CN103983650B - 多自由度、多角度旋转装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多自由度、多角度旋转装置，包括水平回转工作台，还包括竖直回转工作台，所述竖直回转工作台包括动力源、固定设置在水平回转工作台上的齿轮箱和连接动力源与齿轮箱的传动机构，所述齿轮箱包括至少一根水平设置的动力输出轴，所述动力输出轴沿竖直方向并列，每根动力输出轴上固定有一个与其垂直的载件平台。本发明的水平回转工作台和竖直回转工作台能让工件在水平面和竖直面内回转，实现了射线源对零件的不同方位角度进行扫描，扫描检测数据全面，检测准确性好，且采用本旋转装置可降低扫描成本；同时其一次可扫描多个工件，便于大批量、流水线作业，能大幅度提高检测效率。

Description

多自由度、多角度旋转装置

技术领域

本发明涉及一种工业用计算机断层扫描设备领域，特别涉及一种扫描设备的工作台。

背景技术

工业计算机层析成像(industrialcomputerizedTomography,ICT)，是一种非接触式的先进无损检测方法。它能在不损坏工件材质和结构的条件下，以断层图像的形式，展现被检测物体内部结构关系以及缺陷状况，因此，它是一种实用的无损检测技术。工业CT常用的扫描方式可分为：平移-旋转(TR)扫描方式、只旋转(RO)扫描方式和螺旋扫描方式三大类。上述的三大扫描方式均要实现工件相对于射线源和探测器的旋转运动，被检测工件旋转大于180°时可重建出一幅断层图像，如果要对被检测工件绕水平回转轴的断层检测时，必须重新做工装夹具装夹，检测成本会增加，装夹也比较复杂。现今公布的各相关专利，一般仅仅局限在实现工件的一个旋转自由度(即绕竖直轴线的旋转运动)。这便限制了快速获得不同扫描断层数据，同时为了获得在水平回转轴所关心断层上的工件结构的数据，要么进行重新装夹，要么进行三维重建，而三维重建需要提取整个被检测工件的数据才能获得三维重建的数据，由于机械结构和精度的限制，其不仅扫描时间长、精度低，同时也会大幅度增加扫描装置总体成本。

现有专利文献如实用新型CN200420062667.6，只说明了在一次装夹和一次射线发射时，对单个零件进行检测。由于工业CT系统的特点，只能对垂直于竖直回转轴的断面或对垂直于水平回转轴的断面进行检测，当需要既可以对垂直竖直回转轴的断面又可以对垂直于水平回转轴的断面进行检测时，其间必须进行重新装夹，或进行三维扫描，这样便会使扫描的时间和准备工作时间成倍增加，同时也可能会增加夹具的复杂性和可操作性难度，这便影响后续相关检测工作的进行以及这一技术的推广。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种多自由度、多角度旋转装置，以解决现有工业扫描设备的单旋转自由度工作台所存在的缺陷。

本发明多自由度、多角度旋转装置，包括水平回转工作台，还包括竖直回转工作台，所述竖直回转工作台包括动力源、固定设置在水平回转工作台上的齿轮箱和连接动力源与齿轮箱的传动机构，所述齿轮箱包括至少一根水平设置的动力输出轴，所述动力输出轴沿竖直方向并列设置，每根动力输出轴上固定有一个与其垂直的载件平台。

进一步，所述水平回转工作台和竖直回转工作台沿水平直线方向并列设置至少两个。

进一步，所述各竖直回转工作台共用一个动力源。

进一步，所述传动机构包括与动力源连接的水平传动轴、设置在水平传动轴上的若干第一主动锥齿轮、与第一主动锥齿轮啮合的第一从动锥齿轮、与第一从动锥齿轮固定连接的竖直传动轴和与竖直传动轴上端固定连接的第二主动锥齿轮；所述各齿轮箱通过动力输入齿轮与相应的第二主动锥齿轮啮合。

进一步，所述动力输出轴上设置有角位移传感器。

本发明的有益效果：

1、本发明多自由度、多角度旋转装置，其水平回转工作台和竖直回转工作台能让工件在水平面和竖直面内回转，实现了射线源从零件的不同方位角度进行扫描，能够快速定位要检测的断面，检测准确性好；同时采用本旋转装置可使扫描装置结构简化，避免检测过程中的多次装夹，检测效率高，降低扫描成本。

