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专利号: 2020113005600
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 武器
更新日期:2025-02-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种炮管内膛线检测机器人,其特征是:包括驱动机构(1)、检测机构(2)以及用于连接驱动机构(1)和检测机构(2)的连接机构Ⅰ(4),所述驱动机构(1)包括支架Ⅰ(1.1),所述支架I(1.1)周向布置有多个驱动轮(1.12),每个驱动轮(1.12)可在动力机构Ⅰ的驱动下旋转,每个动力机构Ⅰ可在动力机构Ⅱ的驱动下摆动,每个动力机构Ⅱ与支架Ⅰ(1.1)可转动连接;

所述检测机构(2)包括支架Ⅱ(2.1),所述支架Ⅱ(2.1)周向设置有多个位移传感器Ⅰ(2.2),每个位移传感器Ⅰ(2.2)连接有摆动机构,所述摆动机构的上端与连接轴Ⅱ(2.8)可转动连接,所述连接轴Ⅱ(2.8)转动连接有检测轮(2.11);所述连接机构Ⅰ(4)包括连接轴Ⅰ(4.1)和连接轴Ⅱ(4.2),所述连接轴Ⅰ(4.1)和连接轴Ⅱ(4.2)滑动连接,所述连接轴Ⅰ(4.1)的轴肩和连接轴Ⅱ(4.2)的轴肩通过连接弹簧Ⅰ(4.3)连接,所述连接轴Ⅰ(4.1)与支架Ⅰ(1.1)可转动连接,所述连接轴Ⅱ(4.2)与支架Ⅱ(2.1)可转动连接;

所述检测机构(2)的另一端通过连接机构Ⅱ(5)与测速机构(3)连接,所述测速机构(3)包括支架Ⅲ(3.1),所述支架Ⅲ(3.1)周向设置有多个测速轮(3.6),每个测速轮(3.6)固定设置在转动轴Ⅱ(3.9)上,每个转动轴Ⅱ(3.9)的另一端固定连接有速度传感器(3.7),所述转动轴Ⅱ(3.9)与连杆Ⅵ(3.5)转动连接,每个连杆Ⅵ(3.5)在动力机构Ⅲ的作用下摆动,每个动力机构Ⅲ与支架Ⅲ(3.1)可转动连接,所述连接机构Ⅱ(5)包括连接轴Ⅲ(5.1)和连接轴Ⅳ(5.2),所述连接轴Ⅲ(5.1)和连接轴Ⅳ(5.2)滑动连接,所述连接轴Ⅲ(5.1)的轴肩和连接轴Ⅳ(5.2)的轴肩通过连接弹簧Ⅱ(5.3)连接,所述连接轴Ⅲ(5.1)与支架Ⅱ(2.1)可转动连接,所述连接轴Ⅳ(5.3)与支架Ⅲ(3.1)可转动连接;

所述动力机构Ⅰ包括电机,所述电机固定设置在安装架(1.6)上,所述电机通过减速机与驱动轴(1.8)连接,所述驱动轴(1.8)上固定设置有锥齿轮Ⅰ(1.9),所述锥齿轮Ⅰ(1.9)啮合连接有锥齿轮Ⅱ(1.10),所述锥齿轮Ⅱ(1.10)固定设置在连接轴Ⅰ(1.11)上,所述驱动轮(1.12)与连接轴Ⅰ(1.11)固定连接,所述连接轴Ⅰ(1.11)与安装架(1.6)可转动连接,所述动力机构Ⅱ包括液压缸Ⅰ(1.3),所述液压缸Ⅰ(1.3)的底部与支架Ⅰ(1.1)通过轴承Ⅰ(1.2)转动连接,所述液压缸Ⅰ(1.3)的中部铰接有连杆Ⅰ(1.5),所述连杆Ⅰ(1.5)的另一端与安装架(1.6)的中部铰接,所述液压缸Ⅰ(1.3)的伸缩杆铰接有连杆Ⅱ(1.4),所述连杆Ⅱ(1.4)的另一端与安装架(1.6)铰接;

所述支架Ⅱ(2.1)上固定设置有摄像头(2.14),所述摄像头(2.14)设置在位移传感器Ⅰ(2.2)的后侧,所述连接轴Ⅱ(4.2)为中空轴,所述连接轴Ⅱ(4.2)内固定设置有位移传感器Ⅱ,所述摄像头(2.14)、位移传感器Ⅰ(2.2)和位移传感器Ⅱ均与主板(2.13)连接,所述主板(2.13)固定设置在支架Ⅱ(2.1)上;

