一種多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】一種多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)裝置，該裝置包括機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制攝像系統(tǒng)；超聲波測(cè)距儀A固定在升降小車的平臺(tái)與齒條輸出處的一側(cè)，連接件A固定在沿齒條的水平方向且固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)B一側(cè)，反光片A固定在連接件A上；超聲波測(cè)距儀A通過與反光片A之間的信息反饋可實(shí)現(xiàn)對(duì)齒條的伸出長(zhǎng)度測(cè)定，以獲得微攝像頭A拍攝相片的位置信息。所述超聲波測(cè)距儀B安裝在多級(jí)氣缸與連接件D的一側(cè)，反光片B固定在沿多級(jí)氣缸伸縮方向的連接件C上，通過超聲波測(cè)距儀B以獲得微攝像頭B沿多級(jí)氣缸伸縮方向的長(zhǎng)度信息。本發(fā)明所述的多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作實(shí)用方便，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)裝置，屬于機(jī)械設(shè)計(jì)制造與控制領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)壁表面無損檢測(cè)技術(shù)又稱內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)由發(fā)明到現(xiàn)在，已經(jīng)經(jīng)歷了整整一個(gè)世紀(jì)，其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也有四十多年的歷史。1958年美國(guó)光學(xué)公司研制出世界上第一根可實(shí)用的傳像束，且形成了商品化生產(chǎn)，隨后又制造出系列內(nèi)窺鏡并開始應(yīng)用于汽車，飛機(jī)維修，火炮炮管，固體推進(jìn)劑藥柱，管道等方面的維護(hù)與檢測(cè)。目前內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)在美國(guó)、英國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、民航、石油化工、電力、熱力管道和造船等工業(yè)領(lǐng)域。
[0003]隨著我國(guó)高新技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)實(shí)需要，工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測(cè)逐步開始廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域包括內(nèi)腔表面、焊縫表面、導(dǎo)管內(nèi)表面、裝配質(zhì)量及多余物的質(zhì)量控制方面，如=PaulW.Fieguth設(shè)計(jì)的地下管道表面裂紋檢測(cè)系統(tǒng)；官頌等人設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)智能內(nèi)窺故障診斷系統(tǒng)等；張曉春等人設(shè)計(jì)的基于計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別的表面裂紋檢測(cè)系統(tǒng)等。
[0004]但是目前許多內(nèi)窺鏡的應(yīng)用自動(dòng)化程度低，功能單一，在對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)的過程時(shí)，需要依靠手動(dòng)操作才能滿足內(nèi)窺鏡頭的位置要求，對(duì)于某些不規(guī)則的內(nèi)壁表面的檢測(cè)僅僅停留在進(jìn)行簡(jiǎn)單觀察的階段，不能進(jìn)行拍照?qǐng)D像采集處理，而且對(duì)于較復(fù)雜的內(nèi)壁表面，由于孔的半徑短小，無法使得攝像頭精確到達(dá)指定采集位置，更無法進(jìn)行后期的圖像處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出了一種多功能內(nèi)壁表面檢測(cè)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(jìn)行圖像處理，最終完成檢測(cè)。本裝置不僅能夠檢測(cè)常規(guī)內(nèi)壁面，而且通過加裝伸縮比很大多級(jí)氣缸，還可以完成對(duì)與內(nèi)壁面小半徑深孔內(nèi)部的端面觀察檢測(cè)。通過電氣控制齒輪齒條結(jié)構(gòu)和多級(jí)氣缸和超聲波測(cè)距儀完成對(duì)于整個(gè)裝置的運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)編寫軟件完成圖像處理。本裝置還能利用工控機(jī)的強(qiáng)大的計(jì)算功能進(jìn)行圖像分析處理，精確清晰的辨別試件內(nèi)壁表面的缺陷。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)裝置，該裝置包括機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制攝像系統(tǒng)。
[0007]該裝置的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)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(qū)動(dòng)電機(jī)All、驅(qū)動(dòng)電機(jī)B18、導(dǎo)軌7、嚙合齒輪9。
[0008]電氣控制攝像系統(tǒng)包括多級(jí)氣缸12、超聲波測(cè)距儀A10、超聲波測(cè)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(qū)動(dòng)電機(jī)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(dǎo)軌7直線滑動(dòng)，齒條I的一端固定有驅(qū)動(dòng)電機(jī)B18 ;所述機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制攝像系統(tǒng)均固定在升降小車3的平臺(tái)上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)B18通過連接件D21與多級(jí)氣缸12相連。
[0010]在升降小車3的平臺(tái)上設(shè)置有鎖緊齒輪14，鎖緊齒輪14與齒條I嚙合，當(dāng)不需要檢測(cè)或者檢測(cè)位置需固定的時(shí)候，緊固鎖緊齒輪14，鎖緊齒輪14與齒條I鎖死，以防止滑動(dòng)。
