CN109278888A - 一种光管外侧面检查用爬行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光管外侧面检查用爬行器，包括：主体机架，主体机架上设置有用于安装检测仪器的安装部；设置在主体机架底部的爬行轮；设置在主体机架内的吸附磁体，吸附磁体用于将主体机架吸附在待检测的光管上，以使爬行轮压紧在光管的外侧面；用于为爬行轮中的主动轮提供驱动力的驱动电机；设置于主体机架内，且与驱动电机相连的蓄电装置。该爬行器能够在光管的外侧面爬行，在爬行器上安装相应检测仪器后即可实现对光管外侧面的检测，改变了目前通过人工攀爬脚手架进行光管外侧面检查的状况，既实现了光管外侧面的检查，又降低了检修人员的劳动强度，消除了安全隐患。

Description

一种光管外侧面检查用爬行器

技术领域

本发明涉及检修技术领域，特别涉及一种光管外侧面检查用爬行器。

背景技术

光管是指外表面为光滑面的管件，光管在多种场合均有应用，以电站为例进行说明，电站中的过热器、再热器、省煤器等均由光管弯制成的一排排受热面，然后在悬挂在集箱上。

受热面都布置在炉膛和烟道内，受热面在高温、高压的环境下长期服役，金属材料会发生不同程度的劣化。由于受热面数量众多，因此受热面发生泄露的可能性很大，根据检修标准，机组停机检修时都应对受热面进行宏观检查和壁厚测量等。

由于大型锅炉中受热面的高度较大，因此需要搭设脚手架并依靠人工攀爬进行受热面的宏观检查和壁厚测量，这使得检修工人的劳动强度较大，并且炉膛和烟道等位置光线不足、粉尘污染非常严重，这对检修人员的安全构成很大威胁。

因此，如何既能够实现光管外侧面的检查，又能够有效降低检修人员的劳动强度，并消除安全隐患是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明之目的在于公开一种光管外侧面检查用爬行器，以便既能够实现光管外侧面的检查，又能够有效降低检修人员的劳动强度，并消除安全隐患。

为达到上述目的，本发明提供的光管外侧面检查用爬行器，包括：

主体机架，所述主体机架上设置有用于安装检测仪器的安装部；

设置在所述主体机架底部的爬行轮；

设置在所述主体机架内的吸附磁体，所述吸附磁体用于将所述主体机架吸附在待检测的光管上，以使所述爬行轮压紧在所述光管的外侧面；

用于为所述爬行轮中的主动轮提供驱动力的驱动电机；

设置于所述主体机架内，且与所述驱动电机相连的蓄电装置。

优选的，所述吸附磁体为电磁铁，且所述吸附磁体与所述蓄电装置相连。

优选的，所述主体机架呈长方形，所述爬行轮沿所述主体机架的长度方向布置有两排，且两排所述爬行轮关于所述主体机架宽度方向上的中分线对称。

优选的，所述主体机架的底面为朝向所述主体机架的内部凹陷的弧形凹面，所述爬行轮通过轮架安装在所述弧形凹面上。

优选的，所述轮架包括：

与所述弧形凹面贴合适配的弧形支撑体，所述弧形支撑体上设置由能够从所述主体机架的顶部穿出的螺杆；

与所述螺杆螺纹配合的紧固螺母；

设置在弧形支撑体上且用于支撑所述爬行轮的支撑轴。

优选的，所述吸附磁体包括两个，且两个所述吸附磁体关于所述主体机架宽度方向上的中分线对称设置，所述吸附磁体为采用马蹄形铁芯制成的电磁铁，所述电磁铁嵌设在所述主体机架上开设的安装槽内，除与所述待检测的光管相对的一面，所述安装槽的内壁的其余面上均敷设有隔磁硅钢片。

