一种具有探伤功能的质检机器人

文档序号:1825462 发布日期:2021-11-12 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 一种具有探伤功能的质检机器人 (Quality inspection robot with flaw detection function ) 是由 王勇 荣根益 尚宇新 孙栾 于 2021-07-05 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种具有探伤功能的质检机器人,属于自动化技术领域,该具有探伤功能的质检机器人,包括第二安装组件、位移机构和定位组件,位移机构对称设于第二安装组件的两侧,位移机构设有行星轮组件、升降组件和电磁铁组件,设于单个星轮外侧的升降机构控制电磁铁组件升降,电磁铁组件吸附在金属工件表面使行星轮组件围绕其星轮旋转,定位组件套接于第二安装组件外侧且外设镜头组用于观察工件表面,定位组件弹性接触于光滑表面。该具有探伤功能的质检机器人用于对已安装好的大型工件进行检查裂痕和工件内部之间的安装状况,无需拆卸,通过电磁铁组件吸附于金属工件表面,用以检测不同安装角度的工件,实现在工件背面的行走。(The invention relates to a quality inspection robot with a flaw detection function, which belongs to the technical field of automation and comprises a second mounting assembly, a displacement mechanism and a positioning assembly, wherein the displacement mechanism is symmetrically arranged at two sides of the second mounting assembly, the displacement mechanism is provided with a planet wheel assembly, a lifting assembly and an electromagnet assembly, the lifting mechanism arranged at the outer side of a single star wheel controls the electromagnet assembly to lift, the electromagnet assembly is adsorbed on the surface of a metal workpiece to enable the planet wheel assembly to rotate around the star wheel, the positioning assembly is sleeved at the outer side of the second mounting assembly, an external lens group is used for observing the surface of the workpiece, and the positioning assembly is elastically contacted with a smooth surface. The quality inspection robot with the flaw detection function is used for inspecting the installation condition between a crack and the inside of a workpiece on the installed large workpiece, does not need to be disassembled, is adsorbed on the surface of a metal workpiece through an electromagnet assembly, is used for detecting workpieces with different installation angles, and realizes walking on the back of the workpiece.)

一种具有探伤功能的质检机器人

技术领域

本发明涉及一种具有探伤功能的质检机器人,属于自动化技术领域。

背景技术

一些大型机械在长时间的工作中,一些表面光滑平整的大型金属工件可能会出现裂痕,或者磨损超过预期,此类工件之间的装配情况在长时间的运行后也需要工程师及时检验查看,日常质检过程中,参考其本身的设计和规格,一旦拆卸检验其磨损程度或者是否有裂隙,工作量复杂,同时本身安装时的配合问题无法查看。

发明内容

本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题,提供种基于视觉的喷涂机器人及喷涂方。在不拆卸原工件安装的状态下,对大型金属工件的表面进行探伤检测,同时工件之间的装配装往往在深处,通常较难以查看,通过该微型探伤机器人行进至工件装配处,观察工件之间的安装状态。

本发明采用以下技术方案来实现:一种具有探伤功能的质检机器人,包括:

第二安装组件,内部安装动力源为机器人提供行进的动力,所述第二安装组件内设有输出轴和定位轴;

两组位移机构,对称设于所述第二安装组件的两侧且同步运行,所述位移机构还设有行星轮组件、升降组件和电磁铁组件,单个所述行星轮组件设于所述第二安装组件一侧且交替以其内部的两个星轮为圆心旋转,从而控制机器人步进,单次步进数值即为两个星轮的中心距的数值,设于单个星轮外侧的所述升降机构控制所述电磁铁组件升降,用以吸附工件的表面使所述行星轮组件围绕其星轮旋转。

通过采用上述技术方案,两组位移机构同步运行,用于控制机器人行进过程中的稳定,行星轮组件交替以其内部的两个星轮为圆心旋转,第二安装组件翻滚式行进,即在机器人行进过程中,始终保持一组电磁铁组件通电且吸附于工件表面,在输出轴使得太阳轮继续旋转的情况下,太阳轮围绕静止的星轮旋转,从而实现机器人步进。

定位组件,套接于所述第二安装组件外侧且外设镜头组用于观察工件表面。

在进一步的实施例中,其中一个所述行星轮组件包括:

太阳轮,连接于所述输出轴,为所述行星轮组件的动力轮;

外圈轮,连接于所述定位轴且与所述太阳轮的圆心重合,所述第二安装组件通过所述输出轴和所述定位轴固定所述太阳轮与外圈轮的相对空间位置,使所述外圈轮与所述第二安装组件同步旋转;

两个星轮,分别设于所述太阳轮两侧,同时啮合于所述太阳轮和所述外圈轮,两个所述星轮的直径为所述太阳轮的二分之一,使所述星轮的一个转动周期为所述太阳轮的一个半圈,且两个所述星轮和所述太阳轮三者圆心处于同一直线上。

