[發(fā)明專(zhuān)利]一種深孔內(nèi)壁成像系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410542063.X
• 申請(qǐng)日: 2014-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104297261A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范晉偉;劉勇軍;劉益嘉;閆洪霞;穆東輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/954
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/954
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種深孔內(nèi)壁成像系統(tǒng)，屬于機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

保存重要物料的環(huán)形儲(chǔ)物管壁的損傷檢測(cè)對(duì)物料的保存壽命具有重要的意義，如果沒(méi)有檢測(cè)或檢測(cè)方法不當(dāng)而導(dǎo)致物料泄漏將導(dǎo)致不可估量的損失。環(huán)形儲(chǔ)物管外壁的檢測(cè)相對(duì)容易，而內(nèi)壁的檢測(cè)比較困難，特別是內(nèi)孔直徑較小、深度較大的內(nèi)壁損失檢測(cè)則顯得尤為困難。目前對(duì)深孔內(nèi)壁的檢測(cè)多采用超聲檢測(cè)，超聲檢測(cè)雖然能夠檢測(cè)出內(nèi)壁損傷的大概部位，但對(duì)于內(nèi)壁的裂紋大小計(jì)算、裂紋發(fā)展趨勢(shì)評(píng)估、裂紋精確定位等難以勝任，而通過(guò)對(duì)內(nèi)壁的成像并對(duì)成像進(jìn)行分析則是內(nèi)壁檢測(cè)的一個(gè)有效方法。對(duì)于深孔內(nèi)壁的成像的主要困難是成像系統(tǒng)不能與環(huán)形儲(chǔ)物管有接觸、成像系統(tǒng)前端沒(méi)有支撐、成像系統(tǒng)需要沿內(nèi)壁360度循環(huán)掃描拍照、照片需要實(shí)時(shí)傳給計(jì)算機(jī)等，目前尚未有專(zhuān)門(mén)針對(duì)深孔內(nèi)壁成像的設(shè)備。

針對(duì)以上所述，為了對(duì)環(huán)形儲(chǔ)物管的深孔內(nèi)壁進(jìn)行成像，本發(fā)明提出了一種深孔內(nèi)壁成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)ι羁變?nèi)壁進(jìn)行循環(huán)掃描拍照，并實(shí)時(shí)傳送給計(jì)算機(jī)，可以設(shè)置相機(jī)每次旋轉(zhuǎn)的角度和測(cè)頭每次的進(jìn)給量，并可根據(jù)深孔的長(zhǎng)度來(lái)增加測(cè)量系統(tǒng)的長(zhǎng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種深孔內(nèi)壁成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)由機(jī)械結(jié)構(gòu)域控制系統(tǒng)組成。

機(jī)械結(jié)構(gòu)包括推車(chē)1、把手2、配重3、系統(tǒng)支撐板4、后端皮帶輪5、拖鏈7、上滾輪8、水平上支撐板9、小錐齒輪12、大錐齒輪13、相機(jī)安裝板14、相機(jī)15、拖鏈支撐板16、同步帶17、工字鋼a18、工字鋼b42、前端皮帶輪19、皮帶支撐滾子21、水平下支撐板23、下滾輪22、螺栓、聯(lián)軸器27、滾輪上軌道28、測(cè)頭軸承29、內(nèi)圈圓環(huán)30、滾輪下軌道31、激光反光板32、軸承蓋板a33、皮帶輪支撐板a35、軸承a34、皮帶輪軸36、皮帶輪支撐板b35、軸承b38、軸承蓋板b39、銷(xiāo)40、連接板43，螺栓包括同步帶鎖緊螺栓11、系統(tǒng)支撐板鎖緊螺栓24、連接板螺栓41。

工字鋼a18通過(guò)兩對(duì)系統(tǒng)支撐板4支撐在推車(chē)1前端，系統(tǒng)支撐板4通過(guò)系統(tǒng)支撐板鎖緊螺栓24與推車(chē)1固定，配重3放在推車(chē)1的后端；工字鋼a18和工字鋼b42通過(guò)連接板43、銷(xiāo)40、連接板螺栓41連接在一起，以增加檢測(cè)的深度。工字鋼a18的一端和工字鋼b42的一端分別裝有后端皮帶輪5、前端皮帶輪19；測(cè)頭軸承29套在工字鋼18上，測(cè)頭軸承29外圈套裝有大錐齒輪13，測(cè)頭軸承29內(nèi)圈裝有內(nèi)圈圓環(huán)30，圓環(huán)上下焊接有水平上支撐板9和水平下支撐板23，水平上支撐板9和水平下支撐板23上分別安裝有一對(duì)上滾輪8和一對(duì)下滾輪22，滾輪可以在工字鋼a18和工字鋼b42外表面上的滾輪上軌道28、滾輪下軌道31滾動(dòng)，滾輪兩側(cè)安裝有導(dǎo)軌，以防止左右滑動(dòng)；水平上支撐板9上安裝有齒輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)10，電機(jī)軸上安裝有小錐齒輪12，小錐齒輪12與大錐齒輪13嚙合，同步帶17的兩端通過(guò)同步帶鎖緊螺栓11安裝的水平上支撐板9的下面；在內(nèi)圈圓環(huán)30的一側(cè)安裝有激光反光板32，在內(nèi)圈圓環(huán)30的前端安裝有拖鏈支撐板16，拖鏈支撐板16與拖鏈7相連，相機(jī)15、齒輪伺服電機(jī)10的電線放在拖鏈7中，隨拖鏈7一起運(yùn)動(dòng)，以防止電線纏繞。在大錐齒輪13的一端安裝有相機(jī)安裝板14，在相機(jī)安裝板14上裝有相機(jī)。

電氣系統(tǒng)包括齒輪伺服電機(jī)10、同步帶伺服電機(jī)26、前端限位開(kāi)關(guān)20、后端限位開(kāi)關(guān)6、激光測(cè)距儀25、計(jì)算機(jī)45、PCI卡46、齒輪伺服驅(qū)動(dòng)器47、同步帶伺服驅(qū)動(dòng)器48、控制面板44，控制面板44上有手動(dòng)/自動(dòng)切換按鈕61、急停按鈕62、自動(dòng)指示燈60、手動(dòng)指示燈59、相機(jī)前進(jìn)指示燈58、相機(jī)后退指示燈57、相機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈50、相機(jī)反轉(zhuǎn)指示燈49、相機(jī)前進(jìn)按鈕56、相機(jī)后退按鈕55、相機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕54、相機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕52、拍照按鈕51、自動(dòng)運(yùn)行按鈕53。

同步帶伺服電機(jī)26可以通過(guò)同步帶17驅(qū)動(dòng)相機(jī)15沿工字鋼a18、工字鋼b42前進(jìn)或后退，齒輪伺服電機(jī)10可以通過(guò)小錐齒輪12、大錐齒輪13驅(qū)動(dòng)相機(jī)15做360度旋轉(zhuǎn)，激光測(cè)距儀25安裝在工字鋼a18的一端，通過(guò)安裝在內(nèi)圈圓環(huán)30左側(cè)的激光反光板32來(lái)測(cè)量相機(jī)15前進(jìn)的距離。在工字鋼a18和工字鋼b42的一端分別安裝有后端限位開(kāi)關(guān)6和前端限位開(kāi)關(guān)20，以防止相機(jī)15超程。伺服驅(qū)動(dòng)器、各種按鈕、限位開(kāi)關(guān)、激光測(cè)距儀信號(hào)通過(guò)PCI板接入計(jì)算機(jī)，相機(jī)則通過(guò)串口直接與計(jì)算機(jī)相連。