權(quán)利要求

1.一種復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：包括驅(qū)動(dòng)模塊(1)、導(dǎo)軌支架模塊(2)和主控模塊(3)，所述導(dǎo)軌支架模塊(2)為一方形框架，方形框架兩側(cè)為圓柱支架(21)，所述驅(qū)動(dòng)模塊(1)底部設(shè)有橡膠吸盤(pán)(18)、設(shè)置在導(dǎo)軌支架模塊(2)兩端，驅(qū)動(dòng)模塊(1)通過(guò)內(nèi)部微型隔膜真空泵控制橡膠吸盤(pán)(18)的真空度，控制檢測(cè)機(jī)器人吸附固定在受檢復(fù)合材料板材(4)表面;所述主控模塊(3)設(shè)置在圓柱支架(21)上、可沿圓柱支架(21)左右移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)模塊(1)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊與主控模塊(3)建立聯(lián)系，主控模塊(3)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊傳輸指令和數(shù)據(jù)，控制驅(qū)動(dòng)模塊(1)實(shí)現(xiàn)水平和垂直兩個(gè)方向移動(dòng);所述主控模塊(3)包括主控模塊機(jī)箱(31)、相控陣模塊(32)、相控陣探頭(35)、水箱(34)和電動(dòng)伸縮桿(36)，主控模塊機(jī)箱(31)位于主控模塊(3)中部，相控陣模塊(32)和水箱(34)位于主控模塊機(jī)箱(31)兩側(cè)，水箱(34)為相控陣探頭(35)提供耦合劑，電動(dòng)伸縮桿(36)位于主控模塊機(jī)箱(31)下部、實(shí)現(xiàn)相控陣探頭(35)的起落;相控陣模塊(32)處理檢測(cè)數(shù)據(jù)并將檢測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸給移動(dòng)終端設(shè)備(5)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、評(píng)判，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合板材的超聲波自動(dòng)檢測(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)模塊(1)包括驅(qū)動(dòng)模塊機(jī)箱(11)、支臂(15)、支柱(17)和橡膠吸盤(pán)(18)，兩個(gè)支臂(15)相互垂直設(shè)置，支臂(15)兩端通過(guò)圓柱形支柱(17)各連接一個(gè)橡膠吸盤(pán)(18)，驅(qū)動(dòng)模塊機(jī)箱(11)內(nèi)部設(shè)有無(wú)線傳輸模塊和伺服電機(jī)模塊一(19)，伺服電機(jī)模塊一(19)前端設(shè)有直齒輪，支臂(15)中部設(shè)有直齒導(dǎo)軌一(16)，直齒導(dǎo)軌一(16)與驅(qū)動(dòng)模塊機(jī)箱(11)內(nèi)部伺服電機(jī)模塊一(19)直齒輪相嚙合;伺服電機(jī)通過(guò)正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，精確控制支臂(15)的左右位移，兩個(gè)相互垂直支臂(15)的相對(duì)移動(dòng)可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在受檢復(fù)合材料板材(4)表面的左右、上下移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合板材的全面檢測(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)模塊機(jī)箱(11)表面設(shè)有按壓開(kāi)關(guān)一(13)、電源指示燈(12)和USB接口(14)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述導(dǎo)軌支架模塊(2)為由圓柱體型鋁合金鋼管焊接組成方形框架，其中長(zhǎng)邊的兩根鋁合金鋼管為圓柱支架(21)，短邊的兩根鋁合金鋼管中部設(shè)有兩根垂直向下的支柱、用于與驅(qū)動(dòng)模塊(1)連接;圓柱支架(21)中部設(shè)有直齒導(dǎo)軌二(22)，用于與主控模塊(3)的主控模塊機(jī)箱(31)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述主控模塊機(jī)箱(31)包括伺服電機(jī)模塊二(311)、伺服電機(jī)模塊三(312)和直齒導(dǎo)軌三(313)，電動(dòng)伸縮桿(36)上部與伺服電機(jī)模塊三(312)相連，下部與相控陣探頭(35)相連，通過(guò)對(duì)電動(dòng)伸縮桿(36)的伸縮控制可實(shí)現(xiàn)相控陣探頭(35)的起落，并能為相控陣探頭(35)提供穩(wěn)定壓力;所述伺服電機(jī)模塊二(311)設(shè)置在主控模塊機(jī)箱(31)內(nèi)部，伺服電機(jī)模塊二(311)前端設(shè)有直齒輪，直齒輪與導(dǎo)軌支架模塊(2)的直齒導(dǎo)軌二(22)相嚙合，通過(guò)控制伺服電機(jī)正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，控制主控模塊(3)在導(dǎo)軌支架模塊(2)上的的左右移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)相控陣探頭(35)在被檢復(fù)合板材表面的往復(fù)掃查。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述主控模塊機(jī)箱(31)中部設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)軌孔(33)，與導(dǎo)軌支架模塊(2)圓柱支架(21)尺寸相匹配，圓柱支架(21)穿過(guò)導(dǎo)軌孔(33)，使主控模塊(3)和導(dǎo)軌支架模塊(2)組合在一起。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述主控模塊機(jī)箱(31)下部設(shè)有矩形軌道(37)，電動(dòng)伸縮桿(36)上部凹型結(jié)構(gòu)體嵌入軌道(37)，凹型結(jié)構(gòu)體上部設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)前端直齒輪與主控模塊機(jī)箱(31)下部直齒導(dǎo)軌三(313)相嚙合，通過(guò)控制伺服電機(jī)正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，控制電動(dòng)伸縮桿(36)在主控模塊機(jī)箱(31)下部軌道(37)前后移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)相控陣探頭(35)在被檢復(fù)合板材表面的往復(fù)掃查。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述水箱(34)上部設(shè)有圓形水箱蓋(341)，內(nèi)部加入超聲波液體耦合劑，通過(guò)水箱內(nèi)部的壓縮泵，將耦合劑經(jīng)塑料導(dǎo)管(342)泵送至相控陣探頭(35)下部，使相控陣探頭(35)與被檢復(fù)合板材良好耦合。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人，其特征在于：所述相控陣模塊(32)外部設(shè)有按壓開(kāi)關(guān)二(321)、液晶顯示屏(322)、充電接口(323)和天線(324)，按壓開(kāi)關(guān)二(321)控制主控模塊(3)啟停，液晶顯示屏(322)顯示電量、工作狀態(tài)及相關(guān)指令，充電接口(323)用于主控模塊(3)充電，天線(324)用于連接和控制驅(qū)動(dòng)模塊(1)，天線(324)還用于遠(yuǎn)程連接移動(dòng)終端設(shè)備(5)，遠(yuǎn)程操控檢測(cè)機(jī)器人，無(wú)線傳輸檢測(cè)數(shù)據(jù)。

