非接触式检测设备
阅读：94发布：2020-10-29
专利汇可以提供非接触式检测设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种非 接触 式检测设备，其包括检测装置、X轴机械手、Y轴移载平台及下部适配板部件；Y轴移载平台的下端固定于下部适配板部件且其上设置有可沿Y轴方向移动的Y轴联接座，Y轴联接座的上端与X轴机械手的下端固定连接；X轴机械手上设置有可沿X轴方向移动的X轴联接座，检测装置的一端固定X轴联接座，另一端分别设置有可沿Z轴方向移动的视觉检测机构及位移检测机构。本发明用于对 抛光 后的表面进行 图像采集 及测量，获取抛光后表面 缺陷 的尺寸信息，为修复提供数据支持，适于精密表面无损及在线三维检测；且其结构紧凑，减少设备整体尺寸及体积，实现检测设备的小型化及便携化，使用时占据较小的使用空间，适用于多种工作环境。，下面是非接触式检测设备专利的具体信息内容。
1.一种非接触式检测设备，适用于对大型构件的表面所存在的缺陷进行检测，其特征在于：包括检测装置、X轴机械手、Y轴移载平台及下部适配板部件；其中，所述Y轴移载平台的下端固定于所述下部适配板部件，所述Y轴移载平台上设置有可沿Y轴方向移动的Y轴联接座，所述Y轴联接座的上端与所述X轴机械手的下端固定连接；所述X轴机械手上设置有可沿X轴方向移动的X轴联接座，所述X轴联接座的上端与所述检测装置的一端固定连接；所述检测装置的另一端分别设置有可沿Z轴方向移动的视觉检测机构及位移检测机构；
所述X轴机械手还包括X轴丝杆、X轴丝杆螺母，所述X轴丝杆沿X轴方向设置，所述X轴丝杆螺母与所述X轴丝杆配合连接，且所述X轴联接座固定于所述X轴丝杆螺母；
所述Y轴移载平台还包括Y轴丝杆、Y轴丝杆螺母，所述Y轴丝杆沿Y轴方向设置，所述Y轴丝杆螺母与所述Y轴丝杆配合连接，且所述Y轴丝杆螺母与所述Y轴联接座固定连接；
所述视觉检测机构包括镜头、视觉传感器，所述视觉传感器可沿Z轴方向移动，所述镜头通过接圈连接于所述视觉传感器的下端；
所述位移检测机构包括Z轴调整平台、第二安装板及位移传感器，所述第二安装板的上端可移动地连接于所述Z轴调整平台，所述第二安装板的下端固定连接所述位移传感器。
2.如权利要求1所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述检测装置还包括检测安装基板，所述检测安装基板的一端固定于所述X轴联接座的上端，所述检测安装基板的另一端分别设置有所述视觉检测机构及所述位移检测机构。
3.如权利要求2所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述视觉检测机构包括光源、第一安装板，所述第一安装板垂直地固定于所述检测安装基板的中部，并位于所述检测安装基板的上方，所述视觉传感器的上端连接于所述第一安装板且可沿Z轴方向移动，所述光源设置于所述检测安装基板的下方并与所述镜头相对。
4.如权利要求2所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述Z轴调整平台固定于所述检测安装基板的端部并位于所述检测安装基板的下方。
5.如权利要求1所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述X轴机械手还包括X轴电机，所述X轴电机安装于所述X轴丝杆的一端，且所述X轴电机的输出轴与所述X轴丝杆的端部相连接，所述X轴电机用于驱动所述X轴丝杆转动。
6.如权利要求5所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述X轴机械手还包括底板及连接于所述底板上的法兰安装座，所述X轴丝杆通过轴承连接于所述法兰安装座上，所述X轴电机安装于所述法兰安装座的一侧并通过弹性联轴器与所述X轴丝杆的端部连接，且所述底板与所述Y轴联接座的上端固定连接。
7.如权利要求6所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述X轴机械手还包括固定于所述底板上的X轴导轨，所述X轴联接座滑动地连接于所述X轴导轨上。
8.如权利要求5所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述X轴机械手还包括X轴极限开关，所述X轴极限开关沿X轴方向设置并位于所述X轴丝杆的上方，所述X轴极限开关用于对所述X轴联接座进行限位。
9.如权利要求1所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述Y轴移载平台还包括Y轴驱动机构及安装支架，所述Y轴丝杆连接于所述安装支架，所述Y轴驱动机构安装于所述安装支架并与所述Y轴丝杆的一端连接，所述Y轴驱动机构用于驱动所述Y轴丝杆转动。
10.如权利要求9所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述安装支架包括安装基板、驱动部件固定板及多个立柱，多个所述立柱均匀地固定于所述安装基板的下表面，且每一所述立柱的另一端均固定于所述下部适配板部件，所述驱动部件固定板垂直地固定于所述安装基板的下表面，Y轴丝杆通过轴承连接于所述驱动部件固定板的一侧，所述Y轴驱动机构安装于所述驱动部件固定板的另一侧并与所述Y轴丝杆相连接，且所述安装基板的侧壁上还设置有把手。
11.如权利要求10所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述Y轴驱动机构包括Y轴电机及同步传动机构，所述同步传动机构安装于所述驱动部件固定板的另一侧，所述Y轴电机通过所述同步传动机构与所述Y轴丝杆的端部相连接。
12.如权利要求10所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述安装支架还包括连接板，所述连接板的上端与所述X轴机械手的下端固定连接，所述连接板的下端与所述Y轴联接座固定连接。
13.如权利要求12所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述安装支架还包括Y轴导轨，所述Y轴导轨沿Y轴方向设置并固定于所述安装基板，所述连接板滑动地连接于所述Y轴导轨上。
14.如权利要求13所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述Y轴移载平台还包括Y轴限位开关，所述Y轴限位开关沿Y轴方向设置，且所述Y轴限位开关位于所述Y轴导轨的一侧。
15.如权利要求9所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述Y轴丝杆的两端还设置有缓冲块。
16.如权利要求1所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述下部适配板部件包括适配安装板、支撑块、放置导向机构及视域板，所述适配安装板的上表面与所述Y轴移载平台的下端固定连接，所述支撑块、所述放置导向机构均设置于所述适配安装板的下表面，所述视域板固定于所述适配安装板的一侧并与之位于同一平面，且所述视域板位于所述检测装置的下方。
17.如权利要求16所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述支撑块的表面包覆有橡胶层，且所述放置导向机构为随动轮。
18.如权利要求1所述的非接触式检测设备，其特征在于：还包括上部联接支撑架，所述上部联接支撑架固定于所述Y轴移载平台的上方，用于与外部夹具对接。
19.如权利要求18所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述上部联接支撑架包括对接块、上部支撑板及支撑架，所述对接块固定于所述上部支撑板的上方，所述上部支撑板通过所述支撑架固定于所述Y轴移载平台上。
20.如权利要求19所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述对接块呈工字型。
21.如权利要求1所述的非接触式检测设备，其特征在于：还包括用于承载所述非接触式检测设备的三自由度自适应小车，所述三自由度自适应小车包括主机架部件、滚轮支撑部件及适应导向机构；其中，
所述主机架部件包括底板、顶板及压簧顶升机构；所述顶板位于所述底板上方并与所述底板相对，所述压簧顶升机构设置于所述底板与顶板之间并包括导向柱、导向套筒及支撑压簧，所述导向柱固定于所述底板与顶板的其中一者，所述导向套筒固定于所述底板与顶板中的另一者，所述导向套筒呈空心结构且所述导向柱滑动地插接于所述导向套筒内，所述支撑压簧套设于所述导向柱及导向套筒之外且两端分别顶推所述底板与所述顶板；
所述滚轮支撑部件包括安装块及两滚轮，所述安装块安装于所述底板，两所述滚轮分别设置于所述安装块并滚动支撑于轨道；
所述适应导向机构包括承载所述非接触式检测设备的导向芯块，所述顶板的上端设置有横向导轨或横向导槽，所述导向芯块滑动设置于所述横向导轨或所述横向导槽，且所述导向芯块与所述非接触式检测设备中的一者设置有圆形凸台，另一者设置有与所述圆形凸台对应的圆形凹槽，所述圆形凸台转动地插入所述圆形凹槽。
22.如权利要求1所述的非接触式检测设备，其特征在于：还包括用于承载所述非接触式检测设备的三自由度自适应小车，所述三自由度自适应小车包括主机架部件、滚轮支撑部件及适应导向机构；其中，
所述主机架部件包括底板、顶板及压簧顶升机构；所述顶板位于所述底板上方并与所述底板相对，所述压簧顶升机构设置于所述底板与顶板之间并包括导向柱、导向套筒及支撑压簧，所述导向柱固定于所述底板与顶板的其中一者，所述导向套筒固定于所述底板与顶板中的另一者，所述导向套筒呈空心结构且所述导向柱滑动地插接于所述导向套筒内，所述支撑压簧套设于所述导向柱及导向套筒之外且两端分别顶推所述底板与所述顶板；
