一種多功能內壁表面無損檢測裝置製造方法
2023-07-25 12:52:41
一種多功能內壁表面無損檢測裝置製造方法
【專利摘要】一種多功能內壁表面無損檢測裝置，該裝置包括機械傳動系統、電氣控制攝像系統；超聲波測距儀A固定在升降小車的平臺與齒條輸出處的一側，連接件A固定在沿齒條的水平方向且固定在驅動電機B一側，反光片A固定在連接件A上；超聲波測距儀A通過與反光片A之間的信息反饋可實現對齒條的伸出長度測定，以獲得微攝像頭A拍攝相片的位置信息。所述超聲波測距儀B安裝在多級氣缸與連接件D的一側，反光片B固定在沿多級氣缸伸縮方向的連接件C上，通過超聲波測距儀B以獲得微攝像頭B沿多級氣缸伸縮方向的長度信息。本發明所述的多功能內壁表面無損檢測設備具有結構簡單，操作實用方便，價格低廉等優點。
【專利說明】一種多功能內壁表面無損檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多功能內壁表面無損檢測裝置，屬於機械設計製造與控制領域。
【背景技術】
[0002]內壁表面無損檢測技術又稱內窺鏡檢測技術由發明到現在，已經經歷了整整一個世紀，其在工業領域的應用也有四十多年的歷史。1958年美國光學公司研製出世界上第一根可實用的傳像束，且形成了商品化生產，隨後又製造出系列內窺鏡並開始應用於汽車，飛機維修，火炮炮管，固體推進劑藥柱，管道等方面的維護與檢測。目前內窺鏡檢測技術在美國、英國、日本等發達國家已廣泛應用於航空、航天、汽車、民航、石油化工、電力、熱力管道和造船等工業領域。
[0003]隨著我國高新技術的發展及現實需要，工業內窺鏡檢測逐步開始廣泛應用於工業領域包括內腔表面、焊縫表面、導管內表面、裝配質量及多餘物的質量控制方面，如=PaulW.Fieguth設計的地下管道表面裂紋檢測系統；官頌等人設計的航空發動機智能內窺故障診斷系統等；張曉春等人設計的基於計算機圖像識別的表面裂紋檢測系統等。
[0004]但是目前許多內窺鏡的應用自動化程度低，功能單一，在對目標區域進行檢測的過程時，需要依靠手動操作才能滿足內窺鏡頭的位置要求，對於某些不規則的內壁表面的檢測僅僅停留在進行簡單觀察的階段，不能進行拍照圖像採集處理，而且對於較複雜的內壁表面，由於孔的半徑短小，無法使得攝像頭精確到達指定採集位置，更無法進行後期的圖像處理。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提出了一種多功能內壁表面檢測裝置，通過安裝在裝置的前段的攝像頭，拍照得到高清圖像，在進行圖像處理，最終完成檢測。本裝置不僅能夠檢測常規內壁面，而且通過加裝伸縮比很大多級氣缸，還可以完成對與內壁面小半徑深孔內部的端面觀察檢測。通過電氣控制齒輪齒條結構和多級氣缸和超聲波測距儀完成對於整個裝置的運動控制，同時編寫軟體完成圖像處理。本裝置還能利用工控機的強大的計算功能進行圖像分析處理，精確清晰的辨別試件內壁表面的缺陷。
[0006]為實現上述目的，本發明採用的技術方案為一種多功能內壁表面無損檢測裝置，該裝置包括機械傳動系統、電氣控制攝像系統。
[0007]該裝置的機械傳動系統包括齒條1、升降小車3、鎖緊齒輪14、減速器4、減速器輸出軸6、小齒輪8、驅動電機All、驅動電機B18、導軌7、嚙合齒輪9。
[0008]電氣控制攝像系統包括多級氣缸12、超聲波測距儀A10、超聲波測距儀B20、連接件A2、連接件B19、連接件C13、連接件D21、微攝像頭A16、微攝像頭B15、反光片A5、反光片B17。
[0009]具體而言，驅動電機All的輸出軸與小齒輪8連接，小齒輪8與減速器4相嚙合；減速器4的減速器輸出軸6與嚙合齒輪9連接，嚙合齒輪9與齒條I嚙合；所述齒條I可沿導軌7直線滑動，齒條I的一端固定有驅動電機B18 ;所述機械傳動系統、電氣控制攝像系統均固定在升降小車3的平臺上；驅動電機B18通過連接件D21與多級氣缸12相連。
[0010]在升降小車3的平臺上設置有鎖緊齒輪14，鎖緊齒輪14與齒條I嚙合，當不需要檢測或者檢測位置需固定的時候，緊固鎖緊齒輪14，鎖緊齒輪14與齒條I鎖死，以防止滑動。