10.一種如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人的檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)根據(jù)受檢復(fù)合材料板材(4)選擇相應(yīng)型號(hào)相控陣探頭(35);

2)將相控陣探頭(35)安裝在電動(dòng)伸縮桿(36)前端，相控陣探頭(35)的探頭線插入主控模塊機(jī)箱(31)接口;

3)將兩根塑料導(dǎo)管(342)插入相控陣探頭(35)的耦合劑接口，另一端與水箱(34)側(cè)面耦合劑接口連接，將液體耦合劑加入水箱(34)內(nèi)部，旋緊水箱蓋(341);

4)依次按下按壓開(kāi)關(guān)二(321)和按壓開(kāi)關(guān)一(13)，啟動(dòng)主控模塊(3)和驅(qū)動(dòng)模塊(1);

5)將檢測(cè)機(jī)器人與受檢復(fù)合材料板材(4)平行放置，所有橡膠吸盤(pán)(18)與受檢復(fù)合材料板材(4)表面平行接觸，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊(1)內(nèi)部微型隔膜真空泵，檢測(cè)機(jī)器人牢固吸附在受檢復(fù)合材料板材(4)表面;

6)操控電動(dòng)伸縮桿(36)，將相控陣探頭(35)按壓在受檢復(fù)合材料板材(4)表面，水箱(34)啟動(dòng)水泵將液體耦合劑通過(guò)塑料導(dǎo)管(342)泵送至相控陣探頭(35)下部;

7)啟動(dòng)檢測(cè)，主控模塊(3)自左向右移動(dòng)，相控陣模塊(32)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，通過(guò)天線(324)傳輸至移動(dòng)終端設(shè)備(5);

8)主控模塊(3)移動(dòng)到導(dǎo)軌支架模塊(2)最右端后，電動(dòng)伸縮桿(36)沿軌道(37)向下移動(dòng)，移動(dòng)距離為相控陣探頭(35)長(zhǎng)度的一半，然后主控模塊(3)沿導(dǎo)軌支架模塊(2)向左移動(dòng);

9)主控模塊(3)移動(dòng)到導(dǎo)軌支架模塊(2)最左端后，電動(dòng)伸縮桿(36)沿軌道(37)向下移動(dòng)，移動(dòng)距離為相控陣探頭(35)長(zhǎng)度的一半，主控模塊(3)沿導(dǎo)軌支架模塊(2)向右移動(dòng);依次類(lèi)推，直至該受檢區(qū)域全部檢測(cè)完成;

10)相控陣模塊(32)實(shí)時(shí)采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，傳輸至移動(dòng)終端設(shè)備(5)，檢測(cè)人員通過(guò)移動(dòng)終端軟件分析評(píng)定檢測(cè)數(shù)據(jù)。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明涉及一種智能化檢測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人及檢測(cè)方法，屬于工業(yè)檢測(cè)設(shè)備制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)

