一种用于主泵连接螺栓检测的自动定位装置的制作方法

1.本发明属于检测探头定位领域，尤其涉及一种用于主泵连接螺栓检测的自动定位装置。


背景技术：

2.随着机器视觉技术的发展，目前机器视觉技术正大量应用于制造业当中，尤其是对精度要求特别高、检测设备多、工序复杂等场合，这将产品生产和检测推到了高度自动化阶段，机器视觉识别配合上相应机械结构的集成设备目前已成为现代制造的重要辅助装备。
3.核反应堆主泵位于核岛心脏部位，用来将热水泵入蒸发器转换热能，是核电运转控制水循环的关键，所以对其连接螺栓进行质量检测尤为关键，将机器视觉识别技术应用在其检测机器人上将大大提高检测精度以及检测效率。
4.因此，针对以上现状，以及主泵螺栓检测机器人结构和检测环境等特点，迫切需要开发一种在机器视觉识别技术基础上的用于主泵连接螺栓检测的自动定位装置，以克服当前实际应用中的不足。


技术实现要素：

5.本发明实施例的目的在于提供一种用于主泵连接螺栓检测的自动定位装置，旨在解决上述背景提到的问题。
6.本发明实施例是这样实现的，一种用于主泵连接螺栓检测的自动定位装置，包括可拆卸安装于主泵体上的滑轨，所述滑轨上滑动安装有扫查小车，扫查小车上安装有用于驱动所述扫查小车沿着滑轨移动的一号驱动机构，所述扫查小车上通过连接销转动安装有扫查驱动座，扫查小车上安装有用于驱动所述扫查驱动座围绕连接销转动的二号驱动机构；所述扫查驱动座上还安装有软轴套管，软轴套管的端部安装有超声波探头，软轴套管上还分别安装有x轴摄像头和y轴摄像头。
7.进一步的技术方案，所述一号驱动机构包括小车驱动齿轮和齿条，所述滑轨上安装固定有齿条，所述扫查小车上安装有由动力驱动的小车驱动齿轮，且所述小车驱动齿轮与所述齿条啮合连接。
8.进一步的技术方案，所述扫查小车上还安装有与所述滑轨配合连接的v型滑轮。
9.进一步的技术方案，所述二号驱动机构包括探头安装座齿轮和摆动驱动齿轮，所述扫查驱动座上安装固定有探头安装座齿轮，所述扫查小车上安装有由动力驱动的摆动驱动齿轮，且所述摆动驱动齿轮与所述探头安装座齿轮啮合连接。
10.进一步的技术方案，所述探头安装座齿轮采用扇形齿轮。
11.进一步的技术方案，所述扫查驱动座上还安装有接水盘，所述x轴摄像头和y轴摄像头均安装于所述接水盘上，且所述x轴摄像头和y轴摄像头分别对应扫查中心的x和y方向；所述超声波探头安装于所述软轴套管靠近所述主泵体的待检测螺栓的一端部。
12.进一步的技术方案，所述x轴摄像头和y轴摄像头分别用于识别超声波探头相对主泵体的待检测螺栓的x和y方向的定位误差，具体方法为：以扫查中心为原点将误差分解为x和y两个方向的误差，获得两个方向的误差后，再通过一号驱动机构补偿x方向的误差，二号驱动机构补偿y方向的误差。
13.本发明实施例提供的一种用于主泵连接螺栓检测的自动定位装置，x轴方向的补偿通过小车在滑轨上滑动来实现，y轴方向的补偿通过可摆动的扫查驱动座来实现，即利用机器人固有的驱动来作为补偿驱动，这样的设计在满足补偿要求的前提下又简化了机构，使得整体结构更为紧凑，提高了定位精度以及提高检测效率，节省检测成本，增加经济效益。
附图说明
14.图1为本发明实施例提供的用于主泵连接螺栓检测的自动定位装置的工作时的结构示意图；
15.图2为图1的主视结构示意图；
16.图3为图1中a部分的局部放大图；
17.图4为图2的局部俯视剖视图。
18.图中：1-主泵体，2-待检测螺栓，3-x轴摄像头，4-y轴摄像头，5-超声波探头，6-软轴套管，7-探头安装座齿轮，8-摆动驱动齿轮，9-扫查小车，10-v型滑轮，11-滑轨，12-小车驱动齿轮，13-扫查驱动座，14-连接销。
具体实施方式
19.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
21.如图1-4所示，为本发明一个实施例提供的一种用于主泵连接螺栓检测的自动定位装置，包括可拆卸安装于主泵体1上的滑轨11，所述滑轨11上滑动安装有扫查小车9，扫查小车9上安装有用于驱动所述扫查小车9沿着滑轨11移动的一号驱动机构，所述扫查小车9上通过连接销14转动安装有扫查驱动座13，扫查小车9上安装有用于驱动所述扫查驱动座13围绕连接销14转动的二号驱动机构，扫查小车9和扫查驱动座13采用分层式设计，双层的设计使得扫查驱动座13可绕扫查小车9一端摆动，将x轴向的微小直线补偿转化为摆动的弧线补偿，使得整体结构更加简单；所述扫查驱动座13上还安装有软轴套管6，软轴套管6的端部安装有超声波探头5，软轴套管6上还分别安装有x轴摄像头3和y轴摄像头4。
