基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测装置和方法

本发明涉及硬度检测，具体地说是一种基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测装置和方法。

背景技术：

1、3d打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。现有技术中在进行3d打印高强材料的过程中，无对高强材料表面进行硬度检测的装置和工序，因此无法保证3d打印完成后零件的质量。若能在打印开始前或打印过程中对高强材料表面硬度进行检测，则能及时了解3d打印的零件质量，以便及时发现质量缺陷中止打印。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测装置和方法，用于预先或及时了解打印得到的零件表面硬度，以便及时发现质量缺陷。

2、本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测装置，包括自上而下依次设置的支撑环、升降台和底座，所述支撑环与升降台转动连接，所述升降台上具有驱使支撑环在水平面内相对升降台旋转的旋转驱动机构，所述升降台与底座之间具有升降驱动件，所述升降驱动件用于驱使升降台相对底座上下移动，所述底座与打印机主体固定连接；所述支撑环的内侧为打印区，所述支撑环的顶部滑动安装有硬度计，所述支撑环上具有驱使硬度计沿支撑环径向移动的平移驱动件，所述硬度计通过数据线与计算机连接用于将检测的硬度数据上传至计算机。

3、进一步地，所述底座与升降台之间具有可伸缩的防护罩，所述升降驱动件位于防护罩内侧。

4、进一步地，所述升降驱动件为沿周向均匀设置的多个。

5、进一步地，所述平移驱动件位于支撑环内的安装腔中，所述硬度计底部具有用于与平移驱动件固定连接的固定耳板，所述支撑环顶部具有与安装腔连通的滑槽，所述固定耳板与滑槽滑动连接。

6、进一步地，所述支撑环的底部具有环槽，所述升降台的顶部具有圆环形的导轨，所述导轨伸入环槽内与支撑环转动连接。

7、进一步地，所述平移驱动件和升降驱动件均为气缸。

8、进一步地，所述旋转驱动机构包括旋转驱动件、主动齿轮和从动齿轮，所述升降台的侧壁具有驱动件安装板，所述旋转驱动件固定在驱动件安装板上，所述主动齿轮固定在旋转驱动件输出端且与从动齿轮啮合，所述从动齿轮与升降台转动连接并与支撑环侧壁的齿啮合；所述驱动件安装板顶部具有驱动件壳，所述旋转驱动件、主动齿轮和从动齿轮均位于驱动件壳内侧，且所述驱动件壳与支撑环侧壁接触密封。

9、进一步地，所述底座顶部具有圆柱形的零件支撑座，所述升降台上具有圆孔，所述零件支撑座的顶部穿过圆孔后向上延伸一段，所述零件支撑座的侧壁与圆孔内壁接触。

10、本发明还提供一种基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测方法，包括以下步骤：

11、（1）正式打印零件前，在零件支撑座上进行预打印得到高强材料零件基座；

12、（2）通过平移驱动件驱使硬度计靠近高强材料零件基座，直至硬度计探针与高强材料零件基座接触正压，对高强材料零件基座表面硬度进行检测；

13、（3）若检测到的高强材料零件基座表面硬度不合格，对3d打印机进行检修、对原材料进行检验；若检测到的高强材料零件基座表面硬度合格，则对高强材料零件进行正式打印；

14、（4）在零件基座上对高强材料零件进行正式打印，打印过程中，通过旋转驱动机构和升降驱动件将硬度计移动至所需检测位置，并确保硬度计探针与待检测位置垂直，然后通过平移驱动件驱使硬度计探针与零件表面接触正压，对零件表面进行硬度检测；

15、（5）若检测到的零件表面硬度不合格，停止打印并对3d打印机进行检修；若检测到的零件表面硬度合格，继续进行打印直至打印完成。

16、本发明的有益效果是：本发明的检测装置既可以在水平面内沿周向旋转，又可以在竖直面内沿竖向移动，进而将硬度计移动至所需检测位置，对高强材料零件表面进行抽样硬度检测；通过对所打印的高强材料零件表面进行实时硬度检测，可以及时发现所打印的高强材料零件表面质量缺陷。

技术特征：

1.基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测装置，其特征在于，包括自上而下依次设置的支撑环、升降台和底座，所述支撑环与升降台转动连接，所述升降台上具有驱使支撑环在水平面内相对升降台旋转的旋转驱动机构，所述升降台与底座之间具有升降驱动件，所述升降驱动件用于驱使升降台相对底座上下移动，所述底座与打印机主体固定连接；所述支撑环的内侧为打印区，所述支撑环的顶部滑动安装有硬度计，所述支撑环上具有驱使硬度计沿支撑环径向移动的平移驱动件，所述硬度计通过数据线与计算机连接用于将检测的硬度数据上传至计算机。

2.根据权利要求1所述的基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测装置，其特征在于，所述底座与升降台之间具有可伸缩的防护罩，所述升降驱动件位于防护罩内侧。

3.根据权利要求2所述的基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测装置，其特征在于，所述升降驱动件为沿周向均匀设置的多个。

4.根据权利要求3所述的基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测装置，其特征在于，所述平移驱动件位于支撑环内的安装腔中，所述硬度计底部具有用于与平移驱动件固定连接的固定耳板，所述支撑环顶部具有与安装腔连通的滑槽，所述固定耳板与滑槽滑动连接。

5.根据权利要求4所述的基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测装置，其特征在于，所述支撑环的底部具有环槽，所述升降台的顶部具有圆环形的导轨，所述导轨伸入环槽内与支撑环转动连接。

6.根据权利要求5所述的基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测装置，其特征在于，所述平移驱动件和升降驱动件均为气缸。

7.根据权利要求1所述的基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测装置，其特征在于，所述旋转驱动机构包括旋转驱动件、主动齿轮和从动齿轮，所述升降台的侧壁具有驱动件安装板，所述旋转驱动件固定在驱动件安装板上，所述主动齿轮固定在旋转驱动件输出端且与从动齿轮啮合，所述从动齿轮与升降台转动连接并与支撑环侧壁的齿啮合；所述驱动件安装板顶部具有驱动件壳，所述旋转驱动件、主动齿轮和从动齿轮均位于驱动件壳内侧，且所述驱动件壳与支撑环侧壁接触密封。

8.根据权利要求1所述的基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测装置，其特征在于，所述底座顶部具有圆柱形的零件支撑座，所述升降台上具有圆孔，所述零件支撑座的顶部穿过圆孔后向上延伸一段，所述零件支撑座的侧壁与圆孔内壁接触。

9.根据权利要求1至8任一项所述的基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
基于人工智能技术的高强材料表面硬度检测装置和方法，涉及硬度检测技术领域，用于预先或及时了解打印得到的零件表面硬度，以便及时发现质量缺陷。包括自上而下依次设置的支撑环、升降台和底座，支撑环与升降台转动连接，所述升降台上具有驱使支撑环在水平面内相对升降台旋转的旋转驱动机构，所述升降台与底座之间具有升降驱动件，升降驱动件用于驱使升降台相对底座上下移动，底座与打印机主体固定连接；所述支撑环的内侧为打印区，支撑环的顶部滑动安装有硬度计，支撑环上具有驱使硬度计沿支撑环径向移动的平移驱动件，硬度计通过数据线与计算机连接用于将检测的硬度数据上传至计算机。本发明可对3D打印过程中的高强材料零件表面硬度进行检测。

技术研发人员：徐楠,沈学会,郝广超
受保护的技术使用者：山东建筑大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15