[0002]風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要組成部件，風(fēng)機(jī)葉片采用玻璃纖維等復(fù)合材料通過(guò)熱熔、熱壓等特殊工藝制成。其在制造過(guò)程中，由于工藝不良、質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)等原因，易產(chǎn)生分層、脫膠等質(zhì)量缺陷。在后期運(yùn)行時(shí)，葉片承受旋轉(zhuǎn)和風(fēng)擺載荷，易致受力不均、整體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成撕裂失效、葉片折斷等事故發(fā)生，將會(huì)給機(jī)組帶來(lái)重大安全風(fēng)險(xiǎn)和質(zhì)量隱患。因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計(jì)文件對(duì)葉片質(zhì)量檢測(cè)均有詳細(xì)規(guī)定，超聲波檢測(cè)技術(shù)就是復(fù)合板材內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)的重要方法之一，檢測(cè)需求量巨大。

[0003]目前，葉片超聲波檢測(cè)通常采用常規(guī)A超或相控陣檢測(cè)方法，均由檢測(cè)人員手持超聲波探頭實(shí)施檢測(cè)，由于葉片尺寸巨大，檢測(cè)人員通常要借助腳手架或者升降車(chē)實(shí)施手工檢測(cè)，該方法存在安全風(fēng)險(xiǎn)，檢測(cè)效率低，手持探頭不能保證探頭壓力均勻，造成掃查過(guò)程中的檢測(cè)靈敏度變化幅度較大，檢測(cè)精度低，檢測(cè)結(jié)果受人為操作方式影響大，且檢測(cè)結(jié)果重復(fù)性較差。

發(fā)明內(nèi)容

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人及檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片等非金屬?gòu)?fù)合材料板材的超聲波全自動(dòng)檢測(cè)，解決檢測(cè)實(shí)施困難、存在安全風(fēng)險(xiǎn)，以及手動(dòng)超聲波檢測(cè)時(shí)存在的檢測(cè)精度低等共性問(wèn)題，提高檢測(cè)質(zhì)量和效率。

[0005]為解決這一技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人，包括驅(qū)動(dòng)模塊、導(dǎo)軌支架模塊和主控模塊，所述導(dǎo)軌支架模塊為一方形框架，方形框架兩側(cè)為圓柱支架，所述驅(qū)動(dòng)模塊底部設(shè)有橡膠吸盤(pán)、設(shè)置在導(dǎo)軌支架模塊兩端，驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)內(nèi)部微型隔膜真空泵控制橡膠吸盤(pán)的真空度，控制檢測(cè)機(jī)器人吸附固定在受檢復(fù)合材料板材表面;所述主控模塊設(shè)置在圓柱支架上、可沿圓柱支架左右移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)無(wú)線傳輸模塊與主控模塊建立聯(lián)系，主控模塊通過(guò)無(wú)線傳輸模塊傳輸指令和數(shù)據(jù)，控制驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)水平和垂直兩個(gè)方向移動(dòng);所述主控模塊包括主控模塊機(jī)箱、相控陣模塊、相控陣探頭、水箱和電動(dòng)伸縮桿，主控模塊機(jī)箱位于主控模塊中部，相控陣模塊和水箱位于主控模塊機(jī)箱兩側(cè)，水箱為相控陣探頭提供耦合劑，電動(dòng)伸縮桿位于主控模塊機(jī)箱下部、實(shí)現(xiàn)相控陣探頭的起落;相控陣模塊處理檢測(cè)數(shù)據(jù)并將檢測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸給移動(dòng)終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、評(píng)判，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合板材的超聲波自動(dòng)檢測(cè)。

[0006]所述驅(qū)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)模塊機(jī)箱、支臂、支柱和橡膠吸盤(pán)，兩個(gè)支臂相互垂直設(shè)置，支臂兩端通過(guò)圓柱形支柱各連接一個(gè)橡膠吸盤(pán)，驅(qū)動(dòng)模塊機(jī)箱內(nèi)部設(shè)有無(wú)線傳輸模塊和伺服電機(jī)模塊一，伺服電機(jī)模塊一前端設(shè)有直齒輪，支臂中部設(shè)有直齒導(dǎo)軌一，直齒導(dǎo)軌一與驅(qū)動(dòng)模塊機(jī)箱內(nèi)部伺服電機(jī)模塊一直齒輪相嚙合;伺服電機(jī)通過(guò)正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，精確控制支臂的左右位移，兩個(gè)相互垂直支臂的相對(duì)移動(dòng)可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在受檢復(fù)合材料板材表面的左右、上下移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合板材的全面檢測(cè)。

