CN107923564B - 非破坏性管道检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非破坏性管道检查装置。非破坏性管道检查装置包括：主体部；行走部，向所述主体部的外侧展开，使得位于展开的末端的轮子贴紧管道的内壁，从而产生推进力；监视部，监视所述管道的内部；行走控制装置，根据监视结果控制所述行走部，以使得所述主体部沿所述管道的圆周旋转；导向管，设置于所述主体部，引导末端侧具有用于所述管道的非破坏性检查的放射线源的给料管；以及第一管驱动部，使得所述导向管相对于所述主体部向第一方向移动。

Description

非破坏性管道检查装置

技术领域

本发明涉及非破坏性管道检查装置，更详细地说，在管道内部行走并将放射线源发射到设置在管道外周缘的放射线膜的非破坏性管道检查装置。

背景技术

进行管道焊接之后，为了确认焊接质量而实施非破坏性检查。作为非破坏性检查的例子，沿管道的焊接面周围配置放射线膜，向管道内部插入放射线源，根据是否在放射线膜中检测到放射线来确认焊接状态。放射线检测量与放射线源距离的平方成反比地减少，因此为了正确判断焊接缺陷部分，有必要使放射线源位于管道的中心轴上。管道为曲管时，存在无法使放射线源准确地位于管道中心轴上的问题，因此有可能降低非破坏性检查的测定准确度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种非破坏性管道检查装置，在曲管中，使放射线源位于管道的中心轴上，从而能够提高非破坏性检查的测定准确度。

本发明的技术问题并不限定于以上提及的问题，未提及的其他问题可通过如下记载而被本领域技术人员所明确理解。

为解决所述技术问题，本发明的非破坏性管道检查装置的一方面(aspect)包括：主体部；行走部，向所述主体部的外侧展开，使得位于展开的末端的轮子贴紧管道的内壁，从而产生推进力；监视部，监视所述管道的内部；行走控制装置，根据监视结果控制所述行走部，以使得所述主体部沿所述管道的圆周旋转；导向管，设置于所述主体部，引导末端侧具有用于所述管道的非破坏性检查的放射线源的给料管；以及第一管驱动部，使得所述导向管相对于所述主体部向第一方向移动。

其中，所述主体部的相反侧两侧分别具有行走部，所述主体部的一侧具有平行于行走方向的两个以上的行走部。

并且，所述行走控制装置控制多个所述行走部分别具有的轮子的旋转速度，以对应所述管道的形态。

并且，多个所述行走部分别包括：第一腿，用于支撑所具有的轮子；以及第二腿，与所述第一腿部分重叠，通过调节所述第一腿及所述第二腿的重叠间隔，能够调节相对于所述主体部的所述轮子的距离。

并且，单独地调节所述主体部与多个所述行走部分别具有的各个轮子之间的距离。

并且，根据所述监视结果，当移动方向的前方存在障碍物或者存在管道内壁的凹陷部分时，所述行走控制装置控制所述行走部而使得所述主体部沿所述管道的圆周旋转。

并且，所述非破坏性管道检查装置在所述主体部的相反侧两侧分别具有行走部，还包括用于调节所述主体部的相反侧两侧分别具有的行走部的轮子间宽度的宽度调节部。

并且，所述宽度调节部调节所述主体部的相反侧两侧分别具有的行走部的轮子间的宽度，以使得所述行走部的轮子推所述管道内壁的力度保持均匀。

并且，还包括：位移传感器，在所述管道的内部判断所述非破坏性管道检查装置的位置，所述行走控制装置参照所述判断的所述管道内部的所述非破坏性管道检查装置的位置，控制所述行走部以使得所述主体部的中心与所述管道的中心轴一致。

并且，所述非破坏性管道检查装置还包括：检查控制装置，计算使所述导向管的末端侧露出的所述放射线源位于所述管道的中心轴上的所述导向管的转动角度，根据算出的转动角度来控制所述第一管驱动部。

并且，所述非破坏性管道检查装置还包括：位置识别部，用于识别所述主体部在所述管道内的位置；所述检查控制装置基于所述主体部的位置及所述管道的设计信息来计算所述导向管的转动角度。

并且，当所述非破坏性管道检查装置的至少一部分位于所述管道的曲管内时，所述检查控制装置基于所述主体部的位置、所述管道的内径以及所述曲管的曲率来计算所述导向管的转动角度。

并且，所述非破坏性管道检查装置还包括：放射线膜，沿所述管道的焊接部侧的外周缘设置，所述检查控制装置控制所述第一管驱动部而使得所述放射线源位于所述放射线膜的中心部。

并且，所述非破坏性管道检查装置还包括：给料装置，将所述给料管插入所述导向管内，从而将所述给料管的放射线源移送到所述导向管的末端侧。

并且，所述给料装置还包括：给料齿轮部件，与形成在所述给料管的外周面的齿轮部相结合；以及驱动部件，驱动所述给料齿轮部件。

并且，所述非破坏性管道检查装置还包括：第二管驱动部，使得所述导向管相对于所述主体部向与所述第一方向垂直的第二方向移动。

并且，所述非破坏性管道检查装置还包括：滚转角测定部，测定所述主体部的滚转角；以及检查控制装置，基于所述主体部的位置、所述主体部的滚转角及所述管道的设计信息，计算使所述放射线源位于所述管道的中心轴上的所述导向管的向所述第一方向的第一转动角度及向所述第二方向的第二转动角度，根据所述第一转动角度控制所述第一管驱动部，根据所述第二转动角度控制所述第二管驱动部。

