CN104597133A - 一种适用于汽轮机焊接转子的超声波无损检测驱动平台 - Google Patents

Abstract

本发明属于检测机器人领域，特别是一种适用于汽轮机焊接转子的超声波无损检测驱动平台；所述系统主要包括车架、定位杆及驱动系统；本发明的优点在于通过四轮驱动最大化的利用转子壁面摩擦力实现可靠驱动，并差动驱动主动转向，同时利用定位杆的限位导向保证驱动平台的前进方向。利用串联球铰使得平台适用于不同曲率的转子壁面，并依靠快装接头保证驱动平台与超声检测探头夹具之间可以实现快速方便的完成拆装。

Description

一种适用于汽轮机焊接转子的超声波无损检测驱动平台

技术领域

本发明属于检测机器人领域，特别是一种适用于汽轮机焊接转子的超声波无损检测驱动平台。

背景技术

转子是汽轮机的核心部件，其结构形式很多，如整锻转子、套装转子、焊接转子和组合转子等。与常规火电机组汽轮机转子相比，核电站汽轮机转子体积和重量都大，加工精度要求高，一般均采用焊接转子。

为保证焊接转子的质量，在制过程中、制备完成后、在役过程中均需要进行焊缝的超声波检测覆盖范围大，检测所需时间多。特别是在制备完成后及在役过程中，由于转子装有叶片，作业空间变得极其狭小。

目前，针对超声检测已经具有成熟的探头夹具和检测系统，但由于焊接转子应用场合的特殊情况，现有方案很少，且无法在焊接转子上进行使用。

如专利申请号为201210192602.2，申请日期为2012年6月12日，名为“焊缝智能跟踪超声检测机器人及其软件分析系统”的发明专利，该发明介绍了一种超声检测机器人，可以在导磁材料壁面上完成对焊缝的移动检测。但由于对汽轮机转子的超声检测需要在其壁面上涂覆大量油液保证检测探头的耦合信号，上述专利所述的机器人的驱动形式无法保证极低壁面摩擦系数条件下所需要的驱动力，不适合焊接转子场合的使用。

发明内容

为了克服现有方案中存在的技术问题，提供一种适用于焊接转子超声检测，在极低壁面摩擦系数条件下可以保证有效驱动、自主保证前进方向、便于与各种超声检测工艺探头夹具相连接的驱动方案，本发明特提出一种适用于汽轮机焊接转子的超声波无损检测驱动平台。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种适用于汽轮机焊接转子的超声波无损检测驱动平台，所述驱动平台（10）主要包括车架（1）、定位杆（9）及驱动系统；所述驱动系统安装在车架（1）上；所述定位杆（9）安装在驱动平台（10）的四角，且可调节长度，以适应汽轮机转子（13）不同焊缝处不同的叶片根部间距。

构成的驱动平台（10）拖拽超声检测探头夹具进行超声检测工作；所述驱动系统安装在平台车架上，为驱动平台（10）提供驱动力；所述定位杆（9）通过汽轮机焊接转子的叶片根部提供横向定位，保证驱动平台（10）的前进方向。

进一步的，所述驱动系统包括左右减速电机（2）、左右副驱动车轮（3）、行星减速器（4）、传动齿轮（5）、磁吸附装置（6）、左右主驱动车轮（7）及蜗轮蜗杆减速器8；

所述左右减速电机（2）通过行星减速器（4）及蜗轮蜗杆减速器8的多级减速将驱动力分别输出至左右主驱动车轮（7）；所述左右主驱动车轮（7）通过传动齿轮（5）驱动同侧的左右副驱动车轮（3）。

由此，驱动平台（10）实现四轮驱动形式，最大化的将壁面摩擦力转化为驱动力；左右侧独立驱动可以实现驱动平台的前进及转向。

进一步的，所述磁吸附装置（6）将磁体布置于驱动平台（10）下方，将驱动平台（10）可靠吸附在汽轮机转子（13）壁面上。

进一步的，所述阵列布置的磁吸附装置（6）将磁体按N/S极交替布置。

进一步的，所述定位杆（9）端部采用滚珠结构。

长度调节适合的定位杆（9）左右顶住转子叶片根部壁面，定位杆（9）端部采用滚珠结构，降低定位杆（9）与叶片根部壁面的摩擦系数；定位杆（9）的限位作用保证驱动平台沿转子焊缝方向行进，拖动超声检测夹具完成检测作业。

进一步的，所述所述驱动平台（10）还包括连接装置（11），所述连接装置（11）包括球铰a（14）、球铰b（15）及快装接头（16）并串联而成。

由于汽轮机转子的焊缝壁面为不同曲率半径的曲面，为适应不同曲率，串联的球铰提供转子曲面上所需的自由度；而为了保证在转子叶根部狭窄的操作空间，快装接头保证驱动平台与超声检测检测探头夹具之间可以实现快速方便的完成拆装。