[0007]所述驅(qū)動(dòng)模塊機(jī)箱表面設(shè)有按壓開(kāi)關(guān)一、電源指示燈和USB接口。

[0008]所述導(dǎo)軌支架模塊為由圓柱體型鋁合金鋼管焊接組成方形框架，其中長(zhǎng)邊的兩根鋁合金鋼管為圓柱支架，短邊的兩根鋁合金鋼管中部設(shè)有兩根垂直向下的支柱、用于與驅(qū)動(dòng)模塊連接;圓柱支架中部設(shè)有直齒導(dǎo)軌二，用于與主控模塊的主控模塊機(jī)箱連接。

[0009]所述主控模塊機(jī)箱包括伺服電機(jī)模塊二、伺服電機(jī)模塊三和直齒導(dǎo)軌三，電動(dòng)伸縮桿上部與伺服電機(jī)模塊三相連，下部與相控陣探頭相連，通過(guò)對(duì)電動(dòng)伸縮桿的伸縮控制可實(shí)現(xiàn)相控陣探頭的起落，并能為相控陣探頭提供穩(wěn)定壓力;所述伺服電機(jī)模塊二設(shè)置在主控模塊機(jī)箱內(nèi)部，伺服電機(jī)模塊二前端設(shè)有直齒輪，直齒輪與導(dǎo)軌支架模塊的直齒導(dǎo)軌二相嚙合，通過(guò)控制伺服電機(jī)正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，控制主控模塊在導(dǎo)軌支架模塊上的的左右移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)相控陣探頭在被檢復(fù)合板材表面的往復(fù)掃查。

[0010]所述主控模塊機(jī)箱中部設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)軌孔，與導(dǎo)軌支架模塊圓柱支架尺寸相匹配，圓柱支架穿過(guò)導(dǎo)軌孔，使主控模塊和導(dǎo)軌支架模塊組合在一起。

[0011]所述主控模塊機(jī)箱下部設(shè)有矩形軌道，電動(dòng)伸縮桿上部凹型結(jié)構(gòu)體嵌入軌道，凹型結(jié)構(gòu)體上部設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)前端直齒輪與主控模塊機(jī)箱下部直齒導(dǎo)軌三相嚙合，通過(guò)控制伺服電機(jī)正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，控制電動(dòng)伸縮桿在主控模塊機(jī)箱下部軌道前后移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)相控陣探頭在被檢復(fù)合板材表面的往復(fù)掃查。

[0012]所述水箱上部設(shè)有圓形水箱蓋，內(nèi)部加入超聲波液體耦合劑，通過(guò)水箱內(nèi)部的壓縮泵，將耦合劑經(jīng)塑料導(dǎo)管泵送至相控陣探頭下部，使相控陣探頭與被檢復(fù)合板材良好耦合。

[0013]所述相控陣模塊外部設(shè)有按壓開(kāi)關(guān)二、液晶顯示屏、充電接口和天線，按壓開(kāi)關(guān)二控制主控模塊啟停，液晶顯示屏顯示電量、工作狀態(tài)及相關(guān)指令，充電接口用于主控模塊充電，天線用于連接和控制驅(qū)動(dòng)模塊，天線還用于遠(yuǎn)程連接移動(dòng)終端設(shè)備，遠(yuǎn)程操控檢測(cè)機(jī)器人，無(wú)線傳輸檢測(cè)數(shù)據(jù)。

[0014]本發(fā)明還提供了一種使用上述所述的復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人的檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

[0015]1)根據(jù)受檢復(fù)合材料板材選擇相應(yīng)型號(hào)相控陣探頭;

[0016]2)將相控陣探頭安裝在電動(dòng)伸縮桿前端，相控陣探頭的探頭線插入主控模塊機(jī)箱接口;

[0017]3)將兩根塑料導(dǎo)管插入相控陣探頭的耦合劑接口，另一端與水箱側(cè)面耦合劑接口連接，將液體耦合劑加入水箱內(nèi)部，旋緊水箱蓋;

[0018]4)依次按下按壓開(kāi)關(guān)二和按壓開(kāi)關(guān)一，啟動(dòng)主控模塊和驅(qū)動(dòng)模塊;

[0019]5)將檢測(cè)機(jī)器人與受檢復(fù)合材料板材平行放置，所有橡膠吸盤(pán)與受檢復(fù)合材料板材表面平行接觸，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)部微型隔膜真空泵，檢測(cè)機(jī)器人牢固吸附在受檢復(fù)合材料板材表面;

[0020]6)操控電動(dòng)伸縮桿，將相控陣探頭按壓在受檢復(fù)合材料板材表面，水箱啟動(dòng)水泵將液體耦合劑通過(guò)塑料導(dǎo)管泵送至相控陣探頭下部;

[0021]7)啟動(dòng)檢測(cè)，主控模塊自左向右移動(dòng)，相控陣模塊實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，通過(guò)天線傳輸至移動(dòng)終端設(shè)備;

