專利名稱：基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車輪輪輞、輪輻超聲波探傷系統(tǒng)的探頭定位、貼合裝置，更具體地說，涉及一種基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置。
背景技術(shù)：
車輪是動(dòng)車組、機(jī)車車輛走行部的關(guān)鍵部件，車輪的運(yùn)行狀態(tài)和質(zhì)量狀況直接關(guān)系到行車安全。高速鐵路和重載鐵路的發(fā)展對(duì)車輪的質(zhì)量提出了更高的要求，迫切需要對(duì)車輪進(jìn)行全面探傷。要實(shí)現(xiàn)輪輞輪輻的全面超聲探傷，需要在車輪輪輞、輪輻、輪轂等不同部位組合布置超聲波探頭。但是在不落輪的情況下車輪外露部分有限，而且車底下方有減速箱、剎車盤、撒沙管等障礙物的阻擋，組合探頭載體很難定位到耦合面上。尤其是需要兼容各型動(dòng)車組、機(jī)車車輛輪對(duì)探傷時(shí)，需要綜合考慮各型車的車底結(jié)構(gòu)和車底空間，探頭載體在耦合面的定位難度更大。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置， 以實(shí)現(xiàn)在不落輪的情況下保證探頭與車輪耦合面的快速、準(zhǔn)確貼合。本實(shí)用新型的目的是提供一種基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置，包括機(jī)械手；探頭載體，其上設(shè)置有探頭；承力桿，所述承力桿設(shè)置在所述機(jī)械手的力控法蘭和所述探頭載體之間，并將所述機(jī)械手的力矩傳遞給所述探頭載體；傳感器，包括位置傳感器和力反饋傳感器，所述位置傳感器設(shè)置在所述探頭載體上，感知所述探頭貼合度大小以及是否有外物遮擋；所述力反饋傳感器設(shè)置在機(jī)械手力控法蘭與承力桿之間，控制器，所述控制器預(yù)先存儲(chǔ)車型與所述機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)路徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)所述傳感器的反饋信號(hào)控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)路徑。優(yōu)選的，在上述基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置中，所述位置傳感器個(gè)數(shù)為兩個(gè)，分別設(shè)置在探頭載體的兩端。優(yōu)選的，在上述基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置中，所述控制器包括通信單元、處理單元、存儲(chǔ)單元和執(zhí)行單元，其中，所述通信單元用于接收所述傳感器反饋信號(hào)，并將發(fā)送至所述處理單元；存儲(chǔ)單元預(yù)先存儲(chǔ)車型與機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)路徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系；處理單元接收所述通信單元發(fā)送的電信號(hào)，并根據(jù)該電信號(hào)并結(jié)合所述存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)信息向相應(yīng)的執(zhí)行單元發(fā)出控制指令；執(zhí)行單元根據(jù)所述控制指令控制相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行。[0016]優(yōu)選的，在上述基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置中，所述控制器還包括輸入單元，所述輸入單元可根據(jù)不同車型設(shè)定機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)路徑，并發(fā)送至所述處理單元，經(jīng)所述處理單元處理后存儲(chǔ)至存儲(chǔ)單元。優(yōu)選的，在上述基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置中，所述機(jī)械手上設(shè)置有力反饋傳感器，所述機(jī)械手根據(jù)所述力反饋傳感器感知力矩大小調(diào)整施加給所述承力桿的力矩大小。從上述技術(shù)特征可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例中探頭定位裝置探頭定位過程中采用機(jī)械手、探頭載體、傳感器以及控制器?？刂破黝A(yù)先存儲(chǔ)不同動(dòng)車組及機(jī)車車輛車型，制定機(jī)械手不同的運(yùn)行路徑，位置傳感器感知探頭貼合情況后，控制器控制機(jī)械手快速準(zhǔn)確地將探頭載體送達(dá)待檢輪的耦合面，并保證探頭與耦合面緊密貼合、準(zhǔn)確定位。在運(yùn)行過程中，探頭載體上的位置傳感器能感知周圍的障礙物，并將該感知信號(hào)反饋給控制器，控制器控制機(jī)械手主動(dòng)避讓，當(dāng)探頭接近耦合面的時(shí)候，探頭載體上的位置傳感器能自動(dòng)感應(yīng)探頭與耦合面的相對(duì)位置。