基于Mecanum轮的数字平板射线检测的射线源端机器人制造技术

本发明专利技术提供一种基于Mecanum轮的数字平板射线检测的射线源端机器人，包括车架一、Mecanum轮一、伺服电机一、前循迹传感器一、后循迹传感器一、X射线源、永磁磁铁一和运动控制盒一，运动控制盒一设于车架一上，前循迹传感器一设于车架一的前端，后循迹传感器一设于车架一的后端，车架一的中部设有X射线源，车架一的两侧分别设有Mecanum轮一，伺服电机一连接运动控制盒一，车架一的底部两侧分别设有永磁磁铁一。该种检测机器人，可进行全方向移动，即除了能实现进退、横移、原地转弯外，还能实现围绕任意一点进行旋转运动，尤其在电站锅炉、球罐、立式储罐等大型在役承压特种设备中，可以大大提高机器人对设备曲表面上焊缝检测的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
基于Mecanum轮的数字平板射线检测的射线源端机器人
本专利技术涉及一种基于Mecanum轮的数字平板射线检测的射线源端机器人。
技术介绍
我国是承压特种设备制造大国，承压特种设备制造数量居世界第一。承压特种设备是工业的基础装备，石化、电力、航空航天等各个行业，以及国防、民生各个领域均需要各种承压特种设备。提高我国承压特种设备的国际竞争力，制造能力和产品质量，具有战略意义。无损检测是承压特种设备制造质量把关的关键手段，又是制约生产能力的瓶颈。目前国内承压特种设备制造中，焊缝无损检测的70%采用胶片射线照相法。该方法检测工期长，效率低，图像保管和复制困难，且消耗大量石油、银资源，还产生暗室废液污染环境，因此急需改进和提高。数字平板射线照相是近十年发展的无损检测新技术，具有检测速度快，效率高，灵敏度高，图像保存、复制和调用方便，节能环保等优点。但由于数字平板射线照相技术的数字平板探测器无法像胶片一样贴在容器内壁，所以该技术无法采用单壁透照方式在中等直径到大直径容器焊缝检测中应用，目前只能采用双壁透照方式检测直径1m以下的管道和气瓶的焊缝。近年来，特种设备数量不断高速增长。这就对保证特种设备高质量、高效率、高水平的检验检测提出了新的挑战。目前，国内外大型球罐、立式储罐等在役承压特种设备的自动化数字射线检测工艺装备存在空白，且现有的检测机器人对设备曲面上焊缝检测的灵活性相对不足，不能满足需求。如专利号为ZL200510018933.4公开的一种检测机器人，对于大型球罐、立式储罐由于无法定位在被检测对象体上，无法实现检测。如申请号为201410005169.6公开的一种储罐焊缝X射线检测机器人，只能够实现横向与纵向移动，不能任意方向移动或旋转，灵活性不足，且需要额外的部件来辅助以实现机器人的移动与定位。承压特种设备涉及公共安全，对质量要求高，需要先进的无损检测技术保驾护航，应提高承压特种设备制造能力和质量水平，同时提高我国无损检测技术水平。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于Mecanum轮的数字平板射线检测的射线源端机器人解决现有技术中存在的大型球罐、立式储罐等在役承压设备的自动化数字射线检测工艺装备存在空白，且现有的检测机器人对设备曲面上焊缝检测的灵活性相对不足，不能满足需求等问题。本专利技术的技术解决方案是：一种基于Mecanum轮的数字平板射线检测的射线源端机器人，包括车架、麦克纳姆轮、伺服电机、前循迹传感器、后循迹传感器、X射线源、永磁磁铁和运动控制盒，运动控制盒设于车架上，前循迹传感器设于车架的前端，后循迹传感器设于车架的后端，车架的中部设有X射线源，车架的两侧分别设有麦克纳姆轮，麦克纳姆轮连接有伺服电机，伺服电机连接运动控制盒，车架的底部两侧分别设有永磁磁铁。进一步地，X射线源采用连续式X射线源。进一步地，麦克纳姆轮的数量均为四个，麦克纳姆轮分别设有车架的四个端部。进一步地，该射线源端机器人设置在被检测对象的一侧。射线源端机器人、数字平板探测器端机器人分别设置在被检测对象的两侧，被检测对象如球罐等人孔处即出入口位置设有WiFi中继器。进一步地，车架为由若干纵筋与若干横筋垂直设置而成的方形结构。进一步地，永磁磁铁与被检测对象间设有间隙，即永磁磁铁的最底面高于麦克纳姆轮的最底面，永磁磁铁与被检测对象的距离大于麦克纳姆轮与被检测对象的距离。进一步地，车架设有悬架隔振装置，包括柔性单元、水平机构，柔性单元的一端设于磁铁固定座的顶部平台，柔性单元的另一端活动连接车架固定座，磁铁固定座的底部连接有永磁磁铁，车架固定座通过水平机构连接轴承座的凸台，轴承座与磁铁固定座分别通过螺栓连接伺服电机，磁铁固定座与伺服电机间设有电机固定板，伺服电机通过轮轴连接麦克纳姆轮。进一步地，水平机构采用一个以上的H型连杆，一个以上的H型连杆平行安装且位于同一竖直面上构成平行四连杆机构，H型连杆的两端分别通过销轴连接车架固定座的凸台、轴承座的凸台。进一步地，柔性单元通过螺栓固定在磁铁固定座的顶部平台和压板间，柔性单元由若干片弹簧叠加构成，片弹簧包括设于中间的长片簧，片弹簧的长度由长片簧向两端递减，长片簧间隙配合在固定座的空槽内。