[0022]8)主控模塊移動(dòng)到導(dǎo)軌支架模塊最右端后，電動(dòng)伸縮桿沿軌道向下移動(dòng)，移動(dòng)距離為相控陣探頭長(zhǎng)度的一半，然后主控模塊沿導(dǎo)軌支架模塊向左移動(dòng);

[0023]9)主控模塊移動(dòng)到導(dǎo)軌支架模塊最左端后，電動(dòng)伸縮桿沿軌道向下移動(dòng)，移動(dòng)距離為相控陣探頭長(zhǎng)度的一半，主控模塊沿導(dǎo)軌支架模塊向右移動(dòng);依次類(lèi)推，直至該受檢區(qū)域全部檢測(cè)完成;

[0024]10)相控陣模塊實(shí)時(shí)采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，傳輸至移動(dòng)終端設(shè)備，檢測(cè)人員通過(guò)移動(dòng)終端軟件分析評(píng)定檢測(cè)數(shù)據(jù)。

[0025]有益效果：本發(fā)明專(zhuān)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片、樹(shù)脂儲(chǔ)罐等非金屬?gòu)?fù)合材料大型板材超聲波無(wú)損檢測(cè)設(shè)計(jì)研發(fā)，模塊化設(shè)計(jì)、無(wú)線操控，可快捷、高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)非金屬?gòu)?fù)合板材的全自動(dòng)超聲波檢測(cè)，實(shí)時(shí)顯示復(fù)合板材質(zhì)量狀況，檢測(cè)速度快、檢測(cè)精度高，是一套智能化檢測(cè)系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

[0026]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖;

[0027]圖2為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖;

[0028]圖3為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;

[0029]圖4為本發(fā)明導(dǎo)軌支架模塊的結(jié)構(gòu)示意圖;

[0030]圖5為本發(fā)明主控模塊結(jié)的構(gòu)示意圖;

[0031]圖6為本發(fā)明主控模塊的另一視角示意圖;

[0032]圖7為本發(fā)明主控模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;

[0033]圖8為本發(fā)明檢測(cè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用示意圖。

[0034]圖中：1、驅(qū)動(dòng)模塊;2、導(dǎo)軌支架模塊;3、主控模塊;4、受檢復(fù)合材料板材;5、移動(dòng)終端設(shè)備;11、驅(qū)動(dòng)模塊機(jī)箱;12、電源指示燈;13、按壓開(kāi)關(guān)一;14、USB接口;15、支臂;16、直齒導(dǎo)軌一;17、支柱;18、橡膠吸盤(pán);19、伺服電機(jī)模塊一;21、圓柱支架;22、直齒導(dǎo)軌二;31、主控模塊機(jī)箱;32、相控陣模塊;33、導(dǎo)軌孔;34、水箱;35、相控陣探頭;36、電動(dòng)伸縮桿;37、軌道;311、伺服電機(jī)模塊二;312、伺服電機(jī)模塊三;313、直齒導(dǎo)軌三;321、按壓開(kāi)關(guān)二;322、液晶顯示屏;323、充電接口;324、天線;341、水箱蓋;342、塑料導(dǎo)管。

具體實(shí)施方式

[0035]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做具體描述。

[0036]如圖1-圖8所示，本發(fā)明提供了一種復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人，包括驅(qū)動(dòng)模塊1、導(dǎo)軌支架模塊2和主控模塊3，所述導(dǎo)軌支架模塊2為一方形框架，方形框架兩側(cè)為圓柱支架21，所述驅(qū)動(dòng)模塊1底部設(shè)有橡膠吸盤(pán)18、設(shè)置在導(dǎo)軌支架模塊2兩端，導(dǎo)軌支架模塊2兩端的驅(qū)動(dòng)模塊1結(jié)構(gòu)相同;驅(qū)動(dòng)模塊1通過(guò)內(nèi)部微型隔膜真空泵控制橡膠吸盤(pán)18的真空度，抽出橡膠吸盤(pán)18內(nèi)空氣，控制檢測(cè)機(jī)器人吸附固定在受檢復(fù)合材料板材4表面，并可實(shí)現(xiàn)水平和垂直兩個(gè)方向移動(dòng)，泵入空氣后，則橡膠吸盤(pán)18與受檢復(fù)合材料板材4脫離，該吸附裝置適用于無(wú)磁性復(fù)合板材表面檢測(cè)設(shè)備的吸附固定，采用微型隔膜真空泵控制橡膠吸盤(pán)內(nèi)部真空度，靈活實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)設(shè)備的吸附和脫離;所述主控模塊3設(shè)置在圓柱支架21上、可沿圓柱支架21左右移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)模塊1通過(guò)無(wú)線傳輸模塊與主控模塊3建立聯(lián)系，主控模塊3通過(guò)無(wú)線傳輸模塊傳輸指令和數(shù)據(jù)，控制驅(qū)動(dòng)模塊1實(shí)現(xiàn)水平和垂直兩個(gè)方向移動(dòng);所述主控模塊3包括主控模塊機(jī)箱31、相控陣模塊32、相控陣探頭35、水箱34和電動(dòng)伸縮桿36，主控模塊機(jī)箱31位于主控模塊3中部，相控陣模塊32和水箱34位于主控模塊機(jī)箱31兩側(cè)，水箱34為相控陣探頭35提供耦合劑，電動(dòng)伸縮桿36位于主控模塊機(jī)箱31下部、實(shí)現(xiàn)相控陣探頭35的起落;相控陣模塊32處理檢測(cè)數(shù)據(jù)并將檢測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸給移動(dòng)終端設(shè)備5進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、評(píng)判，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合板材的超聲波自動(dòng)檢測(cè)。

