基于Mecanum輪的全方向移動數(shù)字平板射線檢測機器人的制作方法
【技術領域】
[〇〇〇1]本發(fā)明涉及一種基于Mecanum輪的全方向移動數(shù)字平板射線檢測機器人。
【背景技術】
[0002]我國是承壓特種設備制造大國，承壓特種設備制造數(shù)量居世界第一。承壓特種設備是工業(yè)的基礎裝備，石化、電力、航空航天等各個行業(yè)，以及國防、民生各個領域均需要各種承壓特種設備。提高我國承壓特種設備的國際競爭力，制造能力和產品質量，具有戰(zhàn)略意義。
[〇〇〇3]無損檢測是承壓特種設備制造質量把關的關鍵手段，又是制約生產能力的瓶頸。
目前國內承壓特種設備制造中，焊縫無損檢測的70%采用膠片射線照相法。該方法檢測工期長，效率低，圖像保管和復制困難，且消耗大量石油、銀資源，還產生暗室廢液污染環(huán)境，因此急需改進和提尚。
[0004]數(shù)字平板射線照相是近十年發(fā)展的無損檢測新技術，具有檢測速度快，效率高，靈敏度高，圖像保存、復制和調用方便，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。但由于數(shù)字平板射線照相技術的數(shù)字平板探測器無法像膠片一樣貼在容器內壁，所以該技術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中應用，目前只能采用雙壁透照方式檢測直徑lm以下的管道和氣瓶的焊縫。
[0005]近年來，特種設備數(shù)量不斷高速增長。這就對保證特種設備高質量、高效率、高水平的檢驗檢測提出了新的挑戰(zhàn)。目前，國內外大型球罐、立式儲罐等在役承壓特種設備的自動化數(shù)字射線檢測工藝裝備存在空白，且現(xiàn)有的檢測機器人對設備曲面上焊縫檢測的靈活性相對不足，不能滿足需求。
[0006]如專利號為ZL200510018933.4公開的一種檢測機器人，對于大型球罐、立式儲罐由于無法定位在被檢測對象體上，無法實現(xiàn)檢測。
[0007]如申請?zhí)枮?01410005169.6公開的一種儲罐焊縫X射線檢測機器人，只能夠實現(xiàn)橫向與縱向移動，不能任意方向移動或旋轉，靈活性不足，且需要額外的部件來輔助以實現(xiàn)機器人的移動與定位。
[0008]承壓特種設備涉及公共安全，對質量要求高，需要先進的無損檢測技術保駕護航，應提高承壓特種設備制造能力和質量水平，同時提高我國無損檢測技術水平。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種基于Mecanum輪的全方向移動數(shù)字平板射線檢測機器人解決現(xiàn)有技術中存在的大型球罐、立式儲罐等在役承壓設備的自動化數(shù)字射線檢測工藝裝備存在空白，且現(xiàn)有的檢測機器人對設備曲面上焊縫檢測的靈活性相對不足，不能滿足需求等問題。
[0010]本發(fā)明的技術解決方案是:
一種基于Mecanum輪的全方向移動數(shù)字平板射線機器人，包括射線源端機器人、數(shù)字平板探測器端機器人，射線源端機器人與數(shù)字平板探測器端機器人均采用全方位Mecanum輪結構；
射線源端機器人包括車架一、Mecanum輪一、伺服電機一、前循跡傳感器一、后循跡傳感器一、X射線源、永磁磁鐵一和運動控制盒一，運動控制盒一連接有無線通訊模塊一，前循跡傳感器一設于車架一的前端，后循跡傳感器一設于車架一的后端，車架一的中部設有運動控制盒一和連續(xù)式X射線源，車架一的兩側分別設有Mecanum輪一，Mecanum輪一連接有伺服電機一，伺服電機一連接運動控制盒一，車架一的底部兩側分別設有永磁磁鐵一；
數(shù)字平板探測器端機器人包括車架二、Mecanum輪二、伺服電機二、前循跡傳感器二、后循跡傳感器二、數(shù)字平板、永磁磁鐵二和運動控制盒二，運動控制盒二連接有用于與無線通訊模塊一連接通訊的無線通訊模塊二，前循跡傳感器二設于車架二的前端，后循跡傳感器二設于車架二的后端，車架二的中部設有運動控制盒二和數(shù)字平板，數(shù)字平板設于車架二的底部，車架二的兩側分別設有Mecanum輪二，Mecanum輪二連接有伺服電機二，伺服電機二連接運動控制盒二，車架二的底部兩側分別設有永磁磁鐵二。
