[发明专利]一种深孔内壁成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种深孔内壁成像系统，属于机械设计与自动化控制领域。

背景技术

保存重要物料的环形储物管壁的损伤检测对物料的保存寿命具有重要的意义，如果没有检测或检测方法不当而导致物料泄漏将导致不可估量的损失。环形储物管外壁的检测相对容易，而内壁的检测比较困难，特别是内孔直径较小、深度较大的内壁损失检测则显得尤为困难。目前对深孔内壁的检测多采用超声检测，超声检测虽然能够检测出内壁损伤的大概部位，但对于内壁的裂纹大小计算、裂纹发展趋势评估、裂纹精确定位等难以胜任，而通过对内壁的成像并对成像进行分析则是内壁检测的一个有效方法。对于深孔内壁的成像的主要困难是成像系统不能与环形储物管有接触、成像系统前端没有支撑、成像系统需要沿内壁360度循环扫描拍照、照片需要实时传给计算机等，目前尚未有专门针对深孔内壁成像的设备。

针对以上所述，为了对环形储物管的深孔内壁进行成像，本发明提出了一种深孔内壁成像系统。该系统能够对深孔内壁进行循环扫描拍照，并实时传送给计算机，可以设置相机每次旋转的角度和测头每次的进给量，并可根据深孔的长度来增加测量系统的长度。

发明内容

本发明的目的是提供一种深孔内壁成像系统，该成像系统由机械结构域控制系统组成。

机械结构包括推车1、把手2、配重3、系统支撑板4、后端皮带轮5、拖链7、上滚轮8、水平上支撑板9、小锥齿轮12、大锥齿轮13、相机安装板14、相机15、拖链支撑板16、同步带17、工字钢a18、工字钢b42、前端皮带轮19、皮带支撑滚子21、水平下支撑板23、下滚轮22、螺栓、联轴器27、滚轮上轨道28、测头轴承29、内圈圆环30、滚轮下轨道31、激光反光板32、轴承盖板a33、皮带轮支撑板a35、轴承a34、皮带轮轴36、皮带轮支撑板b35、轴承b38、轴承盖板b39、销40、连接板43，螺栓包括同步带锁紧螺栓11、系统支撑板锁紧螺栓24、连接板螺栓41。

工字钢a18通过两对系统支撑板4支撑在推车1前端，系统支撑板4通过系统支撑板锁紧螺栓24与推车1固定，配重3放在推车1的后端；工字钢a18和工字钢b42通过连接板43、销40、连接板螺栓41连接在一起，以增加检测的深度。工字钢a18的一端和工字钢b42的一端分别装有后端皮带轮5、前端皮带轮19；测头轴承29套在工字钢18上，测头轴承29外圈套装有大锥齿轮13，测头轴承29内圈装有内圈圆环30，圆环上下焊接有水平上支撑板9和水平下支撑板23，水平上支撑板9和水平下支撑板23上分别安装有一对上滚轮8和一对下滚轮22，滚轮可以在工字钢a18和工字钢b42外表面上的滚轮上轨道28、滚轮下轨道31滚动，滚轮两侧安装有导轨，以防止左右滑动；水平上支撑板9上安装有齿轮驱动电机10，电机轴上安装有小锥齿轮12，小锥齿轮12与大锥齿轮13啮合，同步带17的两端通过同步带锁紧螺栓11安装的水平上支撑板9的下面；在内圈圆环30的一侧安装有激光反光板32，在内圈圆环30的前端安装有拖链支撑板16，拖链支撑板16与拖链7相连，相机15、齿轮伺服电机10的电线放在拖链7中，随拖链7一起运动，以防止电线缠绕。在大锥齿轮13的一端安装有相机安装板14，在相机安装板14上装有相机。

电气系统包括齿轮伺服电机10、同步带伺服电机26、前端限位开关20、后端限位开关6、激光测距仪25、计算机45、PCI卡46、齿轮伺服驱动器47、同步带伺服驱动器48、控制面板44，控制面板44上有手动/自动切换按钮61、急停按钮62、自动指示灯60、手动指示灯59、相机前进指示灯58、相机后退指示灯57、相机正转指示灯50、相机反转指示灯49、相机前进按钮56、相机后退按钮55、相机正转按钮54、相机反转按钮52、拍照按钮51、自动运行按钮53。

同步带伺服电机26可以通过同步带17驱动相机15沿工字钢a18、工字钢b42前进或后退，齿轮伺服电机10可以通过小锥齿轮12、大锥齿轮13驱动相机15做360度旋转，激光测距仪25安装在工字钢a18的一端，通过安装在内圈圆环30左侧的激光反光板32来测量相机15前进的距离。在工字钢a18和工字钢b42的一端分别安装有后端限位开关6和前端限位开关20，以防止相机15超程。伺服驱动器、各种按钮、限位开关、激光测距仪信号通过PCI板接入计算机，相机则通过串口直接与计算机相连。