所述滚轮支撑部件包括安装块及两滚轮，所述安装块安装于所述底板，两所述滚轮分别设置于所述安装块并滚动支撑于轨道；
所述适应导向机构包括承载作业检测部件的导向芯块，所述顶板的上端设置有横向导轨或横向导槽，所述导向芯块滑动设置于所述横向导轨或所述横向导槽。
23.如权利要求21或22所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述压簧顶升机构还包括顶升力调整件，所述顶升力调整件设置于所述支撑压簧与所述顶板和/或所述底板之间并改变所述支撑压簧的压缩量。
24.如权利要求23所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述顶升力调整件为调整螺母，所述导向柱的外侧壁具有螺纹，所述调整螺母螺纹连接于所述导向柱，所述支撑压簧的一端抵顶于所述调整螺母，所述支撑压簧的另一端抵顶于所述底板与顶板中的另一者。
25.如权利要求21或22所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述主机架部件还包括压缩锁紧机构，所述压缩锁紧机构包括支撑架、手柄、连动件及锁止件，所述支撑架固定于所述底板，所述手柄的一端枢接于所述支撑架，所述连动件的两端分别连接于所述顶板与所述手柄并在所述手柄的驱动下拉动所述顶板下移，所述锁止件固定所述手柄并定位所述顶板。
26.如权利要求25所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述连动件包括拉绳及拉绳转轴，所述手柄的一端固定于所述拉绳转轴且所述拉绳转轴枢接于所述支撑架，所述拉绳的一端固定于所述顶板，所述拉绳的另一端固定于所述拉绳转轴的侧壁；所述锁止件包括棘轮、棘爪及回复拉簧，所述棘轮同轴地固定于所述拉绳转轴，所述棘爪活动地设置于所述底板并卡合所述棘轮且限制所述棘轮单向转动，所述回复拉簧连接于所述棘爪并保持所述棘爪与所述棘轮卡合的状态。
27.如权利要求25所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述连动件为一拉杆，所述拉杆的一端枢接于所述顶板并具有第一枢接轴，所述拉杆的另一端枢接于所述手柄的两端之间并具有第二枢接轴，所述手柄的一端与所述支撑架之间具有第三枢接轴，所述锁止件为固定于所述底板的侧边的卡位柱；当转动所述手柄使所述第一枢接轴、第三枢接轴及第二枢接轴的位置处于同一直线时，所述卡位柱卡合固定所述手柄。
28.如权利要求21所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述滚轮支撑部件还包括夹紧螺栓、防脱出螺母及圆柱形的安装柱；所述安装块固定于所述安装柱的下端，所述底板上开设有与所述安装柱对应的通孔，所述安装柱转动地插设于所述通孔，所述安装柱的上端露出于所述底板之上且侧壁设有螺纹，所述防脱出螺母螺纹连接于所述安装柱的上端，所述夹紧螺栓与所述底板螺纹连接且所述夹紧螺栓与所述通孔的侧壁共同夹持所述安装柱。
29.如权利要求22所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述滚轮支撑部件还包括驱动马达及齿轮箱；所述安装块的上端穿过底板并承载所述驱动马达，所述齿轮箱固定于所述安装块的下端，所述驱动马达的输出轴与所述齿轮箱的输入轴传动连接，两所述滚轮分别位于所述齿轮箱的两侧并与所述齿轮箱的输出轴连接。
30.如权利要求22所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述滚轮支撑部件还包括同步传动机构及传感器，所述同步传动机构包括第一带轮、第二带轮及同步带，所述安装块上枢接有第一转轴，所述滚轮固定于所述第一转轴的外侧，所述第一带轮固定于第一转轴的内侧，所述第二带轮固定于所述传感器的输入轴，所述同步带套设于所述第一带轮及第二带轮。
31.如权利要求21或22所述的非接触式检测设备，其特征在于：所述滚轮支撑部件还包括滚轮导向机构，所述滚轮导向机构为导向翼或导向轮；所述导向翼形成于所述滚轮的外边缘且沿所述滚轮的径向向外延伸，两所述导向翼夹持所述轨道；所述安装块的两端分别固定有两导向轮安装板，两所述导向轮安装板上分别枢接有导向轮，所述导向轮的转轴沿竖直方向设置且两所述导向轮分别与所述轨道的两外侧壁滚动接触。
非接触式检测设备
技术领域
背景技术
[0002] 大型结构件表面进行平面打磨抛光后，还需要对其表面所存在的缺陷进行检测以便于修复。目前，对大型结构件打磨抛光后的表面进行检测时，主要采用目测法、接触式检测法及在线视频观测法。但是，目测法的检测结果易受操作人员主观判断影响，从而影响测量精度；而接触式检测法中，探头容易划伤被检测表面或被表面划伤；在线视频观测法则容易漏检细微划痕。并且上述几种方法都只能实现对大型结构件表面缺陷的定性判断，而无法对缺陷进行尺寸测量。
[0003] 但许多大型结构件，其表面缺陷不仅需要自动识别，还需要对缺陷进行尺寸测量以便于修复，从而保证大型结构件的高精度；例如核电站反应堆压力容器，压力容器是一种大型的回转体容器，其顶盖上的密封槽在长期使用后会被压力容器中的高温蒸汽所腐蚀，导致表面粗糙度下降，从而影响密封性能；同时密封槽中还容易堆积污物。因此，需要使用检测部件来检测密封槽的密封性能，并使用密封槽研磨机、密封槽清洗机等对密封槽进行研磨、清洗等作业；且其密封面进行打磨和抛光后，需要对密封面缺陷进行自动识别及尺寸测量，以确保密封面良好的密封性。
[0004] 但目前用于对大型结构件表面缺陷进行检测的设备，除了检测精度不够、无法对缺陷进行尺寸测量外，设备本身的结构都较为复杂，设备尺寸及体积庞大，使用时占据较大的使用空间并且安装后多为固定的实验平台，不利于实现检测设备的小型化及便携化，也不利于在使用空间较小的作业环境下使用；而且，现有检测设备在对大型结构件表面缺陷进行扫描时，都需要较长时间，这样不能满足在线检测的时间要求。另外，由于核电站内许多场所都具有核辐射或存在核辐射风险，作业时需要尽量避免作业人员直接暴露到这些场所，因此就需要作业检测部件能够独立完成作业并根据作业条件和环境进行自身调整。
[0005] 因此，有必要提供一种结构简单紧凑、能够快速对大型结构件表面进行精确无损在线三维检测的非接触式检测设备，以解决上述现有技术的不足。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种结构简单紧凑、能够快速对大型结构件表面进行精确无损在线三维检测的非接触式检测设备。
[0007] 为实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种非接触式检测设备，适用于对大型构件的表面所存在的缺陷进行检测，其包括检测装置、X轴机械手、Y轴移载平台及下部适配板部件；其中，所述Y轴移载平台的下端固定于所述下部适配板部件，所述Y轴移载平台上设置有可沿Y轴方向移动的Y轴联接座，所述Y轴联接座的上端与所述X轴机械手的下端固定连接；所述X轴机械手上设置有可沿X轴方向移动的X轴联接座，所述X轴联接座的上端与所述检测装置的一端固定连接；所述检测装置的另一端分别设置有可沿Z轴方向移动的视觉检测机构及位移检测机构。
[0008] 较佳地，所述检测装置还包括检测安装基板，所述检测安装基板的一端固定于所述X轴联接座的上端，所述检测安装基板的另一端分别设置有所述视觉检测机构及所述位移检测机构。
[0009] 较佳地，所述视觉检测机构包括光源、镜头、视觉传感器及第一安装板，所述第一安装板垂直地固定于所述检测安装基板的中部，并位于所述检测安装基板的上方，所述视觉传感器的上端连接于所述第一安装板且可沿Z轴方向移动，所述镜头通过接圈连接于所述视觉传感器的下端，所述光源设置于所述检测安装基板的下方并与所述镜头相对。
[0010] 较佳地，所述位移检测机构包括Z轴调整平台、第二安装板及位移传感器，所述Z轴调整平台固定于所述检测安装基板的端部并位于所述检测安装基板的下方，所述第二安装板的上端可移动地连接于所述Z轴调整平台，所述第二安装板的下端固定连接所述位移传感器。
[0011] 较佳地，所述X轴机械手还包括X轴丝杆、X轴丝杆螺母及X轴电机，所述X轴丝杆沿X轴方向设置，所述X轴丝杆螺母与所述X轴丝杆配合连接，且所述X轴联接座固定于所述X轴丝杆螺母，所述X轴电机安装于所述X轴丝杆的一端，且所述X轴电机的输出轴与所述X轴丝杆的端部相连接，所述X轴电机用于驱动所述X轴丝杆转动。
[0012] 较佳地，所述X轴机械手还包括底板及连接于所述底板上的法兰安装座，所述X轴丝杆通过轴承连接于所述法兰安装座上，所述X轴电机安装于所述法兰安装座的一侧并通过弹性联轴器与所述X轴丝杆的端部连接，且所述底板与所述Y轴联接座的上端固定连接。
[0013] 较佳地，所述X轴机械手还包括固定于所述底板上的X轴导轨，所述X轴联接座滑动地连接于所述X轴导轨上。
[0015] 较佳地，所述Y轴移载平台还包括Y轴丝杆、Y轴丝杆螺母、Y轴驱动机构及安装支架，所述Y轴丝杆沿Y轴方向设置并连接于所述安装支架，所述Y轴丝杆螺母与所述Y轴丝杆配合连接，且所述Y轴丝杆螺母与所述Y轴联接座固定连接，所述Y轴驱动机构安装于所述安装支架并与所述Y轴丝杆的一端连接，所述Y轴驱动机构用于驱动所述Y轴丝杆转动。
[0016] 较佳地，所述安装支架包括安装基板、驱动部件固定板及多个立柱，多个所述立柱均匀地固定于所述安装基板的下表面，且每一所述立柱的另一端均固定于所述下部适配板部件，所述驱动部件固定板垂直地固定于所述安装基板的下表面，Y轴丝杆通过轴承连接于所述驱动部件固定板的一侧，所述Y轴驱动机构安装于所述驱动部件固定板的另一侧并与所述Y轴丝杆相连接。