其他实施例的具体事项包括在具体的说明内容以及附图中。

附图说明

图1是本发明一实施例的非破坏性管道检查装置100的侧面图。

图2是本发明一实施例的非破坏性管道检查装置100的平面图。

图3是本发明一实施例的非破坏性管道检查装置100的正面图。

图4是放大示出图1的'B'部的立体图。

图5是放大示出图1的'C'部的立体图。

图6是用于说明本发明一实施例的非破坏性管道检查装置的操作及作用效果的图。

图7是用于说明本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置的图，是示出对应图1的'C'部的部分的立体图。

图8及图9是用于说明图7的实施例的非破坏性管道检查装置的操作及作用效果的平面。

图10是按照图9的D-D'线及E-E'线的剖面图。

图11是本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置的立体图。

图12是本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置的左侧侧面图。

图13是本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置的右侧侧面图。

图14是示出本发明实施例的轮子之间的宽度调节的图。

图15是示出本发明实施例的轮子的长度调节的图。

图16是示出本发明另一实施例的控制装置的框图。

图17是示出本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置在管道的内部行走的图。

图18及图19是示出本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置在直径产生变化的管道的内部行走的图。

图20是示出本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置在包括曲率区间的管道的内部行走的图。

图21是示出本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置沿着管道的圆周旋转的图。

图22至图24是示出本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置在管道的内部旋转之后行走的图。

图25是示出本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置判断在管道内部中的中心位置的图。

图26是示出本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置在管道内部修正中心位置的图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的优选实施例。本发明的优点及特征，以及达成这些的方法，可通过参照附图和详细说明的实施例而明确理解。但本发明并不限定于以下公开的实施例，而是以多种形态体现，提出这些实施例的目的在于，使本发明公开完整，并向本发明所述技术领域具有一般知识的人完整地告知本发明的范畴，本发明根据权利要求的范围而定义。整个说明书中相同的附图标记表示相同的构成组件。

若无其他定义，本说明书中使用的所有用语(包括技术用语及科学用语)与本发明所属技术领域中具有一般知识的人所共同理解的具有相同的意思，并且一般使用的、字典中定义的用语除了有特殊定义的以外，不可被异常或夸大地解释。

图1是本发明一实施例的非破坏性管道检查装置100的侧面图，图2是本发明一实施例的非破坏性管道检查装置100的平面图，图3是本发明一实施例的非破坏性管道检查装置100的正面图。

参照图1至图3，非破坏性管道检查装置100在管道10的内部行走，向沿管道10的焊接部12外周缘设置的放射线膜20发射放射线源。若放射线膜20未检测到放射线，则判断为管道10焊接部12无缺陷。若放射线膜20检测到放射线，则判断为管道10焊接部12存在缺陷，作业者基于检测到放射线的放射线膜20的位置而掌握焊接缺陷位置并对相应焊接缺陷位置实施补充焊接。

非破坏性管道检查装置100可以包括主体部110、轮部120、驱动部130、导向管140、第一管驱动部150、位置识别部160、给料装置170及检查控制装置(省略图示)。

主体部110位于管道10的中心轴上，在管道10内部行走。主体部110设有轮部120、驱动部130、导向管140、第一管驱动部150、位置识别部160及给料装置170。

轮部120在管道10的内面支撑主体部110。作为一个实施例，轮部120可包括行走轮121和调节装置122。根据附图中的例子，分别设置两个行走轮121在主体部110的上部和下部，总共设有四个，但可对行走轮121的设置个数和位置实施多种变更。

调节装置122调节各个行走轮121与主体部110的间隔。调节装置122可根据管道10的内径调节行走轮121与主体部110的间隔。调节装置122可通过液压缸或电机等调节各个行走轮121的位置。

调节装置122可向管道10的半径方向调节行走轮121的位置，使得各个行走轮121与管道10中心轴之间的距离相同。据此，主体部110可通过轮部120位于管道10的中心轴上。

轮部120可具有对行走轮121向管道10的内面施加压力的弹簧等缓冲装置。驱动部130驱动轮部120而使得主体部110沿着管道10行走。驱动部130可以是使行走轮121旋转驱动的驱动电机。

给料管T在末端侧具有用于管道10的非破坏性检查的放射线源S。放射线源S可发射X线、γ线、β线等放射线。

导向管140设置于主体部110的前方侧而引导给料管T。通过给料装置170将放射线源S供给至导向管140的末端侧。

图4是放大示出图1的'B'部的立体图。参照图4，给料装置170将给料管T插入到导向管140内，以将给料管T的放射线源S移送到导向管140的末端侧。给料装置170包括：主体部110的后方侧具有的支撑板171；设置在支撑板171的电机外壳172；设置在电机外壳172内的驱动电机173(驱动部件)；连接到驱动电机173的驱动轴而旋转的给料齿轮部件174；以及在电机外壳172的一侧形成而能够插入给料管T的结合部176。

电机外壳172内形成用于插入给料管T的插入管175。

插入管175上形成开放部，给料齿轮部件174通过开放部与形成在给料管T外面的齿轮部齿轮结合。驱动电机173驱动时，给料管T通过主体部110的导向管移动到主体部110的前方侧，从而插入导向管140。因此，给料管T的末端侧具有的放射线源S通过导向管140的线端侧露出。

再次参照图1至图3，位置识别部160用于识别主体部110在管道10内的位置。根据附图的例子，位置识别部160设置在导向管140的末端部下面，但位置识别部160的设置位置并不因此而受限。作为一个实施例，位置识别部160可以是摄像头和影像处理部。例如，影像处理部从摄像头拍摄的管道10内部的影像中识别焊接面，从而识别管道10内的主体部110的位置。作为另一实施例，位置识别部160通过轮部120的编码器等测定主体部110的移动距离，但可通过除此之外的其他方式识别主体部110的位置。

