專利名稱：基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車輪輪輞、輪輻超聲波探傷系統的探頭定位、貼合裝置，更具體地說，涉及一種基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置。
背景技術：
車輪是動車組、機車車輛走行部的關鍵部件，車輪的運行狀態和質量狀況直接關系到行車安全。高速鐵路和重載鐵路的發展對車輪的質量提出了更高的要求，迫切需要對車輪進行全面探傷。要實現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車組、機車車輛輪對探傷時，需要綜合考慮各型車的車底結構和車底空間，探頭載體在耦合面的定位難度更大。

實用新型內容有鑒于此，本實用新型提供一種基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置， 以實現在不落輪的情況下保證探頭與車輪耦合面的快速、準確貼合。本實用新型的目的是提供一種基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置，包括機械手；探頭載體，其上設置有探頭；承力桿，所述承力桿設置在所述機械手的力控法蘭和所述探頭載體之間，并將所述機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置在機械手力控法蘭與承力桿之間，控制器，所述控制器預先存儲車型與所述機械手的運動路徑的對應關系，根據所述傳感器的反饋信號控制機械手的運動路徑。優選的，在上述基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置中，所述位置傳感器個數為兩個，分別設置在探頭載體的兩端。優選的，在上述基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置中，所述控制器包括通信單元、處理單元、存儲單元和執行單元，其中，所述通信單元用于接收所述傳感器反饋信號，并將發送至所述處理單元；存儲單元預先存儲車型與機械手的運動路徑的對應關系；處理單元接收所述通信單元發送的電信號，并根據該電信號并結合所述存儲單元存儲信息向相應的執行單元發出控制指令；執行單元根據所述控制指令控制相應設備的運行。[0016]優選的，在上述基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置中，所述控制器還包括輸入單元，所述輸入單元可根據不同車型設定機械手的運動路徑，并發送至所述處理單元，經所述處理單元處理后存儲至存儲單元。優選的，在上述基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置中，所述機械手上設置有力反饋傳感器，所述機械手根據所述力反饋傳感器感知力矩大小調整施加給所述承力桿的力矩大小。從上述技術特征可以看出，本實用新型實施例中探頭定位裝置探頭定位過程中采用機械手、探頭載體、傳感器以及控制器。控制器預先存儲不同動車組及機車車輛車型，制定機械手不同的運行路徑，位置傳感器感知探頭貼合情況后，控制器控制機械手快速準確地將探頭載體送達待檢輪的耦合面，并保證探頭與耦合面緊密貼合、準確定位。在運行過程中，探頭載體上的位置傳感器能感知周圍的障礙物，并將該感知信號反饋給控制器，控制器控制機械手主動避讓，當探頭接近耦合面的時候，探頭載體上的位置傳感器能自動感應探頭與耦合面的相對位置。因此，本實用新型實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確貼合，且在該探頭在定位過程采用機械手，機械手具有運行靈活快速的特點，這也是一般設備所不能比擬的，機械手運行時路徑一定，且無需人為進行操作，降低了定位的難度。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例提供的基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供探頭載體的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例中控制器的一種結構框圖；圖4為本實用新型實施例中控制器的另一種結構框圖。
具體實施方式
機械手主要由手部、運動機構和控制系統三大部分組成。手部是用來抓持工件 (或工具)的部件，根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構，使手部完成各種轉動(擺動)、移動或復合運動來實現規定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為機械手的自由度。本實用新型實施例中通過采用機械手可以實現探頭的快速準確定位，定位完好后才能保證探傷的效果。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。本實用新型實施例提供一種基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置，請參照圖1所示，包括機械手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，在本實用新型實施例中位置傳感器個數為兩個，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分別設置在探頭載體1的兩端；承力桿2，設置在連接機械手3的力控法蘭和探頭載體1之間，并將機械手3的力矩傳遞給探頭載體1 ；控制器6預先存儲車型與所述機械手3的運動路徑的對應關系，根據位置傳感器的反饋信號控制機械手3的運動路徑。