述横梁的底部；
多个探头安装座，分别固装在所述底座的两端；
两组行走机构，分别安装在所述底座上，且分别对称的夹装在所述横梁的两侧，以带动所述底座沿横梁的长度方向行走。
优选的，所述行走机构包括：
行走槽，固定在所述底座上，所述行走槽的两个侧壁分别装配在所述横梁的两侧；
两组驱动滚轮，分别对称的安装在所述行走槽的两个侧壁上；
动力源，与至少一组所述驱动滚轮连接，用于驱动两组所述驱动滚轮同步的沿所述横梁两侧的型面滚动。
优选的，每组所述驱动滚轮分别包括竖直轮体和水平轮体，所述行走槽的两个侧壁的前后两端分别对称设有一对所述水平轮体，两对所述水平轮体之间排布有多个所述竖直轮体，多个所述竖直轮体分别安装在所述行走槽的两个侧壁上。
优选的，所述行走槽上设有至少一个活动侧壁，所述活动侧壁通过合页可转动的连接在所述底座上，所述活动侧壁上连接有定位筋板，所述底座上安装有插销，所述活动侧壁转动至竖直位置时，所述定位筋板通过插销与底座固接。
本发明还提供了一种对带漆横梁进行自动化无损检测的方法，包括以下步骤：
将运动平台装配在待测横梁的底部；
根据所述横梁的待测部位选定一个或多个探头组件，每个所述探头组件分别与各个所述待测部位相匹配；
将选定的各个所述探头组件分别固定在所述运动平台上，并使各个所述探头组件的探头主体分别与所述横梁上任一待测位置的表面相匹配；
将每个所述探头组件分别与探伤仪连接；
驱动所述运动平台沿所述横梁的长度方向行走，以带动各个所述探头组件沿所述横梁的表面移动检测，并将检测数据发送至所述探伤仪；
通过所述探伤仪解析所述检测数据，即得检测结果。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：
1、本发明的装置及方法中，运动平台装配在待测横梁的底部，并能沿横梁的长度方向行走，以灵活调整检测范围；一个或多个探头组件分别固定在运动平台上，每个探头组件上分别安装有探头主体，各个探头主体分别与横梁上任一待测位置的表面相匹配，从而利用探头组件直接贴合在车体横梁的带漆表面外进行检测，无需进行额外的脱漆步骤，且检测过程安全准确，不会损伤横梁框架的外漆。
2、本发明的装置及方法中，在运动平台上安装有一个或多个探头组件，由于车体横梁的各个横断面的结构相同，故而在运动平台的带动下，既可以利用单个探头组件对横梁上单一待测位置进行长度范围内的针对性检测，也可以将多个探头组件组合使用，以实现对横梁型面的全覆盖检测，有效提高检测效率。
3、本发明的装置及方法中，探伤仪与各个探头组件分别连接，从而利用探伤仪对检测数据进行解析，以快速确定损伤部位，充分发挥涡流探伤仪的准确性和高效性，以保证检测过程高效、检测结果精确可靠。
4、本发明的装置结构精巧，轻量便携，操作简便且检测效率非常高，有效降低操作者的劳动强度和使用难度，且操作时不会对环境造成污染，更不会对操作者产生危害。
附图说明
图1为本发明实施例的对带漆横梁进行自动化无损检测的装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的运动平台的结构示意图；
图3为本发明实施例的探头组件的结构示意图；
图4为本发明实施例的第一探头的结构示意图；
图5为本发明实施例的第一探头的使用状态图；
图6为本发明实施例的第二探头的结构示意图；
图7为本发明实施例的第二探头的使用状态图；
图8为本发明实施例的第三探头的结构示意图；
图9为本发明实施例的第三探头的使用状态图；
图10为本发明实施例的第四探头的结构示意图；
图11为本发明实施例的第四探头的使用状态图；
图12为本发明实施例的第五探头的结构示意图；
图13为本发明实施例的第五探头的使用状态图；
图14为本发明实施例的探头组件的组合使用状态图。
其中，
1、横梁；11、腹板；12、基座；13、凹槽；
2、运动平台；21、底座；22、动力源；23、驱动滚轮；24、插销；25、合页；
3、探头安装座；5、涡流探伤仪；
4、探头组件；41、探头主体；42、安装杆；43、固定座；
401、贴合部；402、固定部；