通过采用上述技术方案,运动过程中,通过暂时固定其中一个星轮静止,动力源始终为太阳轮提供动力,即可以实现该行星轮组件以该静止的星轮为圆心旋转,以此为基础,通过电磁铁组件的通断电来实现机器人的步进。

在进一步的实施例中,所述行星轮组件还设有第一安装组件用于控制所述行星轮组件的内部齿轮之间的空间关系,分别沿着两个所述星轮的旋转中心外侧固定安装的两个第一安装件,两端分别连接于两个所述第一安装件的连杆,且所述第一安装件与所述连杆为旋转连接,用于辅助两个所述星轮围绕所述太阳旋转,防止卡死,一端旋转设于所述第一安装件的第二连杆,所述第二连杆的另一端设有滚轮,用于在所述外圈轮上的轨道滑动,使所述星轮在所述外圈轮内运动,且所述外圈轮两侧均设有轨道。

通过采用上述技术方案,星轮旋转绕太阳轮旋转半周,星轮完成一个旋转周期,两个星轮设于太阳轮两边且与太阳轮圆心处于同一直线上,即两个星轮围绕是是太阳轮旋转,三者的圆心在运动中始终处于同一直线。

在进一步的实施例中,所述第一安装件上设有升降组件,用于在所述星轮围绕太阳轮转动时,所述升降组件控制所述电磁铁组件升降,使所述星轮旋转至预定位置,所述升降组件垂直工件表面,所述升降组件控制所述电磁铁组件抵至工件表面,控制所述电磁铁通电,所述电磁铁吸附工件表面,另一个所述星轮围绕所述太阳轮旋转时,所述升降组件控制所述电磁铁组件往该所述星轮旋转中心行进,使所述电磁铁组件的末端远离另一个所述星轮上的所述第一安装件,防止所述电磁铁组件旋转时与另一个所述星轮上的所述第一安装件卡死。

通过采用上述技术方案,防止星轮在旋转过程中,电磁铁组件旋转时与另一个星轮上的第一安装件卡死卡死,同时两个星轮围绕太阳轮旋转且减少旋转时的摩擦力,为固定两个星轮的位置,通过第二连杆的一端设有滚轮,用于卡在外圈轮上的轨道滑动,从而使星轮在外圈轮内运动。

在进一步的实施例中,所述第二安装组件包括:

外壳,两对立侧面为弧形面,套接在圆形连接件中,所述圆形连接件辅助所述外壳在所述定位组件中旋转,所述外壳贯穿三个平行于弧形面的通孔;

输出轴,穿过所述外壳的中间通孔,通过齿轮传动连接动力源,相对于所述外壳中自由旋转;

两个定位轴,分别穿过所述外壳的其余两个通孔且平行于所输出轴,所述定位轴的两端分别连接两个所述外圈轮,用于同步两组所述位移机构的行进。

通过采用上述技术方案,两个行星轮组件运动即可同步,输出轴带动两端的太阳轮旋转,太阳轮带动各自啮合的星轮同步旋转,外圈轮随之同步旋转,此时两个行星轮组件同步。

在进一步的实施例中,所述定位机构包括:

空心圆柱,套接于所述外壳的外侧,使所述外壳与所述空心圆柱形成圆柱曲面,用于随着机器人行进时滚动;

轴承,套接于所述空心圆柱外侧,且通过轴承使空心圆柱相对所述定位块自由转动,使所述第二安装组件在所述定位块中自由转动;

两个横轴,沿所述轴承的圆心对称设于所述轴承的侧面;

两个支撑脚,为弹性件设于所述横轴上且在工件表面滑动,与所述电磁铁组件吸附工件的光滑表面时形成稳定的面结构,其中一个支撑脚与所述横轴旋转连接,另一个所述支撑脚底部位置设有镜头组,所述镜头组在机器人行进时相对工件表面高度,可以观察工件表面情况。

通过采用上述技术方案,位移机构继续行进,在星轮完成一个旋转周期后,升降组件控制电磁铁组件抵至工件表面进行吸附,如此往复,实现机器人的步进。

在进一步的实施例中,所述轴承底部还设有旋转台,所述旋转台上还设有另一组所述升降组件和所述电磁铁组件,该设置用于调整机器人的行进方向。

通过采用上述技术方案,设置用于调整机器人的行进方向,在机器人需要偏转时,控制该升降组件使得电磁铁组件吸附于工件表面,断开其它电磁铁组件的电源,旋转机器人至预定角度,其它电磁铁组件再次吸附于工件表面,旋转台上的电磁组件断电,升降组件控制其上升至初始位置,从而完成对机器人的转向。