[0017] 较佳地，所述Y轴驱动机构包括Y轴电机及同步传动机构，所述同步传动机构安装于所述驱动部件固定板的另一侧，所述Y轴电机通过所述同步传动机构与所述Y轴丝杆的端部相连接。
[0018] 较佳地，所述安装支架还包括连接板，所述连接板的上端与所述X轴机械手的下端固定连接，所述连接板的下端与所述Y轴联接座固定连接。
[0019] 较佳地，所述安装支架还包括Y轴导轨，所述Y轴导轨沿Y轴方向设置并固定于所述安装基板，所述连接板滑动地连接于所述Y轴导轨上。
[0020] 较佳地，所述Y轴移载平台还包括所述Y轴限位开关，所述Y轴限位开关沿Y轴方向设置，且所述Y轴限位开关位于所述Y轴导轨的一侧。
[0021] 较佳地，所述Y轴丝杆的两端还设置有缓冲块。
[0022] 较佳地，所述安装基板的侧壁上还设置有把手。
[0023] 较佳地，所述下部适配板部件包括适配安装板、支撑块、放置导向机构及视域板，所述适配安装板的上表面与所述Y轴移载平台的下端固定连接，所述支撑块、所述放置导向机构均设置于所述适配安装板的下表面，所述视域板固定于所述适配安装板的一侧并与之位于同一平面，且所述视域板位于所述检测装置的下方。
[0024] 较佳地，所述支撑块的表面包覆有橡胶层。
[0025] 较佳地，所述放置导向机构为随动轮。
[0026] 较佳地，所述非接触式检测设备还包括上部联接支撑架，所述上部联接支撑架固定于所述Y轴移载平台的上方，用于与外部夹具对接。
[0027] 较佳地，所述上部联接支撑架包括对接块、上部支撑板及支撑架，所述对接块固定于所述上部支撑板的上方，所述上部支撑板通过所述支撑架固定于所述Y轴移载平台上。
[0028] 较佳地，所述对接块呈工字型，以便于与外部夹具快速对接。
[0029] 与现有技术相比，由于本发明的非接触式检测设备，其包括检测装置、X轴机械手、Y轴移载平台及下部适配板部件；其中，Y轴移载平台的下端固定于下部适配板部件，Y轴移载平台上设置有可沿Y轴方向移动的Y轴联接座，Y轴联接座的上端与X轴机械手的下端固定连接；X轴机械手上设置有可沿X轴方向移动的X轴联接座，X轴联接座的上端与检测装置的一端固定连接；检测装置的另一端分别设置有可沿Z轴方向移动的视觉检测机构及位移检测机构。通过X轴机械手和Y轴移载平台组合而成的高精度移动平台作为本发明的移载平台，并搭载含有视觉传感器及位移传感器的检测装置，以对抛光后的表面进行图像采集及测量，获取抛光后表面缺陷的尺寸信息，为抛光后表面的修复提供数据支持，适用于精密表面无损检测；且大大减少对检测对象的三维扫描的时间，实现大型工件表面缺陷的在线三维检测；该非接触式检测设备的运动部件与检测部件紧凑结合，减少设备整体尺寸及体积，实现检测设备的小型化及便携化，且使用时占据较小的使用空间，适用于多种工作环境。
[0030] 较佳地，本发明非接触式检测设备的另一实施方式中，其还包括用于承载所述非接触式检测设备的三自由度自适应小车，所述三自由度自适应小车包括主机架部件、滚轮支撑部件及适应导向机构；其中，所述主机架部件包括底板、顶板及压簧顶升机构；所述顶板位于所述底板上方并与所述底板相对，所述压簧顶升机构设置于所述底板与顶板之间并包括导向柱、导向套筒及支撑压簧，所述导向柱固定于所述底板与顶板的其中一者，所述导向套筒固定于所述底板与顶板中的另一者，所述导向套筒呈空心结构且所述导向柱滑动地插接于所述导向套筒内，所述支撑压簧套设于所述导向柱及导向套筒之外且两端分别顶推所述底板与所述顶板；所述滚轮支撑部件包括安装块及两滚轮，所述安装块安装于所述底板，两所述滚轮分别设置于所述安装块并滚动支撑于轨道；所述适应导向机构包括承载所述非接触式检测设备的导向芯块，所述顶板的上端设置有横向导轨或横向导槽，所述导向芯块滑动设置于所述横向导轨或所述横向导槽，且所述导向芯块与所述非接触式检测设备中的一者设置有圆形凸台，另一者设置有与所述圆形凸台对应的圆形凹槽，所述圆形凸台转动地插入所述圆形凹槽。
[0031] 与现有技术相比，由于本发明三自由度自适应小车在所述底板与顶板之间设置了由所述导向柱、导向套筒及支撑压簧组成的所述压簧顶升机构，利用所述支撑压簧的弹力对承载非接触式检测设备的所述顶板进行支撑，且所述支撑压簧可以沿所述导向柱及导向套筒发生形变，藉由此形变可以令小车自适应并修正在纵向方向上产生的偏差。另外，所述适应导向机构中的所述导向芯块可以沿所述横向导轨或横向导槽滑动，从而使所述非接触式检测设备能够在横向方向上移动，消除横向偏差，而所述圆形凸台与所述圆形凹槽的配合则可以让所述非接触式检测设备发生周向转动来适应非接触式检测设备与作业检测对象之间的角度偏差。通过在纵向、横向及角度这三个自由度上的自适应调整，本发明三自由度自适应小车可以根据作业环境自动地修正非接触式检测设备与作业检测对象之间存在的偏差，使非接触式检测设备保持作业、检测位置，及时、准确地完成检测及各种作业。
[0032] 较佳地，本发明非接触式检测设备的再一实施方式中，其还包括用于承载所述非接触式检测设备的三自由度自适应小车，所述三自由度自适应小车包括主机架部件、滚轮支撑部件及适应导向机构。所述主机架部件包括底板、顶板及压簧顶升机构；所述顶板位于所述底板上方并与所述底板相对，所述压簧顶升机构设置于所述底板与顶板之间并包括导向柱、导向套筒及支撑压簧，所述导向柱固定于所述底板与顶板的其中一者，所述导向套筒固定于所述底板与顶板中的另一者，所述导向套筒呈空心结构且所述导向柱滑动地插接于所述导向套筒内，所述支撑压簧套设于所述导向柱及导向套筒之外且两端分别顶推所述底板与所述顶板。所述滚轮支撑部件包括安装块及两滚轮，所述安装块安装于所述底板，两所述滚轮分别设置于所述安装块并滚动支撑于轨道。所述适应导向机构包括承载作业检测部件的导向芯块，所述顶板的上端设置有横向导轨或横向导槽，所述导向芯块滑动设置于所述横向导轨或所述横向导槽。
[0033] 与现有技术相比，由于本发明在所述底板与顶板之间设置了由所述导向柱、导向套筒及支撑压簧组成的所述压簧顶升机构，利用所述支撑压簧的弹力对承载作业检测部件的所述顶板进行支撑，且所述支撑压簧可以沿所述导向柱及导向套筒发生形变，藉由此形变可以令小车自适应并修正在纵向方向上产生的偏差。另外，所述适应导向机构中的所述导向芯块可以沿所述横向导轨或横向导槽滑动，从而使所述作业检测部件能够在横向方向上移动，消除横向偏差，而导向套筒与导向柱之间的套接配合则可以让所述作业检测部件发生一定的周向转动来适应作业检测部件与作业检测对象之间的角度偏差。通过在纵向、横向及角度这三个自由度上的自适应调整，本发明三自由度自适应小车可以根据作业环境自动地修正作业检测部件与作业检测对象之间存在的偏差，使作业检测部件保持作业、检测位置，及时、准确地完成检测及各种作业。
[0034] 较佳地，所述压簧顶升机构还包括顶升力调整件，所述顶升力调整件设置于所述支撑压簧与所述顶板和/或所述底板之间并改变所述支撑压簧的压缩量。通过在所述支撑压簧与所述顶板和/或所述底板之间设置所述顶升力调整件，能够改变所述支撑压簧的压缩量，从而改变了所述压簧顶升机构对所述顶板的顶升力，进而使所述三自由度自适应小车能够承载不同重量的非接触式检测设备，同时还能够在所述支撑压簧的弹性下降之后增加压缩量以保持足够的顶升力。
[0035] 具体地，所述顶升力调整件为调整螺母，所述导向柱的外侧壁具有螺纹，所述调整螺母螺纹连接于所述导向柱，所述支撑压簧的一端抵顶于所述调整螺母，所述支撑压簧的另一端抵顶于所述底板与顶板中的另一者。所述支撑压簧的两端分别抵顶于所述调整螺母及所述底板与顶板中的另一者，而所述调整螺母螺纹连接于所述导向柱，所述导向柱是固定于所述底板与顶板的其中一者，因此所述支撑压簧相当于是设置于所述底板与顶板之间。当沿所述导向柱上下转动所述调整螺母时，所述支撑压簧被挤压或放松，实现了所述支撑压簧的压缩量的改变。
[0036] 较佳地，所述主机架部件还包括压缩锁紧机构，所述压缩锁紧机构包括支撑架、手柄、连动件及锁止件，所述支撑架固定于所述底板，所述手柄的一端枢接于所述支撑架，所述连动件的两端分别连接于所述顶板与所述手柄并在所述手柄的驱动下拉动所述顶板下移，所述锁止件固定所述手柄并定位所述顶板。通过操作所述手柄可以将所述顶板向下拉动使所述顶板相对靠近所述底板，而所述锁止件将所述手柄固定可以形成自锁并防止所述支撑压簧将所述顶板顶升。当所述顶板被下移后，所述主机架部件被压缩从而使所述三自由度小车体积减小，所述非接触式检测设备及小车容易从轨道上撤下。
[0037] 具体地，所述连动件包括拉绳及拉绳转轴，所述手柄的一端固定于所述拉绳转轴且所述拉绳转轴枢接于所述支撑架，所述拉绳的一端固定于所述顶板，所述拉绳的另一端固定于所述拉绳转轴的侧壁；所述锁止件包括棘轮、棘爪及回复拉簧，所述棘轮同轴地固定于所述拉绳转轴，所述棘爪活动地设置于所述底板并卡合所述棘轮且限制所述棘轮单向转动，所述回复拉簧连接于所述棘爪并保持所述棘爪与所述棘轮卡合的状态。所述拉绳的两端分别固定于所述顶板及所述拉绳转轴的侧壁，所述手柄与所述拉绳转轴固定而拉绳转轴枢接于所述支撑架，因此所述支撑架为所述拉绳转轴及手柄提供了转动支撑，当手柄转动时，所述拉绳转轴转动并带动与其固定的所述拉绳缠绕到所述拉绳转轴之上，所述拉绳进一步带动所述顶板下移。所述棘轮与棘爪的配合确保所述棘轮及拉绳转轴只能做单向转动，因此所述拉绳不能从所述拉绳转轴上被释出，即所述顶板在所述棘爪卡合所述棘轮的情况下不能再重新上移。
[0038] 具体地，所述连动件为一拉杆，所述拉杆的一端枢接于所述顶板并具有第一枢接轴，所述拉杆的另一端枢接于所述手柄的两端之间并具有第二枢接轴，所述手柄的一端与所述支撑架之间具有第三枢接轴，所述锁止件为固定于所述底板的侧边的卡位柱；当转动所述手柄使所述第一枢接轴、第三枢接轴及第二枢接轴的位置处于同一直线时，所述卡位柱卡合固定所述手柄。所述手柄通过所述拉杆的连接而在向下转动时能够带动所述顶板下移，当转动所述手柄至所述第一枢接轴、第三枢接轴及第二枢接轴的位置处于同一直线时，所述手柄形成自锁状态而锁死所述顶板，不让顶板上移，此时所述卡位柱卡合固定所述手柄，防止所述手柄脱离锁死位置。
