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一種船板厚度測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種船板厚度測(cè)量裝置，執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在爬壁機(jī)器人上，而壓力傳感器及超聲波測(cè)厚傳感器安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上；控制單元分別與爬壁機(jī)器人、壓力傳感器、超聲波測(cè)厚傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)電性連接；耦合劑容器安裝在支架上，容器壓頭安裝在耦合劑容器上部，容器壓頭與耦合劑容器之間安裝有復(fù)位彈簧，容器壓頭通過(guò)軟管與涂抹頭連接，涂抹頭一側(cè)與推桿連接，另一側(cè)與復(fù)位彈簧連接；頂桿活動(dòng)安裝在支架中，且在頂桿與支架之間設(shè)置有復(fù)位彈簧，頂桿下端安裝楔形塊、壓力傳感器及超聲波測(cè)厚傳感器；凸輪軸與步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，壓頭凸輪與頂桿凸輪交錯(cuò)安裝在凸輪軸上。本發(fā)明獲得更加均勻的測(cè)厚點(diǎn)，提高了測(cè)厚效率，減小勞動(dòng)強(qiáng)度，降低人工成本，節(jié)省工時(shí)。
【專利說(shuō)明】 一種船板厚度測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)量裝置，尤其是指一種船板厚度測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶是一種復(fù)雜的水上工程建筑物，其使用環(huán)境惡劣，受到復(fù)雜的外力沖擊及海水腐蝕。其中，海水腐蝕使船體的強(qiáng)度降低，縮短船舶使用壽命，使船舶航行性能下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成海損事故。因海水對(duì)船板的腐蝕危害，使得船板厚度隨著使用時(shí)間的增加變薄，而及時(shí)檢測(cè)船板厚度是保障船舶安全航行的重要手段。
[0003]船體測(cè)厚不但使船舶使用者更好了解船體厚度，而且能夠更加全面掌握船舶整體強(qiáng)度狀況，是保障船舶及船員生命安全的重要手段。船體測(cè)厚結(jié)果不僅為驗(yàn)船師對(duì)船舶強(qiáng)度的可靠性進(jìn)行評(píng)估及對(duì)船舶結(jié)構(gòu)修理與換新提供了依據(jù)，而且為船東制定船舶維修保養(yǎng)與管理提供了必要而有效的參考。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，船體測(cè)厚主要以人工手持超聲波測(cè)厚儀測(cè)厚為主，其缺陷在于:測(cè)厚裝置自動(dòng)化程度低，人工測(cè)厚普遍存在工作強(qiáng)度高、環(huán)境惡劣、周期長(zhǎng)、測(cè)厚取點(diǎn)不均勻及效率低等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種船板厚度測(cè)量裝置，獲得更加均勻的測(cè)厚點(diǎn)，提高了測(cè)厚效率，減小勞動(dòng)強(qiáng)度，降低人工成本，節(jié)省工時(shí)。
[0006]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案為:
一種船板厚度測(cè)量裝置，包括爬壁機(jī)器人、壓力傳感器、超聲波測(cè)厚傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及控制單元；執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在爬壁機(jī)器人上，而壓力傳感器及超聲波測(cè)厚傳感器安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上；控制單元分別與爬壁機(jī)器人、壓力傳感器、超聲波測(cè)厚傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)電性連接；其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、凸輪軸、壓頭凸輪、耦合劑容器、涂抹頭、頂桿凸輪、頂桿及楔形塊；耦合劑容器安裝在支架上，而支架固定在爬壁機(jī)器人上，容器壓頭安裝在耦合劑容器上部并伸入耦合劑容器中，容器壓頭與耦合劑容器之間安裝有使容器壓頭復(fù)位的復(fù)位