a、第一探头；b、第二探头；c、第三探头；d、第四探头；e、第五探头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；除非另有说明，“缺口状”的含义为除截面平齐外的形状。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本实施例提供了一种对带漆横梁进行自动化无损检测的装置，该装置结构精巧，轻量便携，操作简便且检测效率非常高，有效降低操作者的劳动强度和使用难度，并且在操作时不会对环境造成污染，更不会对操作者产生危害。
具体的，如图1所示，图中所示的横梁1为立置状态，以图中的下部为横梁1的底部。该装置包括运动平台2、探头组件4和探伤仪5，该装置通过运动平台2装配在待测横梁1的底部，运动平台2上固定有至少一个探头组件4，每个探头组件4均与探伤仪5连接，该运动平台2能沿横梁1的长度方向行走，从而带动探头组件4在横梁1的型面上移动并获取对应的横梁1型面检测数据，运动平台2能够灵活调整检测范围，以保证对横梁1长度范围内的覆盖检测；利用探头组件4直接贴合在车体横梁1的带漆表面外进行检测，无需进行额外的脱漆步骤，且检测过程安全准确，不会损害横梁1框架的外漆；探伤仪5与各个探头组件4分别连接，从而利用探伤仪5对检测数据进行解析，以快速确定损伤部位，优选探伤仪5为涡流探伤仪，从而充分发挥涡流探伤仪5的准确性和高效性，以保证检测过程高效、检测结果精确可靠。
本实施例的运动平台2上可以安装一个探头组件4，也可以同时安装有多个探头组件4，每个探头组件4上分别安装有探头主体41，由于横梁1在其长度范围内的各个横断面上都具有相同的截面结构，故而优选针对任一截面结构上的各个外轮廓线分别分段设置有对应的探头组件4，每个探头组件4上的探头主体41分别与其中一段外轮廓线相匹配，从而保证各个探头组件4的探头主体41分别与横梁1上任一待测位置的表面相匹配，则本装置能利用单独的探头组件4针对性的对横梁1上任一待测位置进行移动检测，同时还可以利用多个探头组件4的组合对横梁1的外型线结构实现全覆盖检测，有效提高检测效率。
需要说明的是，本实施例所述的装置中，探头组件的探头主体与被测的横梁表面贴合是指探头主体的形状与横梁表面的轮廓型线结构相匹配且不接触。
本实施例中所述的涡流探伤仪5是一种基于涡流检测方法来探测梁体上是否存在裂纹、气孔等缺陷的设备，它具有抑制干扰信号、拾取有用信息的功能，该涡流探伤仪5由振荡器、探头线圈、信号检波装置、测量比较电路、信号处理报警显示及电源等几部分组成，主要用于金属材料的无损探伤。
涡流检测方法是一种对金属导体进行无损检测的方法，其应用“电磁学”基本理论作为检测基础。其中，涡流的产生源于电磁感应现象，当将交流电施加到导体上时，磁场在导体内和环绕导体的空间内产生磁场，涡流就是感应产生的电流，当将导体放入变化的磁场中时，该导体产生涡流，且涡流也会产生自己的磁场，该磁场随着交流电流上升而扩张，随着交流电流减小而消隐。因此当导体表面或近表面出现缺陷、或测量金属材料的一些性质发生变化时，涡流的强度和分布将受到影响，通过检测涡流的变化情况即可获知导体内部缺陷的存在、以及其金属性能是否发生变化。
利用涡流检测方法对横梁进行无损检测的好处在于：
(1)对小裂纹和其它缺陷具有较高的敏感性；
(2)检测表面和近表面缺陷的速度快、灵敏度高；
(3)检验结果是即时性的；
(4)设备接口性好；
(5)仅需要作很少的准备工作；
(6)测试探头不需要接触被测物；
(7)可针对检查形状尺寸复杂的结构体进行快速检测。
如图2所示，本实施例的运动平台2包括底座21、探头安装座3和行走机构，底座21装配在横梁1的底部，两组行走机构分别安装在底座21上，且分别对称的夹装在横梁1的两侧，以带动底座21沿横梁1的长度方向行走；在底座21的两端分别固装有多个探头安装座3，可以根据检测需要，在其中任一个探头安装座3内插装探头组件4，也可以将多个探头组件4同时插装在多个探头安装座3内，以保证多个探头组件4能够组合使用。
