[发明专利]大型固体火箭发动机涂层厚度非接触自动检测装置及方法

说明书

本发明属于工业检测技术领域，具体涉及一种大型固体火箭发动机涂层厚度非接触自动检测装置及方法。大型固体火箭发动机涂层厚度非接触自动检测装置，包括简支梁机构、测量小车、旋转支撑机构、旋转夹紧机构和控制系统，测量小车设置在简支梁机构中的简支梁上，旋转支撑机构设置在简支梁机构中的底座上，且位于简支梁机构中一号支座和二号支座的中间，旋转夹紧机构设置在简支梁机构中的底座上，且位于旋转支撑机构和一号支座或二号支座之间,本发明通过将简支梁穿过火箭发动机，且两端架设在一号支座和二号支座上，极大程度的减少了简支梁的下垂度，满足了检测的要求。

技术领域

本发明属于工业检测技术领域，具体涉及一种大型固体火箭发动机涂层厚度非接触自动检测装置及方法。

背景技术

固体火箭发动机一般由金属壳体、涂层绝热层、衬层或包覆层和推进剂组成，涂层一般是由胶状的复合材料经过特定工艺固化到金属壳体上，其固化后的厚度具有严格的要求，因此在生产过程中，需要在填装推进剂前进行涂层厚度的检测，检测时不能改变涂层的内部状态和表面结构。

现有的检测方法有超声检测方法、涡流检测方法和激光检测方法。华北工学院采用“板波诱发纵波超声检测技术”可以检测钢壳体内涂层厚度见中国专利号93118358.8，但该方法需要接触钢质壳体，其适用性与涂层的声衰减系数和厚度有关；涡流检测方法是将涡流探头直接接触涂层测量钢质壳体内的涂层厚度，但该方法容易受涂层软硬强度的影响，且属于接触测量，会造成涂层表面的污染；激光测厚方法是采用激光位移传感器通过测量涂层喷涂前、后激光位移传感器到表面的位移，将两次所测量的值相减即可得到涂层厚度值，纵观上述的分析方法，激光测厚可以很好地实现火箭发动机涂层厚度自动检测。现有的检测方法是采用将激光位移传感器安装在悬臂梁上，通过移动悬臂梁和调整悬臂梁状态进行检测见中国专利号CN201310137425.2。

对于大型固体火箭发动机来说，需要的悬臂梁太长，悬臂梁末端会下垂，不能满足检测要求。

发明内容

本发明针对上述问题提供了一种大型固体火箭发动机涂层厚度非接触自动检测装置及方法。

为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：

一种大型固体火箭发动机涂层厚度非接触自动检测装置，包括简支梁机构、测量小车、旋转支撑机构、旋转夹紧机构和控制系统，所述测量小车设置在简支梁机构中的简支梁上，所述旋转支撑机构设置在简支梁机构中的底座上，且位于简支梁机构中一号支座和二号支座的中间，用于支撑火箭发动机并辅助其旋转，所述旋转夹紧机构设置在简支梁机构中的底座上，且位于旋转支撑机构和一号支座或二号支座之间，用于夹紧并带动火箭发动机旋转，所述控制系统用于采集测量小车中激光位移传感器和旋转支撑机构中编码器的数据，并根据采集到的数据控制测量小车中的一号电机、一号舵机和二号舵机以及旋转夹紧机构中二号电机的运动。

进一步，所述简支梁机构包括底座、一号支座、简支梁和二号支座，所述一号支座和二号支座分别设置在底座的左右两边，所述简支梁穿过火箭发动机和旋转夹紧机构架设在一号支座和二号支座上。

再进一步，所述测量小车包括小车主体、一号电机、一号舵机、旋转臂、二号舵机和激光位移传感器，所述一号电机和一号舵机设置在小车主体上，所述一号电机通过皮带传动带动小车主体上的车轴转动，从而带动小车在简支梁上移动，所述旋转臂的一端与一号舵机的舵机摇臂固定连接，所述二号舵机设置在旋转臂的另一端，所述激光位移传感器固定设置在二号舵机的舵机摇臂上。

更进一步，所述旋转支撑机构包括支撑轮组架和编码器，所述支撑轮组架前后可移动的设置在底座上，且至少设置有两对，在所述支撑轮组架上设置有支撑轮，用于支撑火箭发动机并辅助火箭发动机旋转，所述编码器与其中的一个支撑轮同轴设置，用于测量火箭发动机的转动角度或位移量。

更进一步，所述旋转支撑机构还包括压轮支撑架和压轮，所述支撑架设置在底座上，且位于火箭发动机的轴向中部，所述压轮安装在压轮支撑架上，用于压紧火箭发动机。