打磨除尘机械手和含有该机械手的检测设备安装系统

摘要

本发明公开了一种打磨除尘机械手和含有该机械手的检测设备安装系统，涉及铁路机车车辆无损探伤技术领域，包括磨头和能够与移动机构相连的微调盘，磨头包括护罩和由驱动机构驱动的叶轮，叶轮设置在磨头前端，护罩通过收集管与集尘器相连，磨头后部驱动机构与微调盘之间设有角度调节元件。通过磨头前端叶轮贴合转向架表面，在驱动机构的驱动下对转向架表面进行打磨，利用集尘器对打磨过程中产生的铁屑、灰尘进行收集，保证了打磨的高效性和环保性；借助角度调节元件调节磨头的倾斜角度，微调盘通过移动机构对磨头提供一定的进给力，利用叶轮端面磨削转向架表面的铁锈、油漆及氧化物，从而获得满足粗糙度要求的工件表面，进而实现检测设备的安装。

权利要求

1.一种打磨除尘机械手，其特征在于：包括打磨机构和集尘器，所述打磨机构包括磨头和能够与移动机构相连的微调盘，所述磨头包括护罩和由驱动机构驱动的叶轮，所述叶轮设置在磨头前端，所述护罩通过收集管与集尘器相连，所述磨头后部驱动机构与微调盘之间设有角度调节元件，所述角度调节元件为两个以上、且上下布置的弹簧，上部弹簧受拉、下部弹簧受压，对转向架表面进行打磨；

所述驱动机构包括电机和主轴，所述电机的输出轴与主轴同轴固定，所述主轴通过卡接结构与叶轮柄部相连，所述电机壳体通过角度调节元件与微调盘相连；

所述卡接结构包括弹簧夹头和夹头螺母，所述弹簧夹头为中空管状、且一端设有若干个轴向豁口，带有豁口的弹簧夹头一端套装在叶轮柄部上，所述弹簧夹头外圆设有环形凸台，所述夹头螺母内孔一端设有与环形凸台配合的凹槽，所述夹头螺母另一端设有与主轴配合的内螺纹；

叶轮的柄部设有凸起的轴肩，弹簧夹头内孔设有与轴肩配合的卡槽，将弹簧夹头套装在叶轮柄部，再将弹簧夹头装夹在夹头螺母中，随着夹头螺母的旋转可将弹簧夹头牢牢固定在叶轮柄部；所述主轴前端设有盲孔，弹簧夹头尾部能够置于盲孔内，利用夹头螺母将弹簧夹头与主轴连接起来，进而实现叶轮与主轴的连接。

2.根据权利要求1所述的打磨除尘机械手，其特征在于：所述集尘器包括除尘外壳、除尘顶盖、集尘盒和风扇，所述除尘外壳为中空腔体，所述除尘顶盖设置在除尘外壳顶部、且除尘顶盖顶部设有排风口，所述集尘盒设置在除尘外壳底部，所述风扇设置在除尘外壳内的中上部；所述集尘盒为上方敞口的中空壳体、且与收集管连通，所述集尘盒顶部设有过滤网。

3.根据权利要求1所述的打磨除尘机械手，其特征在于：所述叶轮四周设有与护罩相连的除尘密封圈，所述除尘密封圈端面上径向设有若干个进气口。

4.根据权利要求2所述的打磨除尘机械手，其特征在于：所述收集管为软管。

5.含有如权利要求1-4任一项所述的打磨除尘机械手的检测设备安装系统。

说明书

打磨除尘机械手和含有该机械手的检测设备安装系统

技术领域

[0001] 本发明涉及铁路机车车辆无损探伤技术领域，尤其涉及一种打磨除尘机械手和含有该机械手的检测设备安装系统。

背景技术

[0002] 转向架是由机车车辆走行部的零部件和装置组装而成的重要部件，常规的转向架探伤方法是将传感器安装在表面进行检测。由于转向架长期在露天条件下运营，其表面十分粗糙，遍布铁锈、油脂、焊缝及其它氧化物。在这样的条件下，传感器无法测得有效数据，因此需对转向架表面预先进行清理，清理至露出金属表面方可安装传感器。目前，清理工作主要依靠人工打磨，劳动强度大，工作效率低；同时打磨过程中会时有铁屑、灰尘等产生，容易污染环境，影响操作人员身体健康。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种打磨除尘机械手和含有该机械手的检测设备安装系统，能够对转向架外壁表面进行自动打磨，同时具有除尘功能，高效环保，方便传感器安装，实现专用检测设备精确检测的目的。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

[0005] 一种打磨除尘机械手，包括打磨机构和集尘器，所述打磨机构包括磨头和能够与移动机构相连的微调盘，所述磨头包括护罩和由驱动机构驱动的叶轮，所述叶轮设置在磨头前端，所述护罩通过收集管与集尘器相连，所述磨头后部驱动机构与微调盘之间设有角度调节元件。