所述连接轴Ⅳ(5.2)为中空轴,所述连接轴Ⅳ(5.2)内固定设置有位移传感器Ⅲ,所述支架Ⅲ(3.1)上固定设置有定位无线传输装置(3.8),所述位移传感器Ⅲ、速度传感器(3.7)、定位无线传输装置(3.8)均与主板(2.13)连接。

2.根据权利要求1所述的炮管内膛线检测机器人,其特征是:所述摆动机构包括连杆Ⅲ(2.5)和连杆Ⅳ(2.6),所述位移传感器Ⅰ(2.2)与连杆Ⅲ(2.5)的一端铰接,所述连杆Ⅲ(2.5)的另一端与连杆Ⅳ(2.6)的一端铰接,所述连杆Ⅳ(2.6)的另一端与支架Ⅱ(2.1)铰接,所述连杆Ⅳ(2.6)通过轴承Ⅱ(2.7)与连接轴Ⅱ(2.8)转动连接,所述连接轴Ⅱ(2.8)与转动轴Ⅰ(2.3)转动连接,所述检测轮(2.11)固定设置在转动轴Ⅰ(2.3)上。

3.根据权利要求2所述的炮管内膛线检测机器人,其特征是:所述连接轴Ⅱ(2.8)上铰接有棘爪(2.10),所述转动轴Ⅰ(2.3)上固定连接有与棘爪(2.10)配合的外棘轮(2.9)。

4.根据权利要求1所述的炮管内膛线检测机器人,其特征是:所述动力机构Ⅲ包括液压缸Ⅱ(3.3),所述液压缸Ⅱ(3.3)的底端通过轴承Ⅲ(3.2)与支架Ⅲ(3.1)转动连接,所述液压缸Ⅱ(3.3)的中部铰接有连杆Ⅴ(3.4),所述连杆Ⅴ(3.4)的另一端与连杆Ⅵ(3.5)铰接,所述液压缸Ⅱ(3.3)的伸缩杆与连杆Ⅵ(3.5)的中部铰接。

5.一种使用上述权利要求1‑4任一权利要求中炮管内膛线检测机器人的检测方法,其特征是:包括以下步骤:

步骤1:将检测机器人放入需要检测的炮管内,将驱动轮(1.12)、检测轮(2.11)和测速轮(3.6)均嵌入其膛线阴线中;

步骤2:启动设备驱动机构(1),所述位移传感器Ⅰ(2.2)一旦接收到位移变化,摄像头(2.14)启动准备拍摄;

步骤3:所述连接机构Ⅰ(4)和连接机构Ⅱ(5)不断接受位移变化,并把位移变化发送给检测人员,通过位移变化可得膛线螺旋升角是否出现问题;

步骤4:将摄像头拍摄内容发送至检测人员的检测设备中,进行具体情况检查。

6.根据权利要求5所述的炮管内膛线检测机器人的检测方法,其特征是:

启动电机,所述电机带动减速器将转速控制在0.02m/s,所述锥齿轮Ⅰ(1.9)啮合传动锥齿轮Ⅱ(1.10)将扭矩传递给驱动轮(1.12),所述驱动轮(1.12)紧压膛线阴线,通过滚动摩擦带检测机器人前进;

所述检测机器人前进过程中,所述驱动轮(1.12)、检测轮(2.11)和测速轮(3.6)随膛线的螺旋升角变化被动微调方向,使驱动轮(1.12)、检测轮(2.11)和测速轮(3.6)始终在膛线阴线内行走,同时保证检测机器人的同心度;

膛线螺旋升角变化过程中,连接机构Ⅰ(4)和连接机构Ⅱ(5)不断接收位移变化,并通过位移传感器Ⅱ和位移传感器Ⅲ将位移变化传输至主板处,由检测人员检测螺旋升角是否符合设计要求;

所述检测机器人前进过程中遇到膛线缺陷,检测轮(2.11)会立即检测到径向位移,所述位移传感器Ⅰ捕获到轴向位移,在捕获到轴向位移后,位移传感器Ⅰ把信号传输至主板处,所述定位无线传输装置(3.8)也立即工作定位膛线出现缺陷的点的坐标并传输至主板处,主板控制摄像头进行缺陷的拍摄。