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例中采用上述探頭定位裝置，不僅能在不落輪的情況下保證探頭與車輪耦合面的準(zhǔn)確貼合，且在該探頭在定位過程采用機(jī)械手，機(jī)械手具有運(yùn)行靈活快速的特點(diǎn)，這也是一般設(shè)備所不能比擬的，機(jī)械手運(yùn)行時(shí)路徑一定，且無需人為進(jìn)行操作，降低了定位的難度。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供探頭載體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中控制器的一種結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中控制器的另一種結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件 (或工具)的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)(擺動(dòng))、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度。本實(shí)用新型實(shí)施例中通過采用機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)探頭的快速準(zhǔn)確定位，定位完好后才能保證探傷的效果。下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置，請參照圖1所示，包括機(jī)械手3、探頭載體1、傳感器、承力桿2和控制器6，其中，探頭載體1上設(shè)置有探頭4和感知探頭4貼合度大小以及是否有外物遮擋的位置傳感器，在本實(shí)用新型實(shí)施例中位置傳感器個(gè)數(shù)為兩個(gè)，如圖2所示，包括位置傳感器51和位置傳感器52，位置傳感器51和位置傳感器52分別設(shè)置在探頭載體1的兩端；承力桿2，設(shè)置在連接機(jī)械手3的力控法蘭和探頭載體1之間，并將機(jī)械手3的力矩傳遞給探頭載體1 ；控制器6預(yù)先存儲(chǔ)車型與所述機(jī)械手3的運(yùn)動(dòng)路徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)位置傳感器的反饋信號(hào)控制機(jī)械手3的運(yùn)動(dòng)路徑。由于不同車型其車輪直徑的大小不同，且底部空間也不同，因此，針對(duì)不同車型的車輪，特別是對(duì)于車輪直徑不同的車輪，其機(jī)械手3設(shè)置有不同的運(yùn)動(dòng)路徑。同時(shí)車型確定后，控制器6就會(huì)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手3按照存儲(chǔ)在控制器6中的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。另外，由于在探頭4定位過程中需要作用給車輪一定的力矩，為了控制機(jī)械手3通過承力桿2施加于探頭載體1力矩的大小，請參照圖1所示，機(jī)械手3上設(shè)置有力反饋傳感器7，機(jī)械手3根據(jù)所述力控傳感器7感知力矩大小調(diào)整施加給所述承力桿的力矩大小。 根據(jù)力矩反饋信號(hào)，來調(diào)節(jié)探頭與耦合面的貼合力度，從而保證探頭的耦合效果，定位完成后，探頭開始對(duì)車輪進(jìn)行探傷。因此，通過采用上述探頭定位裝置可以在不落輪的情況下保證探頭與車輪耦合面的準(zhǔn)確貼合，且在該過程中機(jī)械手3的運(yùn)行路徑一定，不需要人為進(jìn)行操作，降低了定位的難度。機(jī)械手3在控制器6的控制下帶動(dòng)探頭載體1從初始位沿著預(yù)先存儲(chǔ)的運(yùn)動(dòng)路徑運(yùn)動(dòng)。探頭載體1上的位置傳感器能感知周圍的障礙物，將該信號(hào)反饋給控制器6，控制器 6控制機(jī)械手主動(dòng)避讓，當(dāng)探頭4接近耦合面的時(shí)候，探頭載體1上的位置傳感器能自動(dòng)感應(yīng)探頭4與耦合面的相對(duì)位置，機(jī)械手3根據(jù)感應(yīng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。在上述探頭4定位過程中由于采用機(jī)械手，機(jī)械手具有靈活度高，且運(yùn)行速度快的優(yōu)點(diǎn)，因此本實(shí)用新型實(shí)施例中能夠快速的實(shí)現(xiàn)探頭4的定位。且由于在定位過程中控制器6中預(yù)先存儲(chǔ)有車型與機(jī)械手運(yùn)動(dòng)路徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此在不落輪的前提下只需將該裝置置于車下，機(jī)械手3就會(huì)按照預(yù)先設(shè)定的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行定位，解決了現(xiàn)有探頭定位技術(shù)的技術(shù)缺點(diǎn)。