CN110954423A - 一种用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪,包括结构主体、行走机构、铅笔安装支架、图像采集装置和压力调节机构。通过行走机构带动铅笔硬度仪进入狭窄空间内,在需要进行检测的位置放下铅笔安装支架,通过摄像头采集铅笔与涂层的印迹,大大提升了对涂层硬度测试的便利性和测试效率;通过压力调节机构可以调节铅笔与涂层的接触力,确保接触压力调控在规格范围内,进而提高对涂层硬度的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及涂层硬度测量仪器技术领域,特别是一种用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪。
背景技术
铅笔硬度计是以铅笔的硬度标号来测定涂膜的硬度,属机械式,其优点是体积小、重量轻,设备不易损坏,便于试验室和施工现场的硬度测定。但目前的铅笔硬度计在狭窄空间或管道内壁等部位难以进行检测。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的是提供了一种用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪。
为达到上述目的,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪,包括:
结构主体;
行走机构,其带动所述结构主体移动;
铅笔安装支架,其经转轴可转动地安装在所述结构主体上,且所述转轴上套设有扭簧,所述扭簧的两扭臂分别抵触在所述结构主体和铅笔安装支架上,所述铅笔安装支架上设有用于安装铅笔的插槽以及用于将铅笔锁紧在插槽内的锁紧元件,在扭簧的扭矩作用下,铅笔头压靠在待测涂层上;
图像采集装置,其用于采集铅笔在涂层上的印迹;
陀螺仪传感器,其设置在所述铅笔安装支架上,用于检测铅笔安装支架的空间位置状态;
压力调节机构,其包括拉力传感器、旋转驱动机构、拉线和拉线绕盘,所述拉线一端经拉力传感器连接到所述铅笔安装支架上,所述拉线的另一端连接在所述拉线绕盘上,所述旋转驱动机构驱动所述拉线绕盘转动。
采用本发明技术方案,通过行走机构带动铅笔硬度仪进入狭窄空间内,在需要进行检测的位置放下铅笔安装支架,通过摄像头采集铅笔与涂层的印迹,大大提升了对涂层硬度测试的便利性和测试效率;根据铅笔硬度仪在空间内的状态,通过压力调节机构可以调节铅笔与涂层的接触力,消除铅笔安装支架的重力在不同状态下对铅笔接触压力的影响,进而提高对涂层硬度的准确度。
进一步地,还包括控制器,所述控制器与所述陀螺仪传感器、拉力传感器和旋转驱动机构信号连接;所述控制器接收所述陀螺仪传感器检测的铅笔安装支架的空间位置状态信号,得到铅笔安装支架的重力对铅笔与涂层之间的抵触压力的影响力值,再结合拉力传感器检测的拉力数据,发出控制所述旋转驱动机构动作的指令信号。
进一步地,还包括电源装置,所述电源装置为所述行走驱动机构、图像采集装置、控制器和旋转驱动机构提供电能,所述控制器和电源装置都安装在所述行走机构的结构主体上。
采用上述优选的方案,采用集成式装置进入待测空间内部进行涂层硬度测定,通过无线遥控方式进行远程操控,方便进入复杂结构空间。
进一步地,还包括电源装置,所述电源装置和控制器与结构主体采用分体式安装。
采用上述优选的方案,采用分体式,电源装置和控制器外置,经缆线与铅笔硬度仪连接,减轻行走部分的重量。
进一步地,所述铅笔安装支架上还安装有石墨清除装置,所述石墨清除装置包括电机、旋转轴、刷毛、吸尘套、集尘杯和气泵,所述电机驱动旋转轴转动,所述刷毛安装在旋转轴的最下端,所述吸尘套围设在所述刷毛的四周,所述吸尘套经通气管连接到集尘杯后再连接到气泵的吸气口,所述集尘杯内设有滤网。
采用上述优选的方案,及时将铅笔印迹进行清理,减轻对后续工序作业的影响。
进一步地,所述铅笔安装支架上设有用于安装铅笔的铅笔固定套,所述铅笔固定套与铅笔安装支架之间设有压力传感器;所述压力调节机构包括压力调节电机和减速传动机构,所述压力调节电机经减速传动机构带动铅笔安装支架沿转轴相对所述结构主体转动。
采用上述优选的方案,通过压力传感器检知铅笔和涂层之间的接触压力,并通过压力调节电机转动来将接触压力调控在规格范围内,提升涂层硬度测定准确度。
进一步地,所述行走机构包括行走驱动机构和行走滚轮,所述行走滚轮安装在结构主体上,所述行走驱动机构驱动所述行走滚轮沿待测涂层壁移动,所述行走滚轮为磁性滚轮。采用小车式行走机构,适合平面形空间结构。
