阅读说明：本技术 一种汽车轮毂实时在线的无损检测装置 (Real-time online nondestructive test device for automobile hub ) 是由 张建寰 张秋婷 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：一种汽车轮毂实时在线的无损检测装置,涉及汽车轮毂检测。固定座、光学系统、柱面透镜、激发超声波的激光器、接收超声的波激光器固定在光学实验平台上,电机设在固定座的左端“L”型结构上,固定座右端部分的中心设有通孔,电机的转轴穿过通孔；转轴的右端固定连接有转盘,转盘上设有若干个圆形的定位柱,柱面镜和激发超声波的激光器于一轴上依次排列,柱面镜的固定位置在固定的待测轮毂的外径所在范围内；光学系统与接收超声波的激光器在另一轴线上依次排列,光学系统位于待检测轮毂右侧且与柱面镜并排放置,接收超声波的激光器与数据处理系统连接。将待检测轮毂固定在转盘上,转动一周即可完成对轮毂360度无损探伤检测,检测结果准确。(A real-time online nondestructive testing device for automobile hubs relates to automobile hub testing. The device comprises a fixed seat, an optical system, a cylindrical lens, a laser for exciting ultrasonic waves and a laser for receiving ultrasonic waves, wherein the fixed seat, the optical system, the cylindrical lens, the laser for exciting the ultrasonic waves and the laser for receiving the ultrasonic waves are fixed on an optical experiment platform; the right end of the rotating shaft is fixedly connected with a rotating disc, a plurality of round positioning columns are arranged on the rotating disc, a cylindrical mirror and a laser for exciting ultrasonic waves are sequentially arranged on a shaft, and the fixing position of the cylindrical mirror is in the range of the outer diameter of the fixed hub to be tested; the optical system and the laser for receiving the ultrasonic waves are sequentially arranged on the other axis, the optical system is positioned on the right side of the hub to be detected and is arranged side by side with the cylindrical mirror, and the laser for receiving the ultrasonic waves is connected with the data processing system. The hub to be detected is fixed on the turntable, 360-degree nondestructive inspection of the hub can be completed by rotating for one circle, and the detection result is accurate.)

一种汽车轮毂实时在线的无损检测装置

技术领域

本发明涉及汽车轮毂检测领域，具体是涉及一种汽车轮毂实时在线的无损检测装置。

背景技术

中国是人口大国，随着近几年中国经济的飞速发展，中国汽车销量逐步提升。2010年中国的汽车年销量为1800多万辆，2011年为1850万辆，截止2014年，中国的汽车年销量突破2100万辆。铝合金车轮毂由于重量轻、造型美观、散热性能好，增加轮胎的使用寿命的优点，在轿车领域得到广泛的运用。汽车的销售量上升，促使汽车轮毂的使用率上升。铝合金车轮毂的制造工艺为低压铸造法、锻造法、冲击成型等，与原先的钢车轮毂相比，铝合金车轮毂的硬度低韧性差，在车辆行驶过程中，铝合金车轮毂容易磕伤产生裂纹，在车轮高速行驶状态下，极易引发车轮毂破碎，严重影响驾驶员的生命安全。因此，对汽车轮毂进行实时的在线无损检测具有非常重要的意义。

目前，对轮毂的无损检测主要通过机器视觉的方法来完成的，在特定的位置设置光源，特点光源发出的光经过一定角度投射至轮毂表面，光学系统摄取图像到相机后经过图像采集卡做信号转换，图像处理系统做图像处理，经过一系列操作，分析图像的灰度、颜色、纹理等信号，就而言确定轮毂表面的损伤情况。