[0039] 较佳地，所述滚轮支撑部件还包括夹紧螺栓、防脱出螺母及圆柱形的安装柱；所述安装块固定于所述安装柱的下端，所述底板上开设有与所述安装柱对应的通孔，所述安装柱转动地插设于所述通孔，所述安装柱的上端露出于所述底板之上且侧壁设有螺纹，所述防脱出螺母螺纹连接于所述安装柱的上端，所述夹紧螺栓与所述底板螺纹连接且所述夹持螺栓与所述通孔的侧壁共同夹持所述安装柱。所述安装块及滚轮通过所述安装柱安装到所述底板的所述通孔内，所述防脱出螺母的作用是将所述安装柱纵向定位在所述底板上，防止所述安装柱脱离所述底板。所述安装柱可以在所述通孔内转动，从而改变所述滚轮的行走方向，当所述滚轮在轨道上的行驶方向不变时，改变的实际是所述主机架部件及适应导向机构的方向。当方向调整完成后，旋动所述夹紧螺栓伸入所述通孔内，通过所述夹紧螺栓及通孔侧壁对安装柱柱面的抵顶形成对安装柱的环抱夹紧，固定所述安装柱及滚轮。
[0040] 较佳地，所述滚轮支撑部件还包括驱动马达及齿轮箱；所述安装块的上端穿过底板并承载所述驱动马达，所述齿轮箱固定于所述安装块的下端，所述驱动马达的输出轴与所述齿轮箱的输入轴传动连接，两所述滚轮分别位于所述齿轮箱的两侧并与所述齿轮箱的输出轴连接。通过在所述滚轮支撑部件内设置所述驱动马达及齿轮箱，由所述驱动马达经由所述齿轮箱来驱动所述滚轮转动，使所述滚轮支撑部件自身具有动力，而无需外力驱动，因此在结构上更加独立。
[0041] 较佳地，所述滚轮支撑部件还包括同步传动机构及传感器，所述同步传动机构包括第一带轮、第二带轮及同步带，所述安装块上枢接有第一转轴，所述滚轮固定于所述第一转轴的外侧，所述第一带轮固定于第一转轴的内侧，所述第二带轮固定于所述传感器的输入轴，所述同步带套设于所述第一带轮及第二带轮。所述同步传动机构及传感器的设置是为了将所述滚轮的转动状态同步的传递给传感器，从而使所述三自由度自适应小车能够向外提供位置反馈信息及运动状态参数，便于外部控制调整。
[0042] 较佳地，所述滚轮支撑部件还包括滚轮导向机构，所述滚轮导向机构为导向翼或导向轮；所述导向翼形成于所述滚轮的外边缘且沿所述滚轮的径向向外延伸，两所述导向翼夹持所述轨道；所述安装块的两端分别固定有两导向轮安装板，两所述导向轮安装板上分别枢接有导向轮，所述导向轮的转轴沿竖直方向设置且两所述导向轮分别与所述轨道的两外侧壁滚动接触。所述滚轮导向机构的作用是将所述滚轮支撑部件限位于轨道之上，即令所述滚轮稳定地在轨道之上滚动，而不会送轨道上脱离，保证所述三自由度自适应小车检测机及作业的稳定性和安全性。附图说明
[0043] 图1是本发明非接触式检测设备第一实施例的正视图。
[0044] 图2是图1的俯视图。
[0045] 图3是图1中检测装置的放大示意图。
[0046] 图4是图1中X轴机械手的放大示意图。
[0047] 图5是图1中Y轴移载平台的放大示意图。
[0048] 图6是图5的左视图。
[0049] 图7是图1中下部适配板部件的放大示意图。
[0050] 图8是图1中上部联接支撑架的放大示意图。
[0051] 图9是本发明非接触式检测设备第二实施例的工作状况示意图。
[0052] 图10是本发明第二实施例中的压缩锁紧机构的结构示意图。
[0053] 图11是图10中D处的放大图。
[0054] 图12本发明第二实施例中的滚轮支撑部件的侧视图。
[0055] 图13是本发明第二实施例中的滚轮支撑部件的正视图。
[0056] 图14是本发明第二实施例中的适应导向机构的正视图。
[0057] 图15是本发明第二实施例中的适应导向机构的俯视图。
[0058] 图16是本发明非接触式检测设备第三实施例的工作状况示意图。
[0059] 图17是本发明第三实施例中的压缩锁紧机构的结构示意图。
[0060] 图18是本发明第三实施例中主动滚轮支撑部件的正视图。
[0061] 图19是本发明第三实施例中主动滚轮支撑部件的侧视图。
[0062] 图20是本发明第三实施例中从动滚轮支撑部件的正视图。
[0063] 图21是本发明第三实施例中从动滚轮支撑部件的侧视图。
具体实施方式
[0064] 现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。本发明所提供的非接触式检测设备200，适用于对大型构件的表面所存在的缺陷快速进行自动识别并能对缺陷进行尺寸测量，满足在线检测的时间要求，并且不会对检测对象的表面造成损伤；且能够独立完成作业并根据作业条件和环境进行自身调整。
[0065] 如图1-图3所示，本发明所提供的非接触式检测设备200，其包括检测装置210、X轴机械手220、Y轴移载平台230、下部适配板部件240及上部联接支撑架250；其中，所述Y轴移载平台230的下端固定于所述下部适配板部件240，上部联接支撑架250固定于Y轴移载平台230；且所述Y轴移载平台230上设置有可沿Y轴方向滑动的Y轴联接座238，所述Y轴联接座
238的上端与所述X轴机械手220的下端固定连接；所述X轴机械手220上设置有可沿X轴方向滑动的X轴联接座223，所述X轴联接座223的上端与所述检测装置210的一端固定连接；所述检测装置210的另一端分别设置有可沿Z轴方向移动的视觉检测机构212及位移检测机构
213。因此，在对大型构件表面进行检测时，可驱动检测装置210沿X轴、Y轴两个方向移动，具备X、Y两个方向的高精度移载能力，同时搭载含有可沿Z轴方向移动的视觉检测机构212及位移检测机构213的检测装置210，以对抛光后表面进行图像采集及测量，为抛光后表面的修复提供数据支持，实现对抛光后表面的快速三维扫描，满足在线检测的时间要求。
238的上端与所述X轴机械手220的下端固定连接；所述X轴机械手220上设置有可沿X轴方向滑动的X轴联接座223，所述X轴联接座223的上端与所述检测装置210的一端固定连接；所述检测装置210的另一端分别设置有可沿Z轴方向移动的视觉检测机构212及位移检测机构
213。因此，在对大型构件表面进行检测时，可驱动检测装置210沿X轴、Y轴两个方向移动，具备X、Y两个方向的高精度移载能力，同时搭载含有可沿Z轴方向移动的视觉检测机构212及位移检测机构213的检测装置210，以对抛光后表面进行图像采集及测量，为抛光后表面的修复提供数据支持，实现对抛光后表面的快速三维扫描，满足在线检测的时间要求。
[0066] 下面结合图1-图8所示，对本发明非接触式检测设备200的结构进行详细说明。
[0067] 如图1-图3所示，所述检测装置210包括检测安装基板211、视觉检测机构212及位移检测机构213，所述检测安装基板211的一端通过螺栓锁紧方式固定于所述X轴联接座223的上端，视觉检测机构212设置于检测安装基板211的上方，位移检测机构213设置于检测安装基板211的下方，且两者位于不同的直线上，即两者沿Z轴方向的轴向相平行；因此，检测装置210在X轴机械手220驱动下可实现沿X轴方向的移动。
[0068] 具体地，所述视觉检测机构212包括第一安装板2121、视觉传感器2122、镜头2123及光源2124，所述第一安装板2121设置于检测安装基板211的上方，且其通过螺栓锁紧方式垂直地固定于检测安装基板211上大致中部的位置处；第一安装板2121的上端开有长形安装孔(未标号)，长形安装孔沿竖直方向设置，视觉传感器2122上端连接于长形安装孔内，因此可对视觉传感器2122在竖直方向上进行调整和固定，也即实现对视觉传感器2122沿Z轴方向的调整；所述镜头2123通过接圈对接于视觉传感器2122的下端，通过镜头2123对视觉传感器2122下方的被检物件表面进行扫描。光源2124设置于检测安装基板211的下方并与镜头2123相对。在进行检测时，根据检测区域的大小，可相应调整光源2124、镜头2123和接圈。
[0069] 继续参阅图1-图3所示，所述位移检测机构213包括Z轴调整平台2131、第二安装板2132及位移传感器2133，所述Z轴调整平台2131设置于检测安装基板211的下方，且其通过螺栓锁紧方式固定于所述检测安装基板211的远离X轴联接座223的端部，第二安装板2132的上端可移动地连接于所述Z轴调整平台2131上，所述第二安装板2132的下端固定连接所述位移传感器2133，因此，通过第二安装板2132的移动可实现位移传感器2133在竖直方向的调整，从而保证位移传感器2133位于最佳的检测高度。
[0070] 结合图1-图2、图4所示，所述X轴机械手220包括底板221、法兰安装座222、X轴联接座223、X轴丝杆螺母(图未示)、X轴丝杆224、弹性联轴器225及X轴电机226。其中，法兰安装座222连接于底板221的一端，所述X轴丝杆224沿X轴方向设置，且X轴丝杆224通过轴承连接于所述法兰安装座222上；X轴电机226安装于法兰安装座222的另一侧，即X轴丝杆224、X轴电机226分别位于法兰安装座222的两侧，X轴电机226的输出轴通过弹性联轴器225与X轴丝杆224的端部连接，X轴电机226用于驱动所述X轴丝杆224转动。另外，X轴丝杆螺母相配合地连接于X轴丝杆224上，且X轴丝杆螺母的上端与X轴联接座223相固定。这样，通过X轴电机226驱动X轴丝杆224转动，X轴丝杆224利用螺纹幅传动方式驱动X轴丝杆螺母沿X轴丝杆224移动，从而使固定于X轴丝杆螺母上的X轴联接座223沿X轴丝杆224移动，也即X轴联接座223沿X轴方向移动，带动检测安装基板211沿X轴方向移动，从而实现检测装置210沿X轴方向的移动。
[0071] 另外，所述底板221上还固定有X轴导轨227，X轴导轨227沿X轴方向设置，所述X轴联接座223滑动地连接于所述X轴导轨227上，X轴导轨227用于为X轴联接座223提供支撑及导向作用。