本专利技术的有益效果是：一、该种基于Mecanum轮的数字平板射线检测的射线源端机器人，采用全方位Mecanum轮结构，基于四个Mecanum轮的全方位移动机器人通过磁吸附在球罐表面，并携带数字射线检测系统对焊缝进行检测，能够实现在球罐等被检测对象表面的全方向移动，机器人可以灵活地检测各种走向的焊缝。二、该种基于Mecanum轮的数字平板射线检测的射线源端机器人，能够多自由度的自动跟踪焊缝，能够实现高灵敏度高可靠性，高效低成本，节能环保，可以取代胶片照相，实现特种承压设备制造的检测技术升级。三、该种检测机器人，可进行全方向移动，即除了能实现进退、横移、原地转弯外，还能实现围绕任意一点进行旋转运动，尤其在电站锅炉、球罐、立式储罐等大型在役承压特种设备中，可以大大提高机器人对设备曲面上焊缝检测的灵活性。四、该检测机器人可实现数字平板射线检测技术在4m以上直径承压设备的应用，采用单壁透照方式完成各种形式焊缝的检测，并实现检测自动化，检测效率可提高五倍，检测工期可缩短到胶片照相的十分之一，检测成本可降低到胶片照相的三分之一，并可以使承压特种设备的制造工期和成本随之降低。五、目前国内承压设备制造的射线检测的年产值超过10亿元，胶片和药品消耗成本约4亿元，采用数字平板射线检测技术不需使用胶片，不仅节省大量费用，而且节省大量聚酯纤维（片基材料）和贵金属银（感光材料），以及大量化学药品（暗室处理用），在节省能源和环境保护方面具有重大社会效益。附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图；图2是实施例中射线源端机器人的结构示意图；图3是实施例中数字平板探测器端机器人的结构示意图；图4是实施例中悬架隔振装置与车架的连接关系示意图；图5是实施例中悬架隔振装置的结构示意图；图6是实施例中悬架隔振装置的俯向视图；图7是实施例中悬架隔振装置的后向视图；图8是实施例中悬架隔振装置的右向视图；图9是实施例射线源端机器人、数字平板探测器端机器人与上位机的通讯连接示意图；图10是实施例中射线源端机器人、数字平板探测器端机器人实现同步跟踪的流程说明示意图；图11是实施例中检测报告生成模块的说明示意图；其中：1-射线源端机器人，2-数字平板探测器端机器人，3-上位机，4-球罐，5-悬架隔振装置；11-前循迹传感器，12-永磁磁铁，13-麦克纳姆轮，14-车架，15-后循迹传感器，16-伺服电机，17-X射线源，18-运动控制盒；21-前循迹传感器二，22-永磁磁铁二，23-Mecanum轮二，24-车架二，25-后循迹传感器二，26-伺服电机二，27-数字平板，28-运动控制盒二；51-柔性单元，52-电机固定板，53-轴承座，54-轮轴，55-H型连杆，56-车架固定座，57-磁铁固定座，58压板。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施例。实施例一种基于Mecanum轮的数字平板射线检测系统，如图1，包括上位机3、射线源端机器人1、数字平板探测器端机器人2，射线源端机器人1与数字平板探测器端机器人2均采用全方位Mecanum轮结构，射线源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Mecanum轮的数字平板射线检测的射线源端机器人，其特征在于：包括车架一、Mecanum轮一、伺服电机一、前循迹传感器一、后循迹传感器一、X射线源、永磁磁铁一和运动控制盒一，运动控制盒一设于车架一上，前循迹传感器一设于车架一的前端，后循迹传感器一设于车架一的后端，车架一的中部设有X射线源，车架一的两侧分别设有Mecanum轮一，Mecanum轮一连接有伺服电机一，伺服电机一连接运动控制盒一，车架一的底部两侧分别设有永磁磁铁一。

【技术特征摘要】
1.一种基于Mecanum轮的数字平板射线检测的射线源端机器人，其特征在于：包括车架、麦克纳姆轮、伺服电机、前循迹传感器、后循迹传感器、X射线源、永磁磁铁和运动控制盒，运动控制盒设于车架上，前循迹传感器设于车架的前端，后循迹传感器设于车架的后端，车架的中部设有X射线源，X射线源采用连续式X射线源；采用全方位Mecanum轮结构，车架的两侧分别设有麦克纳姆轮，麦克纳姆轮连接有伺服电机，伺服电机连接运动控制盒，车架的底部两侧分别设有永磁磁铁；车架设有悬架隔振装置，包括柔性单元、水平机构，柔性单元的一端设于磁铁固定座的顶部平台，柔性单元的另一端活动连接车架固定座，磁铁固定座的底部连接有永磁磁铁，车架固定座通过水平机构连接轴承座的凸台，轴承座与磁铁固定座分别通过螺栓连接伺服电机，磁铁固定座与伺服电机间设有电机固定板，伺服电机通过轮轴连接麦克纳姆轮；柔性单元通过螺栓固定在磁铁固定座的顶部平台和压板间，柔性单元由若干片弹簧叠加构成，片弹簧包括设于中间的长...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂春磊，邓贵德，郑凯，王兴松，
申请(专利权)人：江苏省特种设备安全监督检验研究院，东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32