但是采用这种方式只能检测轮毂的表面损伤，不能探测轮毂内部的损伤情况，检测内容不够全面，而且对光的投射角度要求较高，操作不便。

中国专利CN201821516967.5公开一种在线轮毂检测装置，包括无损检测用的铅房、将轮毂送入铅房的进料耳房、承接从铅房导出的轮毂的出料耳房、动力滚筒线及顶料气缸，动力滚筒线五设置于进料耳房入口处，以将轮毂送入进料耳房；动力滚筒线一设置于出料耳房出口处，以将轮毂导出出料耳房；动力滚筒线二、动力滚筒线三及动力滚筒线四依次设置于呈U字形，且动力滚筒线二邻接于动力滚筒线一的侧面，动力滚筒线四邻接于动力滚筒线五的侧面，使得动力滚筒线形成滚筒环线；顶料气缸设置于动力滚筒线一的侧面，且顶料气缸正对于动力滚筒线二，以将动力滚筒线一上的轮毂顶推至动力滚筒线二上。通过组件滚筒环线，完成环形循环，便于重复检测。

发明内容

本发明的目的在于提供可实现对汽车轮毂内外的全方位无损检测的一种汽车轮毂的实时在线无损检测装置。

本发明包括光学实验平台、固定座、电机、转轴、转盘、光学系统、柱面透镜、激发超声波的激光器、接收超声的波激光器和数据处理系统；

所述固定座、光学系统、柱面透镜、激发超声波的激光器、接收超声的波激光器固定在光学实验平台上，所述固定座的左端为“L”型结构，右端部分的中心设有通孔，所述电机设在固定座的左端“L”型结构上且电机的转轴穿过所述通孔；所述转轴的右端固定连接有转盘，转盘上设有若干个圆形的定位柱，所述定位柱用于将待检测的汽车轮毂固定在转盘上以便于检测；所述柱面镜和激发超声波的激光器于一轴上依次排列，柱面镜位于激发超声波的激光器水平左侧，且柱面镜的固定位置在固定的待测车的汽车轮毂的外径所在范围内；所述光学系统与接收超声波的激光器在另一轴线上依次排列，所述光学系统位于待检测的汽车轮毂的右侧且与所述柱面镜并排放置，所述接收超声波的激光器与所述数据处理系统连接，所述数据处理系统用于处理接收到的数据，得出汽车轮毂的损伤状况。

所述定位柱可设有至少3个；所述定位柱的数量和直径与待检测的汽车轮毂螺纹安装孔的数量和直径可相同，定位柱的长度与汽车轮毂的宽度可相等。

所述转盘和待检测的汽车轮毂中间还可设有橡胶圈，橡胶圈用于减少转盘和汽车轮毂的接触面积，避免因转盘转动对轮毂背端造成不必要的磨损，同时，橡胶圈可增强摩擦力，进一步加强对轮毂的固定作用；橡胶圈的直径可与轮毂外径相等。

所述接收超声波的激光器的高度略低于所述激发超声波的激光器且固定在待测的汽车轮毂的外径范围内。

所述数据处理系统可包括光电转换器、放大器、示波器以及计算机；接收超声波的激光器发出的激光束被汽车轮毂表面反射后携带超声信号，所述光电转换器将反射回的光信号转化为电信号传递至放大器进行信号放大，放大后的信号在示波器上显示，示波器通过串口与计算机连接并将数据传递至计算机处，计算机采用matlab进行傅里叶变换、滤波等数据处理后，通过分析波形频域的幅值特点得出汽车轮毂的损伤状况。

以下给出本发明的工作原理：

首先，将待测的汽车轮毂放置在转盘上，利用定位柱对轮毂进行定位。启动电机，电机带动转盘转动，从而使转盘带动固定好的汽车轮毂转动，同时启动激发超声波的激光器，激发超声波的激光器打出的激光通过柱面镜(柱面透镜)将点光源转变为线光源打到汽车轮毂表面产生超声波，此部分为产生超声波的子系统。再开启接收超声波的激光器，该接收超声波的激光器也将激光束打到轮毂表面，接收超声波的激光器发出的光束与车轮毂产生的超声波反射波相互作用。接收超声波发出的激光束被车轮毂表面反射后携带超声信号，数据处理系统接收到该超声信号，并对超声信号进行分析处理即可完成对汽车轮毂内外损伤情况的检测。