[0037]所述驅(qū)動(dòng)模塊1包括驅(qū)動(dòng)模塊機(jī)箱11、支臂15、支柱17和橡膠吸盤(pán)18，兩個(gè)支臂15相互垂直設(shè)置，支臂15兩端通過(guò)圓柱形支柱17各連接一個(gè)橡膠吸盤(pán)18，驅(qū)動(dòng)模塊機(jī)箱11內(nèi)部設(shè)有無(wú)線傳輸模塊和伺服電機(jī)模塊一19，伺服電機(jī)模塊一19前端設(shè)有直齒輪，支臂15中部設(shè)有直齒導(dǎo)軌一16，直齒導(dǎo)軌一16與驅(qū)動(dòng)模塊機(jī)箱11內(nèi)部伺服電機(jī)模塊一19前端的直齒輪相嚙合;伺服電機(jī)通過(guò)正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，精確控制支臂15的左右位移，兩個(gè)相互垂直支臂15的相對(duì)移動(dòng)可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在受檢復(fù)合材料板材4表面的左右、上下移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合板材的全面檢測(cè)。

[0038]所述驅(qū)動(dòng)模塊機(jī)箱11表面設(shè)有按壓開(kāi)關(guān)一13、電源指示燈12和USB接口14，按壓開(kāi)關(guān)一13用于驅(qū)動(dòng)模塊1的啟停、電源指示燈12顯示驅(qū)動(dòng)模塊1運(yùn)行狀態(tài)、USB接口14用于對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊1充電，以及程序、數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出。

[0039]所述導(dǎo)軌支架模塊2為由圓柱體型鋁合金鋼管焊接組成方形框架，其中長(zhǎng)邊的兩根鋁合金鋼管為圓柱支架21，短邊的兩根鋁合金鋼管中部設(shè)有兩根垂直向下的支柱、用于與驅(qū)動(dòng)模塊1連接;圓柱支架21中部設(shè)有直齒導(dǎo)軌二22，用于與主控模塊3的主控模塊機(jī)箱31連接。

[0040]所述主控模塊機(jī)箱31包括伺服電機(jī)模塊二311、伺服電機(jī)模塊三312和直齒導(dǎo)軌三313，電動(dòng)伸縮桿36上部與伺服電機(jī)模塊三312相連，下部與相控陣探頭35相連，通過(guò)對(duì)電動(dòng)伸縮桿36的伸縮控制可實(shí)現(xiàn)相控陣探頭35的起落，并能為相控陣探頭35提供穩(wěn)定壓力，保證相控陣探頭與被檢復(fù)合板材的穩(wěn)定接觸;所述伺服電機(jī)模塊二311設(shè)置在主控模塊機(jī)箱31內(nèi)部，伺服電機(jī)模塊二311前端設(shè)有直齒輪，直齒輪與導(dǎo)軌支架模塊2的直齒導(dǎo)軌二22相嚙合，通過(guò)控制伺服電機(jī)正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，控制主控模塊3在導(dǎo)軌支架模塊2上的的左右移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)相控陣探頭35在被檢復(fù)合板材表面的往復(fù)掃查。

[0041]所述主控模塊機(jī)箱31中部設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)軌孔33，與導(dǎo)軌支架模塊2圓柱支架21尺寸相匹配，圓柱支架21穿過(guò)導(dǎo)軌孔33，使主控模塊3和導(dǎo)軌支架模塊2組合在一起。

[0042]所述主控模塊機(jī)箱31下部設(shè)有矩形軌道37，電動(dòng)伸縮桿36上部凹型結(jié)構(gòu)體內(nèi)嵌入軌道37，凹型結(jié)構(gòu)體上部設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)前端直齒輪與主控模塊機(jī)箱31下部直齒導(dǎo)軌三313相嚙合，通過(guò)控制伺服電機(jī)正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，控制電動(dòng)伸縮桿36在主控模塊機(jī)箱31下部軌道37前后移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)相控陣探頭35在被檢復(fù)合板材表面的往復(fù)掃查。

