CN212008363U - 基于x射线机的智能探伤机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的是提供一种稳定性好、定位精度高且适用范围广的基于X射线机的智能探伤机器人，臂杆的前端通过第一关节轴与连接臂的一端连接、连接臂的另一端通过第二关节轴与X射线机连接，第一、二关节轴中至少有一个为球头万向轴节，X射线机前端设置有第一视觉传感器，第一视觉传感器检测焊缝位置信号并将信号传送给终端控制模块，远离X射线机所在侧的行走机构上布置减速箱和电机。X射线机能够避开待测焊缝周边的物体而直接凸伸至待测焊缝所在处，且两个关节轴至少有一个为球头万向轴节，从而保证X射线机可转动至任意角度对准焊缝并进行探伤拍摄，同时通过配重结构布置，保证整个装置稳定性好，进而确保定位精度。

Description

基于X射线机的智能探伤机器人

技术领域

本实用新型涉及探伤检测设备技术领域，具体涉及一种基于X射线机的智能探伤机器人。

背景技术

射线探伤是压力容器、造船、锅炉等设备制造过程中常用的无损检测方法之一，特别是在压力容器制造过程中的焊缝探伤中，目前主要采用人工检测的方法，存在工作效率低、影响后续工作进度、劳动强度大和对人体有伤害等缺点。

鉴于技术人员的努力，名称为“一种射线焊缝探伤装置”(申请号201811247871.8)的文献提供了以下技术方案：包括由下向上依次设置的行走机构、升降机构以及旋转机构，行走机构通过四个行走轮带动机器人整体式移动，升降机构通过剪刀式升降结构带动机器人在铅垂方向作升降运动，旋转机构通过蜗轮蜗杆和滚筒带动X射线探伤机的水平旋转和竖直(手动)翻滚动作。上述方案有以下几点缺陷，一、四个行走轮带动机器人整体式移动，灵活性差，位置定位精度差；二、 X射线探伤机安装在剪刀式升降结构的上方，对被测对象的结构尺寸要求高，严重限制了机器人的适用范围；三、X射线探伤机在水平旋转和竖直翻滚时，由于X射线探伤机自身以及附件的重量，焊缝探伤装置使得整个焊缝探伤装置的重心发生偏移，存在倾倒的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种稳定性好、定位精度高且适用范围广的基于X射线机的智能探伤机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于X 射线机的智能探伤机器人，包括行走机构，行走机构上水平布置有臂杆，臂杆的前端通过第一关节轴与连接臂的一端连接、连接臂的另一端通过第二关节轴与X射线机连接，第一、二关节轴中至少有一个为球头万向轴节，X射线探伤机前端设置有第一视觉传感器，第一视觉传感器检测焊缝位置信号并将信号传送给终端控制模块，远离X射线探伤机所在侧的行走机构上布置配重块。

上述方案中，通过连接臂和两个关节轴的设置，使得X射线探伤机能够避开待测焊缝周边的物体而直接凸伸至待测焊缝所在处，且两个关节轴至少有一个为球头万向轴节，从而保证X射线机可转动至任意角度对准焊缝并进行检测，适用范围广，同时通过配重块的设置，保证整个装置稳定性好，进而确保定位精度。

附图说明

图1为本实用新型中实施例一的整体结构示意图；

图2为本实用新型中实施例二的整体结构示意图。

具体实施方式

为便于说明，将行走机构10前进方向且X射线机25相对于行走机构10凸伸的方向定义为“前”，与“前”相反的方向为“后”。

一种基于X射线机的智能探伤机器人，包括行走机构10，行走机构10上水平布置有臂杆21，臂杆21的前端通过第一关节轴22与连接臂23的一端连接、连接臂23的另一端通过第二关节轴24与X射线机25连接，第一、二铰接轴22、24中至少有一个为球头万向轴节， X射线机25前端设置有第一视觉传感器26，第一视觉传感器26检测焊缝位置信号并将信号传送给终端控制模块30，远离X射线机25所在侧的行走机构10上设置有配重块13。行走机构10带动其上的附件整体向前或后移动，通过连接臂23和两个关节轴的设置，使得X射线机25能够避开待测焊缝周边的物体而直接凸伸至待测焊缝所在处，且两个铰接轴至少有一个为球头万向轴节，从而保证X射线机25可转动至任意角度对准焊缝并进行检测，适用范围广，同时通过配重块 13配重结构布置，保证整个装置稳定性好，进而确保定位精度。