[0011]所述連接件D21與驅動電機B18輸出端固定有連接件B19，微攝像頭A16固定在連接件B19上，微攝像頭A16可隨驅動電機B18自由轉動；連接件C13固定在多級氣缸12的活塞端，微攝像頭B15固定在連接件C13上，微攝像頭B15可隨多級氣缸12沿軸向伸縮；所述微攝像頭B15有兩個拍攝鏡頭，兩個拍攝鏡頭為180°水平對稱布直；所述多級氣缸12由電氣系統控制，可實現多級氣缸12的多級活塞杆自由伸縮。
[0012]所述超聲波測距儀AlO固定在升降小車3的平臺與齒條I輸出處的一側，連接件A2固定在沿齒條I的水平方向且固定在驅動電機B18—側，反光片A5固定在連接件A2上；超聲波測距儀AlO通過與反光片A5之間的信息反饋可實現對齒條I的伸出長度測定，以獲得微攝像頭A16拍攝相片的位置信息。
[0013]所述超聲波測距儀B20安裝在多級氣缸12與連接件D21的一側，反光片B17固定在沿多級氣缸12伸縮方向的連接件C13上，通過超聲波測距儀B20以獲得微攝像頭B15沿多級氣缸12伸縮方向的長度信息。
[0014]所述電氣控制多級氣缸為PLC控制。
[0015]與現有技術相比，本發明具有如下優異效果。
[0016]1、本發明所述的多功能內壁表面無損檢測設備具有結構簡單，操作實用方便，價格低廉等優點。
[0017]2、本發明所述的多功能內壁表面無損檢測設備的軸向進給機構由電機減速器和齒輪齒條組成，選擇齒輪齒條的最大的優點是在完成既定任務的前提下最大的節約了成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是多功能內壁表面無損檢測設備的主視圖。
[0019]圖2是多功能內壁表面無損檢測設備的俯視圖。
[0020]圖3是多功能內壁表面無損檢測設備的局部視圖。
[0021]圖4是多功能內壁表面無損檢測設備拍攝試件的示意圖。
[0022]圖中:1、齒條，2、連接件A，3、升降小車，4、減速器，5、反光片A，6、減速器輸出軸，7、導軌，8、小齒輪，9、嚙合齒輪，10、超聲波測距儀A，11、驅動電機A，12、多級氣缸，13、連接件C，14、鎖緊齒輪，15、微攝像頭B，16、微攝像頭A，17、反光片B。18、驅動電機B，19、連接件B，20、超聲波測距儀B，21、連接件D。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明怍進一步描述。
[0024]如圖1-3所示，一種多功能內壁表面無損檢測裝置，該裝置包括機械傳動系統、電氣控制攝像系統。
[0025]該裝置的機械傳動系統包括齒條1、升降小車3、鎖緊齒輪14、減速器4、減速器輸出軸6、小齒輪8、驅動電機All、驅動電機B18、導軌7、嚙合齒輪9。
[0026]電氣控制攝像系統包括多級氣缸12、超聲波測距儀A10、超聲波測距儀B20、連接件A2、連接件B19、連接件C13、連接件D21、微攝像頭A16、微攝像頭B15、反光片A5、反光片B17。
[0027]具體而言，驅動電機All的輸出軸與小齒輪8連接，小齒輪8與減速器4相嚙合；減速器4的減速器輸出軸6與嚙合齒輪9連接，嚙合齒輪9與齒條I嚙合；所述齒條I可沿導軌7直線滑動，齒條I的一端固定有驅動電機B18 ;所述機械傳動系統、電氣控制攝像系統均固定在升降小車3的平臺上；驅動電機B18通過連接件D21與多級氣缸12相連。
[0028]在升降小車3的平臺上設置有鎖緊齒輪14，鎖緊齒輪14與齒條I嚙合，當不需要檢測或者檢測位置需固定的時候，緊固鎖緊齒輪14，鎖緊齒輪14與齒條I鎖死，以防止滑動。
[0029]所述連接件D21與驅動電機B18輸出端固定有連接件B19，微攝像頭A16固定在連接件B19上，微攝像頭A16可隨驅動電機B18自由轉動；連接件C13固定在多級氣缸12的活塞端，微攝像頭B15固定在連接件C13上，微攝像頭B15可隨多級氣缸12沿軸向伸縮；所述微攝像頭B15有兩個拍攝鏡頭，兩個拍攝鏡頭為180°水平對稱布直；所述多級氣缸12由電氣系統控制，可實現多級氣缸12的多級活塞杆自由伸縮。
[0030]所述超聲波測距儀AlO固定在升降小車3的平臺與齒條I輸出處的一側，連接件A2固定在沿齒條I的水平方向且固定在驅動電機B18—側，反光片A5固定在連接件A2上；超聲波測距儀AlO通過與反光片A5之間的信息反饋可實現對齒條I的伸出長度測定，以獲得微攝像頭A16拍攝相片的位置信息。
[0031]所述超聲波測距儀B20安裝在多級氣缸12與連接件D21的一側，反光片B17固定在沿多級氣缸12伸縮方向的連接件C13上，通過超聲波測距儀B20以獲得微攝像頭B15沿多級氣缸12伸縮方向的長度信息。