22.作为本发明的一种优选实施例，所述一号驱动机构包括小车驱动齿轮12和齿条，所述滑轨11上安装固定有齿条，所述扫查小车9上安装有由动力驱动的小车驱动齿轮12，且所述小车驱动齿轮12与所述齿条啮合连接，小车驱动齿轮12的动力不作限定，采用一号电机即可实现，这样通过小车驱动齿轮12的转动，即可实现扫查小车9沿着滑轨11移动。
23.在一个实施例中，所述扫查小车9上还安装有与所述滑轨11配合连接的v型滑轮10，通过v型滑轮10的布置可提升扫查小车9沿着滑轨11移动的可靠性。
24.作为本发明的一种优选实施例，所述二号驱动机构包括探头安装座齿轮7和摆动驱动齿轮8，所述扫查驱动座13上安装固定有探头安装座齿轮7，所述扫查小车9上安装有由动力驱动的摆动驱动齿轮8，且所述摆动驱动齿轮8与所述探头安装座齿轮7啮合连接，摆动驱动齿轮8的动力不作限定，采用二号电机即可实现，这样通过摆动驱动齿轮8的转动，即可实现扫查驱动座13围绕连接销14转动。
25.在一个实施例中，所述探头安装座齿轮7优选采用扇形齿轮。
26.作为本发明的一种优选实施例，所述扫查驱动座13上还安装有接水盘，所述x轴摄像头3和y轴摄像头4均安装于所述接水盘上，且所述x轴摄像头3和y轴摄像头4分别对应扫查中心的x和y方向，通过x轴摄像头3和y轴摄像头4实时摄取被测管口图像，通过图像识别与位置检测获取中心偏差数据并控制驱动器使扫查器精确移动，x和y双向的位置补偿，极大的提高定位精度；所述超声波探头5安装于所述软轴套管6靠近所述主泵体1的待检测螺栓2的一端部。
27.在一个实施例中，所述x轴摄像头3和y轴摄像头4分别用于识别超声波探头5相对主泵体1的待检测螺栓2的x和y方向的定位误差，具体方法为：以扫查中心为原点将误差分解为x和y两个方向的误差，获得两个方向的误差后，再通过一号驱动机构补偿x方向的误差，二号驱动机构补偿y方向的误差。另外，由于y方向的误差补偿很小，所以用摆动的弧线运动来代替直线运动使得超声波探头5产生y方向的移动来补偿y向误差，完成探头位置的自动定位。另外，x和y方向的补偿驱动都采用独立的电机驱动，传动系统简单，便于安装和调试，维护方便；两个电机的独立驱动便于误差补偿系统的算法编程，且与机器视觉反馈信息结合使得控制更加简单，便于程序的调试。
28.具体工作过程如下：
29.1)扫查小车9达到指定位置后摄像头启动，识别待检测螺栓2的轮廓及位置，利用计算机图像处理技术获取定位误差；
30.2)x轴摄像头3和y轴摄像头4分别负责x和y方向的误差识别，以扫查中心为原点将误差分解为x和y两向误差，获得两向误差后，再通过机械传动机构(即一号驱动机构和二号驱动机构)分别补偿；
31.3)x方向误差补偿通过小车驱动电机带动与小车滑轨11啮合的小车驱动齿轮12，使得扫查小车9在滑轨11上滑动来补偿x轴向的误差；
32.4)y方向的误差补偿通过摆动驱动齿轮8与探头安装座齿轮7啮合使得扫查驱动座13绕连接销14产生摆动，由于y轴补偿很小，所以用摆动的弧线运动来代替直线运动使得超声波探头5产生y方向的移动来补偿y方向的误差，完成探头位置的自动定位，由于摄像头可以时实反馈图像信息所以通过适当算法也可以进行实时补偿。
33.该用于主泵连接螺栓检测的自动定位装置，具体为超声波螺栓检测机器人上的探头自动定位装置，通过分析机器视觉识别反馈的图像数据并结合相应算法对定位误差进行评估，将需要补偿的位移反馈给机械驱动系统，通过系统控制相应电机进行动作，达到所需精度要求，通过控制算法以及相应系统决策模型将大大提高检测质量，降低了漏检、重复检测的几率，节省检测成本。
34.综上所述，本发明实现了主泵螺栓检测探头的自动定位，并且采用机器视觉识别技术结合相应机械结构提高定位精度以及提高检测效率，节省检测成本，增加经济效益。
35.另外，对各部件的控制、型号及电路连接不作具体限定，在实际应用时可灵活设置。
36.涉及到的电路、电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无须赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。
37.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
38.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。