第一管驱动部150将导向管140相对于主体部110向第一方向转动。作为一个实施例，第一方向可以是主体部110的横向。图5是放大示出图1的'C'部的立体图。参照图1至图3、图5，第一管驱动部150包括：主体部110的前面侧具有的支撑板151；固定在支撑板151的驱动外壳152；设置在驱动外壳152的驱动电机153；与驱动电机153的驱动轴结合的驱动皮带轮154；通过皮带155与驱动皮带轮154结合的从动皮带轮156；与从动皮带轮156结合而转动，并与导向管140的一侧结合的旋转臂157；连接旋转臂157与导向管140的连接部件158；将连接部件158固定到导向管140的固定部件159。

再参照图1至图3，检查控制装置(未图示)计算能够使导向管140的末端侧露出的放射线源S位于管道10的中心轴上的导向管140的转动角度，根据算出的转动角度来控制第一管驱动部150。据此，驱动电机153驱动时，从动皮带轮156通过驱动皮带轮154旋转，从而旋转臂157将旋转，导向管140以从动皮带轮156的中心轴为基准而向左右方向转动。

检查控制装置可基于主体部110的位置及管道10的设计信息而计算导向管140的转动角度。图6是用于说明本发明一实施例的非破坏性管道检查装置的操作及作用效果的图。参照图6，主体部110沿管道10的中心轴移动，但非破坏性检查的特性上看，放射线源S不能位于主体部110的重心，而应从主体部110向外部露出，因此当非破坏性检查装置100的至少一部分位于曲管时，在导向管140未通过第一管驱动部150转动的状态下，放射线源S如图6的虚线，将脱离管道10的中心轴。这种情况下，放射线检测量与从放射线源S的距离的平方成反比地减少，因此靠近放射线源S的放射线膜检测到较强的放射线，远离放射线源S的放射线膜检测到较弱的放射线，无法准确地测定焊接缺陷部分。

根据本实施例，根据主体部110的位置及管道10的设计信息(例如，管道的内径、曲管的曲率等)驱动第一管驱动部150，如图6的实线和箭头所示，使导向管140转动，放射线源S将位于管道10的中心轴(放射线膜的中心部)，从而能够提高非破坏性检查的测定准确度。给料管T由柔韧材质形成而能够像导向管140一样弯曲。

附图的例子中，第一管驱动部150使导向管140转动，但第一管驱动部150也可以是向第一方向(主体部的横向)线性驱动导向管140的机构装置，只要是能够移动导向管140而使放射线源S位于管道10的中心轴上的，就可不限定地使用。

图7是用于说明本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置的图，是示出对应图1的'C'部的部分的立体图。说明图7的实施例时，对于与前述的实施例的组件相同或相对应的组件，可省略重复说明。非破坏性管道检查装置100还可具有滚转角测定部(未图示)和第二管驱动部180。

滚转角测定部设置在主体部110而测定主体部110的滚转角。滚转角可以是指主体部110以管道10的中心轴为中心旋转的角度。作为一个实施例，滚转角测定部可以是角速度传感器、地磁传感器或者惯性测量单元(IMU：Inertial Measuring Unit)等。

第二管驱动部180可使得导向管140相对于主体部110而向垂直于第一方向(主体部的横向)的第二方向(主体部的纵向)转动。作为一个实施例，第二管驱动部180可以是设置在支撑板151而使驱动外壳152向主体部110的纵向转动的驱动电机，但只要是能够使导向管140向主体部110的纵向移动的，对第二管驱动部180的机构性构造不做特别限定。根据第二管驱动部180的驱动电机的驱动，导向管140向主体部的纵向转动。

检查控制装置基于主体部110的位置、主体部110的滚转角及管道10的设计信息而计算使得放射线源S位于管道10的中心轴上的导向管140向第一方向的第一转动角度及向第二方向的第二转动角度。检查控制装置根据第一转动角度控制第一管驱动部150，根据第二转动角度控制第二管驱动部180。

图8及图9是用于说明图7的实施例的非破坏性管道检查装置的操作及作用效果的平面，图10是按照图9的D-D'线及E-E'线的剖面图。首先参照图8，主体部110相比图2所示的情况，以倾斜90°的状态，在管道10行走。图8的实施例中，检查控制装置不是驱动第一管驱动部150而是驱动第二管驱动部180，使导向管140向主体部110的纵向转动，据此，放射线源S将位于放射线膜30的中心部，提高非破坏性检查的测定准确度。

参照图9及图10，主体部110相比图2所示的情况，以倾斜度小于90°的状态，在管道10行走。图10中附图标记10a表示沿图9的D-D'线的管道的剖面，附图标记10b是沿图9的E-E'线的管道的剖面。导向管140未转动的状态下，主体部110的中心位于管道10的中心点C1上，放射线源S与放射线膜40的中心点C2间隔距离为L。

为了使放射线源S位于放射线膜40的中心点C2，检查控制装置驱动第一管驱动部150而使导向管140向第一方向以第一转动角度转动，使放射线源S向主体部110的横向移动L1，向第二方向驱动第二管驱动部180而使导向管140以第二转动角度转动，使放射线源S向主体部110的纵向移动L2。据此，放射线源S位于放射线膜40的中心部，从而提高非破坏性检查的测定准确度。

附图中的例子示出第二管驱动部180使导向管140转动，但第二管驱动部180也可以是向第二方向(主体部的纵向)线性驱动导向管140的机构装置，只要是能够移动导向管140而使放射线源S位于管道10的中心轴上的，就可不限定地使用。

当主体部110以未倾斜的状态在管道10内部行走的情况下，可省略第二管驱动部180。例如，主体部110的轮部具有全方位轮(全向轮或者麦克纳姆轮)而能够调节主体部110的滚转角的情况下，可控制主体部110的水平状态，这时，仅靠第一管驱动部150，也能够使导向管140的末端侧露出的放射线源S位于管道10的中心轴上。

