CN105259193A - 多尺度管道焊缝检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多尺度管道焊缝检测装置。主要解决现有的管道焊缝检测装置采用手工驱动而使工作效率低、对检测工人身体造成伤害的问题。其特征在于：所述轨道机构（309）上分别连接有成像板移动装置（303）、驱动单元（304）、射线机移动装置（305），且驱动单元（304）的一端通过主连接杆（301）与成像板移动装置（303）相连，另一端通过副连接杆（302）与射线机移动装置（305）相连。该多尺度管道焊缝检测装置能够完成对不同尺度管道焊缝的自动化检测，可降低X射线对人体的伤害，便于移动、操作简便。

Description

多尺度管道焊缝检测装置

技术领域

本发明涉及一种应用于机械工程检测技术领域中的多尺度管道焊缝检测装置。

背景技术

管道运输是石油、天然气运输的主要方式，目前，我国近90%的原油、100%的天然气是通过管道运输的。管道一旦发生事故，不仅会造成巨大的经济损失，而且对社会和环境也会造成不可估量的危害，管道的修复工作不仅艰难，而且费用昂贵。由于管道的损害主要集中在焊缝的损害上，因此，为预防和减少管道事故的发生，每年油田管道检修工人们会付出大量时间和辛苦来检测管道焊缝。目前管道焊缝检测一直都在用较为传统的手工检测方法进行，没有可以实现检测机械自动化的装置，完全依靠手动驱动检测装置，致使检测工作效率很低；同时，在检测中所应用到的X射线又会对检测工人的身体健康造成一定的损害。

发明内容

为了克服现有的管道焊缝检测装置采用手工驱动而使工作效率低、对检测工人身体造成伤害的问题，本发明提供一种多尺度管道焊缝检测装置，该多尺度管道焊缝检测装置能够完成对不同尺度管道焊缝的自动化检测，可降低X射线对人体的伤害，便于移动、操作简便。

本发明的技术方案是：一种多尺度管道焊缝检测装置，包括轨道机构，所述轨道机构上分别连接有成像板移动装置、驱动单元、射线机移动装置，且驱动单元的一端通过主连接杆与成像板移动装置相连，另一端通过副连接杆与射线机移动装置相连；

所述驱动单元包括驱动机构、曲率调节机构及夹紧轨道机构，所述驱动机构、曲率调节机构及夹紧轨道机构均连接在曲率调节板上，且驱动机构与曲率调节机构之间通过转轴连接；

所述成像板移动装置上通过成像板夹持机构固定有成像板，成像板夹持机构包括固定板和曲率调节板，所述曲率调节板的两端分别连接有调节板曲率调节前轮及调节板曲率调节后轮，所述固定板的两端分别连接有固定板调节前轮及固定板调节后轮；所述曲率调节板上通过固定连杆装置连接主连杆；

所述射线机移动装置包括移动底座，移动底座上部固定有两个X射线发生器底座，X射线发生器底座上部通过螺栓连接有X射线发生器上盖，二者连接后固定X射线发生器；所述移动底座底部分别连接有曲率调节右前轮、曲率调节左前轮、曲率调节右后轮、曲率调节左后轮。

所述轨道机构包括轨道主体，轨道主体表面固定有皮条，且轨道主体两端通过轨道接头连接，所述轨道接头包括左接头及右接头；

所述左接头包括连接体、杆夹，所述杆夹两端开有水平方向的卡槽，用于夹紧轨道主体，杆夹中部穿有水平的连杆，连杆的右端外部套有弹簧，且弹簧端部通过弹簧盖固定，连杆的左端通过销与连接体连接，连接体左端中部固定有螺母，螺母与螺杆相连接；

所述右接头包括板夹、螺杆夹，所述板夹固定在轨道主体上表面，所述螺杆夹通过螺栓固定在轨道主体中部。

所述驱动机构包括伺服电机、主驱动轮座和副轮座，所述主驱动轮座与副轮座之间通过转轴相连；所述主驱动轮座上连接有驱动滚轮，驱动滚轮由伺服电机驱动，所述主驱动轮座与主支持轮机构连接，主支持轮机构上连接有主支持导向轮；所述副轮座上连接有副驱动导向轮，且副轮座与副支持轮机构连接，副支持轮机构上连接有副支持导向轮，且所述主支持轮机构、副支持轮机构固定在曲率调节板上。

