基于Mecanum輪的數(shù)字平板射線檢測(cè)成像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于Mecanum輪的數(shù)字平板射線檢測(cè)成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是承壓特種設(shè)備制造大國，承壓特種設(shè)備制造數(shù)量居世界第一。承壓特種設(shè)備是工業(yè)的基礎(chǔ)裝備，石化、電力、航空航天等各個(gè)行業(yè)，以及國防、民生各個(gè)領(lǐng)域均需要各種承壓特種設(shè)備。提高我國承壓特種設(shè)備的國際競(jìng)爭(zhēng)力，制造能力和產(chǎn)品質(zhì)量，具有戰(zhàn)略意義。
[〇〇〇3]無損檢測(cè)是承壓特種設(shè)備制造質(zhì)量把關(guān)的關(guān)鍵手段，又是制約生產(chǎn)能力的瓶頸。
目前國內(nèi)承壓特種設(shè)備制造中，焊縫無損檢測(cè)的70%采用膠片射線照相法。該方法檢測(cè)工期長，效率低，圖像保管和復(fù)制困難，且消耗大量石油、銀資源，還產(chǎn)生暗室廢液污染環(huán)境，因此急需改進(jìn)和提尚。
[0004]數(shù)字平板射線照相是近十年發(fā)展的無損檢測(cè)新技術(shù)，具有檢測(cè)速度快，效率高，靈敏度高，圖像保存、復(fù)制和調(diào)用方便，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。但由于數(shù)字平板射線照相技術(shù)的數(shù)字平板探測(cè)器無法像膠片一樣貼在容器內(nèi)壁，所以該技術(shù)無法采用單壁透照方式在中等直徑到大直徑容器焊縫檢測(cè)中應(yīng)用，目前只能采用雙壁透照方式檢測(cè)直徑lm以下的管道和氣瓶的焊縫。
[0005]近年來，特種設(shè)備數(shù)量不斷高速增長。這就對(duì)保證特種設(shè)備高質(zhì)量、高效率、高水平的檢驗(yàn)檢測(cè)提出了新的挑戰(zhàn)。目前，國內(nèi)外大型球罐、立式儲(chǔ)罐等在役承壓特種設(shè)備的自動(dòng)化數(shù)字射線檢測(cè)工藝裝備存在空白，且現(xiàn)有的檢測(cè)機(jī)器人對(duì)設(shè)備曲面上焊縫檢測(cè)的靈活性相對(duì)不足，不能滿足需求。
[0006]如專利號(hào)為ZL200510018933.4公開的一種檢測(cè)機(jī)器人，對(duì)于大型球罐、立式儲(chǔ)罐由于無法定位在被檢測(cè)對(duì)象體上，無法實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。
[0007]如申請(qǐng)?zhí)枮?01410005169.6公開的一種儲(chǔ)罐焊縫X射線檢測(cè)機(jī)器人，只能夠?qū)崿F(xiàn)橫向與縱向移動(dòng)，不能任意方向移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，靈活性不足，且需要額外的部件來輔助以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的移動(dòng)與定位。
[0008]承壓特種設(shè)備涉及公共安全，對(duì)質(zhì)量要求高，需要先進(jìn)的無損檢測(cè)技術(shù)保駕護(hù)航，應(yīng)提高承壓特種設(shè)備制造能力和質(zhì)量水平，同時(shí)提高我國無損檢測(cè)技術(shù)水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種基于Mecanum輪的數(shù)字平板射線檢測(cè)成像系統(tǒng)解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的大型球罐、立式儲(chǔ)罐等在役承壓設(shè)備的自動(dòng)化數(shù)字射線檢測(cè)工藝裝備存在空白，且現(xiàn)有的檢測(cè)機(jī)器人對(duì)設(shè)備曲面上焊縫檢測(cè)的靈活性相對(duì)不足，不能滿足需求等問題。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種基于Mecanum輪的數(shù)字平板射線檢測(cè)成像系統(tǒng)，包括上位機(jī)、射線源端機(jī)器人、數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人，射線源端機(jī)器人與數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人均采用全方位Mecanum輪結(jié)構(gòu)；
射線源端機(jī)器人包括車架一、Mecanum輪一、伺服電機(jī)一、前循跡傳感器一、后循跡傳感器一、X射線源、永磁磁鐵一和運(yùn)動(dòng)控制盒一，運(yùn)動(dòng)控制盒一通過無線通訊模塊一與上位機(jī)、數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人連接，前循跡傳感器一設(shè)于車架一的前端，后循跡傳感器一設(shè)于車架一的后端，車架一的中部設(shè)有運(yùn)動(dòng)控制盒一和連續(xù)式X射線源，車架一的兩側(cè)分別設(shè)有Mecanum輪一，Mecanum輪一連接有伺服電機(jī)一，伺服電機(jī)一連接運(yùn)動(dòng)控制盒一，車架一的底部兩側(cè)分別設(shè)有永磁磁鐵一；
數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人包括車架二、Mecanum輪二、伺服電機(jī)二、前循跡傳感器二、后循跡傳感器二、數(shù)字平板、永磁磁鐵二和運(yùn)動(dòng)控制盒二，運(yùn)動(dòng)控制盒二通過無線通訊模塊二與上位機(jī)、射線源端機(jī)器人連接通訊，前循跡傳感器二設(shè)于車架二的前端，后循跡傳感器二設(shè)于車架二的后端，車架二的中部設(shè)有運(yùn)動(dòng)控制盒二和數(shù)字平板，數(shù)字平板設(shè)于車架二的底部，車架二的兩側(cè)分別設(shè)有Mecanum輪二，Mecanum輪二連接有伺服電機(jī)二，伺服電機(jī)二連接運(yùn)動(dòng)控制盒二，車架二的底部兩側(cè)分別設(shè)有永磁磁鐵二。