彈簧，容器壓頭通過(guò)軟管與涂抹頭連接，涂抹頭一側(cè)與推桿連接，另一側(cè)與使其復(fù)位的復(fù)位彈簧連接；頂桿活動(dòng)安裝在支架中，且在頂桿與支架之間設(shè)置有使頂桿復(fù)位的復(fù)位彈簧，頂桿下端一側(cè)安裝楔形塊，另一側(cè)安裝壓力傳感器及超聲波測(cè)厚傳感器，且壓力傳感器探頭與超聲波測(cè)厚傳感器探頭位于同一水平線，楔形塊與推桿抵靠，而超聲波測(cè)厚傳感器與涂抹頭相對(duì)；凸輪軸與步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，壓頭凸輪與頂桿凸輪交錯(cuò)安裝在凸輪軸上，壓頭凸輪與容器壓頭相對(duì)，而頂桿凸輪與頂桿相對(duì)。
[0007]進(jìn)一步，壓頭凸輪與頂桿凸輪成135度夾角交錯(cuò)安裝在凸輪軸上。
[0008]采用上述方案后，本發(fā)明在測(cè)量船板厚度時(shí)，爬壁機(jī)器人行至選定測(cè)厚點(diǎn)，此時(shí)步進(jìn)電機(jī)、凸輪軸、涂抹頭、超聲波測(cè)厚傳感器及壓力傳感器的探頭均處于原始位置。
[0009]首先步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，壓頭凸輪隨凸輪軸反向旋轉(zhuǎn)并壓下容器壓頭，耦合劑容器中的耦合劑通過(guò)軟管輸送至涂抹頭，為超聲波測(cè)厚傳感器的探頭涂抹耦合劑。在此過(guò)程中，頂桿凸輪工作于基圓位置，所以頂桿、壓力傳感器及超聲波測(cè)厚傳感器的探頭靜止。
[0010]耦合劑涂抹完成后，壓頭凸輪隨步進(jìn)電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，容器壓頭在復(fù)位彈簧作用下恢復(fù)至初始位置。步進(jìn)電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，壓頭凸輪工作于基圓位置并保持初始狀態(tài)不變。頂桿凸輪由基圓位置逐漸過(guò)渡到工作弧段，頂桿凸輪克服頂桿復(fù)位彈簧阻力推動(dòng)頂桿向下運(yùn)動(dòng)，安裝于頂桿下端的壓力傳感器、超聲波測(cè)厚傳感器及楔形塊隨頂桿向下運(yùn)動(dòng)。楔形塊推動(dòng)原位于超聲波測(cè)厚傳感器探頭正下方的涂抹頭離開(kāi)原始位置為超聲波測(cè)厚傳感器探頭下行讓位。
[0011]步進(jìn)電機(jī)繼續(xù)正向旋轉(zhuǎn)，壓力傳感器及超聲波測(cè)厚傳感器探頭逐漸接近船板表面。當(dāng)超聲波測(cè)厚傳感器探頭通過(guò)耦合劑與船體外板接觸時(shí)，步進(jìn)電機(jī)對(duì)壓力傳感器及超聲波測(cè)厚傳感器探頭施加壓力。當(dāng)超聲波測(cè)厚傳感器探頭壓力達(dá)到壓力傳感器設(shè)定值時(shí)，壓力傳感器對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制器輸入停止脈沖，步進(jìn)電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)并保持壓力不變，超聲波測(cè)厚傳感器開(kāi)始測(cè)厚并儲(chǔ)存該點(diǎn)的最小厚度值。
[0012]對(duì)選定點(diǎn)完成測(cè)厚工作后步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，頂桿及安裝于頂桿下端的壓力傳感器、超聲波測(cè)厚傳感器及楔形塊在復(fù)位彈簧作用下向上運(yùn)動(dòng)。壓力傳感器及超聲波測(cè)厚傳感器探頭上行并逐漸脫離船體表面，同時(shí)楔形塊逐漸上升，涂抹頭在復(fù)位彈簧拉力下回到初始位置，各部件恢復(fù)到原始狀態(tài)，然后通過(guò)控制單元使爬壁機(jī)器人運(yùn)行至另一測(cè)厚點(diǎn)繼續(xù)測(cè)量。
[0013]因此，本發(fā)明改善了船體測(cè)厚人員的工作環(huán)境、減小勞動(dòng)強(qiáng)度、優(yōu)化測(cè)厚過(guò)程，該裝置在滿足船舶測(cè)厚規(guī)范的情況下，能獲得更加均勻的測(cè)厚點(diǎn)，測(cè)取點(diǎn)更全面，有利于全面掌握船體外板情況。該裝置不但滿足進(jìn)塢在役船舶噴砂處理后大面積船板測(cè)厚要求，也適用于碼頭?？看拜p重載重線間的船板測(cè)厚。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明涂抹耦合劑示意圖；
圖3是本發(fā)明頂桿下行示意圖。
[0015]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
壓力傳感器I超聲波測(cè)厚傳感器2