[0011]所述連接件D21與驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(qū)動(dòng)電機(jī)B18自由轉(zhuǎn)動(dòng)；連接件C13固定在多級(jí)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(jí)氣缸12沿軸向伸縮；所述微攝像頭B15有兩個(gè)拍攝鏡頭，兩個(gè)拍攝鏡頭為180°水平對(duì)稱布直；所述多級(jí)氣缸12由電氣系統(tǒng)控制，可實(shí)現(xiàn)多級(jí)氣缸12的多級(jí)活塞桿自由伸縮。
[0012]所述超聲波測(cè)距儀AlO固定在升降小車3的平臺(tái)與齒條I輸出處的一側(cè)，連接件A2固定在沿齒條I的水平方向且固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)B18—側(cè)，反光片A5固定在連接件A2上；超聲波測(cè)距儀AlO通過與反光片A5之間的信息反饋可實(shí)現(xiàn)對(duì)齒條I的伸出長(zhǎng)度測(cè)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(cè)距儀B20安裝在多級(jí)氣缸12與連接件D21的一側(cè)，反光片B17固定在沿多級(jí)氣缸12伸縮方向的連接件C13上，通過超聲波測(cè)距儀B20以獲得微攝像頭B15沿多級(jí)氣缸12伸縮方向的長(zhǎng)度信息。
[0014]所述電氣控制多級(jí)氣缸為PLC控制。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)異效果。
[0016]1、本發(fā)明所述的多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作實(shí)用方便，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。
[0017]2、本發(fā)明所述的多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)設(shè)備的軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)由電機(jī)減速器和齒輪齒條組成，選擇齒輪齒條的最大的優(yōu)點(diǎn)是在完成既定任務(wù)的前提下最大的節(jié)約了成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)設(shè)備的主視圖。
[0019]圖2是多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)設(shè)備的俯視圖。
[0020]圖3是多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)設(shè)備的局部視圖。
[0021]圖4是多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)設(shè)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(dǎo)軌，8、小齒輪，9、嚙合齒輪，10、超聲波測(cè)距儀A，11、驅(qū)動(dòng)電機(jī)A，12、多級(jí)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(qū)動(dòng)電機(jī)B，19、連接件B，20、超聲波測(cè)距儀B，21、連接件D。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明怍進(jìn)一步描述。
[0024]如圖1-3所示，一種多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)裝置，該裝置包括機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制攝像系統(tǒng)。
[0025]該裝置的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)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(qū)動(dòng)電機(jī)All、驅(qū)動(dòng)電機(jī)B18、導(dǎo)軌7、嚙合齒輪9。
[0026]電氣控制攝像系統(tǒng)包括多級(jí)氣缸12、超聲波測(cè)距儀A10、超聲波測(cè)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(qū)動(dòng)電機(jī)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(dǎo)軌7直線滑動(dòng)，齒條I的一端固定有驅(qū)動(dòng)電機(jī)B18 ;所述機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制攝像系統(tǒng)均固定在升降小車3的平臺(tái)上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)B18通過連接件D21與多級(jí)氣缸12相連。
[0028]在升降小車3的平臺(tái)上設(shè)置有鎖緊齒輪14，鎖緊齒輪14與齒條I嚙合，當(dāng)不需要檢測(cè)或者檢測(cè)位置需固定的時(shí)候，緊固鎖緊齒輪14，鎖緊齒輪14與齒條I鎖死，以防止滑動(dòng)。
[0029]所述連接件D21與驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(qū)動(dòng)電機(jī)B18自由轉(zhuǎn)動(dòng)；連接件C13固定在多級(jí)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(jí)氣缸12沿軸向伸縮；所述微攝像頭B15有兩個(gè)拍攝鏡頭，兩個(gè)拍攝鏡頭為180°水平對(duì)稱布直；所述多級(jí)氣缸12由電氣系統(tǒng)控制，可實(shí)現(xiàn)多級(jí)氣缸12的多級(jí)活塞桿自由伸縮。
[0030]所述超聲波測(cè)距儀AlO固定在升降小車3的平臺(tái)與齒條I輸出處的一側(cè)，連接件A2固定在沿齒條I的水平方向且固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)B18—側(cè)，反光片A5固定在連接件A2上；超聲波測(cè)距儀AlO通過與反光片A5之間的信息反饋可實(shí)現(xiàn)對(duì)齒條I的伸出長(zhǎng)度測(cè)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(cè)距儀B20安裝在多級(jí)氣缸12與連接件D21的一側(cè)，反光片B17固定在沿多級(jí)氣缸12伸縮方向的連接件C13上，通過超聲波測(cè)距儀B20以獲得微攝像頭B15沿多級(jí)氣缸12伸縮方向的長(zhǎng)度信息。