为了增大X射线机25的灵活度，第一、二关节轴22、24均为球头万向轴节，X射线机25的后端通过连接器27与工作臂28连接，工作臂28通过第二关节轴24与连接臂23铰接，配重块13由用于驱动行走机构10运动的减速箱和电机构成。连接臂23绕着第一关节轴22 转动实现X射线机25在前、后、左、右以及上、下位置的调节，X射线机25绕着第二关节轴24转动，实现探射角度的调节。这里没有另外设置配重，而是将原本就有的用于驱动行走机构10运动的减速箱和电机当做配重块13，整个装置的重量减轻。

实施例一

如图1所示，行走机构10上设置有机架41，机架41上设置有升降臂42，动力驱动升降臂42作升降动作，臂杆21设置在升降臂42 的下端，升降臂42的杆芯所在面与行走机构10的中心面偏心布置且升降臂42的杆芯远离X射线机25所在侧布置。通过升降臂42带动臂杆21作升降运动，增大X射线机25在铅垂方向的行程，探射范围广，为了保证重心的稳定，将升降臂42也相对于行走机构10偏心布置，这样就可以减小减速箱和电机的配重负担，即整个装置的重量减轻。

实施例二

如图2所示，行走机构10上设置有立臂51，臂杆21设置在立臂 51上，动力驱动臂杆21沿立臂51作升降运动，立臂51的杆芯所在面与行走机构10的中心面偏心布置且立臂51的杆芯远离X射线机25 所在侧布置。这里臂杆21直接装在立臂51上，结构更加简单，同理为了保证重心的稳定，将立臂51也相对于行走机构10偏心布置，这样就可以减小减速箱和电机的配重负担，即整个装置的重量减轻。

实施例一中，机架41为龙门式结构且相对于行走机构10的中心面对称布置，龙门式结构稳定性好，两侧的机架半体上端由上支撑平台43连为一体，升降臂42连接在上支撑平台43上，升降臂42的杆芯所在面与上支撑平台43的中心面偏心布置且升降臂42的杆芯远离射线机25所在侧布置，上支撑平台43的前端设置有第二视觉传感器 47。支撑平台43的中心面与行走机构10的中心面共面，为了实现升降臂42的杆芯所在面与行走机构10的中心面偏心的目的，这里将升降臂42的杆芯所在面与上支撑平台43的中心面偏心布置。

为了增大X射线机25在垂直于行走机构10的行走方向的水平方向的行程，探射范围广，升降臂42上套设有内套管44和外套管45，内、外套管44、45之间构成周向转动、轴向限位配合，外套管45外周设置的齿与上支撑平台43上设置的齿条啮合传动，齿条的长度方向为水平方向且与行走机构10的行走方向垂直，内套管44内壁上的内螺纹与升降臂42外壁上的外螺纹构成螺纹配合以实现升降动作，升降臂42的下端固定有减速箱和电机46，减速箱和电机46驱动升降臂42与内套管44间的螺纹传动，减速箱和电机46的电机尾端凸出于机架41外部。

进一步的，行走机构10包括底座11，底座11的下部设置有行走轮12，行走轮12与地面上设置的导轨构成滚动配合，导轨的长度方向与机架41的前后方向一致且与齿条的长度方向垂直布置，底座11 上靠后位置处还设置有配重块13，底座11上还设置有控制箱14。

实施例二中，为了增大X射线机25在垂直于行走机构10的行走方向的水平方向的行程，探射范围广，立臂51下端套设有齿轮52，齿轮52与立臂51构成周向转动、轴向限位配合，齿轮52与行走机构10上设置的齿条啮合传动，齿条的长度方向位于水平方向且垂直于行走机构10的行走方向布置。

同理，立臂51上设置有滑块53，动力驱动滑块53沿立臂51上下滑动，滑块53上固定连接有管套54，臂杆21置于管套54内并构成杆长方向的滑动配合。

进一步的，行走机构10包括履带行走单元15，履带行走单元15 上靠后位置处还设置有配重块13，履带行走单元15上还设置有控制箱14。

本申请对装置整体进行了6个自由度设置和相应的结构设计，位置定位精度高，灵活性高，对多产品对象和多结构环境情况，适应能力强；消除大劳动强度、提高效率、降低职业健康风险的同时，采用视觉传感器组合，以整个探伤铅房为背景，设定坐标系统，直观、方便的将被检产品位置空间相互关系实时的显示在电脑显示器上，更加直观，且智能化，属智能制造范畴的智能探伤装置。