[0011] 進(jìn)一步地，X射線源采用連續(xù)式X射線源。
[0012] 進(jìn)一步地，Mecanum輪一與Mecanum輪二的數(shù)量均為四個(gè)，Mecanum輪一分別設(shè)有車架一的四個(gè)端部，Mecanum輪二分別設(shè)于車架二的四個(gè)端部。
[0013] 進(jìn)一步地，射線源端機(jī)器人、數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人分別設(shè)置在被檢測(cè)對(duì)象的兩側(cè)，被檢測(cè)對(duì)象如球罐等人孔處即出入口位置設(shè)有WiFi中繼器。
[0014] 進(jìn)一步地，永磁磁鐵一與被檢測(cè)對(duì)象間、永磁磁鐵二與被檢測(cè)對(duì)象間分別設(shè)有間隙，即永磁磁鐵一的最底面高于Mecanum輪一的最底面，永磁磁鐵二的最底面高于Mecanum輪二的最底面；永磁磁鐵一與被檢測(cè)對(duì)象的距離大于Mecanum輪一與被檢測(cè)對(duì)象的距離，永磁磁鐵二與被檢測(cè)對(duì)象的距離大于Mecanum輪二與被檢測(cè)對(duì)象的距離。
[0015] 進(jìn)一步地，車架一與車架二中的至少一個(gè)設(shè)有懸架隔振裝置，懸架隔振裝置包括柔性單元、水平機(jī)構(gòu)，柔性單元的一端設(shè)于磁鐵固定座的頂部平臺(tái)，柔性單元的另一端活動(dòng)連接車架固定座，磁鐵固定座的底部連接有永磁磁鐵一或永磁磁鐵二，車架固定座通過水平機(jī)構(gòu)連接軸承座的凸臺(tái)，軸承座與磁鐵固定座分別通過螺栓連接伺服電機(jī)一，磁鐵固定座與伺服電機(jī)一之間設(shè)有電機(jī)固定板，伺服電機(jī)一通過輪軸連接Mecanum輪一。
[0016] 進(jìn)一步地，水平機(jī)構(gòu)采用一個(gè)以上的Η型連桿，一個(gè)以上的Η型連桿平行安裝且位于同一豎直面上構(gòu)成平行四連桿機(jī)構(gòu)，Η型連桿的兩端分別通過銷軸連接車架固定座的凸臺(tái)、軸承座的凸臺(tái)。
[0017] 進(jìn)一步地，柔性單元通過螺栓固定在磁鐵固定座的頂部平臺(tái)和壓板間，柔性單元由若干片彈簧疊加構(gòu)成，片彈簧包括設(shè)于中間的長片簧，片彈簧的長度由長片簧向兩端遞減，長片簧間隙配合在固定座的空槽內(nèi)。
[0018] 進(jìn)一步地，還包括同步跟蹤控制模塊:實(shí)現(xiàn)射線源端機(jī)器人與數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人同步行走，具體為:
射線源端機(jī)器人自主行走，并記錄編碼器信息，得到每個(gè)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，然后將該信息通過無線發(fā)送給數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人；
數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人根據(jù)射線源端機(jī)器人發(fā)送的編碼器信息控制數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人各輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)，并消除數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的累積誤差。
[0019]進(jìn)一步地，在同步跟蹤控制模塊中，消除數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的累積誤差，具體為:
從每次數(shù)字平板曝光得到的圖片，得到數(shù)字平板上的曝光區(qū)域，曝光區(qū)域即射線源的位置，即通過圖片獲得數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人相對(duì)于射線源端機(jī)器人的位置偏移距離，并在下一次行走的過程中對(duì)數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行校正，來實(shí)現(xiàn)數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人與射線源端機(jī)器人的同步。
[0020]進(jìn)一步地，在同步跟蹤控制模塊中，消除數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的累積誤差，具體為:
射線源端機(jī)器人裝備電阻絲，射線源端機(jī)器人通過電阻絲或者紅外射線對(duì)熱源正對(duì)的罐體區(qū)域進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱到一定程度時(shí)，被加熱區(qū)域會(huì)形成正對(duì)熱源點(diǎn)溫度最高，向四周溫度逐漸降低的特征；
數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人則分布有四個(gè)對(duì)稱的熱敏傳感器，四個(gè)熱敏傳感器正對(duì)點(diǎn)的溫度差異會(huì)產(chǎn)生壓電信號(hào)，如果沒有對(duì)中的情況下，四個(gè)熱敏傳感器正對(duì)點(diǎn)溫度不同，產(chǎn)生的壓電信號(hào)會(huì)存在壓差，根據(jù)壓差控制數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人向著溫度最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)數(shù)字平板探測(cè)器端機(jī)器人與射線源端機(jī)器人的對(duì)中。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:
一、該種基于Mecanum輪的數(shù)字平板射線檢測(cè)成像系統(tǒng)，采用全方位Mecanum輪結(jié)構(gòu)，基