[0072] 优选地，所述X轴机械手220还包括X轴极限开关228，所述X轴极限开关228沿X轴方向设置。本实施例中，X轴极限开关228设置于X轴丝杆224的上方，并设置于邻近X轴丝杆224一端的端部，具体为邻近法兰安装座222的一端。X轴极限开关228用于为X轴联接座223的移动设置软极限，避免X轴联接座223因过行程而发生机械撞击，从而最终导致零部件的损坏，提高设备使用的安全性。
[0073] 另外，X轴机械手220通过其底板221与Y轴移载平台230的Y轴联接座238的固定连接，从而使Y轴移载平台230可驱动X轴机械手220沿Y轴方向移动，下面结合附图1-图6所示，对本发明Y轴移载平台230的结构进行说明。
[0074] 如图1-2、图5-6所示，所述Y轴移载平台230包括安装支架、Y轴丝杆237、Y轴丝杆螺母(图未示)、Y轴联接座238及Y轴驱动机构。其中，安装支架的下端固定于下部适配板部件240，安装支架的上端固定有上部联接支撑架250。所述Y轴丝杆237连接于安装支架，且Y轴丝杆237沿Y轴方向设置，Y轴丝杆螺母配合连接于Y轴丝杆237上，且Y轴丝杆螺母的上端与Y轴联接座238固定连接，Y轴联接座238与X轴机械手220的底板221固定连接。所述Y轴驱动机构安装于所述安装支架并与所述Y轴丝杆237的一端连接，所述Y轴驱动机构用于驱动所述Y轴丝杆237转动，从而使Y轴丝杆237利用螺纹幅传动方式驱动Y轴丝杆螺母移动，以带动固定于Y轴丝杆螺母上的Y轴联接座238沿Y轴丝杆237移动，从而使X轴机械手220可沿Y轴方向移动。
[0075] 如图5-6所示，所述安装支架包括连接板231、安装基板232、驱动部件固定板233及多个立柱234。多个立柱234均匀地固定于所述安装基板232的下表面，且每一个立柱234的另一端均固定于所述下部适配板部件240。优选地，所述安装支架具有四个立柱234，四个立柱234分别安装在安装基板232的四个角上，因此能平稳分担平台的重量，保证重心落在支撑面上。且立柱234的两端均采用圆柱设计，安装基板232上开设有与立柱234一端相配合的台阶孔，立柱234的一端配合连接于安装基板232的台阶孔内，并通过螺栓锁紧方式将两者固定；另外，下部适配板部件240的适配安装板241(详见下述)上开设有与立柱234另一端的圆柱相配合的台阶孔，立柱234的另一端配合连接于适配安装板241上的台阶孔内，并通过螺栓锁紧方式将两者固定；台阶孔的设置，保证适配安装板241拆卸回装后与安装基板232的相对位置不变，进而也确定了适配安装板241上导向机构与检测装置210在Y轴方向上的相对位置，有利于提高本发明非接触式检测设备200在现场放置位置的复现性及检测精度。
[0076] 所述驱动部件固定板233通过螺栓锁紧方式垂直地固定于安装基板232的下表面，且驱动部件固定板233固定于安装基板232的一端，并位于其中两立柱234之间；Y轴丝杆237通过轴承连接于驱动部件固定板233的一侧，且Y轴丝杆237垂直于驱动部件固定板233，Y轴驱动机构安装于所述驱动部件固定板233的另一侧并与Y轴丝杆237相连接，Y轴驱动机构用于驱动Y轴丝杆237转动。
[0077] 本实施例中，所述Y轴驱动机构包括Y轴电机235及同步传动机构236，所述Y轴电机235通过螺栓螺母夹紧方式固定于驱动部件固定板233上，且同步传动机构236连接于驱动部件固定板233上，并与Y轴电机235位于同一侧，Y轴电机235通过同步传动机构236与Y轴丝杆237的端部相连接，Y轴电机235通过同步传动机构236驱动Y轴丝杆237转动，从而使Y轴丝杆237利用螺纹幅传动方式驱动Y轴丝杆螺母移动，因此带动固定于Y轴丝杆螺母上的Y轴联接座238沿Y轴方向移动。
[0079] 另外，为便于Y轴联接座238与X轴机械手220的连接，两者之间还设置有连接板231，所述连接板231的上端与X轴机械手220的底板221固定连接，连接板231的下端与Y轴联接座238的上端固定连接，Y轴联接座238的下端与Y轴丝杆螺母固定连接。
[0080] 本发明中，安装基板232的侧壁上还设置有把手232b，以便于手动操作。且安装基板232的上表面还设置有两相间隔的Y轴导轨232a，两Y轴导轨232a均沿Y轴方向设置，连接板231滑动地连接于两Y轴导轨232a上，两Y轴导轨232a用于为X轴机械手220提供支撑，以保持X轴机械手220的平稳性。可以理解地，Y轴导轨232a的数量并不以本实施例为限，其可以根据实际需要灵活设置。
[0081] 优选地，所述Y轴移载平台230还包括Y轴限位开关237a，Y轴限位开关237a沿Y轴方向设置。本实施例中Y轴移载平台230安装有两个Y轴极限开关，可根据实际使用要求增加到三个或更多个；Y轴限位开关237a设置于Y轴导轨232a的一侧；利用Y轴极限开关为Y轴移载平台230设置软极限，保护Y轴移载平台230上的传动部件及驱动部件因过行程而发生机械撞击，避免导致零部件的损坏。
[0082] 另外，所述Y轴丝杆237的两端还设置有缓冲块237b(见图6)，以防在软限位失效时引起的机械刚性撞击，以致损坏零部件。
[0083] 结合图1-2、图7所示，所述下部适配板部件240包括适配安装板241、支撑块242、放置导向机构243及视域板244；其中，所述适配安装板241的上表面与所述Y轴移载平台230的立柱234的下端固定连接；具体地，适配安装板241上设计有与立柱234相配合的台阶孔，立柱234配合安装于台阶孔内，并通过螺栓锁紧方式将两者固定。所述支撑块242、放置导向机构243均设置于适配安装板241的下表面，支撑块242通过导向台阶和螺栓固定安装在适配安装板241上，且支撑块242的表面包覆有橡胶层，通过对支撑块242的表面作包胶处理，避免造成检测表面损伤的同时，也起到为设备震动吸收的功能。在本实施例中放置导向机构243采用随动轮设计，随动轮设计能减少定位时导致的定向磨损，提高定位的精度，但不限于此设计，也可采用定位销，定位凸台等设计。
[0084] 所述视域板244固定于所述适配安装板241的一侧并与之位于同一平面，且所述视域板244位于检测装置210的下方。视域板244通过螺栓锁紧在适配安装板241上，视域板244上根据检测装置210的检测区域大小开有视窗244a(见图2)，用于对缺陷进行视窗框选定位，有助于提高检测的效率和准确度。
[0085] 结合图1-2、图8所示，所述上部联接支撑架250固定于所述Y轴移载平台230的上方，用于与外部夹具对接；在本发明的一种优选方式中，上部联接支撑架250用于与三自由度自适应小车300对接(详见后述)。
[0086] 具体地，所述上部联接支撑架250包括对接块251、上部支撑板252及支撑架；其中，支撑架包括支撑基板253及支撑立柱254，所述对接块251固定于所述上部支撑板252的上方，支撑基板253、支撑立柱254的一端均固定于上部支撑板252，支撑立柱254、支撑基板253的另一端均固定于Y轴移载平台230的安装基板232。
[0087] 其中，对接块251用于与外部夹具(例如三自由度自适应小车300)对接，两者的对接结构相配合设计即可，例如对接块251与外部夹具中的一者设置有圆形凸台，另一者设置有与所述圆形凸台对应的圆形凹槽，所述圆形凸台转动地插入所述圆形凹槽，即可实现两者的对接。当然两者的连接方式并不以此为限。在本实施例中，对接块251采用工字型结构设计，从而满足外部夹具快速对接的要求。通过与外部夹具对接可实现本发明非接触式检测设备200在多种工作环境下使用，例如侧面或检测面朝下的检测工况。
[0088] 下面结合图1-图8所示，对发明非接触式检测设备200第一实施例的工作原理进行说明。本实施例中，其主要用于对朝上的检测面进行检测。
[0089] 开始工作后，在已知缺陷大概位置的情况下，检测人员通过下部适配板部件240上的视域板244对缺陷进行框选定位，以该方式确定本发明非接触式检测设备200的大致放置位置；然后，通过放置导向机构243与现场大型结构件的基准边配合定位对设备放置姿态进行细微调整，所述非接触式检测设备200放置完成后，对缺陷进行在线非接触式高精度三维扫描。
[0090] 首先，对X轴机械手220和Y轴移载平台230进行回零点操作；使本发明非接触式检测设备200在X、Y轴方向都回零。
[0091] 其次，利用视觉检测机构212对视域板244的视窗范围内被检测表面进行扫描。具体地，视觉检测机构212在X轴机械手220和Y轴移载平台230的联合移载下，在视域板244的视窗范围内分别沿X轴、Y轴方向移动，具体地，X轴电机226驱动X轴丝杆224转动，X轴丝杆224通过螺纹副传动方式带动X轴联接座223沿X轴方向移动，从而实现位视觉检测机构212沿X轴方向移动；同理，Y轴电机235驱动Y轴丝杆237转动，Y轴丝杆237通过螺纹副传动方式带动Y轴联接座238沿Y轴方向移动，实现位视觉检测机构212沿Y轴方向移动，并采集视窗范围内被检测表面的图像信息，采集到的图像信息通过上位控制器中的图像处理工具进行分析处理，筛选出含有缺陷的图像并对缺陷进行定位以得到缺陷处的定位信息。
[0092] 然后，上位控制器根据定位信息来控制位移检测机构213进行扫描。具体地，上位控制器根据定位信息控制X轴机械手220的X轴电机226运行，X轴电机226驱动X轴丝杆224转动，X轴丝杆224通过螺纹副传动方式带动X轴联接座223沿X轴方向移动，从而实现位移检测机构213沿X轴方向移动；同理，上位控制器根据定位信息控制Y轴移载平台230中的Y轴电机235运行，Y轴电机235驱动Y轴丝杆237转动，Y轴丝杆237通过螺纹副传动方式带动Y轴联接座238沿Y轴方向移动，实现位移检测机构213沿Y轴方向移动；在X轴电机226、Y轴电机235的驱动下，位移检测机构213移至缺陷存在位置，再控制位移传感器2133按照已规划好的扫描路径对缺陷进行扫描，将该扫描信息结合视觉检测机构212的检测信息，获取缺陷的长、宽、高、深等尺寸信息，实现对被检测表面缺陷精确无损伤的三维扫描，为抛光后表面的修复提供数据支持。