[0032]所述電氣控制多級氣缸為PLC控制。
[0033]如圖4所示，當需要拍攝試件內壁圖像的時候，首先控制升降小車3將其平臺調節至待檢測處，齒條I可沿試件的通孔水平移動；當需要拍攝A面時候，啟動驅動電機All，齒條I伸入試件的通孔內，通過超聲波測距儀AlO讀取相關信息，控制驅動電機Al I的啟動實現對齒條I的長度控制，接下來啟動驅動電機B18，從而實現微攝像頭A16的周向旋轉，從而完成拍攝試件A面的圖像。
[0034]當需要拍攝B、C面的圖像信息時候，控制齒條I將多級氣缸12對準B、C面內孔的中心位置；通過電氣控制系統，驅動多級氣缸12的多級活塞杆做伸縮，通過超聲波測距儀B20實現對其伸縮長度的控制，微攝像頭B15可拍攝試件B、C面的信息。通過微攝像頭A16、微攝像頭B15的配合，完成整個對試件信息的採集。
【權利要求】
1.一種多功能內壁表面無損檢測裝置，其特徵在於:該裝置包括機械傳動系統、電氣控制攝像系統； 該裝置的機械傳動系統包括齒條「)、升降小車(3)、鎖緊齒輪(14)、減速器(4)、減速器輸出軸(6)、小齒輪(8)、驅動電機八(11)、驅動電機8(18)、導軌(7)、哨合齒輪(9)； 電氣控制攝像系統包括多級氣缸(12)、超聲波測距儀八(10)、超聲波測距儀8(20)、連接件八⑵、連接件8(19)、連接件(:(13)、連接件0(21)、微攝像頭4 (16)、微攝像頭8(15)、反光片八(5)、反光片8(17)； 具體而言，驅動電機4(11)的輸出軸與小齒輪⑶連接，小齒輪⑶與減速器⑷相嚙合；減速器⑷的減速器輸出軸(6)與嚙合齒輪(9)連接，嚙合齒輪(9)與齒條⑴嚙合；所述齒條(1)沿導軌(7)直線滑動，齒條(1)的一端固定有驅動電機8(18)；所述機械傳動系統、電氣控制攝像系統均固定在升降小車(3)的平臺上；驅動電機8 (18)通過連接件0(21)與多級氣缸(12)相連； 所述連接件0(21)與驅動電機8(18)輸出端固定有連接件8(19),微攝像頭八(16)固定在連接件8 (19)上，微攝像頭4 (16)可隨驅動電機8 (18)自由轉動；連接件0(13)固定在多級氣缸(12)的活塞端，微攝像頭8(15)固定在連接件(:(13)上，微攝像頭8(15)可隨多級氣缸(12)沿軸向伸縮；所述微攝像頭8(15)有兩個拍攝鏡頭，兩個拍攝鏡頭為180。水平對稱布置；所述多級氣缸(12)由電氣系統控制； 所述超聲波測距儀八(10)固定在升降小車(3)的平臺與齒條(1)輸出處的一側，連接件八(2)固定在沿齒條(1)的水平方向且固定在驅動電機8(18) —側，反光片八(5)固定在連接件八⑵上； 所述超聲波測距儀8(20)安裝在多級氣缸(12)與連接件0(21)的一側，反光片8(17)固定在沿多級氣缸(12)伸縮方向的連接件(:(13)上。
2.根據權利要求1所述的一種多功能內壁表面無損檢測裝置，其特徵在於:所述電氣控制多級氣缸為控制。
3.根據權利要求1所述的一種多功能內壁表面無損檢測裝置，其特徵在於:在升降小車(3)的平臺上設置有鎖緊齒輪(14),鎖緊齒輪(14)與齒條(1)嚙合。
4.根據權利要求1所述的一種多功能內壁表面無損檢測裝置，其特徵在於:當需要拍攝試件內壁圖像的時候，首先控制升降小車⑶將其平臺調節至待檢測處，齒條⑴可沿試件的通孔水平移動；當需要拍攝八面時候，啟動驅動電機八(11)，齒條1伸入試件的通孔內，通過超聲波測距儀4(10)讀取相關信息，控制驅動電機4(11)的啟動實現對齒條⑴的長度控制，接下來啟動驅動電機8 (18)，從而實現微攝像頭八(16)的周向旋轉，從而完成拍攝試件八面的圖像； 當需要拍攝8、0面的圖像信息時候，控制齒條(1)將多級氣缸(12)對準8、0面內孔的中心位置；通過電氣控制系統，驅動多級氣缸(12)的多級活塞杆做伸縮，通過超聲波測距儀8(20)實現對其伸縮長度的控制，微攝像頭8(15)可拍攝試件8、0面的信息；通過微攝像頭八(16)、微攝像頭8(15)的配合，完成整個對試件信息的採集。
【文檔編號】G01N21/88GK104374779SQ201410514851
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】範晉偉, 劉益嘉, 周中源, 陳玲, 伊曉龍 申請人:北京工業大學