執(zhí)行機(jī)構(gòu)3耦合劑容器31
容器壓頭311復(fù)位彈簧312
軟管313涂抹頭32
推桿321復(fù)位彈簧322
頂桿33復(fù)位彈簧331
楔形塊34凸輪軸35
聯(lián)軸器351步進(jìn)電機(jī)36
壓頭凸輪37頂桿凸輪38
支架39?！揪唧w實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。
[0017]參閱圖1至圖3所示，本發(fā)明揭示的一種船板厚度測(cè)量裝置，包括爬壁機(jī)器人(圖中未示出)、壓力傳感器1、超聲波測(cè)厚傳感器2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)3及控制單元(圖中未示出)。
[0018]執(zhí)行機(jī)構(gòu)3安裝在爬壁機(jī)器人上，而壓力傳感器I及超聲波測(cè)厚傳感器2安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)3上。控制單元分別與爬壁機(jī)器人、壓力傳感器1、超聲波測(cè)厚傳感器2及執(zhí)行機(jī)構(gòu)3電性連接。爬壁機(jī)器人可以選用哈爾濱工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)的的負(fù)壓、磁復(fù)合吸附型PB-300型爬壁機(jī)器人；超聲波測(cè)厚傳感器2可以選用奧林巴斯生產(chǎn)的26MG超聲波測(cè)厚儀；壓力傳感器I及控制單元可以選擇現(xiàn)有技術(shù)的任意一種。
[0019]其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)3包括耦合劑容器31、涂抹頭32、頂桿33、楔形塊34、凸輪軸35、步進(jìn)電機(jī)36、壓頭凸輪37及頂桿凸輪38。
[0020]耦合劑容器31安裝在支架39上，而支架39固定在爬壁機(jī)器人上，容器壓頭311安裝在耦合劑容器31上部并伸入耦合劑容器31中，耦合劑容器31中盛裝耦合劑，容器壓頭311與耦合劑容器31之間安裝有使容器壓頭311復(fù)位的復(fù)位彈簧312，容器壓頭311通過(guò)軟管313與涂抹頭32連接，涂抹頭32 —側(cè)與推桿321連接，另一側(cè)與使其復(fù)位的復(fù)位彈簧322連接。
[0021]頂桿33活動(dòng)安裝在支架39中，且在頂桿33與支架39之間設(shè)置有使頂桿33復(fù)位的復(fù)位彈簧331，頂桿33下端一側(cè)安裝楔形塊34，另一側(cè)安裝壓力傳感器I及超聲波測(cè)厚傳感器2，且壓力傳感器I探頭與超聲波測(cè)厚傳感器2探頭位于同一水平線，即壓力傳感器I及超聲波測(cè)厚傳感器2探頭同步接近和遠(yuǎn)離被測(cè)表面，壓力傳感器I及超聲波測(cè)厚傳感器2通過(guò)信號(hào)線與控制單元連接，楔形塊34與推桿321抵靠，而超聲波測(cè)厚傳感器2與涂抹頭32相對(duì)。
[0022]凸輪軸35與步進(jìn)電機(jī)36的轉(zhuǎn)軸連接，步進(jìn)電機(jī)36固定安裝在支架39上，步進(jìn)電機(jī)36可以選擇由雷賽科技公司生產(chǎn)的57系列步進(jìn)電機(jī)。本實(shí)施例中，凸輪軸35通過(guò)聯(lián)軸器351與步進(jìn)電機(jī)36的轉(zhuǎn)軸連接。壓頭凸輪37與頂桿凸輪38交錯(cuò)安裝在凸輪軸35上，使得步進(jìn)電機(jī)36反轉(zhuǎn)時(shí)，壓頭凸輪37擠壓容器壓頭311 ;步進(jìn)電機(jī)36正轉(zhuǎn)時(shí)，頂桿凸輪38擠壓頂桿33下行，本實(shí)施例中，壓頭凸輪37與頂桿凸輪38成135度夾角交錯(cuò)安裝在凸輪軸35上。壓頭凸輪37與容器壓頭311相對(duì)，而頂桿凸輪38與頂桿33相對(duì)。
[0023]本發(fā)明在測(cè)量船板厚度時(shí)，爬壁機(jī)器人行至選定測(cè)厚點(diǎn)，首先步進(jìn)電機(jī)36反轉(zhuǎn)，壓頭凸輪37隨凸輪軸35反向旋轉(zhuǎn)并壓下容器壓頭311，耦合劑通過(guò)軟管313輸送至涂抹頭32，如圖2所示，為超聲波測(cè)厚傳感器2的探頭涂抹耦合劑。在此過(guò)程中，由于壓頭凸輪37與頂桿凸輪38交錯(cuò)安裝在凸輪軸35上，頂桿凸輪38工作于基圓位置，所以頂桿33、壓力傳感器I及超聲波測(cè)厚傳感器2的探頭靜止。