与现有的技术相比，本发明的优点是：通过激发超声波的激光器将激光束直接打到汽车轮毂表面产生超声波，超声波可以在固体中传播，达到检测汽车轮毂内外的损伤情况。在产生超声波的子系统中，激发超声波的激光器的点光源通过柱面透镜形成线光源，该线光源的线长与汽车轮毂的半径相同。通过设置旋转的转盘，将待检测轮毂固定在转盘上，转盘带动轮毂转动一周，即可完成对轮毂360度的无损探伤检测，检测结果准确。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图中各标记包括：固定座1、电机2、转轴3、转盘4、橡胶圈5、汽车轮毂6、定位柱7、光学系统8、柱面镜9、激发超声波的激光器10、数据处理系统11、接收超声波的激光器12、光学实验平台13。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明实施例包括光学实验平台13、固定座1、电机2、转盘4，所述固定座1固定在光学实验平台13上，所述固定座1的左端“L”型结构上设有电机2，所述固定座1右端部分的中心设有通孔，所述电机2的转轴3穿过所述通孔。所述转轴3的右端固定连接有转盘4，所述转盘4上设有多个圆形的定位柱7，所述定位柱7的数量和直径与待检测的汽车轮毂6的螺纹安装孔的数量和直径相同。所述转盘4的右端面上还设有一个圆形的橡胶圈5。橡胶圈5的直径与待检测的汽车轮毂6的外径相等，橡胶圈5放置于所述转盘4和所述汽车轮毂6的中间，减少转盘4和汽车轮毂6的接触面积，避免因转盘转动对汽车轮毂背端造成不必要的磨损，同时，橡胶材料的橡胶圈5与汽车轮毂6之间直接接触，摩擦力增大，进一步固定汽车轮毂6，方便后续的检测。所述光学实验平台13上还固定有激发超声波的激光器10，所述激发超声波的激光器10水平左侧还设有柱面镜9，所述柱面透镜设于转盘和激发超声波的激光器的中间位置；所述柱面镜9的固定位置在固定的待测汽车轮毂6的外径所在范围内，所述柱面镜9与激发超声波的激光器10在同一轴上依次排列，柱面镜9将激发超声波的激光器10出射的点光源转变为线光源打在待检测的汽车轮毂6上，通过热弹作用在车轮毂上激发超声波。所述光学实验平台13上还固定有光学系统8，所述光学系统8位于待检测的汽车轮毂6的右侧且与所述柱面镜9并排放置，所述光学系统8的水平右侧还固定有接收超声波的激光器12，所述光学系统8与接收超声波的激光器12在同一轴线上依次排列，所述光学实验平台13还设有数据处理系统11，所述接收超声波的激光器12与所述数据处理系统11连接。

所述数据处理系统11包括光电转换器、放大器、示波器以及计算机；所述光电转换器将光信号转化为电信号传递至放大器进行信号放大，放大后的信号在示波器上显示，示波器通过串口与计算机连接将数据传递至计算机处，用matlab进行傅里叶变换、滤波等数据处理，最后通过分析波形频域的幅值特点得出汽车轮毂的损伤状况。

本实施例操作时，将待检测的汽车轮毂6放置在转盘4上，用定位柱7***汽车轮毂6的螺纹安装孔对汽车轮毂6进行定位。开启电机2，转轴3带动转盘4转动，从而带动固定好的汽车轮毂6转动。启动激发超声波的激光器10，激光束通过柱面镜9将点光源变为线光源打到汽车轮毂6表面，使汽车轮毂6产生超声波，再启动接收超声波的激光器12，接收超声波的激光器12的激光束穿过光学系统8后直接打到汽车轮毂6的表面，该光束与汽车轮毂6产生的超声波反射波相互作用。接收超声波的激光器12打出的激光束被汽车轮毂6表面反射后携带超声信号，数据处理系统11的光电转换器将光信号转化为电信号传递至放大器进行信号放大在示波器上显示，示波器通过串口与计算机连接将数据传递至计算机处，经计算机数据处理，最后通过分析波形频域的幅值特点即可对汽车轮毂内外损伤情况的检测，转盘带动汽车轮毂转动一周，即可完成对汽车轮毂360度的无损探伤检测。