以下详细说明全方位轮，尤其是具有麦克纳姆轮的非破坏性管道检查装置。

图11是本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置的立体图，图12是本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置的左侧侧面图，图13是本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置的右侧侧面图。

参照图11至图13，非破坏性管道检查装置101包括主体部111、行走部310、320、330、340、宽度调节部210、220、监视部410、420、430、位移传感器510、520及行走控制装置600。

虽然未图示，非破坏性管道检查装置101可具有前述的导向管140、第一管驱动部150、位置识别部160、给料装置170、第二管驱动部180及检查控制装置。即，非破坏性管道检查装置101可利用放射线源判断管道10中形成的焊接部120是否存在缺陷。并且，非破坏性管道检查装置101具有前述的滚转角测定部，从而测定主体部111的滚转角。另外，前面已说明导向管140、第一管驱动部150、位置识别部160、给料装置170、检查控制装置及滚转角测定部，因此省略对其的详细说明。

主体部111起到支撑行走部310、320、330、340、宽度调节部210、220以及监视部410、420、430的作用。主体部111可以是由一个以上的框架相互连接而构成。

行走部310、320、330、340向主体部111的外侧展开，起到使展开的末端具有的轮子贴紧管道10的内壁以产生推进力的作用。

本发明实施例的非破坏性管道检查装置101是在管道10的内部行走的装置。因此，为了使非破坏性管道检查装置101在管道10的内部维持姿势，优选地，主体部111的相反侧两侧分别具有行走部310、320、330、340。行走部310、320、330、340向主体部111的两侧展开，各个行走部310、320、330、340的末端具有的轮子可贴紧管道10的内壁。

并且，具有行走部310、320、330、340的主体部111的一侧可具有平行于行走方向即管道10的长轴的两个以上的行走部310、320、330、340。

图12及图13示出主体部111的上侧及下侧分别具有两个行走部310、320、330、340。以下，主体部111的两侧是指主体部111的上侧及下侧。并且，图12的左侧及图13的右侧为主体部111的前面，图12的右侧及图13的左侧为主体部111的后面。

随着四个行走部310、320、330、340末端具有的四个轮子贴紧管道10的内壁，非破坏性管道检查装置101能够在管道10的内部维持姿势。

多个行走部310、320、330、340可分别包括宽度调节齿轮311、321、331、341、第一腿313、323、333、343、第二腿312、322、332、342、轮子314、324、334、344及驱动部315、325、335、345。

宽度调节齿轮311、321、331、341与主体部111结合，能够基于结合部分而旋转。宽度调节齿轮311、321、331、341可连接有第二腿312、322、332、342。并且，宽度调节齿轮311、321、331、341与宽度调节部210、220具有的水平齿轮齿轮结合，从而起到使第二腿312、322、332、342旋转的作用。

随着主体部111两侧具有的行走部310、320、330、340的第二腿312、322、332、342旋转，两侧轮子314、324、334、344间的宽度能够被调节。关于两侧轮子314、324、334、344间的宽度调节，将参照图14进行具体说明。

第一腿313、323、333、343起到支撑轮子314、324、334、344的作用。第一腿313、323、333、343和第二腿312、322、332、342的各自的一部分将重叠，随着第一腿313、323、333、343及第二腿312、322、332、342的重叠间隔被调节，相对于主体部111的轮子314、324、334、344的距离可被调节。关于相对于主体部111的轮子314、324、334、344的距离调节，将参照图15进行具体说明。

轮子314、324、334、344起到贴紧管道10的内壁以产生推进力的作用。非破坏性管道检查装置101因轮子314、324、334、344与管道10内壁间的摩擦力而移动。

本发明实施例的轮子314、324、334、344包括麦克纳姆轮(mecanum wheel)。据此，通过控制各个行走部310、320、330、340具有的轮子314、324、334、344的旋转方向，能够使非破坏性管道检查装置101前进或后退，也能使其沿管道10的圆周旋转。

驱动部315、325、335、345起到产生驱动力而使轮子314、324、334、344旋转的作用。根据行走控制装置600的控制信号，各个驱动部315、325、335、345能够调节轮子314、324、334、344的旋转方向及旋转速度。

宽度调节部210、220起到调节主体部111的相反侧两侧分别具有的行走部310、320、330、340的轮子314、324、334、344间的宽度的作用。如图12及图13所示，主体部111的上侧及下侧分别具有两个行走部310、320、330、340，宽度调节部210、220能够调节主体部111的前面或者后面的两侧轮子314、324、334、344间的宽度。

主体部111的左侧及右侧可分别具有宽度调节部210、220。如图12所示，主体部111的左侧具有的宽度调节部210能够调节主体部111的后面两侧具有的轮子314、324、334、344间的宽度。与此相同地，如图13所示，主体部111的右侧具有的宽度调节部220能够调节主体部111的前面两侧具有的轮子314、324、334、344间的宽度。

宽度调节部210、220包括气缸211，221、活塞212，222及齿轮部213，223。气缸211，221在内部产生压力而推拉活塞212，222。随着气缸211，221产生推力，向外部露出的活塞212，222的长度变长，随着气缸211，221产生拉力，向外部露出的活塞212，222的长度变短。

活塞212，222的末端连接齿轮部213，223。齿轮部213，223通过活塞212，222的移动而能够向连接主体部111的前面及后面的方向水平移动。齿轮部213，223的上侧及下侧具有水平齿轮。水平齿轮能够与行走部310、320、330、340的宽度调节齿轮311、321、331、341齿轮结合。随着水平齿轮的水平移动，宽度调节齿轮311、321、331、341以主体部111为基准而旋转。随着宽度调节齿轮311、321、331、341旋转，连接到宽度调节齿轮311、321、331、341的第二腿312、322、332、342也以主体部111为基准旋转，据此，以主体部111为基准而调节两侧轮子314、324、334、344间的间隔。

