[发明专利]一种工件表面裂纹缺陷检测用多关节仿生机器人臂

说明书

本发明涉及一种工件表面裂纹缺陷检测用多关节仿生机器人臂，其包括机械臂，机械臂的输出端设置有固定托板和可自转的旋转托环，固定托板上设置有Z轴移动机构、以及设置于Z轴移动机构输出端的顶吸机构，固定托板和旋转托环之间设置有Z轴旋转机构，旋转托环上设置有超声波探伤机构和一对X轴移动机构、设置于X轴移动机构输出端的X轴旋转机构、以及设置于X轴旋转机构输出端的侧吸机构，超声波探伤机构的探头朝向顶吸机构或这对侧吸机构上的工件。本发明通过机械臂配合侧吸机构和顶吸机构分别进给，能分别进行工件转动完成工件端壁检测、超声波探伤机构转动完成工件周壁检测的超声波检测过程，有利于降低制作成本，提高检测效率。

技术领域

本发明涉及无损检测用机械臂的技术领域，尤其是涉及一种工件表面裂纹缺陷检测用多关节仿生机器人臂。

背景技术

随着我国民用航空事业的发展，国内各大航空公司逐渐淘汰了老龄化飞机并大量引进了新型飞机，这不但促进了航空维修业的迅速发展，还使得飞机维护方式发生了重大变化，其中最为显著的是以可靠性为中心的视情维护模式逐步取代了原先的苏制飞机定期维护模式。在现有的航空维修过程中，如何通过可靠准确的检测方法来检测出飞机工件上的结构损伤，如裂纹、分层、腐蚀、坑孔、划伤等，对于保证飞机安全运行具有重要意义。

目前，无损检测技术已经成为飞机工件表面裂纹缺陷检测的重要技术手段，其包括射线法、声学法、电磁法、化学分析法、机械法、光学法、热学法等。在航空维修领域，超声检测法是最常用的无损检测方法之一，主要用于对飞机轮毂、发动机叶、起落架等重要被测零部件的宏观缺陷检测和几何特性测量，通常使用频率为2.5~25MHz的短脉冲以反射法来进行对被测件的检测。当被测件中的超声波在传播过程中遇到材料声阻抗有变化的时候，部分声波被反射回来，根据反射信号的幅度可对缺陷的大小进行评估，根据入射波与反射波之间的时间差可确定缺陷的位置。

现有的超声波检测轮毂表面裂纹缺陷的方法主要分为两种，一种是通过检测臂转动带动检测，例如授权公告号为CN105403620B的中国专利公开了一种能够对飞机轮毂自动检测的超声波探伤系统。其包括多个滚轮、多根支撑杆、工作台、电源、控制装置、显示屏、固定盘、旋转体、第一电机、丝杠、第二电机、移动台、两根连接轴、固定板、伸缩臂、喷涂装置、超声波探头、第三电机和旋转轴。上述超声波探伤系统通过旋转轴使得喷涂装置和超声波探头能够灵活变换使用，以完成对静止轮毂表面的裂纹检测，但是其驱动程序编写过程复杂，自动化性能相对较低。另一种方法是带动轮毂转动进行检测，其自动化性能相对较高，但是目前这类装置复杂，需要支撑和带动轮毂在三维空间内运动的附加装置，不利于降低制作成本、提高检测效率，有待改进。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种工件表面裂纹缺陷检测用多关节仿生机器人臂，其通过机械臂配合轮毂附加结构和检测结构动作，解决了现有检测臂转动超声波检测方式自动化性能不高、带动轮毂转动超声波检测方式装置复杂效率不高的问题，达到了智能化高效率检测工件表面裂纹缺陷的效果。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种工件表面裂纹缺陷检测用多关节仿生机器人臂，包括机械臂，所述机械臂的输出端设置有固定托板和可自转的旋转托环，所述固定托板上设置有Z轴移动机构、以及设置于所述Z轴移动机构输出端的顶吸机构，所述固定托板和旋转托环之间设置有Z轴旋转机构，所述旋转托环上设置有超声波探伤机构和一对X轴移动机构、设置于所述X轴移动机构输出端的X轴旋转机构、以及设置于所述X轴旋转机构输出端的侧吸机构，所述超声波探伤机构的探头朝向所述顶吸机构或这对侧吸机构上的工件。