[0043]所述水箱34上部設(shè)有圓形水箱蓋341，內(nèi)部加入超聲波液體耦合劑，通過(guò)水箱34內(nèi)部的壓縮泵，將耦合劑經(jīng)塑料導(dǎo)管342泵送至相控陣探頭35下部，使相控陣探頭35與被檢復(fù)合板材良好耦合。

[0044]所述相控陣模塊32外部設(shè)有按壓開(kāi)關(guān)二321、液晶顯示屏322、充電接口323和天線324，按壓開(kāi)關(guān)二321控制主控模塊3啟停，液晶顯示屏322顯示電量、工作狀態(tài)及相關(guān)指令，充電接口323用于主控模塊3充電，天線324用于連接和控制驅(qū)動(dòng)模塊1，天線還用于遠(yuǎn)程連接移動(dòng)終端設(shè)備5，遠(yuǎn)程操控檢測(cè)機(jī)器人，無(wú)線傳輸檢測(cè)數(shù)據(jù)。

[0045]本發(fā)明還提供了一種使用上述所述的復(fù)合材料板材超聲波檢測(cè)機(jī)器人的檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

[0046]1)根據(jù)受檢復(fù)合材料板材4特性，依據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求選擇相應(yīng)型號(hào)相控陣探頭35;

[0047]2)將相控陣探頭35安裝在電動(dòng)伸縮桿36前端，相控陣探頭35的探頭線插入主控模塊機(jī)箱31接口;

[0048]3)將兩根塑料導(dǎo)管342插入相控陣探頭35的耦合劑接口，另一端與水箱34側(cè)面耦合劑接口連接，將液體耦合劑加入水箱34內(nèi)部，旋緊水箱蓋341，確保耦合劑不泄漏;

[0049]4)依次按下按壓開(kāi)關(guān)二321和按壓開(kāi)關(guān)一13，啟動(dòng)主控模塊3和驅(qū)動(dòng)模塊1;打開(kāi)移動(dòng)終端設(shè)備5控制程序，通過(guò)天線324連接主控模塊，然后操作移動(dòng)終端設(shè)備5程序使主控模塊3與兩側(cè)驅(qū)動(dòng)模塊1連接;操作移動(dòng)終端設(shè)備5程序開(kāi)始系統(tǒng)校準(zhǔn)和軟硬件測(cè)試，確保專(zhuān)利檢測(cè)機(jī)器人各模塊運(yùn)轉(zhuǎn)正常，移動(dòng)終端設(shè)備5操作程序自檢合格;

[0050]5)將檢測(cè)機(jī)器人與受檢復(fù)合材料板材4平行放置，所有橡膠吸盤(pán)18與受檢復(fù)合材料板材4表面平行接觸，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊1內(nèi)部微型隔膜真空泵，將橡膠吸盤(pán)18內(nèi)部空氣排空，使檢測(cè)機(jī)器人牢固吸附在受檢復(fù)合材料板材4表面;

[0051]6)操控電動(dòng)伸縮桿36，將相控陣探頭35按壓在受檢復(fù)合材料板材4表面，水箱34啟動(dòng)水泵將液體耦合劑通過(guò)塑料導(dǎo)管342泵送至相控陣探頭35下部;

[0052]7)啟動(dòng)檢測(cè)，主控模塊3自左向右移動(dòng)，相控陣模塊32實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，通過(guò)天線324傳輸至移動(dòng)終端設(shè)備5;

[0053]8)主控模塊3移動(dòng)到導(dǎo)軌支架模塊2最右端后，電動(dòng)伸縮桿36沿軌道37向下移動(dòng)，移動(dòng)距離為相控陣探頭35長(zhǎng)度的一半，然后主控模塊3沿導(dǎo)軌支架模塊2向左移動(dòng);

[0054]9)主控模塊3移動(dòng)到導(dǎo)軌支架模塊2最左端后，電動(dòng)伸縮桿36沿軌道37向下移動(dòng)，移動(dòng)距離為相控陣探頭35長(zhǎng)度的一半，主控模塊3沿導(dǎo)軌支架模塊2向右移動(dòng);依次類(lèi)推，直至該受檢區(qū)域全部檢測(cè)完成;

[0055]10)相控陣模塊32實(shí)時(shí)采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，傳輸至移動(dòng)終端設(shè)備5，檢測(cè)人員通過(guò)移動(dòng)終端軟件分析評(píng)定檢測(cè)數(shù)據(jù)。