进一步地,所述行走机构适用于管道内壁,所述行走机构包括主管体,从主管体斜向外延伸且在圆周向成均匀分布的三组第一张紧杆和第二张紧杆,每组第一张紧杆和第二张紧杆交错设置,所述第一张紧杆的头部安装有行走电机,所述行走电机的转动轴上安装主动轮,所述第二张紧杆的头部安装有从动轮,在主管体的一端安装主旋转电机,所述结构主体安装在所述主旋转电机的转轴上。采用上述优选的方案,方便在管道内部空间行走。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种实施方式的结构示意图;
图2是本发明行走机构的另一种实施方式的结构示意图;
图3是本发明另一种实施方式的结构示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件的名称:
1-结构主体;2-行走机构;21-行走滚轮;22-主管体;23-第一张紧杆;24-第二张紧杆;25-行走电机;26-主动轮;27-从动轮;28-主旋转电机;3-铅笔安装支架;31-铅笔固定套;32-压力传感器;4-图像采集装置;51-拉力传感器;52-拉线;53-拉线绕盘;6-石墨清除装置;7-铅笔;81-压力调节电机;82-减速传动机构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,一种用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪,包括:
结构主体1;
行走机构2,其带动结构主体1移动;
铅笔安装支架3,其经转轴可转动地安装在结构主体1上,且转轴上套设有扭簧(图中未示出),所述扭簧的两扭臂分别抵触在结构主体1和铅笔安装支架3上,铅笔安装支架3上设有用于安装铅笔7的插槽以及用于将铅笔锁紧在插槽内的锁紧元件,在扭簧的扭矩作用下,铅笔头压靠在待测涂层上;以铅笔头压靠在待测涂层上的标准压力为F,考虑到铅笔硬度仪反向伏在涂层下表面时,能稳定提供标准压力为F,则扭簧的扭力应大于F与铅笔安装支架的重力G之和;
图像采集装置4,其用于采集铅笔在涂层上的印迹;
陀螺仪传感器(图中未示出),其设置在铅笔安装支架3上,用于检测铅笔安装支架3的空间位置状态;
压力调节机构,其包括拉力传感器51、旋转驱动机构、拉线52和拉线绕盘53,拉线52一端经拉力传感器51连接到铅笔安装支架3上,拉线52的另一端连接在拉线绕盘53上,所述旋转驱动机构驱动拉线绕盘53转动,拉线绕盘53经支撑架安装在结构主体1上。
采用上述技术方案的有益效果是:通过行走机构带动铅笔硬度仪进入狭窄空间内,在需要进行检测的位置放下铅笔安装支架,通过摄像头采集铅笔与涂层的印迹,大大提升了对涂层硬度测试的便利性和测试效率;根据铅笔硬度仪在空间内的状态,通过压力调节机构可以调节铅笔与涂层的接触力,消除铅笔安装支架的重力在不同状态下对铅笔接触压力的影响,进而提高对涂层硬度的准确度。
在本发明的另一些实施方式中,还包括控制器,所述控制器与所述陀螺仪传感器、拉力传感器和旋转驱动机构信号连接;所述控制器接收所述陀螺仪传感器检测的铅笔安装支架的空间位置状态信号,得到铅笔安装支架的重力对铅笔与涂层之间的抵触压力的影响力值,再结合拉力传感器检测的拉力数据,发出控制所述旋转驱动机构动作的指令信号。
在本发明的另一些实施方式中,还包括电源装置,所述电源装置为所述行走驱动机构、图像采集装置、控制器和旋转驱动机构提供电能,所述控制器和电源装置都安装在所述行走机构的结构主体上。采用上述技术方案的有益效果是:采用集成式装置进入待测空间内部进行涂层硬度测定,通过无线通信方式进行远程操控,方便进入复杂结构空间。
在本发明的另一些实施方式中,还包括电源装置,所述电源装置和控制器与结构主体采用分体式安装。采用上述技术方案的有益效果是:采用分体式,电源装置和控制器外置,经缆线与铅笔硬度仪连接,减轻行走部分的重量。
如图1所示,在本发明的另一些实施方式中,所述铅笔安装支架上还安装有石墨清除装置6,石墨清除装置6包括电机、旋转轴、刷毛、吸尘套、集尘杯和气泵,所述电机驱动旋转轴转动,所述刷毛安装在旋转轴的最下端,所述吸尘套围设在所述刷毛的四周,所述吸尘套经通气管连接到集尘杯后再连接到气泵的吸气口,所述集尘杯内设有滤网。采用上述技术方案的有益效果是:及时将铅笔印迹进行清理,减轻对后续工序作业的影响。
如图3所示,在本发明的另一些实施方式中,铅笔安装支架3上设有用于安装铅笔7的铅笔固定套31,铅笔固定套31与铅笔安装支架3之间设有压力传感器32;压力调节机构包括压力调节电机81和减速传动机构82,压力调节电机81经减速传动机构82带动铅笔安装支架3沿转轴相对结构主体1转动。采用上述技术方案的有益效果是:通过压力传感器检知铅笔和涂层之间的接触压力,并通过压力调节电机转动来将接触压力调控在规格范围内,提升涂层硬度测定准确度。
如图1所示,在本发明的另一些实施方式中,所述行走机构包括行走驱动机构和行走滚轮21,行走滚轮21安装在结构主体1上,所述行走驱动机构驱动行走滚轮21沿待测涂层壁移动,行走滚轮21为磁性滚轮。采用上述技术方案的有益效果是:采用小车式行走机构,适合平面形空间结构。