本发明的有益效果:用于对已安装的大型金属工件进行检查裂痕和工件内部之间的安装状况,无需拆卸;通过电磁铁组件吸附于工件表面,可以检测不同安装角度的工件,甚至实现在工件的背面的行走。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的移动机构局部结构示意图。

图3是本发明的第一安装组件结构示意图。

图4是本发明的第一安装组件的局部结构示意图。

图5是本发明的定位机构结构示意图。

附图标记:位移机构1、行星轮组件11、星轮112、太阳轮113、外圈轮114、第一安装组件12、第一安装件121、第一连杆122、第二连杆123、滚轮124、轨道125、升降组件13、电磁铁组件14、第二安装组件15、定位轴151、输出轴152、外壳153、定位机构2、空心圆柱21、轴承22、支撑脚23、旋转台24、横轴25、镜头组3。

具体实施方式

在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施;在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。大型机械中需要对其零部件进行日程的检修,对于一些需要检测表面裂痕的金属工件,安装拆卸较为麻烦,同时在其装配时的情况也无法检测,在不拆卸原工件安装的状态下,对大型工件的表面进行探伤检测,同时工件之间的装配装往往在内部处,观察空间较小难以查看,如果进行拆卸,可能破坏其工作时的装配情况,得出不准确的结论,为此可以通过该探伤机器人爬行至工件内部直至装配处,观察工件之间的安装状态。

其中该机器人整体装置配件均为小型或微型配件,为低速运动,在现有的高强材料技术支撑下,可以实现较小体积的材料在其自身的高强刚性条件下,支撑足够质量的组合装备。

在进一步的实施例中,第二安装组件15内部安装动力源,动力源通过齿轮传动传递动力至输出轴152,定位轴151连接第二安装组件15的外壳153和外圈轮114,即外圈轮114的翻转路径和第二安装组件15同步,两组位移机构1对称设于第二安装组件15的两侧且同步运行,用于控制机器人行进过程中的稳定,两组位移机构1分别连接输出轴152和定位轴151的两端,位移机构1设有行星轮组件11、升降组件13和电磁铁组件14一组电磁铁组件14吸附于工件表面,其中两个行星组件中的星轮112位置调整至同步,单个行星轮组件11设于第二安装组件15一侧且交替绕其以其内部的两个星轮112为圆心旋转,使第二安装组件15翻滚式行进,即在机器人行进过程中,始终保持一组电磁铁组件14通电且吸附于工件表面,在输出轴152使得太阳轮113继续旋转的情况下,太阳轮113围绕静止的星轮112旋转,从而实现机器人步进,单次步进数值即为两个星轮112的中心距的数值,即在一组电磁铁组件14旋转至垂直工件的光滑表面时,升降组件13控制电磁铁组件14抵至工件表面,吸附于工件表面,此时连接该电磁铁组件14的星轮112保持静止,行星轮组件11在太阳轮113仍有动力的情况下,太阳轮113沿着该星轮112旋转,另一个星轮112和外圈轮114随之旋转,位于两个星轮112上的另一组星轮112上的电磁铁组件14断电离开工件表面,升降组件13使得该组电磁铁组件14朝着该星轮112的旋转中心处移动,防止该组电磁铁组件14旋转时,与另一个星轮112上的安装部件卡死,定位组件套接于第二安装组件15外侧,定位组件不随着第二安装组件15的旋转而旋转,定位组件始终保持平衡状态,且在其前进方向的一个支撑脚23处设镜头组3,用于观察工件表面,该定位组件的沿着机器人前进方向前后设置两个支撑脚23,与吸附在工件表面的电磁铁组件14形成面结构,对应工件表面,辅助机器人在工件光滑表面上行进。

进一步的,动力源输出动力最终至太阳轮113,即电机连接减速器进行减速,控制输出速度,减速器通过齿轮传动带动输出轴152转动,输出轴152带动太阳轮113转动,本结构设计中,电机固定设置在外壳153内,外壳153与外圈轮114同步转动,输出轴152与外壳153之间自由转动,存在电机随着外壳153一起转动,即运动过程中,通过暂时固定其中一个星轮112静止,动力源始终为太阳轮113提供动力,即可以实现该行星轮组件11以该静止的星轮112为圆心旋转,以此为基础,通过电磁铁组件14的通断电来实现机器人的步进。

