[发明专利]一种机器人专用的电-磁-热-声多场复合滚压强化方法与装置

权利要求书

1.一种机器人专用的电-磁-热-声多场复合滚压强化装置，其特征在于，包括六自由度工业机器人、激光热场-超声应力场组件(2)、随形接触电刷机构(3)、脉冲磁场导引机构(4)、磁场强度监控系统(5)、漏电监测系统(6)、高频电源(7)、脉冲磁场发生电源(8)、多场滚压总控制柜(9)；所述激光热场-超声应力场组件(2)包括激光发声组件(14)和超声应力场组件(12)，用以实现激光热场与超声应力场；所述超声应力场组件(12)通过高刚度连接法兰(11)连接于所述六自由度工业机器人的第六关节末端，所述随形接触电刷机构(3)与所述脉冲磁场导引机构(4)均设置于所述超声应力场组件(12)的两侧，所述磁场强度监控系统(5)与所述漏电监测系统(6)设置于所述超声应力场组件(12)上，所述随形接触电刷机构(3)与所述高频电源(7)相连接并保持与超高强度钢结构件接触，从而在待滚压区域的两侧形成电流通路，以供在待滚压区域形成局部电场；所述脉冲磁场导引机构(4)与所述脉冲磁场发生电源(8)相连接，用以导引脉冲磁场并在超高强度钢结构件待滚压区域形成可控强度的局部磁场；所述多场滚压总控制柜(9)与所述六自由度工业机器人、所述激光热场-超声应力场组件(2)、所述随形接触电刷机构(3)、所述脉冲磁场导引机构(4)、所述磁场强度监控系统(5)、所述漏电监测系统(6)控制连接；

所述随形接触电刷机构(3)由位于所述超声应力场组件(12)的外壳(16)左右侧的两个镜像结构构成，单侧的结构包括绝缘空心支架(17)、高扭矩步进电机(18)、输出轴套(19)、光轴(20)、自润滑尼龙推板(21)、压缩弹簧(22)、阻燃电线(23)、耐磨电刷固定架(24)、自锁螺母(25)、内六角螺栓、耐磨电刷(27)；所述绝缘空心支架(17)固定连接在所述外壳(16)的左右两侧面上；所述高扭矩步进电机(18)通过内六角螺栓安装在所述绝缘空心支架(17)的内部；所述输出轴套(19)一端与高扭矩步进电机的输出轴过盈配合，所述输出轴套(19)的另一端与所述自润滑尼龙推板(21)螺纹配合，从而将所述高扭矩步进电机(18)输出旋转运动转换成所述自润滑尼龙推板(21)的直线运动；所述输出轴套(19)的左右两侧各设置有一根光轴(20)，两根光轴(20)的一端均通过螺纹连接紧固在绝缘空心支架上；所述自润滑尼龙推板(21)可滑动地套设于所述两根光轴(20)上，所述两根光轴(20)的末端可动地套设有所述耐磨电刷固定架(24)，所述耐磨电刷固定架(24)与所述自润滑尼龙推板(21)之间的光轴上设置有所述压缩弹簧(22)，每根光轴(20)的末端螺纹连接有所述自锁螺母(25)；所述自润滑尼龙推板(21)可以在所述高扭矩步进电机(18)的驱动下沿着两根光轴(20)做上下直线平动，从而实现对所述压缩弹簧(22)的压紧，进而改变弹簧的刚度，实现针对不同曲率超高强度钢结构件表面的快速贴合；通过所述自锁螺母(25)限制所述耐磨电刷固定架(24)的位移行程，保证所述耐磨电刷固定架(24)不会从光轴(20)上脱离；所述耐磨电刷(27)通过内六角螺栓固定在所述耐磨电刷固定架(24)上，所述耐磨电刷(27)通过所述阻燃电线(23)与所述高频电源(7)的正负极相接，用以保证左右两个电刷在与超高强度钢结构件接触后，在待滚压区域的两侧形成电流通路，即在待滚压区域形成局部电场；

所述脉冲磁场导引机构(4)由位于所述超声应力场组件(12)的外壳(16)两侧的镜像结构构成，单侧的镜像结构包括绝缘非铁磁性高刚度支架(28)、磁场导引铁芯(29)、脉冲磁场发生线圈(30)、弹簧阻尼模块(31)、滑动接触板(32)；在所述外壳(16)的左右两侧面上各固定连接有一所述绝缘非铁磁性高刚度支架(28)；所述磁场导引铁芯(29)固定安装在所述绝缘非铁磁性高刚度支架(28)上，并从所述脉冲磁场发生线圈(30)中穿过，所述脉冲磁场发生线圈(30)所生成的磁感线被约束在所述磁场导引铁芯(29)中；所述弹簧阻尼模块(31)由铁磁性材料所制其可拆卸地安装在所述磁场导引铁芯(29)内，用以保证磁场导引铁芯(29)与超高强度钢结构件的可靠接触；所述滑动接触板(32)由可更换的滚子与滚子保持架组成，滚子与滚子保持架均为铁磁性材料，所述滑动接触板(32)固定安装在所述弹簧阻尼模块(31)的输出端上。