[0006] 优选的，所述驱动机构包括电机和主轴，所述电机的输出轴与主轴同轴固定，所述主轴通过卡接结构与叶轮柄部相连，所述电机壳体通过角度调节元件与微调盘相连。

[0007] 优选的，所述卡接结构包括弹簧夹头和夹头螺母，所述弹簧夹头为中空管状、且一端设有若干个轴向豁口，带有豁口的弹簧夹头一端套装在叶轮柄部上，所述弹簧夹头外圆设有环形凸台，所述夹头螺母内孔一端设有与环形凸台配合的凹槽，所述夹头螺母另一端设有与主轴配合的内螺纹。

[0008] 优选的，所述角度调节元件为两个以上、且上下布置的弹簧。

[0009] 优选的，所述集尘器包括除尘外壳、除尘顶盖、集尘盒和风扇，所述除尘外壳为中空腔体，所述除尘顶盖设置在除尘外壳顶部、且除尘顶盖顶部设有排风口，所述集尘盒设置在除尘外壳底部，所述风扇设置在除尘外壳内的中上部，所述集尘盒为上方敞口的中空壳体、且与收集管连通，所述集尘盒顶部设有过滤网。

[0010] 优选的，所述叶轮四周设有与护罩相连的除尘密封圈，所述除尘密封圈端面上径向设有若干个进气口。

[0011] 优选的，所述收集管为软管。

[0012] 本发明还提供一种含有上述结构打磨除尘机械手的检测设备安装系统。

[0013] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 与现有技术相比，本发明通过磨头前端叶轮贴合转向架表面，在驱动机构的驱动下对转向架表面进行打磨，利用集尘器对打磨过程中产生的铁屑、灰尘进行收集，保证了打磨的高效性和环保性；借助角度调节元件调节磨头的倾斜角度，微调盘通过移动机构对磨头提供一定的进给力，利用叶轮端面磨削转向架表面的铁锈、油漆及氧化物，从而获得满足粗糙度要求的工件表面，进而实现检测设备的安装。

附图说明

[0014] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0015] 图1是本发明实施例提供的打磨除尘机械手的结构示意图；

[0016] 图2是图1的左视图；

[0017] 图3是打磨机构的结构示意图；

[0018] 图4是图3的左视图；

[0019] 图5是除尘顶盖的俯视图；

[0020] 图6是除尘顶盖的侧视图；

[0021] 图7是风扇的主视图；

[0022] 图中：1-磨头，2-弹簧夹头，3-夹头螺母，4-微调盘，5-除尘顶盖，6-风扇，7-除尘外壳，8-集尘盒，9-收集管，10-护罩，11-驱动机构，12-叶轮，13-角度调节元件，14-电机，15-主轴，16-环形凸台，17-排风口，18-过滤网，19-除尘密封圈。

具体实施方式

[0023] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0024] 请参阅图1、2，一种打磨除尘机械手，包括打磨机构和集尘器，所述打磨机构包括磨头1和能够与移动机构相连的微调盘4，所述磨头1包括护罩10和由驱动机构11驱动的叶轮12，所述叶轮12设置在磨头1前端，所述护罩10通过收集管9集尘器相连，所述磨头1后部驱动机构11与微调盘4之间设有角度调节元件13。其中，磨头的叶轮选用直径为30mm的黑金刚带柄叶轮。

[0025] 本发明提供的打磨除尘机械手与现有技术相比，将微调盘安装移动机构上，使磨头的叶轮贴合转向架表面，在驱动机构的驱动下对转向架表面进行打磨，利用集尘器对产生的铁屑、灰尘等进行收集，保证了打磨的高效性和环保性。根据转向架的外形结构特点，借助角度调节元件调节磨头的倾斜角度，通过移动机构提供一定的进给力，利用叶轮端面磨削转向架表面的铁锈、油漆及氧化物，从而获得满足粗糙度要求的工件表面。利用本发明能够高效便捷地实现对转向架16个位置的打磨除尘工作，进而满足检测设备的安装条件，达到检测设备精确安装的目的。利用本发明能够提高打磨工作效率，极大降低了操作人员的劳动强度，同时更安全环保。

[0026] 作为本发明的一种优选结构，参见图1、3，所述驱动机构11包括电机14和主轴15，所述电机14的输出轴与主轴15同轴固定，所述主轴15通过卡接结构与叶轮12柄部相连，所述电机14壳体通过角度调节元件13与微调盘4相连。其中，所述电机14输出轴与主轴15通过联轴器实现联接。