如图2所示,在本发明的另一些实施方式中,行走机构2适用于管道内壁,行走机构2包括主管体22,从主管体22斜向外延伸且在圆周向成均匀分布的三组第一张紧杆23和第二张紧杆24,每组第一张紧杆23和第二张紧杆24交错设置,第一张紧杆23的头部安装有行走电机25,行走电机25的转动轴上安装主动轮26,第二张紧杆24的头部安装有从动轮27,在主管体22的一端安装主旋转电机28,铅笔硬度仪的结构主体1安装在主旋转电机28的转轴上。采用上述技术方案的有益效果是:在行走电机带动下能在管道内部空间稳定行走并进行涂层硬度的测定,通过主旋转电机的转动带动铅笔硬度仪在圆周向位置的切换。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪,其特征在于,包括:
结构主体;
行走机构,其带动所述结构主体移动;
铅笔安装支架,其经转轴可转动地安装在所述结构主体上,且所述转轴上套设有扭簧,所述扭簧的两扭臂分别抵触在所述结构主体和铅笔安装支架上,所述铅笔安装支架上设有用于安装铅笔的插槽以及用于将铅笔锁紧在插槽内的锁紧元件,在扭簧的扭矩作用下,铅笔头压靠在待测涂层上;
图像采集装置,其用于采集铅笔在涂层上的印迹;
压力调节机构,其用于调节铅笔头与待测涂层的压力。
2.根据权利要求1所述的用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪,其特征在于,还包括陀螺仪传感器,其设置在所述铅笔安装支架上,用于检测铅笔安装支架的空间位置状态;所述压力调节机构,其包括拉力传感器、旋转驱动机构、拉线和拉线绕盘,所述拉线一端经拉力传感器连接到所述铅笔安装支架上,所述拉线的另一端连接在所述拉线绕盘上,所述旋转驱动机构驱动所述拉线绕盘转动。
3.根据权利要求2所述的用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪,其特征在于,还包括控制器,所述控制器与所述陀螺仪传感器、拉力传感器和旋转驱动机构信号连接;所述控制器接收所述陀螺仪传感器检测的铅笔安装支架的空间位置状态信号,得到铅笔安装支架的重力对铅笔与涂层之间的抵触压力的影响力值,再结合拉力传感器检测的拉力数据,发出控制所述旋转驱动机构动作的指令信号。
4.根据权利要求3所述的用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪,其特征在于,还包括电源装置,所述电源装置为所述行走驱动机构、图像采集装置、控制器和旋转驱动机构提供电能,所述控制器和电源装置都安装在所述行走机构的结构主体上。
5.根据权利要求3所述的用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪,其特征在于,还包括电源装置,所述电源装置和控制器与结构主体采用分体式安装。
6.根据权利要求3所述的用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪,其特征在于,所述铅笔安装支架上还安装有石墨清除装置,所述石墨清除装置包括电机、旋转轴、刷毛、吸尘套、集尘杯和气泵,所述电机驱动旋转轴转动,所述刷毛安装在旋转轴的最下端,所述吸尘套围设在所述刷毛的四周,所述吸尘套经通气管连接到集尘杯后再连接到气泵的吸气口,所述集尘杯内设有滤网。
7.根据权利要求1所述的用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪,其特征在于,所述铅笔安装支架上设有用于安装铅笔的铅笔固定套,所述铅笔固定套与铅笔安装支架之间设有压力传感器;所述压力调节机构包括压力调节电机和减速传动机构,所述压力调节电机经减速传动机构带动铅笔安装支架沿转轴相对所述结构主体转动。
8.根据权利要求1所述的用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪,其特征在于,所述行走机构包括行走驱动机构和行走滚轮,所述行走滚轮安装在结构主体上,所述行走驱动机构驱动所述行走滚轮沿待测涂层壁移动,所述行走滚轮为磁性滚轮。
9.根据权利要求1所述的用于狭窄空间或管道内壁的铅笔硬度仪,其特征在于,所述行走机构适用于管道内壁,所述行走机构包括主管体,从主管体斜向外延伸且在圆周向成均匀分布的三组第一张紧杆和第二张紧杆,每组第一张紧杆和第二张紧杆交错设置,所述第一张紧杆的头部安装有行走电机,所述行走电机的转动轴上安装主动轮,所述第二张紧杆的头部安装有从动轮,在主管体的一端安装主旋转电机,所述结构主体安装在所述主旋转电机的转轴上。
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