监视部410、420、430起到监视管道10内部的作用。具体而言，监视部可监视行走方向的前面及后面。为此，主体部111可分别具有监视前面及后面的监视部410、420。

并且，为了对前方存在的障碍物、管道内壁的凹陷部分或者关注地点的全面监视，可具有监视前方侧面的监视部430。

如摄像头等摄像装置可起到监视部410、420、430的作用。并且，监视部410、420、430可包括为了确保前方的视野而进行照射的光源。

位移传感器510、520起到感测非破坏性管道检查装置101在管道内部的位置的作用。例如，位移传感器510、520可感测主体部111在管道内部的位置。

优选地，本发明实施例的非破坏性管道检查装置101的中心沿着管道10的中心轴行走。若非破坏性管道检查装置101的中心脱离管道10的中心轴，将对行走部310、320、330、340或者宽度调节部210、220施加不必要的负荷。

另外，因重力或者其他多种因素，非破坏性管道检查装置101的中心可能脱离管道10的中心轴。

位移传感器510、520可判断与管道内壁之间的距离。例如，位移传感器510、520将激光照射到管道内壁，利用反射的光来判断与管道内壁的距离。两个位移传感器510、520分别向相反的方向照射激光，通过参照各个位移传感器510、520感测到的距离，可判断非破坏性管道检查装置101的中心是否与管道10的中心轴一致。

关于利用感测的距离来判断非破坏性管道检查装置101的中心是否与管道10的中心轴一致，可通过行走控制装置600实现。

并且，行走控制装置600根据监视部410、420、430的监视结果来控制行走部310、320、330、340而使主体部111沿管道10的圆周旋转。如前所述，本发明的轮子314、324、334、344可以是麦克纳姆轮，根据其旋转方向，主体部111能够前进、后退及旋转。行走控制装置600确定轮子314、324、334、344的旋转方向，从而控制各个行走部310、320、330、340以使主体部111沿管道10的圆周旋转。

并且，行走控制装置600可对行走部310、320、330、340、宽度调节部210、220及监视部410、420、430实施全面控制。

图14是示出本发明实施例的轮子之间的宽度调节的图。

参照图14，通过齿轮部213的水平移动来调节主体部111的两侧具有的轮子314、324间的宽度。

根据气缸211的压力，活塞212及连接到活塞212的齿轮部213将水平移动。齿轮部213的上侧及下侧具有水平齿轮，水平齿轮与行走部310、320的宽度调节齿轮311、321齿轮结合。因此，随着水平齿轮的水平移动，宽度调节齿轮311、321以与主体部111的连接部分为基准而旋转。

并且，宽度调节齿轮311、321连接到行走部310、320的第二腿312、322，随着宽度调节齿轮311、321的旋转，第二腿312、322也以主体部111为基准而旋转。第二腿312、322连接到第一腿313、323，第一腿313、323的末端具有轮子314、324。结果，根据宽度调节齿轮311、321的旋转，行走部310、320整体以主体部111的连接地点为基准而旋转。

如图所示，上侧及下侧具有的行走部310、320在与主体部111的连接部分倾斜地展开，以主体部111为基准而呈对称。

因此，主体部111与轮子314、324间的距离将根据行走部310、320的旋转而改变，由此调节两侧轮子314、324间的宽度。

宽度调节部210、220可调节主体部111的相反侧两侧分别具有的行走部310、320的轮子314、324间的宽度以使得行走部310、320的轮子314、324推管道10内壁的力度保持均匀。换句话说，宽度调节部210、220以与管道10内部直径相对应地调节主体部111的相反侧两侧分别具有的行走部310、320的轮子314、324间的宽度。

轮子314、324推管道10内壁的力度较强时，宽度调节部210、220减少两侧轮子314、324间的宽度，轮子314、324推管道10内壁的力度较弱时，宽度调节部210、220可增加两侧轮子314、324间的宽度。

或者，宽度调节部210、220可参照监视部410、420、430监视的结果来调节两侧轮子314、324间的宽度。即，根据监视部410、420、430监视的结果来确定管道10的内部直径，宽度调节部210、220以与确定的管道10内部直径相对应地预先调节两侧轮子314、324间的宽度。关于参照监视部410、420、430的监视结果而确定管道10内部的直径，可通过行走控制装置600实现。

随着宽度调节部210、220调节两侧轮子314、324间的宽度，各个轮子314、324推管道10内壁的力度能够保持均匀。

另外，图14示出通过主体部111的左侧具有的宽度调节部210来调节后面两侧轮子314、324的宽度，与此类似地，可通过主体部111的右侧具有的宽度调节部220来调节前面两侧轮子334、344的宽度。

图15是示出本发明实施例的轮子的长度调节的图。

参照图15，根据第一腿313及第二腿312的重叠程度，主体部111与轮子314间的距离将变得不同。

第一腿313的末端具有轮子314，第二腿312以可旋转地连接到主体部111。并且，第一腿313和第二腿312各自的一部分将重叠，主体部111与轮子314间的距离将根据其重叠程度而改变。即，当第一腿313与第二腿312的重叠距离变长时，主体部111与轮子314间的距离将变短，当第一腿313与第二腿312间的重叠距离变短时，主体部111与轮子314间的距离将变长。

第一腿313、323、333、343与第二腿312、322、332、342间的重叠程度可主动实现或被动实现。

例如，用户可直接调节相对于第二腿312、322、332、342的第一腿313、323、333、343的长度。为了细微调节管道10的内部布置的非破坏性管道检查装置101的姿势，用户可调节相对于各个第二腿312、322、332、342的各个第一腿313、323、333、343的长度。