[0027] 请参阅图1-4，所述卡接结构包括弹簧夹头2和夹头螺母3，所述弹簧夹头2为中空管状、且一端设有若干个轴向豁口，带有豁口的弹簧夹头2一端套装在叶轮12柄部上，所述弹簧夹头2外圆设有环形凸台16，所述夹头螺母3内孔一端设有与环形凸台16配合的凹槽，所述夹头螺母3另一端设有与主轴15配合的内螺纹。叶轮的柄部设有凸起的轴肩，弹簧夹头内孔设有与轴肩配合的卡槽，将弹簧夹头套装在叶轮柄部，再将弹簧夹头装夹在夹头螺母中，随着夹头螺母的旋转可将弹簧夹头牢牢固定在叶轮柄部，使叶轮拥有较高的定位精度与同轴度；所述主轴前端设有盲孔，弹簧夹头尾部能够置于盲孔内，利用夹头螺母将弹簧夹头与主轴连接起来，进而实现叶轮与主轴的连接。

[0028] 在本发明的一个具体实施例中，参见图1、3，所述角度调节元件13为两个以上、且上下布置的弹簧，上部弹簧受拉、下部弹簧受压。可将弹簧设置为4个，该四个弹簧安装在两端的圆板上，两端圆板分别与电机壳体及微调盘固接，微调盘采用上方两个拉伸弹簧、下方两个压缩弹簧的连接方式，以抵消打磨机构的重力作用，此时使打磨机构基本保持水平。利用4个弹簧能够实现打磨机构与移动机构的连接，而且还能够实现一定范围内的自适应角度调整。由于转向架侧架的外形结构特点，打磨面可能具有一定的倾斜角度，借助这4个弹簧能够使打磨机构在一定角度范围内倾斜，同时保证打磨的稳定性。

[0029] 在本发明的一个具体实施例中，所述集尘器包括除尘外壳7、除尘顶盖5、集尘盒8和风扇6，所述除尘外壳7为中空腔体，所述除尘顶盖5设置在除尘外壳7顶部、且除尘顶盖5顶部设有排风口17，以满足向外排风的要求；所述集尘盒8设置在除尘外壳7底部，所述风扇6设置在除尘外壳7内的中上部，所述集尘盒8为上方敞口的中空壳体、且与收集管9连通，接触顶部设有过滤网18，所述集尘盒8插装在除尘外壳7内，集尘盒采用了抽屉的原理，集尘盒外侧沿其抽拉方向设有凹槽，除尘外壳7内部设有与凹槽配合的凸起，二者相互配合可以实现集尘盒在除尘外壳的装卡抽拉。在工作过程中，将除尘顶盖盖在除尘外壳上，扇叶6在其电机的驱动下旋转带动气流排向除尘顶盖外部，使除尘外壳7内形成负压，打磨产生的铁屑在吸力的作用下通过收集管9进入除尘外壳7中，经过过滤网18将铁屑过滤至集尘盒8中，干净的空气则经除尘顶盖5排风口排出。

[0030] 作为进一步的优化方案，所述叶轮12四周设有与护罩10相连的除尘密封圈19，所述除尘密封圈19端面上径向设有若干个进气口。其中，除尘密封圈具有一定的弹性，其端面开设一定数量与大小的进气口，不仅使空气顺利进入打磨区域，而且能够使护罩内形成负压，将铁屑等通过收集管吸入除尘器的集尘盒内。另外，收集管9的进口90设置在护罩10下方，方便将打磨产生的铁屑、灰尘吸进收集管；所述收集管9为软管，可方便随意调整位置。

[0031] 其中，所述除尘外壳具有良好密封的结构，以保证足够的负压，磨头处外壳设有一定进气口的除尘密封圈，以便能够建立内腔负压，并使空气可以从进气口处进入打磨区域，带动铁屑等进入护罩内，再进入收集管和集尘盒内。

[0032] 在机车车辆检修现场，为实现转向架声发射检测的自动化，需要借助移动机构安装打磨除尘机械手，对转向架上面放置声发射传感器的十六个点位进行打磨，不仅能够自动打磨转向架外壁，而且能够将除尘功能融在其中，保证了打磨的高效性和环保性。

[0033] 本发明还提供了含有上述结构打磨除尘机械手的检测设备安装系统。凡是含有上述结构打磨除尘机械手的检测设备安装系统，均在本发明的保护范围之内。

[0034] 在本发明中提出了采用机械手的思路来实现打磨除尘的整个工序，并且将打磨除尘功能融为一体，保证了打磨的高效性和环保性。同时，采用弹簧微调盘的形式平衡打磨机构所受到的重力与压力，机构简单有效，并具有自适应性，能够在一定角度范围内倾斜调整，高效便捷地实现对转向架16个位置的打磨除尘工作。

[0035] 在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。