[0056]若要繼續(xù)檢測(cè)受檢復(fù)合材料板材4上部區(qū)域：則將兩側(cè)驅(qū)動(dòng)模塊垂直方向的4個(gè)橡膠吸盤(pán)18泵入空氣，使吸盤(pán)與板材脫離，然后操控兩側(cè)垂直方向支臂15同步向上移動(dòng);然后排空4個(gè)橡膠吸盤(pán)18內(nèi)部空氣，使吸盤(pán)吸附板材。然后將兩側(cè)水平方向的4個(gè)橡膠吸盤(pán)18泵入空氣，使吸盤(pán)與板材脫離，然后操控專(zhuān)利檢測(cè)機(jī)器人向上移動(dòng)至目標(biāo)區(qū)域;然后排空4個(gè)橡膠吸盤(pán)18內(nèi)部空氣，使吸盤(pán)吸附板材。

[0057]若要繼續(xù)檢測(cè)受檢復(fù)合材料板材4下部區(qū)域，操作方法同上，只是移動(dòng)方向相反。

[0058]若要繼續(xù)檢測(cè)受檢復(fù)合材料板材4左部區(qū)域：則將兩側(cè)驅(qū)動(dòng)模塊水平方向的4個(gè)橡膠吸盤(pán)18泵入空氣，使吸盤(pán)與板材脫離，然后操控兩側(cè)水平方向支臂15同步向左移動(dòng);然后排空4個(gè)橡膠吸盤(pán)18內(nèi)部空氣，使吸盤(pán)吸附板材。然后將兩側(cè)垂直方向的4個(gè)橡膠吸盤(pán)18泵入空氣，使吸盤(pán)與板材脫離;然后操控專(zhuān)利檢測(cè)機(jī)器人向左移動(dòng)至目標(biāo)區(qū)域;然后排空4個(gè)橡膠吸盤(pán)18內(nèi)部空氣，使吸盤(pán)吸附板材。

[0059]若要繼續(xù)檢測(cè)受檢復(fù)合材料板材4右部區(qū)域，操作方法同上，只是移動(dòng)方向相反。

[0060]重復(fù)上述步驟，直至受檢區(qū)域焊接接頭檢測(cè)完成，檢測(cè)任務(wù)結(jié)束。

[0061]本發(fā)明主控模塊高度集成，各模塊在程序軟件的集中控制下，可精確實(shí)現(xiàn)超聲波探頭良好耦合，實(shí)施檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析全部流程;吸附控制裝置尤其適用于無(wú)磁性復(fù)合板材及光滑的金屬板材表面檢測(cè)設(shè)備的吸附固定，采用微型隔膜真空泵，通過(guò)控制橡膠吸盤(pán)內(nèi)部真空度，可靈活實(shí)現(xiàn)檢測(cè)設(shè)備的吸附和脫離，工藝適用性好，通用性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益高;主控模塊和驅(qū)動(dòng)模塊可實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接，主控模塊和移動(dòng)終端設(shè)備也通過(guò)無(wú)線連接，在移動(dòng)端進(jìn)行數(shù)據(jù)分析評(píng)判和專(zhuān)利檢測(cè)機(jī)器人的遠(yuǎn)程操控，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè);可通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)雙軸位移控制系統(tǒng)將檢測(cè)機(jī)器人移動(dòng)到目標(biāo)區(qū)域，通過(guò)主控機(jī)構(gòu)在導(dǎo)軌支架模塊上的左右移動(dòng)，和電動(dòng)伸縮桿在主控模塊下部軌道的前后移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域的全覆蓋精確檢測(cè)。

[0062]本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，各模塊裝置體積小巧，且為電池供電，方便攜帶，適用范圍廣，尤其適用于大型復(fù)合板材、葉片在役等復(fù)雜環(huán)境檢測(cè)，安全可靠;采用模塊化設(shè)計(jì)，各模塊拆裝方便，便于后期維修和升級(jí)，制造成本和使用成本低;檢測(cè)機(jī)器人采用超聲波原理，無(wú)輻射危害，數(shù)據(jù)響應(yīng)和處理速度快，可與其它施工工作同步進(jìn)行，檢測(cè)效率高、成本低;本發(fā)明具有無(wú)線傳輸功能，檢測(cè)人員可在筆記本電腦或智能手機(jī)端進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)線操控，無(wú)需檢測(cè)專(zhuān)業(yè)人員攀爬腳手架或使用升降車(chē)實(shí)施檢測(cè)，檢測(cè)成本和安全風(fēng)險(xiǎn)低，參數(shù)控制精準(zhǔn)，可快捷、高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)非金屬?gòu)?fù)合板材的全自動(dòng)超聲波檢測(cè)，實(shí)時(shí)顯示復(fù)合板材質(zhì)量狀況，檢測(cè)速度快，檢測(cè)數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)分析，顯示直觀，數(shù)據(jù)判讀便捷，檢測(cè)精度高。

[0063]本發(fā)明上述實(shí)施方案，只是舉例說(shuō)明，不是僅有的，所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包圍。

說(shuō)明書(shū)附圖(8)