上述控制器6，請參照圖3所示，包括通信單元61、處理單元62、存儲(chǔ)單元63和執(zhí)行單元64，其中，通信單元61 用于接收傳感器反饋信號(hào)，并發(fā)送至處理單元62 ；存儲(chǔ)單元63 預(yù)先存儲(chǔ)車型與機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)路徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系；處理單元62 接收通信單元發(fā)送的電信號(hào)，并根據(jù)該電信號(hào)并結(jié)合存儲(chǔ)單元63存儲(chǔ)信息向相應(yīng)的執(zhí)行單元64發(fā)出控制指令；執(zhí)行單元64 根據(jù)控制指令控制相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行。另外，請參照圖4所示，當(dāng)出現(xiàn)存儲(chǔ)單元63中未存儲(chǔ)的車型時(shí)，使用者可以通過輸入單元65將新的車型信息輸入至存儲(chǔ)單元63中存儲(chǔ)。該輸入單元65可根據(jù)不同車型設(shè)定機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)路徑，并發(fā)送至處理單元，經(jīng)處理單元62處理后存儲(chǔ)至存儲(chǔ)單元63。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置，其特征在于，包括機(jī)械手；探頭載體，其上設(shè)置有探頭；承力桿，所述承力桿設(shè)置在所述機(jī)械手的力控法蘭和所述探頭載體之間，并將所述機(jī)械手的力矩傳遞給所述探頭載體；傳感器，包括位置傳感器和力反饋傳感器，所述位置傳感器設(shè)置在所述探頭載體上，感知所述探頭貼合度大小以及是否有外物遮擋；所述力反饋傳感器設(shè)置在機(jī)械手力控法蘭與承力桿之間，控制器，所述控制器預(yù)先存儲(chǔ)動(dòng)車組、機(jī)車車輛型號(hào)與所述機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)路徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)所述傳感器的反饋信號(hào)控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置，其特征在于，所述位置傳感器個(gè)數(shù)為兩個(gè)，分別設(shè)置在探頭載體的兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置，其特征在于，所述控制器包括通信單元、處理單元、存儲(chǔ)單元和執(zhí)行單元，其中，所述通信單元用于接收所述傳感器反饋信號(hào)，并將發(fā)送至所述處理單元；存儲(chǔ)單元預(yù)先存儲(chǔ)動(dòng)車組、機(jī)車車輛型號(hào)與機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)路徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系；處理單元接收所述通信單元發(fā)送的電信號(hào)，并根據(jù)該電信號(hào)并結(jié)合所述存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)信息向相應(yīng)的執(zhí)行單元發(fā)出控制指令；執(zhí)行單元根據(jù)所述控制指令控制相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置，其特征在于，所述控制器還包括輸入單元，所述輸入單元可根據(jù)不同車型設(shè)定機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)路徑，并發(fā)送至所述處理單元，經(jīng)所述處理單元處理后存儲(chǔ)至存儲(chǔ)單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置，其特征在于，所述機(jī)械手上設(shè)置有力反饋傳感器，所述機(jī)械手根據(jù)所述力反饋傳感器感知力矩大小調(diào)整施加給所述承力桿的力矩大小。
專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種基于機(jī)械手的輪輞輪輻探傷系統(tǒng)探頭定位裝置，包括機(jī)械手、探頭載體、傳感器以及控制器?？刂破鞲鶕?jù)傳感器的反饋信號(hào)控制機(jī)械手快速準(zhǔn)確地將探頭載體送達(dá)待檢輪的耦合面。在運(yùn)行過程中，探頭載體上的傳感器能感知周圍的障礙物，并將該感知信號(hào)反饋給控制器，控制器控制機(jī)械手主動(dòng)避讓，當(dāng)探頭接近耦合面的時(shí)候，探頭載體上的傳感器能自動(dòng)感應(yīng)探頭與耦合面是否貼合。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例中采用上述探頭定位裝置，能在不落輪的情況下保證探頭與車輪耦合面的準(zhǔn)確貼合。
文檔編號(hào)G01N29/26GK201974413SQ20112002636
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者張渝, 彭建平, 彭朝勇, 杜路全, 王澤勇, 王黎, 譚優(yōu), 趙全軻, 趙波, 高曉蓉, 黃煒 申請人:北京主導(dǎo)時(shí)代科技有限公司