2、本发明多自由度、多角度旋转装置，由于其能具有多个水平回转工作台和竖直回转工作台，因此可以实现一次装夹可扫描多个工件、且不需要中间手动装夹换向，便于大批量、流水线作业，能大幅度提高检测效率。

3、本发明多自由度、多角度旋转装置，其动力输出轴上布置有角位移传感器，能实现待测工件旋转角度的精确测量和精确定位控制。

附图说明

图1为本发明多自由度、多角度旋转装置的主视图；

图2为本发明装置的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，本实施例多自由度、多角度旋转装置，包括水平回转工作台1，还包括竖直回转工作台，所述竖直回转工作台包括动力源2，固定设置在水平回转工作台上的齿轮箱3和连接动力源2与齿轮箱3的传动机构，所述齿轮箱3包括三根水平设置的动力输出轴4，所述动力输出轴4沿竖直方向并列布置，动力输出轴4沿水平轴心线竖向回转，每根动力输出轴4上固定有一个与其垂直的载件平台5。当然在不同实施中，所述动力输出轴4数量可根据需要调整，其数量可以为一根、两根、及两根以上的其他数，数量越多，一次扫描的工件数量越多，扫描工作效率越高。

扫描时，将工件6固定于载件平台5上，然后依次控制水平回转工作台1和竖直回转工作台转动，将工件6旋转至所需的扫描角度，开启射线发射装置14，即可对工件进行扫描。由于水平回转工作台和竖直回转工作台能让工件在水平面和竖直面内回转，因此能让射线源从零件的不同方位角度进行扫描，扫描检测数据全面，检测准确性好；同时可降低扫描成本。

作为对本实施例的改进，所述水平回转工作台1和竖直回转工作台沿水平直线方向并列设置三个，当然在不同实施例中所述水平回转工作台1和竖直回转工作台的数量可以根据需要进行调整，其数量可以为一个、两个或两个以上的其它数。本改进使得本旋转装置不仅可以在竖直方向上放置多个工件，而且可以在水平方向放置多个工件，其一次可扫描的工件数量更多，便于大批量、流水线作业，能大幅度提高检测效率，降低检测成本。

作为对本实施例的改进，所述各竖直回转工作台共用一个动力源2，采用一个动力源，设备成本更低。本改进中，所述传动机构包括与动力源2连接的水平传动轴7、设置在水平传动轴7上的若干第一主动锥齿轮8、与第一主动锥齿轮8啮合的第一从动锥齿轮9、与第一从动锥齿轮9固定连接的竖直传动轴10和与竖直传动轴10上端固定连接的第二主动锥齿轮11；所述各齿轮箱3通过动力输入齿轮12与相应的第二主动锥齿轮11啮合，本传动机构通过水平传动轴7上的若干第一主动锥齿轮8将动力分配到各齿轮箱3，传动结构简单，动力分配均匀。当然在不同实施方式，各竖直回转工作台的动力源也可独立设置，同样能实现本发明目的。

作为对本实施例的改进，所述动力输出轴4上设置有角位移传感器13，通过角位移传感器13能实现待测工件旋转角度的精确测量和精确控制，可进一步提高检测结果准确性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，

可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种多自由度、多角度旋转装置，包括水平回转工作台，其特征在于：还包括竖直回转工作台，所述竖直回转工作台包括动力源、固定设置在水平回转工作台上的齿轮箱和连接动力源与齿轮箱的传动机构，所述齿轮箱包括至少一根水平设置的动力输出轴，所述动力输出轴沿竖直方向并列设置，每根动力输出轴上固定有一个与其垂直的载件平台；

所述水平回转工作台和竖直回转工作台沿水平直线方向并列设置至少两个；

所述各竖直回转工作台共用一个动力源；

所述传动机构包括与动力源连接的水平传动轴、设置在水平传动轴上的若干第一主动锥齿轮、与第一主动锥齿轮啮合的第一从动锥齿轮、与第一从动锥齿轮固定连接的竖直传动轴和与竖直传动轴上端固定连接的第二主动锥齿轮；所述各齿轮箱通过动力输入齿轮与相应的第二主动锥齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的多自由度、多角度旋转装置，其特征在于：所述动力输出轴上设置有角位移传感器。