为了保证行走机构与横梁1之间的可靠装配，防止因行走时脱轨或偏离而导致检测精度受到影响，优选行走机构包括行走槽、驱动滚轮23和动力源22，行走槽固定在底座21上，行走槽的两个侧壁分别装配在横梁1的两侧，其中，为了保证行走槽与横梁1之间的装卸方便，优选行走槽上设有至少一个活动侧壁，活动侧壁通过合页25可转动的连接在底座21上，活动侧壁上连接有定位筋板，底座21上安装有插销24，活动侧壁转动至竖直位置时，定位筋板通过插销24与底座21固接，以使行走槽的一侧被设置为可活动开闭的状态，当活动侧壁转动至贴合运动平台2的底座21上时，可将横梁1从活动侧壁这一侧放入行走槽内，然后再将活动侧壁转动立直到与底座21垂直的状态，通过插销24将活动侧壁固定在横梁1侧面即可。
两组驱动滚轮23分别对称的安装在行走槽的两个侧壁上，并能同时在横梁1两侧的型面上滚动，从而保证行走槽在驱动滚轮23的滚动带动下，与横梁1之间发生相对移动，以带动运动平台2沿横梁1的长度方向行走；优选在行走槽的一个侧壁上安装有动力源22，动力源22可以为电机，动力源22与至少一组驱动滚轮23连接，用于驱动两组驱动滚轮23同步的沿横梁1两侧的型面滚动。
本实施例中，每组驱动滚轮23分别包括竖直轮体和水平轮体，行走槽的两个侧壁的前后两端分别对称设有一对水平轮体，两对水平轮体能够在行走时对横梁1起到纠偏作用；两对水平轮体之间排布有多个竖直轮体，多个竖直轮体分别安装在行走槽的两个侧壁上，优选各个竖直轮体列为一排或两排，只要保证两组驱动机构上的竖直轮体分别对称设置，以匹配横梁1的截面形状即可。
如图3所示，本实施例的探头组件4包括安装杆42、固定座43和探头主体41，安装杆42的一端固定在运动平台2上，优选安装杆42的底部插装在运动平台2的探头安装座3内；安装杆42的另一端设有固定座43，固定座43连接涡流探伤仪5，优选固定座43上设有用于卡固探头主体41的卡座和用于连接涡流探伤仪5的电路板，探头主体41的一端卡固在固定座43内，探头主体41的另一端向外伸出并贴合在横梁1的表面；为了与横梁1上各个待测部位的型面结构相匹配，优选每个探头组件4的探头主体41的形状均不相同，即可以根据横梁1的外轮廓结构设置多个具有不同形状探头主体41的探头组件4。
本实施例中，每个探头组件4的探头主体41均包括贴合部401和固定部402，贴合部401具有与横梁1的内表面或外表面相配合的形状，固定部402的一端连接贴合部401，另一端固定在固定座43上。
本实施例中所述的动车组的车体横梁1包括基座12和腹板11，腹板11的一侧连接在基座12上，另一侧连接有一顶板，在基座12的内部设有凹槽13，基座12的外部设有阶梯状的型线结构，则本装置的运动平台2可移动的装配在基座12外。
为了实现全覆盖检测，本实施例中还设置有具有与凹槽13的内表面型线结构相匹配的探头主体41的探头组件4，即每个探头主体41的贴合部401分别与横梁1的腹板11和/或凹槽13的任一表面轮廓相匹配，从而使得该装置不但能对横梁1的外部型线结构进行贴合检测，也能对横梁1内的凹槽13表面进行检测。
为了保证当多个探头组件4组合使用时，能够实现对横梁1的整体型线结构的全覆盖贴合检测，本实施例的探头主体41包括但不限于如图4～图13所示的几种结构设置，其中，图中所示的横梁1为横置状态，以图中的左侧为横梁1的底部。
如图4和图5所示的第一探头a，第一探头a的贴合部401的形状与横梁1凹槽13内的表面轮廓相匹配，该第一探头a的贴合部401具有多个弯折段，每个弯折段的长度及弯折角度均与凹槽13的内表面行线轮廓相贴合，从而在检测时，可以利用第一探头a伸入到凹槽13内进行该位置的检测数据的获取。
如图6和图7所示的第二探头b，第二探头b的贴合部401的形状与基座12的底面轮廓相匹配，该第二探头b的贴合部401设有与基座12的底面相贴合的平直段，并在该平直段的伸出端设有一向外弯折的保护段，以避免探头在检测时对横梁1漆面造成损伤。
如图8和图9所示的第三探头c，第三探头c的贴合部401的形状与基座12的侧面轮廓相匹配，由于横梁1的基座12侧面轮廓为阶梯状的型线结构，则该第三探头c的贴合部401被设置为具有连续多段阶梯状的弯折段，每段弯折段分别与基座12侧面的各段阶梯结构相贴合，并在弯折段的伸出端设有向外弯折的保护段。