也可以是具有细微调节非破坏性管道检查装置101的姿势的独立的驱动部(未图示)，从而调节相对于第二腿312、322、332、342的第一腿313、323、333、343的长度。

另外，根据轮子314、324、334、344被施加的压力，按照各个行走部310、320、330、340调节相对于第二腿312、322、332、342的第一腿313、323、333、343的长度。例如，在管道10内壁存在的障碍物向特定的轮子施加压力时，第一腿313、323、333、343与第二腿312、322、332、342间的重叠长度将根据该压力而变长。

此时，障碍物的压力被消除时，第一腿313、323、333、343与第二腿312、322、332、342间的重叠长度将恢复到原来状态。为此，可具有用于维持第一腿313、323、333、343与第二腿312、322、332、342间的重叠长度的弹性装置(未图示)。弹性装置能够缓和传递到主体部111的由障碍物施加的冲击或者压力。

图15示出主体部111的后面上侧具有的行走部310的长度调节，对其余行走部320、330、340也执行与此类似的长度调节操作。此时，主体部111与多个行走部310、320、330、340分别具有的轮子314、324、334、344间的距离可被单独地调节。据此，各个轮子314、324、334、344产生的冲击可由各个第一腿313、323、333、343及第二腿312、322、332、342缓冲。

图16是示出本发明另一实施例的控制装置的框图。

参照图16，行走控制装置600包括输入部610、保存部620、控制部630及输出部640。

输入部610起到接收由监视部410、420、430监视的结果的作用。并且，本发明实施例的非破坏性管道检查装置101除了监视部410、420、430之外，还具有用于感测重力方向或轮子314、324、334、344推管道10内壁的力度等的多种传感器。因此，输入部610起到接收非破坏性管道检查装置101具有的多种传感器的感测结果的作用。

并且，本发明实施例的非破坏性管道检查装置101可被用户手动操纵。因此，输入部610可接收用户命令。

输入部610通过有线或无线通信方式，从监视部410、420、430、传感器或者用户接收感测信息或者命令等输入信息。

控制部630参照由输入部610传递的输入信息来实施对非破坏性管道检查装置101的全面控制。

例如，控制部630利用由位移传感器510、520传递的距离信息来控制行走部310、320、330、340而使主体部111的中心与管道10的中心轴一致。因行走部310、320、330、340具有的轮子314、324、334、344为麦克纳姆轮，非破坏性管道检查装置101相对于管道10的中心轴而向垂直方向移动，使其中心与管道10的中心轴一致。

并且，控制部630参照监视部410、420、430的监视结果而控制行走部310、320、330、340以使得主体部111沿管道10的圆周旋转。根据监视部410、420、430的监视结果，移动方向的前方存在障碍物或者存在管道内壁的凹陷部分时，控制部630控制行走部310、320、330、340以使得主体部111沿管道10的圆周旋转。

控制部630考虑到障碍物或者凹陷部分的大小及位置等而确定沿管道10的圆周旋转的主体部111的旋转角度。为了使非破坏性管道检查装置101回避障碍物或者凹陷部分地行走，控制部630可使主体部111旋转。但是，障碍物或者凹陷部分的大小充分小时，控制部630可不使主体部111旋转。

并且，控制部630参照两侧轮子314、324、334、344推管道10内壁的力度而控制宽度调节部210、220以变更两侧轮子314、324、334、344间的宽度。当轮子314、324、334、344推管道10内壁的力度较强时，控制部630控制宽度调节部210、220以减少两侧轮子314、324、334、344间的宽度。与此相同地，当轮子314、324、334、344推管道10内壁的力度较弱时，控制部630控制宽度调节部210、220以增加两侧轮子314、324、334、344间的宽度。

并且，控制部630可控制多个行走部310、320、330、340分别具有的轮子314、324、334、344的旋转速度以对应管道10形态。当前方的管道10弯曲且所有轮子314、324、334、344的旋转速度相同的情况下，部分轮子可能会出现滑移。因此，控制部630参照监视部410、420、430或由其他传感器输入的输入信息来控制各个轮子314、324、334、344的旋转速度以对应管道10的形态。

并且，控制部630可以控制监视部410、420、430及其他传感器(未图示)。例如，控制部630可以控制监视部410、420、430及传感器是否运行。

控制部630生成用于控制行走部310、320、330、340、宽度调节部210、220、监视部410、420、430及其他传感器(未图示)的控制命令，生成的控制命令可通过输出部640输出。随着通过输出部640输出的控制命令传递到各个模块，相应模块将执行对应的操作。

保存部620起到临时或者永久性地保存通过输入部610输入的输入信息及通过输出部640输出的控制命令的作用。通过输入部610输入的信息不仅用于控制部630的控制，还能用于观测用途。例如，在管道10行走时感测到的信息将被传递给用户，用户通过相应信息来判断管道10的内部状态等。或者，将在管道10行走时感测到的信息通过输出部640实时传递给用户。

并且，保存部620可保存预先设定的用户命令。控制部630参照保存部620保存的用户命令来控制各个模块从而能够自动实施相应的操作。

以下通过图17至图26来说明在管道内部移动的非破坏性管道检查装置的行走样态。为了说明的便利，图17至图26中将省略非破坏性管道检查装置的具体组件的附图标记。对应省略的附图标记的组件与图12、图13及图16中图示的相同。

图17是示出本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置在管道的内部行走的图。

参照图17，非破坏性管道检查装置101可在管道10的内部行走。在管道10的内部行走的同时，非破坏性管道检查装置101利用监视部410、420、430及传感器等收集管道内部的状态信息。并且，非破坏性管道检查装置101可利用放射线源判断管道10中形成的焊接部120是否存在缺陷。