[0011]進一步地，X射線源采用連續(xù)式X射線源。
[0012]進一步地，Mecanum輪一與Mecanum輪二的數(shù)量均為四個，Mecanum輪一分別設有車架一的四個端部，Mecanum輪二分別設于車架二的四個端部。
[0013]進一步地，射線源端機器人、數(shù)字平板探測器端機器人分別設置在被檢測對象的兩側，被檢測對象如球罐等人孔處即出入口位置設有WiFi中繼器。
[0014]進一步地，永磁磁鐵一與被檢測對象間、永磁磁鐵二與被檢測對象間分別設有間隙，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對象的距離大于Mecanum輪一與被檢測對象的距離，永磁磁鐵二與被檢測對象的距離大于Mecanum輪二與被檢測對象的距離。
[0015]進一步地，車架一與車架二中的至少一個設有懸架隔振裝置，懸架隔振裝置包括柔性單元、水平機構，柔性單元的一端設于磁鐵固定座的頂部平臺，柔性單元的另一端活動連接車架固定座，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構連接軸承座的凸臺，軸承座與磁鐵固定座分別通過螺栓連接伺服電機一，磁鐵固定座與伺服電機一之間設有電機固定板，伺服電機一通過輪軸連接Mecanum輪一。
[0016]進一步地，水平機構采用一個以上的Η型連桿，一個以上的Η型連桿平行安裝且位于同一豎直面上構成平行四連桿機構，Η型連桿的兩端分別通過銷軸連接車架固定座的凸臺、軸承座的凸臺。
[0017]進一步地，柔性單元通過螺栓固定在磁鐵固定座的頂部平臺和壓板間，柔性單元由若干片彈簧疊加構成，片彈簧包括設于中間的長片簧，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。
[0018]進一步地，還包括同步跟蹤控制模塊:實現(xiàn)射線源端機器人與數(shù)字平板探測器端機器人同步跟蹤行走，具體為:
射線源端機器人自主行走，并記錄編碼器信息，得到每個輪子的轉動圈數(shù)，然后將該信息通過無線發(fā)送給數(shù)字平板探測器端機器人；
數(shù)字平板探測器端機器人根據(jù)射線源端機器人發(fā)送的編碼器信息控制數(shù)字平板探測器端機器人各輪子的轉動，并消除數(shù)字平板探測器端機器人運動產生的累積誤差。
[0019]進一步地，在同步跟蹤控制模塊中，消除平板探測器端機器人運動產生的累積誤差，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)字平板探測器端機器人相對于射線源端機器人的位置偏移距離，并在下一次行走的過程中對數(shù)字平板探測器端機器人的運動進行校正，來實現(xiàn)數(shù)字平板探測器端機器人與射線源端機器人的同步跟蹤。
[0020]進一步地，在同步跟蹤控制模塊中，消除數(shù)字平板探測器端機器人運動產生的累積誤差，具體為:
射線源端機器人裝備電阻絲，射線源端機器人通過電阻絲或者紅外射線對熱源正對的罐體區(qū)域進行加熱，當加熱到一定程度時，被加熱區(qū)域會形成正對熱源點溫度最高，向四周溫度逐漸降低的特征；
數(shù)字平板探測器端機器人則分布有四個對稱的熱敏傳感器，四個熱敏傳感器正對點的溫度差異會產生壓電信號，如果沒有對中的情況下，四個熱敏傳感器正對點溫度不同，產生的壓電信號會存在壓差，根據(jù)壓差控制數(shù)字平板探測器端機器人向著溫度最高點運動，來實現(xiàn)數(shù)字平板探測器端機器人與射線源端機器人的同步跟蹤。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:
一、該種基于Mecanum輪的全方向移動數(shù)字平板射線檢測機器人，采用全方位Mecanum輪結構，基于四個Mecanum輪的全方位移動機器人通過磁吸附在球罐表面，并攜帶數(shù)字平板射線檢測系統(tǒng)對焊縫