本发明的优点在于：

1、本驱动平台采用减速电机分别驱动左右两侧车轮，通过传动装置实现四轮驱动，最大化的利用转子壁面摩擦力，实现低摩擦系数表面的可靠驱动，并且可以利用差动驱动实现主动转向。

2、本驱动平台采用可调整的定位杆，适用于不同焊接位置的汽轮机转子焊缝检测，利用定位杆的限位保证驱动平台的前进方向。

3、本驱动平台利用串联球铰使得平台适用于不同曲率的转子壁面，并利用快装接头保证驱动平台与超声检测检测探头夹具之间可以实现快速方便的完成拆装。

附图说明

图1 本发明设计的超声波无损检测驱动平台侧视图。

其中，1是平台车架，2是驱动电机，3是副驱动车轮，4是行星减速器，5是传动齿轮，6是磁吸附装置，7是主驱动车轮，8是蜗轮蜗杆减速器

图2 本发明设计的超声波无损检测驱动平台仰视图。

其中，3是副驱动车轮，6是磁吸附装置，7是主驱动车轮，9是定位杆

图3 本发明设计的驱动平台在转子壁面上驱动超声波检测夹具示意图。

其中，10是驱动平台，11是连接装置，12是超声波检测夹具，13是汽轮机转子

图4 本发明设计的驱动平台与超声波检测夹具连接示意图。

其中，14是球铰a，15是球铰b，16是快装接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1、2所示，驱动平台10的主体平台车架1下方并排安装两台驱动电机2，通过行星减速器4及蜗轮蜗杆减速器8的多级减速将驱动力分别输出至左右两侧的主驱动车轮7，同时主驱动车轮7通过传动齿轮5将该侧驱动力分担给副驱动车轮3，总体驱动方案实现了四驱形式，最大化的将壁面摩擦力转化为驱动力，同时可以实现左右侧差动驱动转向。驱动平台10底部阵列布置的磁吸附装置6将磁体按N/S极交替布置的形式提供最大化的磁通密度，提供充足的吸附力保证驱动平台在壁面上的吸附性能，并有利于提高驱动力极限。布置于驱动平台四角的定位杆9可以调节长度，端部为滚珠结构，支撑在转子叶片根部壁面上，为驱动平台的前进提供导向作用。

如图3，驱动平台10通过连接装置11拖拽超声检测夹具12，使得超声检测夹具12沿汽轮机转子13的壁面全圆周位置运动，驱动平台的前述性能保证整个工作过程中均可以提供充足的吸附力和驱动力。

如图4，连接装置11由球铰a14、球铰b15及快装接头16串联而成。串联的两只球铰提供的自由度使得驱动平台10与超声检测夹具12构成的整体系统可以适应在汽轮机转子不同轴向位置上不同曲率半径的表面上。而为了保证在转子叶根部狭窄的操作空间，快装接头16保证驱动平台与超声检测检测探头夹具之间可以实现快速方便的完成拆装。

对于具体实施方式的理解的描述仅仅是为帮助理解本发明，而不是用来限制本发明的。本领域技术人员均可以利用本发明的思想进行一些改动和变化，只要其技术手段没有脱离本发明的思想和要点，仍然在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于汽轮机焊接转子的超声波无损检测驱动平台，其特征在于：所述驱动平台（10）主要包括车架（1）、定位杆（9）及驱动系统；所述驱动系统安装在车架（1）上；所述定位杆（9）安装在驱动平台（10）的四角，且可调节长度，以适应汽轮机转子（13）不同焊缝处不同的叶片根部间距。

2.根据权利要求1所述的一种适用于汽轮机焊接转子的超声波无损检测驱动平台，其特征在于：所述驱动系统包括左右减速电机（2）、左右副驱动车轮（3）、行星减速器（4）、传动齿轮（5）、磁吸附装置（6）、左右主驱动车轮（7）及蜗轮蜗杆减速器8；

所述左右减速电机（2）通过行星减速器（4）及蜗轮蜗杆减速器8的多级减速将驱动力分别输出至左右主驱动车轮（7）；所述左右主驱动车轮（7）通过传动齿轮（5）驱动同侧的左右副驱动车轮（3）。

3.根据权利要求2所述的一种适用于汽轮机焊接转子的超声波无损检测驱动平台，其特征在于：所述磁吸附装置（6）将磁体布置于驱动平台（10）下方，将驱动平台（10）可靠吸附在汽轮机转子（13）壁面上。

4.根据权利要求3所述的一种适用于汽轮机焊接转子的超声波无损检测驱动平台，其特征在于：所述阵列布置的磁吸附装置（6）将磁体按N/S极交替布置。

5.如权利要求1所述的一种适用于汽轮机焊接转子的超声波无损检测驱动平台，其特征在于：所述定位杆（9）端部采用滚珠结构。

6.如权利要求1所述的一种适用于汽轮机焊接转子的超声波无损检测驱动平台，其特征在于：所述所述驱动平台（10）还包括连接装置（11），所述连接装置（11）包括球铰a（14）、球铰b（15）及快装接头（16）并串联而成。