本发明具有如下有益效果：第一，该多尺度数字化管道焊缝检测装置分为成像板移动装置和射线机移动装置两部分，既实现了快速安装到轨道上，又实现了便捷拆装成像板和射线机，从而大大减少了拆装时所消耗的时间，节省人员手动操作的时间，提高作业效率；第二，成像板夹持机构以及X射线发生器的固定装置，能够起到保护成像板和X射线发生器免受损坏的作用；第三，曲率调节机构可以调节曲率，使该多尺度数字化管道焊缝检测装置能适应从500mm-2500mm不同的管道直径，只需扳动四个滚轮座以卡在轨道上；夹紧轨道机构能快速预紧并提供可靠的弹簧力，使移动装置保证即使轨道有不平整的地方也能平稳运行，同时夹紧轨道机构还能为移动装置快速在轨道上安装，更大的提高工作效率；第四，整个检测过程中人工操作的工作量减少，全过程自动化程度提高，因此降低了X射线对人体的伤害。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是轨道机构的结构示意图；

图3是轨道机构中左、右接头连接的示意图；

图4是轨道机构中接头的示意图；

图5、图6是驱动单元安装在轨道上的示意图；

图7、图8是驱动单元的结构示意图；

图9是曲率调节板的结构示意图；

图10是驱动轮座的结构示意图；

图11、图12是成像板移动装置的结构示意图；

图13、图14是射线机移动装置的结构示意图。

图中1-伺服电机，2-伺服电机座，200-左接头，201-轨道主体，202-右接头，204-螺杆，205-连接体，206-连杆，208-杆夹，209-弹簧，210-弹簧盖，211-销，212-螺母，213-螺杆夹，214-板夹，301-主连接杆，302-副连接杆，303-成像板移动装置，304-驱动单元，305-射线机移动装置，306-成像板，307-X射线发生器，308-曲率调节机构，309-轨道机构，310-驱动机构，311-轨道接头，312-夹紧轨道机构，313-弹簧座，314-支撑杆，315-摇动连杆，316-传动连杆，317-夹紧旋转卡箍，319-固定板调节前轮，320-固定连杆装置，321-成像板夹持机构，322-曲率调节板，323-固定板调节后轮，324-X射线发生器上盖，325-X射线发生器底座，326-移动底座，327-曲率调节左前轮，328-调节板曲率调节前轮，329-调节板曲率调节后轮，330-曲率调节右前轮，331-曲率调节左后轮，332-曲率调节右后轮，4-主支持轮机构，5-驱动轮座，7-曲率调节板，8-副支持轮机构，10-副轮座，15-驱动滚轮，19-轴承，22-主驱动滚筒，32-电机座，55-副驱动导向轮，69-主支持导向轮，93-副支持导向轮，104-中孔，105-小长孔A，109-小长孔B，106-大长孔A，110-大长孔B。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1至图14所示，一种多尺度管道焊缝检测装置，包括轨道机构309，轨道机构309套在被检测管道外部，所述轨道机构309上分别连接有成像板移动装置303、驱动单元304、射线机移动装置305，三者沿轨道圆周方向依次排列，且驱动单元304的一端通过主连接杆301与成像板移动装置303相连，另一端通过副连接杆302与射线机移动装置305相连。

下面对轨道机构309、驱动单元304、成像板移动装置303、射线机移动装置305分别进行说明。

一、所述轨道机构309包括轨道主体201，轨道主体201表面固定有若干个皮条203，皮条203为长方体，皮条203的长度方向与轨道主体201长度方向垂直，且皮条203之间间距一致。轨道主体201两端通过轨道接头311连接，所述轨道接头311包括左接头200及右接头202。

所述左接头200包括连接体205、杆夹208，所述杆夹208两端开有水平方向的卡槽，用于夹紧轨道主体201，并通过螺杆夹紧。杆夹208中部穿有水平的连杆206，连杆206的右端外部套有弹簧209，且弹簧端部设有弹簧盖210，连杆206右端开有螺纹孔，螺纹孔内拧入螺栓从而使弹簧盖210压紧弹簧209，使弹簧处于压缩状态。连杆206的左端通过销211与连接体205连接，使连杆206与连接体205之间可相互转动；连接体205左端中部固定有螺母212，螺母212与螺杆204相连接，螺杆204的端部顶在连杆206左端。

所述右接头202包括板夹214、螺杆夹213，所述板夹214固定在轨道主体201上表面，板夹214与轨道主体201端部共同形成间隙。所述螺杆夹213通过螺栓固定在轨道主体201中部，并且螺杆夹213中部沿轨道主体201的长度方向开有通槽，通槽的直径大于螺杆204直径且小于螺杆204的螺杆头直径，这样螺杆204可置于通槽内。