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，針對不同車型的車輪，特別是對于車輪直徑不同的車輪，其機械手3設置有不同的運動路徑。同時車型確定后，控制器6就會驅動機械手3按照存儲在控制器6中的運動路徑進行運動。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，機械手3上設置有力反饋傳感器7，機械手3根據所述力控傳感器7感知力矩大小調整施加給所述承力桿的力矩大小。 根據力矩反饋信號，來調節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，探頭開始對車輪進行探傷。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確貼合，且在該過程中機械手3的運行路徑一定，不需要人為進行操作，降低了定位的難度。機械手3在控制器6的控制下帶動探頭載體1從初始位沿著預先存儲的運動路徑運動。探頭載體1上的位置傳感器能感知周圍的障礙物，將該信號反饋給控制器6，控制器 6控制機械手主動避讓，當探頭4接近耦合面的時候，探頭載體1上的位置傳感器能自動感應探頭4與耦合面的相對位置，機械手3根據感應信號實現準確定位。在上述探頭4定位過程中由于采用機械手，機械手具有靈活度高，且運行速度快的優點，因此本實用新型實施例中能夠快速的實現探頭4的定位。且由于在定位過程中控制器6中預先存儲有車型與機械手運動路徑的對應關系，因此在不落輪的前提下只需將該裝置置于車下，機械手3就會按照預先設定的運動路徑進行定位，解決了現有探頭定位技術的技術缺點。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、存儲單元63和執行單元64，其中，通信單元61 用于接收傳感器反饋信號，并發送至處理單元62 ；存儲單元63 預先存儲車型與機械手的運動路徑的對應關系；處理單元62 接收通信單元發送的電信號，并根據該電信號并結合存儲單元63存儲信息向相應的執行單元64發出控制指令；執行單元64 根據控制指令控制相應設備的運行。另外，請參照圖4所示，當出現存儲單元63中未存儲的車型時，使用者可以通過輸入單元65將新的車型信息輸入至存儲單元63中存儲。該輸入單元65可根據不同車型設定機械手的運動路徑，并發送至處理單元，經處理單元62處理后存儲至存儲單元63。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術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用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求1.一種基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置，其特征在于，包括機械手；探頭載體，其上設置有探頭；承力桿，所述承力桿設置在所述機械手的力控法蘭和所述探頭載體之間，并將所述機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置在機械手力控法蘭與承力桿之間，控制器，所述控制器預先存儲動車組、機車車輛型號與所述機械手的運動路徑的對應關系，根據所述傳感器的反饋信號控制機械手的運動路徑。
2.根據權利要求1所述的基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置，其特征在于，所述位置傳感器個數為兩個，分別設置在探頭載體的兩端。
3.根據權利要求1或2所述的基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置，其特征在于，所述控制器包括通信單元、處理單元、存儲單元和執行單元，其中，所述通信單元用于接收所述傳感器反饋信號，并將發送至所述處理單元；存儲單元預先存儲動車組、機車車輛型號與機械手的運動路徑的對應關系；處理單元接收所述通信單元發送的電信號，并根據該電信號并結合所述存儲單元存儲信息向相應的執行單元發出控制指令；執行單元根據所述控制指令控制相應設備的運行。
4.根據權利要求3所述的基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置，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不同車型設定機械手的運動路徑，并發送至所述處理單元，經所述處理單元處理后存儲至存儲單元。
5.根據權利要求3所述的基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置，其特征在于，所述機械手上設置有力反饋傳感器，所述機械手根據所述力反饋傳感器感知力矩大小調整施加給所述承力桿的力矩大小。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種基于機械手的輪輞輪輻探傷系統探頭定位裝置，包括機械手、探頭載體、傳感器以及控制器。控制器根據傳感器的反饋信號控制機械手快速準確地將探頭載體送達待檢輪的耦合面。在運行過程中，探頭載體上的傳感器能感知周圍的障礙物，并將該感知信號反饋給控制器，控制器控制機械手主動避讓，當探頭接近耦合面的時候，探頭載體上的傳感器能自動感應探頭與耦合面是否貼合。因此，本實用新型實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確貼合。
文檔編號G01N29/26GK201974413SQ20112002636
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月26日 優先權日2011年1月26日
發明者張渝, 彭建平, 彭朝勇, 杜路全, 王澤勇, 王黎, 譚優, 趙全軻, 趙波, 高曉蓉, 黃煒 申請人:北京主導時代科技有限公司