[0093] 另外，根据现场允许的检测时间可选取合适的扫描方式，分别有线扫描和面扫描两种方式。
[0094] 且，由于本实施例中非接触式检测设备200的结构紧凑，体积较小，当对固定的大型检测表面进行检测时，可手持式移动非接触式检测设备200至检测位置以对其进行检测，使其使用更具便携性及灵活多变性。
[0095] 由于本发明的非接触式检测设备200，其包括检测装置210、X轴机械手220、Y轴移载平台230及下部适配板部件240；其中，所述Y轴移载平台230的下端固定于所述下部适配板部件240，所述Y轴移载平台230上设置有可沿Y轴方向移动的Y轴联接座238，所述Y轴联接座238的上端与所述X轴机械手220的下端固定连接；所述X轴机械手220上设置有可沿X轴方向移动的X轴联接座223，所述X轴联接座223的上端与所述检测装置210的一端固定连接；所述检测装置210的另一端分别设置有可沿Z轴方向移动的视觉检测机构212及位移检测机构213。通过X轴机械手220和Y轴移载平台230组合而成的高精度移动平台作为本发明的移载平台，并搭载含有视觉传感器2122及位移传感器2133的检测装置210，以对抛光后的表面进行图像采集及测量，获取抛光后表面缺陷的尺寸信息，为抛光后表面的修复提供数据支持，适用于精密表面无损检测；且大大减少对检测对象的三维扫描的时间，实现大型工件表面缺陷的在线三维检测；该非接触式检测设备200的运动部件与检测部件紧凑结合，减少设备整体尺寸及体积，实现检测设备的小型化及便携化，且使用时占据较小的使用空间，适用于多种工作环境。
[0096] 本发明非接触式检测设备200不仅能实现对面朝上的检测面进行检测，还能实现对侧面或面朝下的检测面进行检测，且够独立完成检测并能根据检测条件和环境进行自身调整，下面结合附图对其更优选的实施例进行描述。
[0097] 如图9-图15所示，本发明非接触式检测设备200的第二实施例中，其还包括三自由度自适应小车300，三自由度自适应小车300沿轨道a移动，并为非接触式检测设备200提供一个支撑平台，非接触式检测设备200用以对回转体密封槽b进行检测，所述三自由度自适应小车300能够自动适应回转体密封槽b与轨道a因不同心和不平行而引起的纵向(竖直)、横向(水平)及周向(角度)三个方向上的偏差。
[0098] 由于非接触式检测设备200的结构及工作原理与上述实施例相同，因此下面仅对三自由度自适应小车300的结构进行说明。
[0099] 如图9-图15所示，所述三自由度自适应小车300包括主机架部件31、滚轮支撑部件32及适应导向机构33。所述主机架部件31为所述滚轮支撑部件32及适应导向机构33提供固定基础并且具有纵向(图9中A向)的自适应能力。所述滚轮支撑部件32安装于所述主机架部件31下端并滚动支撑于所述轨道a，所述适应导向机构33安装于所述主机架部件31上端并具有横向(图9中B向)及周向(图9中C向)的自适应功能。
[0100] 请参照图10，所述主机架部件31包括底板310、顶板311、压簧顶升机构及压缩锁紧机构。所述顶板311位于所述底板310上方并与所述底板310相对且相互平行。所述压簧顶升机构的数量为四个，且四个所述压簧顶升机构分布于所述顶板311的四个角落处。所述压簧顶升机构设置于所述底板310与顶板311之间并包括圆柱形的导向柱312与导向套筒313，以及支撑压簧314。所述导向柱312的上端固定于所述顶板311，所述导向套筒313的下端固定于所述底板310，所述导向柱312及所述导向套筒313均呈竖直设置，所述导向柱312及导向套筒313与所述顶板311及底板310的固定方式具体可以是螺栓锁紧方式。所述导向套筒313呈空心结构，所述导向柱312的下端滑动地插接于所述导向套筒313内。所述支撑压簧314套设于所述导向柱312及导向套筒313之外且两端分别顶推所述底板310与所述顶板311。所述压缩锁紧机构包括支撑架315、手柄316、连动件317及锁止件，所述支撑架315固定于所述底板310，所述手柄316的一端枢接于所述支撑架315，所述连动件317的两端分别连接于所述顶板311与所述手柄316并在所述手柄316的驱动下拉动所述顶板311下移，所述锁止件固定所述手柄316并定位所述顶板311。通过操作所述手柄316可以将所述顶板311向下拉动使所述顶板311相对靠近所述底板310，而所述锁止件将所述手柄316固定可以形成自锁并防止所述支撑压簧314将所述顶板311顶升。当所述顶板311被下移后，所述主机架部件31被压缩从而使所述三自由度自适应小车300体积减小，所述非接触式检测设备200及小车容易从轨道a上撤下。当然，即使不设置所述压缩锁紧机构，所述三自由度自适应小车300依然能够完成其在三个自由度上进行自适应调整的功能。
[0101] 结合图11，在本实施例中，支撑架315的数量为两个，所述连动件317包括拉绳317a及拉绳转轴317b，所述手柄316的一端固定于所述拉绳转轴317b且所述拉绳转轴317b沿水平方向枢接于两所述支撑架315之间(图10中两所述支撑架315位置重叠，因此只显示一个)，两所述支撑架315为所述拉绳转轴317b及手柄316提供旋转支点。所述拉绳317a的上端固定于所述顶板311，所述拉绳317a的下端固定于所述拉绳转轴317b的侧壁。具体地，所述顶板311的下端固定有一拉绳挂块311a，所述拉绳挂块311a上连接有第一挂点螺栓311b，所述拉绳317a的上端绕设于所述第一挂点螺栓311b并被所述第一挂点螺栓311b拧紧固定于所述拉绳挂块311a；所述拉绳转轴317b的侧壁上插设有第二挂点螺栓317c，所述拉绳317a的下端形成环状绕设于所述第二挂点螺栓317c并被所述第二挂点螺栓317c拧紧固定于所述拉绳转轴317b的侧壁。
[0102] 回看图10，所述锁止件包括棘轮318a、棘爪318b、棘爪安装块318c及回复拉簧318d，所述棘轮318a通过键配合方式同轴地固定于所述拉绳转轴317b，所述底板310上通过螺栓锁紧方式固定有所述棘爪安装块318c，所述棘爪318b的末端枢接于所述棘爪安装块
318c的上端，且转轴平行于所述拉绳转轴317b，所述棘爪318b能够在所述棘爪安装块318c上摆动，所述棘爪318b卡合所述棘轮318a且限制所述棘轮318a单向转动，所述回复拉簧
318d的一端固定于所述棘爪安装块318c，另一端挂置于所述棘爪318b的前端并保持所述棘爪318b与所述棘轮318a卡合的状态，只有在克服所述回复拉簧318d的弹力向上拨动所述棘爪318b后，所述棘轮318a才能进行双向的转动。
318c的上端，且转轴平行于所述拉绳转轴317b，所述棘爪318b能够在所述棘爪安装块318c上摆动，所述棘爪318b卡合所述棘轮318a且限制所述棘轮318a单向转动，所述回复拉簧
318d的一端固定于所述棘爪安装块318c，另一端挂置于所述棘爪318b的前端并保持所述棘爪318b与所述棘轮318a卡合的状态，只有在克服所述回复拉簧318d的弹力向上拨动所述棘爪318b后，所述棘轮318a才能进行双向的转动。
[0103] 当手柄316转动时，所述拉绳转轴317b转动并带动与其固定的所述拉绳317a缠绕到所述拉绳转轴317b之上，所述拉绳317a进一步带动所述顶板311下移。所述棘轮318a与棘爪318b的配合确保所述棘轮318a及拉绳转轴317b只能做单向转动，因此所述拉绳317a不能从所述拉绳转轴317b上被释出，即所述顶板311在所述棘爪318b卡合所述棘轮318a的情况下不能再重新上移。
[0104] 为了能够调整所述压簧顶升机构对所述顶板311的竖直支撑力，还可以在所述压簧顶升机构中设置顶升力调整件，所述顶升力调整件设置于所述支撑压簧314与所述顶板311和/或所述底板310之间并改变所述支撑压簧314的压缩量。通过在所述支撑压簧314与所述顶板311和/或所述底板310之间设置所述顶升力调整件，能够改变所述支撑压簧314的压缩量，从而改变了所述压簧顶升机构对所述顶板311的顶升力，进而使所述三自由度自适应小车300能够承载不同重量的非接触式检测设备200，同时还能够在所述支撑压簧314的弹性下降之后增加压缩量以保持足够的顶升力。具体地，在本实施例中，所述顶升力调整件为具有多种厚度规格的调整垫片319，所述调整垫片319可以只设置在所述支撑压簧314的上端与所述顶板311之间，也可以只设置在所述支撑压簧314的下端与所述底板310之间，当然也可以同时设置在所述支撑压簧314的上、下两端。当在所述支撑压簧314的上、下两端均设置所述调整垫片319时，所述支撑压簧314实际是通过两调整垫片319来顶推所述顶板311及底板310的。所述调整垫片319可拆离地套设到所述导向柱312或导向套筒313上，通过更换不同厚度的所述调整垫片319，可以实现改变所述支撑压簧314的压缩量的目的。
[0105] 请参照图12及图13，所述滚轮支撑部件32包括圆柱形的安装柱320、防脱出螺母321、夹紧螺栓322、安装块323及两滚轮324。所述安装柱320的上端的外侧壁设置有螺纹，所述安装块323固定于所述安装柱320的下端，两所述滚轮324分别设置于所述安装块323并滚动支撑于所述轨道a。所述滚轮支撑部件32的数量为两个，且分别设置在所述底板310的两端。