该轨道主体201在使用时，需先与左接头200及右接头202相连。轨道主体201左端通过螺栓卡紧在杆夹208内，从而使左接头200与轨道主体201相连。轨道主体201右端与板夹214连接，并将螺杆夹213通过螺栓固定在轨道主体201上。然后连接左接头200和右接头202：将螺杆204穿过螺杆夹213的通槽，旋转螺杆使螺杆204的头部端面紧贴螺杆夹213的端面，此时弹簧由于处于压缩状态，由于弹簧的压力使杆206受到向右的拉力，从而使连接体2205也受到一个向右的拉力，进而使螺杆204端面和和螺杆夹213端面紧紧靠在一起，避免了左右接头的松动，保证了连接的可靠性，当要拆卸接头时，只需旋转螺杆204便可实现。所述轨道主体201两端的左接头200及右接头202连接后，要保证轨道主体201表面的皮条203位于外表面。

二、所述驱动单元304包括驱动机构310、曲率调节机构308及夹紧轨道机构312，所述驱动机构310、曲率调节机构308及夹紧轨道机构312均连接在曲率调节板7上，且驱动机构310与曲率调节机构308之间通过转轴连接。

所述驱动机构310包括伺服电机1、主驱动机构和副驱动机构，伺服电机1固定在伺服电机座2上，伺服电机座2固定在电机座32上。主驱动机构主要包括主驱动轮座5和主驱动滚筒22，主驱动轮座5与电机座32相连。主驱动滚筒22外部通过轴承与主驱动轮座5连接，主驱动滚筒22内部通过轴承19连接芯轴，使主驱动滚筒22可自由转动，并且内部的芯轴上连接有驱动滚轮15，驱动滚轮15由伺服电机1驱动。副驱动机构主要包括副轮座10、副驱动滚筒，副驱动滚筒外部通过轴承与副轮座10连接，副驱动滚筒内部通过芯轴连接副驱动导向轮55。

所述主驱动轮座5与主支持轮机构4连接，主支持轮机构4上连接有可转动的主支持导向轮69；所述副轮座10与副支持轮机构8连接，副支持轮机构8上连接有可转动的副支持导向轮93。上述的副驱动导向轮55、主支持导向轮69及副支持导向轮93的结构相同，为阶梯轴形状，其上分别安装有轴承；导向轮外侧设有凹槽，并且凹槽两侧最好为坡面，增大了边缘处与检测轨道的距离，减少凹槽两侧与检测轨道之间的接触摩擦等，从而保障检测过程进一步的平稳流畅。

所述的主支持轮机构4固定在曲率调节板7的小长孔A105处，副支持轮机构8固定在曲率调节板7的小长孔B109处；所述的主驱动轮座5与副轮座10之间通过转轴固定在曲率调节板7的中孔104上，使主驱动轮座5与副轮座10之间可相互转动，构成曲率调节机构308，同时中孔104为曲率调节机构308的旋转中心；所述主驱动轮座5与主支持轮机构4通过转轴连接在曲率调节板7的大长孔A106上；副轮座10与副支持轮机构8通过转轴连接在曲率调节板7的大长孔B110上。由于上述转轴均可转轴，从而可以调节曲率调节机构308中的四个轮座所构成的曲率，直到与轨道曲率相同。

所述的夹紧轨道机构312包括主夹紧轨道机构和副夹紧轨道机构，其中主夹紧轨道机构主要包括弹簧座313、支撑杆314、摇动连杆315、传动连杆316、夹紧旋转卡箍317；夹紧旋转卡箍317夹紧电机座32，传动连杆316和夹紧旋转卡箍317铰接，摇动连杆315和传动连杆316铰接，摇动连杆315的另一端和支撑杆314铰接，支撑杆314另一端顶在安装在弹簧座313中的弹簧上。驱动机构312中的主驱动滚筒22转动时扳动摇动连杆315，通过传动连杆316带动夹紧旋转卡箍317旋转，夹紧旋转卡箍317夹紧固定在轴承座上的轴承端盖旋转。副夹紧轨道机构与副驱动滚筒相连，连接方式与上述相同，因此通过主驱动滚筒和副驱动滚筒转动可以共同将轨道夹紧。

三、所述成像板移动装置303包括成像板夹持机构321及成像板306，成像板306固定在成像板夹持机构321上。所述成像板夹持机构321包括固定板和曲率调节板322，所述曲率调节板322的两端分别连接有调节板曲率调节前轮328及调节板曲率调节后轮329，所述固定板的两端分别连接有固定板调节前轮319及固定板调节后轮323；所述曲率调节板322上连接有固定连杆装置320，固定连杆装置320的另一端连接主连杆301。在使用时，将整个成像板移动装置303放置在轨道机构309上，调节成像板夹持机构321上的两个调节轮和两个曲率调节轮所构成的曲率，直到与轨道曲率相同，然后用螺栓将其锁紧固定在轨道机构309上。