图17示出直径固定不变的管道10，各个轮子推管道内壁的力度能够保持均匀。宽度调节部210、220可调节两侧轮子间的宽度以使得各个轮子以均匀的力度推管道内壁。随着各个轮子以均匀的力度推管道内壁而行走，非破坏性管道检查装置101能够以更加稳定的姿势行走。

图18及图19是示出本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置在直径产生变化的管道的内部行走的图。

参照图18，非破坏性管道检查装置101能够在直径逐渐增加的管道10中行走。本发明实施例的非破坏性管道检查装置101具有两个宽度调节部210、220。两个宽度调节部210、220中的一个调节前面两侧轮子的宽度，另一个调节后面两侧轮子的宽度。

因两个宽度调节部210、220单独调节前面两侧轮子的宽度及后面两侧轮子的宽度，即使非破坏性管道检查装置101在直径逐渐改变的管道10中行走，各个轮子推管道内壁的力度也能保持均匀。

因此，即使在直径逐渐改变的管道10的内部，非破坏性管道检查装置101也能以稳定的姿势行走。

另外，若管道10的直径过大，即使宽度调节部210、220调节了宽度，相应的轮子也无法用充分的力度推管道内壁。这种情况下，通过调节相对于相应轮子第二腿的第一腿的长度来补充轮子推管道内壁的力度。

参照图19，非破坏性管道检查装置101可在具有不同直径区间10a、10b、10c的管道10内部行走。

如前所述，因两个宽度调节部210、220单独调节前面两侧轮子的宽度及后面两侧轮子的宽度，即使非破坏性管道检查装置101在直径改变的管道10a、10b、10c中行走，各个轮子推管道内壁的力度也能保持均匀。

或者，根据本发明另一实施例，控制部630可通过参照行走路径上的前方状态来控制宽度调节部210、220。

正在10a区间行走的非破坏性管道检查装置101的控制部630可参照监视部410、430监视的结果而识别到前方的10b区间的直径将改变。据此，当非破坏性管道检查装置101进入10b区间时，控制部630可立即控制宽度调节部210、220而增加两侧轮子的宽度。此时，控制部630控制宽度调节部210、220而使得前面两侧轮子的宽度增加之后增加后面两侧轮子的宽度。

与此相同地，在10b区间行走的非破坏性管道检查装置101的控制部630参照监视部410、430监视的结果而识别到前方的10c区间的直径将改变。据此，当非破坏性管道检查装置101进入10c区间时，控制部630可立即控制宽度调节部210、220而减少两侧轮子的宽度。此时，控制部630控制宽度调节部210、220而使得前面两侧轮子的宽度减少之后减少后面两侧轮子的宽度。

图20是示出本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置在包括曲率区间的管道的内部行走的图。

参照图20，非破坏性管道检查装置101可在管道10的曲率区间行走。另外，如图所示，当非破坏性管道检查装置101行走时，与曲率里侧的管道内壁相接触的轮子的旋转数和与曲率外侧的管道内壁相接触的轮子的旋转数将不同。

因此，在曲率区间，使得所有轮子的旋转速度相同时，会发生滑移而非破坏性管道检查装置101的姿势将变得不稳。

因此，为了在曲率区间也能稳定地行走，控制部630可控制各个轮子的旋转速度。例如，控制部630控制各个行走部310、320、330、340而减少与曲率里侧的管道内壁相接触的轮子的旋转速度且增加与曲率外侧的管道内壁相接触的轮子的旋转速度。

因对应移动距离而调节各个轮子的旋转速度，非破坏性管道检查装置101能够以更加稳定的姿势行走。

图21是示出本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置沿着管道的圆周旋转的图。

参照图21，非破坏性管道检查装置101可在管道10的内部沿圆周旋转。本发明实施例的轮子可以是麦克纳姆轮，控制部630可控制各个行走部310、320、330、340具有的轮子的旋转方向，以使得非破坏性管道检查装置101沿着管道10的圆周旋转。

控制部630可控制非破坏性管道检查装置101的旋转方向、旋转角度及旋转速度等。

图22至图24是示出本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置在管道的内部旋转之后行走的图。

参照图22，非破坏性管道检查装置101可在管道10的曲率区间行走。能够控制各个轮子的旋转速度时，能够实现如图20所示的行走。但若在无法控制各个轮子的旋转速度的状态下，如图20地行走，则非破坏性管道检查装置101的姿势会变得不稳。

因此，本发明实施例的非破坏性管道检查装置101在沿管道10的外周旋转之后，可在曲率区间行走。

如图22所示，行走时，两侧轮子在曲率区间应行走的距离是相同的。因此，即使各个轮子以相同的旋转速度旋转，也能够稳定地行走而不会发生滑移。

参照图23，在当前方存在管道内壁的凹陷部分时，非破坏性管道检查装置101沿管道内壁的外周旋转之后，即能继续行走。

图23中维持初始姿势行走时，一侧轮子可能会陷进凹陷部分。为了防止这种状况，当基于监视部410、430的监视结果而判断为前方存在凹陷部分时，控制部630控制行走部310、320、330、340而使得非破坏性管道检查装置101沿管道内壁的外周旋转。

参照图24，当前方存在障碍物OB时，非破坏性管道检查装置101沿管道内壁的外周旋转之后，即能继续行走。

图24中维持初始姿势行走时，一侧轮子可能会被障碍物OB绊住。为了防止这种状况，当基于监视部410、430的监视结果而判断为前方存在障碍物OB时，控制部630控制行走部310、320、330、340而使得非破坏性管道检查装置101沿管道内壁的外周旋转。