[0106] 所述底板310上开设有与所述安装柱320对应的通孔，所述安装柱320由下而上转动地插设于所述通孔，所述安装柱320的上端露出于所述底板310之上，所述防脱出螺母321螺纹连接于所述安装柱320的上端并在纵向方向上固定所述安装柱320，防止所述安装柱320脱离所述底板310。所述夹紧螺栓322与所述底板310螺纹连接且所述夹持螺栓与所述通孔的侧壁共同夹持所述安装柱320，具体地，所述夹紧螺栓322可以是直接伸入所述通孔内并抵顶所述安装柱320的柱面，也可以是抵顶于一夹紧块的一端，所述夹紧块的另一端具有与所述安装柱320的柱面相应的弧面，通过该夹紧块的弧面来抵顶并夹持所述安装柱320，效果更理想。所述安装块323及滚轮324通过所述安装柱320安装到所述底板310的所述通孔内，并可以在所述通孔内转动，从而改变所述滚轮324的行驶方向，当所述滚轮324在轨道a上的行驶方向不变时，改变的实际是所述主机架部件31及适应导向机构33的方向。当方向调整完成后，旋动所述夹紧螺栓322，通过所述夹紧螺栓322及通孔侧壁对安装柱320柱面的抵顶形成对安装柱320的环抱夹紧，固定所述安装柱320及滚轮324。
[0107] 所述安装块323包括第一安装板323a、第二安装板323b及两第三安装板323c，所述第一安装板323a水平地固定于所述安装柱320的下端，所述第二安装板323b水平地固定于所述第一安装板323a的下端，两所述第三安装板323c分别竖直地固定于所述第二安装板323b的左右(图13中方向)两端，两所述滚轮324分别枢接于两所述第三安装板323c的外侧，且所述滚轮324的转轴沿水平方向设置并垂直于所述轨道a的延伸方向。其中，所述第一安装板323a、第二安装板323b及两第三安装板323c可以是一体成型的结构。
[0108] 作为一种优选的实施方式，所述滚轮支撑部件32还可以包括滚轮导向机构，所述滚轮导向机构为两导向轮325。所述安装块323还包括加强板323d，所述加强板323d固定于两所述第三安装板323c的前端，并起到加强结构稳定性的作用。所述加强板323d下端的两侧分别固定有两导向轮安装板326，两所述导向轮325分别枢接于两所述导向轮安装板326，且所述导向轮325的转轴沿竖直方向设置，即垂直于所述滚轮324的转轴，两所述导向轮325分别与所述轨道a的两外侧壁滚动接触。同样地，所述加强板323d及导向轮安装板326与以上的三个安装板也可以是一体成型的完整结构。所述滚轮导向机构的作用是将所述滚轮支撑部件32限位于轨道a之上，即令所述滚轮324稳定地在轨道a之上滚动，而不会送轨道a上脱离，保证所述三自由度自适应小车300检测机及作业的稳定性和安全性。
[0109] 结合图14、图15所示，所述适应导向机构33包括承载所述非接触式检测设备200的导向芯块330，所述顶板311的上端设置有横向导槽331，所述横向导槽331沿水平方向设置且最佳的设置方向是垂直于所述轨道a的延伸方向。所述导向芯块330滑动设置于所述横向导槽331，且所述导向芯块330的上端面与非接触式检测设备200的对接块251之间通过圆形凸台与圆形凹槽配合对接。
[0110] 具体地，所述导向芯块330的上端面设置有圆形凸台330a，所述非接触式检测设备200的对接块251上设置有与所述圆形凸台330a对应的圆形凹槽，所述圆形凸台330a转动地插入所述圆形凹槽。在本实施例中，所述顶板311的上端固定有两相对的导向卡块332，两所述导向卡块332的上端朝对方弯折延伸，且两所述导向卡块332之间形成所述横向导槽331。
所述导向芯块330的下端滑动地容置在所述横向导槽331内，上端具有承载所述非接触式检测设备200的平台，所述圆形凸台330a形成于所述平台。当然，可以在所述顶板311上设置横向导轨，而所述导向芯块330上设置滑动套合所述导轨的滑槽；在所述导向芯块330的上端面设置圆形凹槽，而非接触式检测设备200的对接块251上设置圆形凸台。
所述导向芯块330的下端滑动地容置在所述横向导槽331内，上端具有承载所述非接触式检测设备200的平台，所述圆形凸台330a形成于所述平台。当然，可以在所述顶板311上设置横向导轨，而所述导向芯块330上设置滑动套合所述导轨的滑槽；在所述导向芯块330的上端面设置圆形凹槽，而非接触式检测设备200的对接块251上设置圆形凸台。
[0111] 为了防止所述导向芯块330在滑动的过程中从所述横向导槽331内脱离，可以在所述顶板311的前后两侧固定两限位块311c，所述限位块311c设置在所述横向导槽331的末端并封挡所述横向导槽331的开口。
[0112] 再次结合图9-图15所示，本实施例中非接触式检测设备200使用时，将非接触式检测设备200倒转180°，从而将非接触式检测设备200的对接块251安装于导向芯块330上，三自由度自适应小车300沿轨道a移动，并为非接触式检测设备200提供一个支撑平台，非接触式检测设备200用以对回转体的面朝下的检测面上呈圆环形的密封槽b进行检测，且所述三自由度自适应小车300能够自动适应回转体密封槽b与轨道a因不同心和不平行而引起的纵向(竖直)、横向(水平)及周向(角度)三个方向上的偏差。
[0113] 图16至图21所示为本发明的第三个实施例。本实施例中非接触式检测设备200与上述实施例相同，不同之处仅在于三自由度自适应小车300′的结构。具体地，所述三自由度自适应小车300′包括主机架部件31′、滚轮支撑部件及适应导向机构33′。本实施例中滚轮支撑部件的数量为两个，且其中之一为驱动滚轮支撑部件32′，另一个为从动滚轮支撑部件34′，所述驱动滚轮支撑部件32′及从动滚轮支撑部件34′分别安装在所述主机架部件31′的两端。本实施例中所述主机架部件31′及适应导向机构33′同样具有在A、B、C三个自由度上进行自适应调整的功能。
[0114] 如图17所示，所述主机架部件31′包括顶板311′、底板310′、压簧顶升机构及压缩锁紧机构。其中顶板311′及底板310′的设置如同第一实施例，而本实施例中的压簧顶升机构只有一个，且所述压簧顶升机构设置在所述顶板311′及底板310′的正中间位置。所述压簧顶升机构包括圆柱形的导向柱312′与导向套筒313′、支撑压簧314′以及顶升力调整件。所述导向套筒313′的上端固定于所述顶板311′，所述导向柱312′的下端固定于所述底板
310′，所述导向柱312′及所述导向套筒313′均呈竖直设置，所述导向柱312′的上端滑动地插接于呈空心结构的所述导向套筒313′内，具体地，所述导向柱312′的固定方式是先将所述导向柱312′装配到所述底板310′上开设的孔中，所述导向柱312′的下端的外侧壁设置有螺纹并穿设于所述底板310′，且穿出所述底板310′的部分设置有一定位销孔，然后使用立柱锁紧螺母312a′通过螺纹配合锁紧所述导向柱312′并消除轴向间隙，再使用防转定位销
312b′穿过所述底板310′上的销孔及导向柱312′下端的定位销孔以限制所述导向柱312′在底板310′上的转动，从而完成固定。另外，为了防止所述导向柱312′在所述导向套筒313′内滑动的时候脱离所述导向套筒313′，采用间隙配合的方式进行连接，即在所述导向柱312′上设置一防脱出销柱，而在所述导向套筒313′上对应开设一沿所述竖直方向延伸的长形孔，所述防脱出销柱滑动设置在所述长形孔内，从而保证所述导向套筒313′可以在所述导向柱312′外上下滑动而不会与所述导向柱312′脱离。所述长形孔的宽度稍大于所述防脱出销柱的外径，因此所述导向套筒313′还可以在所述导向柱312′上做一定范围的轴向转动。
通过所述导向套筒313′与所述导向柱312′的相对旋转，承载所述作业检测部件400的所述顶板311′可产生一定的转动，从而实现了周向调整的目的。
310′，所述导向柱312′及所述导向套筒313′均呈竖直设置，所述导向柱312′的上端滑动地插接于呈空心结构的所述导向套筒313′内，具体地，所述导向柱312′的固定方式是先将所述导向柱312′装配到所述底板310′上开设的孔中，所述导向柱312′的下端的外侧壁设置有螺纹并穿设于所述底板310′，且穿出所述底板310′的部分设置有一定位销孔，然后使用立柱锁紧螺母312a′通过螺纹配合锁紧所述导向柱312′并消除轴向间隙，再使用防转定位销
312b′穿过所述底板310′上的销孔及导向柱312′下端的定位销孔以限制所述导向柱312′在底板310′上的转动，从而完成固定。另外，为了防止所述导向柱312′在所述导向套筒313′内滑动的时候脱离所述导向套筒313′，采用间隙配合的方式进行连接，即在所述导向柱312′上设置一防脱出销柱，而在所述导向套筒313′上对应开设一沿所述竖直方向延伸的长形孔，所述防脱出销柱滑动设置在所述长形孔内，从而保证所述导向套筒313′可以在所述导向柱312′外上下滑动而不会与所述导向柱312′脱离。所述长形孔的宽度稍大于所述防脱出销柱的外径，因此所述导向套筒313′还可以在所述导向柱312′上做一定范围的轴向转动。
通过所述导向套筒313′与所述导向柱312′的相对旋转，承载所述作业检测部件400的所述顶板311′可产生一定的转动，从而实现了周向调整的目的。
[0115] 所述顶升力调整件为一调整螺母319′，所述调整螺母319′螺纹连接于所述导向柱312′的下端，所述支撑压簧314′套设于所述导向柱312′及导向套筒313′之外，且所述支撑压簧314′的上端抵顶所述导向套筒313′，所述支撑压簧314′的下端抵顶所述调整螺母
319′，所述支撑压簧314′通过导向套筒313′与所述顶板311′的固定关系而顶推所述顶板
311′，并通过所述调整螺母319′与所述导向柱312′的螺纹配合而顶推所述底板310′。通过在所述导向柱312′上旋动所述调整螺母319′，改变所述调整螺母319′与所述导向套筒313′之间的距离，可以改变所述支撑压簧314′的压缩量，从而改变所述支撑压簧314′对所述顶板311′的顶升力。
319′，所述支撑压簧314′通过导向套筒313′与所述顶板311′的固定关系而顶推所述顶板