如图10和图11所示的第四探头d，第四探头d的贴合部401的形状与基座12与腹板11连接处的表面轮廓相匹配，由于横梁1的基座12与腹板11连接处为一内凹圆弧段，则第四探头d的贴合部401被设置为具有与该内凹圆弧段相贴合的弯折段，并在该弯折段的伸出端设有向外弯折的保护段。
如图12和图13所示的第五探头e，第五探头e的贴合部401的形状与腹板11的外表面轮廓相匹配，由于横梁1的腹板11为平直的型线结构，则第五探头e的贴合部401为一平直段，该平直段的伸出端设有向外弯折的保护段；且为了保证对腹板11的整体检测，可以同时使用多个第五探头e对腹板11整体型线结构进行贴合检测。
如图14所示，上述的五个探头可以组合使用在横梁1的外部一侧，从而对横梁1的该侧型线轮廓实现全覆盖，从而利用组合使用多个探头组件4，通过一次移动检测即可完成该横梁1长度范围内的全覆盖检测，大大节约了检测周期，提高检测效率；并且在进行组合使用时，可以根据横梁1的型线结构选取多个相同的探头组件4进行组合，也可以组合不同形状的探头组件4。
根据上述的装置，本实施例还提出了一种对带漆横梁进行自动化无损检测的方法，该方法包括以下步骤：
s1、将运动平台2装配在待测横梁1的底部。
具体先将行走槽的活动侧壁打开，将将运动平台2由活动侧壁开置的一端挂装在横梁1底部，然后将活动侧壁立起并通过插销24锁紧，以保证运动平台2挂装在横梁1的底部。
s2、根据横梁1的待测部位选定一个或多个探头组件4，每个探头组件4分别与各个待测部位相匹配。
可以根据检测需要选取一个探头组件4单独使用，也可以同时选取多个探头组件4组合使用。
s3、将选定的各个探头组件4分别固定在运动平台2上，并使各个探头组件4的探头主体41分别与横梁1上任一待测位置的表面相匹配。
具体的，在将各个探头组件4安装在运动平台2的探头安装座3内后，通过调整探头主体41的固定部402与卡座之间的卡固位置，以调整探头主体41的位置，确保探头主体41的贴合部401贴合在横梁1的表面。
s4、将每个探头组件4分别与涡流探伤仪5连接。
每个探头组件4的固定座43分别通过电路板与涡流探伤仪5连接，且电路板能够接收探头主体41获取的检测数据。
s5、驱动运动平台2沿横梁1的长度方向行走，以带动各个探头组件4沿横梁1的表面移动检测，并将检测数据发送至涡流探伤仪5。
s6、通过涡流探伤仪5解析检测数据，即得检测结果。
步骤s5和s6中，以运动平台2沿横梁1行走一段为一次移动轨迹，每次移动轨迹结束后，若被测横梁1的待测位置段没有损伤，则完成该次检测；若被测横梁1的待测位置段存在有损伤位置，则涡流探伤仪5在解析检测数据后，能及时发出警报，以使操作者及时标记损伤部位。
在上述步骤s1～s6完成后，即完成了对横梁1的一个侧面的无损检测，如需要对横梁1的另一侧面进行检测，可将装置自横梁1上取下并反向安装到横梁1的另一面上，然后重复步骤s1～s6进行检测即可。
综上所述，本实施例的对带漆横梁进行自动化无损检测的装置及方法中，运动平台2装配在待测横梁1的底部，并能沿横梁1的长度方向行走，以灵活调整检测范围；一个或多个探头组件4分别固定在运动平台2上，每个探头组件4上分别安装有探头主体41，各个探头主体41分别与横梁1上任一待测位置的表面相匹配，从而利用探头组件4直接贴合在车体横梁1的带漆表面外进行检测，无需进行额外的脱漆步骤，且检测过程安全准确，不会损害横梁1框架的外漆；在运动平台2上安装有一个或多个探头组件4，由于车体横梁1的各个横断面的结构相同，故而在运动平台2的带动下，既可以利用单个探头组件4对横梁1上单一待测位置进行长度范围内的针对性检测，也可以将多个探头组件4组合使用，以实现对横梁1型面的全覆盖检测，有效提高检测效率；涡流探伤仪5与各个探头组件4分别连接，从而利用涡流探伤仪5对检测数据进行解析，以快速确定损伤部位，充分发挥涡流探伤仪5的准确性和高效性，以保证检测过程高效、检测结果精确可靠。
本实施例所述的装置结构精巧，轻量便携，操作简便且检测效率非常高，有效降低操作者的劳动强度和使用难度，且操作时不会对环境造成污染，更不会对操作者产生危害。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。