[0032]所述電氣控制多級(jí)氣缸為PLC控制。
[0033]如圖4所示，當(dāng)需要拍攝試件內(nèi)壁圖像的時(shí)候，首先控制升降小車3將其平臺(tái)調(diào)節(jié)至待檢測(cè)處，齒條I可沿試件的通孔水平移動(dòng)；當(dāng)需要拍攝A面時(shí)候，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)All，齒條I伸入試件的通孔內(nèi)，通過超聲波測(cè)距儀AlO讀取相關(guān)信息，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)Al I的啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)齒條I的長(zhǎng)度控制，接下來啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)B18，從而實(shí)現(xiàn)微攝像頭A16的周向旋轉(zhuǎn)，從而完成拍攝試件A面的圖像。
[0034]當(dāng)需要拍攝B、C面的圖像信息時(shí)候，控制齒條I將多級(jí)氣缸12對(duì)準(zhǔn)B、C面內(nèi)孔的中心位置；通過電氣控制系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)多級(jí)氣缸12的多級(jí)活塞桿做伸縮，通過超聲波測(cè)距儀B20實(shí)現(xiàn)對(duì)其伸縮長(zhǎng)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(gè)對(duì)試件信息的采集。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)裝置，其特征在于:該裝置包括機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制攝像系統(tǒng)； 該裝置的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)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(qū)動(dòng)電機(jī)八(11)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)8(18)、導(dǎo)軌(7)、哨合齒輪(9)； 電氣控制攝像系統(tǒng)包括多級(jí)氣缸(12)、超聲波測(cè)距儀八(10)、超聲波測(cè)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(qū)動(dòng)電機(jī)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(dǎo)軌(7)直線滑動(dòng)，齒條(1)的一端固定有驅(qū)動(dòng)電機(jī)8(18)；所述機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制攝像系統(tǒng)均固定在升降小車(3)的平臺(tái)上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)8 (18)通過連接件0(21)與多級(jí)氣缸(12)相連； 所述連接件0(21)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(qū)動(dòng)電機(jī)8 (18)自由轉(zhuǎn)動(dòng)；連接件0(13)固定在多級(jí)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(jí)氣缸(12)沿軸向伸縮；所述微攝像頭8(15)有兩個(gè)拍攝鏡頭，兩個(gè)拍攝鏡頭為180。水平對(duì)稱布置；所述多級(jí)氣缸(12)由電氣系統(tǒng)控制； 所述超聲波測(cè)距儀八(10)固定在升降小車(3)的平臺(tái)與齒條(1)輸出處的一側(cè)，連接件八(2)固定在沿齒條(1)的水平方向且固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)8(18) —側(cè)，反光片八(5)固定在連接件八⑵上； 所述超聲波測(cè)距儀8(20)安裝在多級(jí)氣缸(12)與連接件0(21)的一側(cè)，反光片8(17)固定在沿多級(jí)氣缸(12)伸縮方向的連接件(:(13)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)裝置，其特征在于:所述電氣控制多級(jí)氣缸為控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)裝置，其特征在于:在升降小車(3)的平臺(tái)上設(shè)置有鎖緊齒輪(14),鎖緊齒輪(14)與齒條(1)嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能內(nèi)壁表面無損檢測(cè)裝置，其特征在于:當(dāng)需要拍攝試件內(nèi)壁圖像的時(shí)候，首先控制升降小車⑶將其平臺(tái)調(diào)節(jié)至待檢測(cè)處，齒條⑴可沿試件的通孔水平移動(dòng)；當(dāng)需要拍攝八面時(shí)候，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)八(11)，齒條1伸入試件的通孔內(nèi)，通過超聲波測(cè)距儀4(10)讀取相關(guān)信息，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)4(11)的啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)齒條⑴的長(zhǎng)度控制，接下來啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)8 (18)，從而實(shí)現(xiàn)微攝像頭八(16)的周向旋轉(zhuǎn)，從而完成拍攝試件八面的圖像； 當(dāng)需要拍攝8、0面的圖像信息時(shí)候，控制齒條(1)將多級(jí)氣缸(12)對(duì)準(zhǔn)8、0面內(nèi)孔的中心位置；通過電氣控制系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)多級(jí)氣缸(12)的多級(jí)活塞桿做伸縮，通過超聲波測(cè)距儀8(20)實(shí)現(xiàn)對(duì)其伸縮長(zhǎng)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(gè)對(duì)試件信息的采集。
【文檔編號(hào)】G01N21/88GK104374779SQ201410514851
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】范晉偉, 劉益嘉, 周中源, 陳玲, 伊?xí)札? 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)