311′，并通过所述调整螺母319′与所述导向柱312′的螺纹配合而顶推所述底板310′。通过在所述导向柱312′上旋动所述调整螺母319′，改变所述调整螺母319′与所述导向套筒313′之间的距离，可以改变所述支撑压簧314′的压缩量，从而改变所述支撑压簧314′对所述顶板311′的顶升力。
[0116] 本实施例中的所述压缩锁紧机构同样包括支撑架315′、手柄316′、连动件及锁止件，所不同的是，本实施例中的所述连动件为一中间具有弯折的拉杆317′。所述支撑架315′固定于所述底板310′，所述手柄316′的一端枢接于所述支撑架315′并具有第三枢接轴，所述拉杆317′上端枢接于所述顶板311′并具有第一枢接轴，所述拉杆317′的下端枢接于所述手柄316′的两端之间并具有第二枢接轴。所述第一枢接轴、第二枢接轴及第三枢接轴均沿水平方向设置且相互平行。具体地，所述拉杆317′与所述顶板311′的枢接方式是在所述顶板311′上以螺纹连接方式安装固定一具有横杆(与第一枢接轴、第二枢接轴及第三枢接轴平行)的拉杆挂块311a′，所述拉杆317′的上端弯折形成一个挂钩且该挂钩挂置在所述拉杆挂块311a′的横杆上。
[0117] 所述锁止件为固定于所述底板310′的侧边的卡位柱318′。当向下转动所述手柄316′使所述第一枢接轴、第三枢接轴及第二枢接轴的位置处于同一直线时，所述卡位柱
318′卡合固定所述手柄316′。所述手柄316′通过所述拉杆317′的连接而在向下转动时能够带动所述顶板311′下移，当所述第一枢接轴、第三枢接轴及第二枢接轴的位置处于同一直线时，所述手柄316′形成自锁状态并锁死所述顶板311′，不让顶板311′上移，此时所述卡位柱318′卡合固定所述手柄316′，防止所述手柄316′脱离锁死位置。
318′卡合固定所述手柄316′。所述手柄316′通过所述拉杆317′的连接而在向下转动时能够带动所述顶板311′下移，当所述第一枢接轴、第三枢接轴及第二枢接轴的位置处于同一直线时，所述手柄316′形成自锁状态并锁死所述顶板311′，不让顶板311′上移，此时所述卡位柱318′卡合固定所述手柄316′，防止所述手柄316′脱离锁死位置。
[0118] 请参照图18及图19所示，本实施例中的所述驱动滚轮支撑部件32′包括夹紧螺栓、安装块323′、两滚轮324′、驱动马达325′、齿轮箱326′及联轴器(图中未示出)。其中所述安装块323′包括圆柱形的安装柱323a′、固定于所述安装柱323a′上端的行驶支撑块323b′及固定于所述安装柱323a′下端的齿轮箱安装板323c′，所述安装柱323a′、行驶支撑块323b′及齿轮箱安装板323c′可以是一体成型的整体。
[0119] 所述安装柱323a′转动地设置于所述底板310′上开设的通孔中，其与所述通孔及夹紧螺栓的连接关系与第二实施例中相同，在此不做重复介绍。
[0120] 所述行驶支撑块323b′位于所述底板310′的上端且固定支撑所述驱动马达325′，所述齿轮箱安装板323c′位于所述底板310′的下方并固定所述齿轮箱326′，所述驱动马达325′的输出轴通过所述联轴器与所述齿轮箱326′的输入轴传动连接，两所述滚轮324′分别位于所述齿轮箱326′的两侧并与所述齿轮箱326′的输出轴连接。通过在所述驱动滚轮支撑部件32′内设置所述驱动马达325′及齿轮箱326′，由所述驱动马达325′经由所述联轴器及齿轮箱326′来驱动所述滚轮324′转动，使所述驱动滚轮支撑部件32′自身具有动力并能带动小车行驶，而无需外力驱动，因此在结构上更加独立。
[0121] 图20至图21所示为本实施例中的所述从动滚轮支撑部件34′，所述从动滚轮支撑部件34′包括安装柱340′、防脱出螺母341′、夹紧螺栓(图中未示出)、安装块342′、同步传动机构、传感器343′及两滚轮344′。所述安装块342′固定于所述安装柱340′的下端，所述安装柱340′、防脱出螺母341′及夹紧螺栓与所述底板310′的连接关系与驱动滚轮支撑部件32′及第二实施例相同。
[0122] 所述安装块342′的两端向下延伸形成有两轮轴安装块342a′，两所述轮轴安装块342a′分别沿水平方向枢接有从动转轴342b′，且所述从动转轴342b′的设置方向较佳的是垂直于所述轨道a的延伸方向。所述滚轮344′固定于所述从动转轴342b′的外侧。所述同步传动机构包括第一带轮345′、第二带轮346′及同步带347′。所述第一带轮345′固定于一所述从动转轴342b′的内侧，所述第二带轮346′固定于所述传感器343′的输入轴，所述传感器
343′可以安装固定于所述底板310′并且可以为接触式的传感器或非接触式的传感器，所述同步带347′套设于所述第一带轮345′及第二带轮346′。所述同步传动机构及传感器343′的设置是为了将所述滚轮344′的转动状态同步的传递给传感器343′，从而使所述三自由度自适应小车300′能够向外提供位置反馈信息及运动状态参数，便于外部控制调整。
343′可以安装固定于所述底板310′并且可以为接触式的传感器或非接触式的传感器，所述同步带347′套设于所述第一带轮345′及第二带轮346′。所述同步传动机构及传感器343′的设置是为了将所述滚轮344′的转动状态同步的传递给传感器343′，从而使所述三自由度自适应小车300′能够向外提供位置反馈信息及运动状态参数，便于外部控制调整。
[0123] 结合图18及图20，为了将滚轮324′、344′限位于所述轨道a上，防止滚轮324′、344′脱离所述轨道，可以在所述驱动滚轮支撑部件32′及从动滚轮支撑部件34′中设置滚轮导向机构，该滚轮导向机构具体是一种导向翼329′、349′，所述导向翼329′、349′形成于所述滚轮324′、344′的外边缘且沿所述滚轮324′、344′的径向向外延伸，两所述导向翼329′、349′分别夹持所述轨道a。
[0124] 本实施例中的所述适应导向机构33′实现横向自适应的方式与第二实施例的不同在于第二实施例中使用的是滑动导轨的方式，而在本实施例中则采用滚珠导轨方式。所述顶板311′上设置有限位螺栓311c′，其作用与第二实施例中的限位块311c相同。
[0125] 再参照图17，本实施例的三自由度自适应小车300′还设置有一初始位置识别开关351′，所述初始位置识别开关351′设置于所述底板310′的底部并由一开关保护罩352′进行保护，所述底板310′的底部还设置有底部保护罩353′，所述底部保护罩353′起到保护电缆和防尘的作用，所述初始位置识别开关351′安装在所述底部保护罩353′的侧面。所述初始位置识别开关351′是一种微动开关，其与所述轨道a上设置的位置标志块配合，并在小车行驶经过所述位置标志块时被所述位置标志块拨动从而触发，其主要功能是自动识别小车运动的初始位置，便于记录运行圈数及自动停机后的位置。相应地，在所述底板310′之上还设置有控制器354′、接线盒355′及电缆插座356′，以与外部进行电性连接并对小车进行控制。
[0126] 本实施例中，三自由度自适应小车300′与非接触式检测设备200配合使用的工作原理与上述第二实施例相同，不再赘述。
[0127] 在以上第二、三实施例中，为了增加滚轮与所述轨道a之间的摩擦力，防止滚轮打滑，减少小车的震动，可以在滚轮的轮面之上采用表面包胶的方式进行处理。另外，滚轮与其固定的轮轴(转轴)之间设置有轮距调整垫片，通过不同厚度的垫片或者垫片数量的改变可以改变两滚轮之间的距离，从而使小车能够在不同宽度的轨道上行驶。
[0128] 可以理解地，上述第二、三实施例中的三自由度自适应小车300、300′并不限于为非接触式检测设备200配合，以对回转体密封槽进行检测；其还可以与其他作业检测部件配合使用，所述作业检测部件可用以对回转体密封槽b进行清洁、抛光等作业。
[0129] 与现有技术相比，由于本发明第二、第三实施例中，在所述底板310、310′与顶板311、311′之间设置了由所述导向柱312、312′、导向套筒313、313′及支撑压簧314、314′组成的所述压簧顶升机构，利用所述支撑压簧314、314′的弹力对承载非接触式检测设备200的所述顶板311、311′进行支撑，且所述支撑压簧314、314′可以沿所述导向柱312、312′及导向套筒313、313′发生形变，藉由此形变可以令小车自适应并修正在纵向方向上产生的偏差。
另外，所述适应导向机构33中的所述导向芯块330可以沿所述横向导槽331滑动，从而使所述非接触式检测设备200能够在横向方向上移动，消除横向偏差，而所述圆形凸台330a与所述圆形凹槽的配合或所述导向柱312′与导向套筒313′之间的套接配合则可以让所述非接触式检测设备200发生周向转动来适应非接触式检测设备200与作业检测对象之间的角度偏差。通过在纵向、横向及角度这三个自由度上的自适应调整，本发明三自由度自适应小车
300、300′可以根据作业环境自动地修正非接触式检测设备200与作业检测对象之间存在的偏差，使非接触式检测设备200保持作业、检测位置，及时、准确地完成检测及各种作业。
另外，所述适应导向机构33中的所述导向芯块330可以沿所述横向导槽331滑动，从而使所述非接触式检测设备200能够在横向方向上移动，消除横向偏差，而所述圆形凸台330a与所述圆形凹槽的配合或所述导向柱312′与导向套筒313′之间的套接配合则可以让所述非接触式检测设备200发生周向转动来适应非接触式检测设备200与作业检测对象之间的角度偏差。通过在纵向、横向及角度这三个自由度上的自适应调整，本发明三自由度自适应小车
300、300′可以根据作业环境自动地修正非接触式检测设备200与作业检测对象之间存在的偏差，使非接触式检测设备200保持作业、检测位置，及时、准确地完成检测及各种作业。
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