Claims (10)

1.一种基于X射线机的智能探伤机器人，包括行走机构(10)，其特征在于：行走机构(10)上水平布置有臂杆(21)，臂杆(21)的前端通过第一关节轴(22)与连接臂(23)的一端连接、连接臂(23)的另一端通过第二关节轴(24)与X射线机(25)连接，第一、二关节轴(22、24)中至少有一个为球头万向轴节，X射线机(25)前端设置有第一视觉传感器(26)，第一视觉传感器(26)检测焊缝位置信号并将信号传送给终端控制模块(30)，远离X射线机(25)所在侧的行走机构(10)上布置有配重块(13)。

2.根据权利要求1所述的基于X射线机的智能探伤机器人，其特征在于：第一、二关节轴(22、24)均为球头万向轴节，X射线机(25)的后端通过连接器(27)与工作臂(28)连接，工作臂(28)通过第二关节轴(24)与连接臂(23)铰接，配重块(13)由用于驱动行走机构(10)运动的减速箱和电机构成。

3.根据权利要求1或2所述的基于X射线机的智能探伤机器人，其特征在于：行走机构(10)上设置有机架(41)，机架(41)上设置有升降臂(42)，动力驱动升降臂(42)作升降动作，臂杆(21)设置在升降臂(42)的下端，升降臂(42)的杆芯所在面与行走机构(10)的中心面偏心布置且升降臂(42)的杆芯远离X射线机(25)所在侧布置。

4.根据权利要求1或2所述的基于X射线机的智能探伤机器人，其特征在于：行走机构(10)上设置有立臂(51)，臂杆(21)设置在立臂(51)上，动力驱动臂杆(21)沿立臂(51)作升降运动，立臂(51)的杆芯所在面与行走机构(10)的中心面偏心布置且立臂(51)的杆芯远离X射线机(25)所在侧布置。

5.根据权利要求3所述的基于X射线机的智能探伤机器人，其特征在于：机架(41)为龙门式结构且相对于行走机构(10)的中心面对称布置，两侧的机架半体上端由上支撑平台(43)连为一体，升降臂(42)连接在上支撑平台(43)上，升降臂(42)的杆芯所在面与上支撑平台(43)的中心面偏心布置且升降臂(42)的杆芯远离X射线机(25)所在侧布置，上支撑平台(43)的前端设置有第二视觉传感器(47)。

6.根据权利要求5所述的基于X射线机的智能探伤机器人，其特征在于：升降臂(42)上套设有内套管(44)和外套管(45)，内、外套管(44、45)之间构成周向转动、轴向限位配合，外套管(45)外周设置的齿轮与上支撑平台(43)上设置的齿条啮合传动，齿条的长度方向为水平方向且与行走机构(10)的行走方向垂直，内套管(44)内壁上的内螺纹与升降臂(42)外壁上的外螺纹构成螺纹传动，升降臂(42)的下端固定有减速箱和电机(46)，减速箱和电机(46)驱动升降臂(42)与内套管(44)间的螺纹传动，减速箱和电机(46)的电机尾端凸出于机架(41)外部。

7.根据权利要求3所述的基于X射线机的智能探伤机器人，其特征在于：行走机构(10)包括底座(11)，底座(11)的下部设置有行走轮(12)，行走轮(12)与地面上设置的导轨构成滚动配合，导轨的长度方向与机架(41)的前后方向一致且与齿条的长度方向垂直布置，底座(11)上靠后位置处还布置有配重块(13)，底座(11)上还设置有控制箱(14)。

8.根据权利要求4所述的基于X射线机的智能探伤机器人，其特征在于：立臂(51)下端套设有齿轮(52)，齿轮(52)与立臂(51)构成周向转动、轴向限位配合，齿轮(52)与行走机构(10)上设置的齿条啮合传动，齿条的长度方向位于水平方向且垂直于行走机构(10)的行走方向布置。

9.根据权利要求8所述的基于X射线机的智能探伤机器人，其特征在于：立臂(51)上设置有滑块(53)，动力驱动滑块(53)沿立臂(51)上下滑动，滑块(53)上固定连接有管套(54)，臂杆(21)置于管套(54)内并构成杆长方向的滑动配合。

10.根据权利要求9所述的基于X射线机的智能探伤机器人，其特征在于：行走机构(10)包括履带行走单元(15)，履带行走单元(15)上靠后位置处还布置有配重块(13)，履带行走单元(15)上还设置有控制箱(14)。

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