四、所述射线机移动装置305包括移动底座326、X射线发生器307，移动底座326上部固定有两个X射线发生器底座325，X射线发生器底座325上部通过螺栓连接有X射线发生器上盖324，X射线发生器上盖324打开后可将X射线发生器307放入其中，拧紧螺栓后即可固定X射线发生器307。所述移动底座326底部分别连接有曲率调节右前轮330、曲率调节左前轮327、曲率调节右后轮332、曲率调节左后轮331。使用时将整个射线机便携式移动装置305放置在轨道机构309上，通过副连接杆302与驱动单元304相连，调节移动底座326底部的4个曲率调节轮所构成的曲率，直到与轨道曲率相同，然后用螺栓将其锁紧固定在轨道机构309上。

上述各装置的连接关系为：所述轨道机构309套在被检测管道上，通过接头311将轨道锁紧；所述驱动单元304安装在轨道机构309上，调节308曲率调节机构中的四个轮座所构成的曲率，用夹紧轨道机构312将驱动单元304锁紧在轨道机构309上；将主连接杆301和副连接杆302分别连接在驱动单元304的两侧；所述成像板移动装置303安装在轨道机构309上，调节曲率调节轮后用螺栓固定，并连接到主连接杆301的一端；所述射线机移动装置305安装在轨道机构309上，调节好曲率调节轮后固定，并连接到副连杆302的一端。

Claims (3)

1.一种多尺度管道焊缝检测装置，包括轨道机构（309），其特征在于：所述轨道机构（309）上分别连接有成像板移动装置（303）、驱动单元（304）、射线机移动装置（305），且驱动单元（304）的一端通过主连接杆（301）与成像板移动装置（303）相连，另一端通过副连接杆（302）与射线机移动装置（305）相连；

所述驱动单元（304）包括驱动机构（310）、曲率调节机构（308）及夹紧轨道机构（312），所述驱动机构（310）、曲率调节机构（308）及夹紧轨道机构（312）均连接在曲率调节板（7）上，且驱动机构（310）与曲率调节机构（308）之间通过转轴连接；

所述成像板移动装置（303）上通过成像板夹持机构（321）固定有成像板（306），成像板夹持机构（321）包括固定板和曲率调节板（322），所述曲率调节板（322）的两端分别连接有调节板曲率调节前轮（328）及调节板曲率调节后轮（329），所述固定板的两端分别连接有固定板调节前轮（319）及固定板调节后轮（323）；所述曲率调节板（322）上通过固定连杆装置（320）连接主连杆（301）；

所述射线机移动装置（305）包括移动底座（326），移动底座（326）上部固定有两个X射线发生器底座（325），X射线发生器底座（325）上部通过螺栓连接有X射线发生器上盖（324），二者连接后固定X射线发生器（307）；所述移动底座（326）底部分别连接有曲率调节右前轮（330）、曲率调节左前轮（327）、曲率调节右后轮（332）、曲率调节左后轮（331）。

2.根据权利要求1所述的多尺度管道焊缝检测装置，其特征在于：所述轨道机构（309）包括轨道主体（201），轨道主体（201）表面固定有皮条（203），且轨道主体（201）两端通过轨道接头（311）连接，所述轨道接头（311）包括左接头（200）及右接头（202）；

所述左接头（200）包括连接体（205）、杆夹（208），所述杆夹（208）两端开有水平方向的卡槽，用于夹紧轨道主体（201），杆夹（208）中部穿有水平的连杆（206），连杆（206）的右端外部套有弹簧（209），且弹簧端部通过弹簧盖（210）固定，连杆（206）的左端通过销（211）与连接体（205）连接，连接体（205）左端中部固定有螺母（212），螺母（212）与螺杆（204）相连接；

所述右接头（202）包括板夹（214）、螺杆夹（213），所述板夹（214）固定在轨道主体（201）上表面，所述螺杆夹（213）通过螺栓固定在轨道主体（201）中部。

3.根据权利要求2所述的多尺度管道焊缝检测装置，其特征在于：所述驱动机构（310）包括伺服电机（1）、主驱动轮座（5）和副轮座（10），所述主驱动轮座（5）与副轮座（10）之间通过转轴相连；所述主驱动轮座（5）上连接有驱动滚轮（15），驱动滚轮（15）由伺服电机（1）驱动，所述主驱动轮座（5）与主支持轮机构（4）连接，主支持轮机构（4）上连接有主支持导向轮（69）；所述副轮座（10）上连接有副驱动导向轮（55），且副轮座（10）与副支持轮机构（8）连接，副支持轮机构（8）上连接有副支持导向轮（93），且所述主支持轮机构（4）、副支持轮机构（8）固定在曲率调节板（7）上。