基于上述机构,存在星轮112的运行轨迹如何控制使得两组星轮112交替通过升降组件13控制电磁铁组件14吸附在工件表面的问题,因此为了解决这个问题,在进一步的实施例中,行星轮组件11中的太阳轮113连接于输出轴152,太阳轮113为行星轮组件11的动力轮,外圈轮114与太阳轮113圆心重合,通过两根定位轴151连接第二安装组件15的外壳153,即第二安装组件15通过定位轴151固定太阳轮113与外圈轮114的相对空间位置,第二安装组件15通过输出轴152使得太阳轮113为动力轮带动整个行星轮组件11旋转,两个星轮112设于太阳轮113和外圈轮114之间,同时啮合于太阳轮113和外圈轮114,且两个星轮112的直径为太阳轮113的二分之一,即星轮112旋转绕太阳轮113旋转半周,星轮112完成一个旋转周期,两个星轮112设于太阳轮113两边且与太阳轮113圆心处于同一直线上,即两个星轮112围绕是是太阳轮113旋转,三者的圆心在运动中始终处于同一直线。

基于上述机构,存在星轮112卡死或者摩擦力较大难以围绕太阳轮113旋转的情况,从而导致太阳轮113需要更大的动力或者太阳轮113无法转动,引起动力源发热损坏,因此为了解决这个问题,在进一步的实施例中,设置第一安装组件12,利用两个第一安装件12分别固定安装在单个行星轮组件11中的两个星轮112旋转中心处,用于安装升降组件13,同时两个第一安装组件12之间设有第一连杆122,第一连杆122两端套接在两个第一安装件12上,控制两个星轮112之间的距离,使两个星轮112围绕太阳轮113旋转且减少旋转时的摩擦力,为固定两个星轮112的位置,通过第二连杆123的一端设有滚轮124,用于卡在外圈轮114上的轨道125滑动,从而使星轮112在外圈轮114内运动。

基于上述机构,存在两个行星轮组件11难以同步运动,从而导致每组电磁铁组件14不能同步吸附工件表面,导致机器人行走不稳定,因此为了解决这个问题,在进一步的实施例中,设置有第二安装组件15连接两个行星轮组件11,其中第二安装组件15的外壳153两对立侧面为弧形面且套接在圆形连接件中,辅助第二安装组件15在定位组件中旋转,外壳153贯穿三个平行于弧形面的通孔,中间通孔安装输出轴152,两侧通孔安装定位轴151,输出轴152和定位轴151均可以外壳153中自由旋转,定位轴151两端连接于两个行星轮组件11的外圈轮114上,即两个外圈轮114的滚动路径与外壳153的滚动路径一致,控制两个星轮112啮合于外圈轮114的初始位置一致,此时两个行星轮组件11运动即可同步,输出轴152带动两端的太阳轮113旋转,太阳轮113带动各自啮合的星轮112同步旋转,外圈轮114随之同步旋转,此时两个行星轮组件11同步。

基于上述机构,存在星轮112围绕太阳旋转时,如果不用升降组件13而直接安装电磁铁组件14时,电磁铁组件14随着星轮112旋转时易卡住另一个星轮112上的第一安装件12,从而导致行星轮组件11锁死,因此为了解决这个问题,在进一步的实施例中,采用升降组件13进行升降,在一组电磁铁组件14吸附工件表面时,另一组电磁铁组件14进行旋转时,控制该电磁铁组件14的末端远离另一个第一安装件12,使得位移机构1继续行进,在星轮112完成一个旋转周期后,升降组件13控制电磁铁组件14抵至工件表面进行吸附,如此往复,实现机器人的行进。

基于上述机构,存在星轮112组件的运动方式为交替沿着两和星轮112的圆心旋转180度,即第二安装组件15在机器人实际行进中为翻滚状态,镜头组3设置在第二安装组件15上时,镜头组3处于不稳定状态,从而导致观察不方便,因此为了解决这个问题,在进一步的实施例中,使用定位机构2控制镜头组3相对工件表面处于直线运动状态,空心圆柱21套接于外壳153的外侧,使外壳153与空心圆柱21形成圆柱曲面,空心圆柱21外侧套接轴承22,轴承22在机器人行进过程中为相对于工件表面的垂直线上上下运动,在轴承22两侧的横轴25上分别设置一个弹性支撑脚23,支撑脚23在工件表面滑动,在机器人前进方向上的支撑脚23的下半部相对静止位置设置镜头组3,即可控制镜头组3直线运动,另一个支撑脚23旋转安装在另一个横轴25上,为防止机器人在行进过程中卡死,轴承22底部还设有旋转台24,旋转台24上还设有另一组升降组件13和电磁铁组件14,该设置用于调整机器人的行进方向,在机器人需要偏转时,控制该升降组件13使得电磁铁组件14吸附于工件表面,断开其它电磁铁组件14的电源,旋转机器人至预定角度,其它电磁铁组件14再次吸附于工件表面,旋转台24上的电磁组件断电,升降组件13控制其上升至初始位置,从而完成对机器人的转向。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换,这些等同变换均属于本发明的保护范围。

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