[0024]耦合劑涂抹完成后，壓頭凸輪37隨步進(jìn)電機(jī)36正向旋轉(zhuǎn)，容器壓頭311在復(fù)位彈簧312作用下恢復(fù)至初始位置。步進(jìn)電機(jī)繼續(xù)正向旋轉(zhuǎn)，壓頭凸輪37工作于基圓位置并保持初始狀態(tài)不變。頂桿凸輪38由基圓位置逐漸過(guò)渡到工作弧段，頂桿凸輪38克服頂桿33復(fù)位彈簧331阻力推動(dòng)頂桿33向下運(yùn)動(dòng)，安裝于頂桿33下端的壓力傳感器1、超聲波測(cè)厚傳感器2及楔形塊34隨頂桿33向下運(yùn)動(dòng)。楔形塊34推動(dòng)原位于超聲波測(cè)厚傳感器2探頭正下方的涂抹頭32水平運(yùn)動(dòng)離開(kāi)原始位置為超聲波測(cè)厚傳感器2探頭下行讓位，如圖3所示，使得涂抹頭32與壓力傳感器I及超聲波測(cè)厚傳感器2不會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單緊湊。
[0025]步進(jìn)電機(jī)36繼續(xù)正向旋轉(zhuǎn)，壓力傳感器I及超聲波測(cè)厚傳感器2探頭逐漸接近船板表面。當(dāng)超聲波測(cè)厚傳感器2探頭通過(guò)耦合劑與船體外板接觸時(shí)，步進(jìn)電機(jī)36對(duì)壓力傳感器I及超聲波測(cè)厚傳感器2探頭施加壓力。當(dāng)超聲波測(cè)厚傳感器2探頭壓力達(dá)到壓力傳感器I設(shè)定值時(shí)，壓力傳感器I對(duì)步進(jìn)電機(jī)36控制器輸入停止脈沖，步進(jìn)電機(jī)36停止旋轉(zhuǎn)并保持壓力不變，超聲波測(cè)厚傳感器2開(kāi)始測(cè)厚并儲(chǔ)存該點(diǎn)的最小厚度值。
[0026]對(duì)選定點(diǎn)完成測(cè)厚工作后步進(jìn)電機(jī)36反轉(zhuǎn)，頂桿33及安裝于頂桿33下端的壓力傳感器1、超聲波測(cè)厚傳感器2及楔形塊34在復(fù)位彈簧331作用下向上運(yùn)動(dòng)。壓力傳感器I及超聲波測(cè)厚傳感器2探頭上行并逐漸脫離船體表面，同時(shí)楔形塊34逐漸上升，涂抹頭32在復(fù)位彈簧322拉力下回到初始位置，如圖1所示，各部件恢復(fù)到原始狀態(tài)，然后通過(guò)控制單元使爬壁機(jī)器人運(yùn)行至另一測(cè)厚點(diǎn)繼續(xù)測(cè)量。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，并非對(duì)本案設(shè)計(jì)的限制，凡依本案的設(shè)計(jì)關(guān)鍵所做的等同變化，均落入本案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種船板厚度測(cè)量裝置，其特征在于:包括爬壁機(jī)器人、壓力傳感器、超聲波測(cè)厚傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及控制單元；執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在爬壁機(jī)器人上，而壓力傳感器及超聲波測(cè)厚傳感器安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上；控制單元分別與爬壁機(jī)器人、壓力傳感器、超聲波測(cè)厚傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)電性連接；其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、凸輪軸、壓頭凸輪、耦合劑容器、涂抹頭、頂桿凸輪、頂桿及楔形塊；耦合劑容器安裝在支架上，而支架固定在爬壁機(jī)器人上，容器壓頭安裝在耦合劑容器上部并伸入耦合劑容器中，容器壓頭與耦合劑容器之間安裝有使容器壓頭復(fù)位的復(fù)位彈簧，容器壓頭通過(guò)軟管與涂抹頭連接，涂抹頭一側(cè)與推桿連接，另一側(cè)與使其復(fù)位的復(fù)位彈簧連接；頂桿活動(dòng)安裝在支架中，且在頂桿與支架之間設(shè)置有使頂桿復(fù)位的復(fù)位彈簧，頂桿下端一側(cè)安裝楔形塊，另一側(cè)安裝壓力傳感器及超聲波測(cè)厚傳感器，且壓力傳感器探頭與超聲波測(cè)厚傳感器探頭位于同一水平線，楔形塊與推桿抵靠，而超聲波測(cè)厚傳感器與涂抹頭相對(duì)；凸輪軸與步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，壓頭凸輪與頂桿凸輪交錯(cuò)安裝在凸輪軸上，壓頭凸輪與容器壓頭相對(duì)，而頂桿凸輪與頂桿相對(duì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種船板厚度測(cè)量裝置，其特征在于:壓頭凸輪與頂桿凸輪成135度夾角交錯(cuò)安裝在凸輪軸上。
【文檔編號(hào)】G01B17/02GK103673939SQ201310701736
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】蔣德松, 黃玉燕 申請(qǐng)人:集美大學(xué)