图25是示出判断本发明另一实施例的非破坏性管道检查装置在管道内部的中心位置的图，图26是示出修正本发明一个实施例的非破坏性管道检查装置在管道内部的中心位置的图。

参照图25，位移传感器510、520可判断非破坏性管道检查装置在管道内部中的位置。

非破坏性管道检查装置101可具有两个位移传感器510、520，各个位移传感器510、520向管道内壁照射激光，利用反射的光来判断与管道之间的距离。

位移传感器510、520感测到的距离信息被传递到行走控制装置，行走控制装置参照传递的信息来判断相对于管道中心轴PC的非破坏性管道检查装置101的位置。

于是，行走控制装置可控制行走部310、320、330、340以使得非破坏性管道检查装置101的中心RC与管道的中心轴PC相一致。因行走部310、320、330、340的轮子为麦克纳姆轮，非破坏性管道检查装置能够向垂直于管道中心轴PC的方向移动。据此，非破坏性管道检查装置101的中心RC与管道的中心轴PC将一致。

以上参照附图说明了本发明的实施例，但在本发明所属技术领域具有一般知识的人能够理解本发明即使不变更其技术思想或必要特征也能以其他具体形态实施。因此，应理解为以上所述的实施例在所有方面是示例性的，而不是限定性的。

Claims (15)

1.一种非破坏性管道检查装置，包括：

主体部；

行走部，向所述主体部的外侧展开，使得位于展开的末端的轮子贴紧管道的内壁，从而产生推进力；

监视部，监视所述管道的内部；

行走控制装置，根据监视结果控制所述行走部，以使得所述主体部沿所述管道的圆周旋转；

导向管，沿一方向伸长，包括设置于所述主体部的第一末端侧，并且被配置为引导给料管，所述给料管在所述导向管的第二末端侧具有用于所述管道的非破坏性检查的放射线源；

第一管驱动部，使得所述导向管相对于所述主体部向第一方向转动；

检查控制装置，计算使在所述导向管的第二末端侧露出的所述放射线源位于所述管道的中心轴上的所述导向管的转动角度，根据算出的转动角度来控制所述第一管驱动部；以及

放射线膜，沿所述管道的焊接部侧的外周缘设置，

所述检查控制装置控制所述第一管驱动部而使得所述放射线源位于所述放射线膜的中心部。

2.根据权利要求1所述的非破坏性管道检查装置，

所述主体部的相反侧两侧分别具有行走部，

所述主体部的一侧具有平行于行走方向的两个以上的行走部。

3.根据权利要求2所述的非破坏性管道检查装置，

所述行走控制装置控制多个所述行走部分别具有的轮子的旋转速度，以对应所述管道的形态。

4.根据权利要求1所述的非破坏性管道检查装置，

多个所述行走部分别包括：

第一腿，用于支撑所具有的轮子；以及

第二腿，与所述第一腿部分重叠，

通过调节所述第一腿及所述第二腿的重叠间隔，能够调节相对于所述主体部的所述轮子的距离。

5.根据权利要求4所述的非破坏性管道检查装置，

单独地调节所述主体部与多个所述行走部分别具有的各个轮子之间的距离。

6.根据权利要求1所述的非破坏性管道检查装置，

根据所述监视结果，当移动方向的前方存在障碍物或者存在管道内壁的凹陷部分时，所述行走控制装置控制所述行走部而使得所述主体部沿所述管道的圆周旋转。

7.根据权利要求1所述的非破坏性管道检查装置，

在所述主体部的相反侧两侧分别具有行走部，

还包括用于调节所述主体部的相反侧两侧分别具有的行走部的轮子间宽度的宽度调节部。

8.根据权利要求7所述的非破坏性管道检查装置，

所述宽度调节部调节所述主体部的相反侧两侧分别具有的行走部的轮子间的宽度，以使得所述行走部的轮子推所述管道内壁的力度保持均匀。

9.根据权利要求1所述的非破坏性管道检查装置，

还包括：位移传感器，被配置为将激光照射到所述管道的内壁，并通过利用反射的激光来判断与所述管道的内壁的距离，以判断所述非破坏性管道检查装置的中心脱离所述管道的中心轴，

所述行走控制装置参照判断的所述管道内部的所述非破坏性管道检查装置的中心脱离所述管道的中心轴，控制所述行走部以使得所述主体部的中心与所述管道的中心轴一致。

10.根据权利要求1所述的非破坏性管道检查装置，

还包括：位置识别部，用于识别所述主体部在所述管道内的位置；

所述检查控制装置基于所述主体部的位置及所述管道的设计信息来计算所述导向管的转动角度。

11.根据权利要求1所述的非破坏性管道检查装置，

当所述非破坏性管道检查装置的至少一部分位于所述管道的曲管内时，所述检查控制装置基于所述主体部的位置、所述管道的内径以及所述曲管的曲率来计算所述导向管的转动角度。

12.根据权利要求1所述的非破坏性管道检查装置，

还包括：给料装置，将所述给料管插入所述导向管内，从而将所述给料管的放射线源移送到所述导向管的第二末端侧。

13.根据权利要求12所述的非破坏性管道检查装置，

所述给料装置还包括：

给料齿轮部件，与形成在所述给料管的外周面的齿轮部相结合；以及

驱动部件，驱动所述给料齿轮部件。

14.根据权利要求1所述的非破坏性管道检查装置，

还包括：第二管驱动部，使得所述导向管相对于所述主体部向与所述第一方向垂直的第二方向移动。

15.根据权利要求14所述的非破坏性管道检查装置，

还包括：滚转角测定部，测定所述主体部的滚转角；以及

检查控制装置，基于所述主体部的位置、所述主体部的滚转角及所述管道的设计信息，计算使所述放射线源位于所述管道的中心轴上的所述导向管的向所述第一方向的第一转动角度及向所述第二方向的第二转动角度，根据所述第一转动角度控制所述第一管驱动部，根据所述第二转动角度控制所述第二管驱动部。

Images