优选的，还包括：

位于所述主体机架内，且与所述蓄电装置相连的无线信号接收模块；

与所述无线信号接收模块通讯连接的驱动控制模块，所述驱动控制模块用于控制所述驱动电机转动；

位于所述主体机架内的报警模块，在所述电池电量小于预设值和/或所述爬行轮在所述待检测的光管上的附着力小于安全值时进行报警。

优选的，还包括转向控制模块和转向系统，其中，

所述转向系统包括转向电机和将所述爬行轮与所述转向电机传动连接的齿轮总成；

所述转向控制模块与所述无线信号接收模块通讯连接，且用于控制所述转向电机转动。

优选的，所述爬行轮为带有防滑纹的橡胶轮。

优选的，还包括磁力控制模块，所述磁力控制模块用于控制磁铁电流的大小，以调整所述电磁铁的磁力。

优选的，每排所述爬行轮包括三个，每排所述爬行轮中位于中间的所述爬行轮为驱动轮，其余两个所述爬行轮为从动轮。

优选的，所述安装部包括安装孔和/或卡扣和/或安装槽。

优选的，所述支撑轴的长度可调。

本发明中所公开的光管外侧面检查用爬行器，在主体机架中设置了吸附磁体，通过吸附磁体可将整个爬行器吸附在待检测的光管上，并使爬行轮与待检测的光管压紧，爬行轮与光管之间的压力与光管的摩擦系数的乘积即为爬行器和光管之间的摩擦力，在设计时，需要保证爬行器与光管之间的最小摩擦力大于整个爬行器的重力，这就可以实现爬行器在光管的任意位置爬行而不掉落；在蓄电装置的电力供应下，驱动电机能够带动爬行轮转动，以实现爬行器在光管外侧面上的爬行，根据检测需要，操作人员可以在安装部上安装相应的检测仪器来对光管外侧面进行检测。

由此可见，本发明中所公开的光管外侧面检查用爬行器能够在光管的外侧面爬行，在爬行器上安装相应检测仪器后即可实现对光管外侧面的检测，改变了目前通过人工攀爬脚手架进行光管外侧面检查的状况，既实现了光管外侧面的检查，又降低了检修人员的劳动强度，消除了安全隐患。

附图说明

图1为本发明一种实施例中所公开的光管外侧面检查用爬行器的前端透视示意图；

图2为本发明一种实施例中所公开的光管外侧面检查用爬行器的侧面透视示意图；

图3为本发明一种实施例中所公开的光管外侧面检查用爬行器的顶部示意图；

图4为爬行器在水平管侧面爬行时的示意图；

图5为爬行器在竖直管侧面爬行时的示意图；

图6为爬行器在水平管靠近底部爬行时的示意图；

图7为爬行器在水平管底部爬行时的示意图；

图8为马蹄形电磁铁的结构示意图。

其中，1为主体机架，2为爬行轮，3为吸附磁体，4为弧形支撑体，5为螺杆，6为紧固螺母，7为支撑轴，8为光管，9为铁芯，10为绕组。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种光管外侧面检查用爬行器，以便既能够实现光管外侧面的检查，又能够有效降低检修人员的劳动强度，并消除安全隐患。

请参考图1和图2，本发明中所公开的光管外侧面检查用爬行器包括主体机架1、爬行轮2、吸附磁体3、驱动电机以及蓄电装置，主体机架1上设置有安装部，安装部用于安装合适的检测工具，根据检测项目和检测设备的不同，安装部的形式可能不同，例如安装部可以为供检测设备在主体机架1上连接的带内螺纹的安装孔、卡口或者卡接槽等，主体机架1的材质可以选用塑料，爬行轮2设置在主体机架1的底部，爬行轮2用于与光管8的外侧面相接触，吸附磁体3设置在主体机架1的内部，吸附磁体3的作用在于提供主体机架1与待检测的光管8之间的吸引力，从而使爬行轮2与光管8的外侧面之间产生压力，保证爬行轮2与光管8之间具有足够的摩擦力；爬行轮2中可以全部为驱动轮，也可以一部分为驱动轮，另一部分为从动轮2，驱动电机的作用在于为爬行轮2中的主动轮提供驱动力，驱动电机与驱动轮之间可以通过减速器相连，也可通过多级齿轮传动啮合，或者通过链传动、皮带传动等传动方式相连，本申请文件中对于驱动电机与主动轮之间的具体连接方式不作限定，只要能够实现驱动电机带动驱动轮转动即可，本领域技术人员可根据实际工况选择驱动电机与主动轮之间合适的连接方式，蓄电装置设置在主体机架1内，其作用在于为驱动电机提供电力供应，蓄电装置与驱动电机电连接。

需要进行说明的是，本发明实施例中主体机架的底面具体是指在工作状态时，主体机架1与光管8的外侧面相对的一面。

本领域技术人员能够理解的是，吸附磁体3既可以选用永磁体，也可以选用电磁铁，本实施例中的吸附磁体3为电磁铁，并且吸附磁体3与蓄电装置电连接，以通过蓄电装置为电磁铁供电。

电磁铁的磁力大小需要进行严格设计，设电磁铁与光管之间的磁力大小为f，爬行轮2和钢铁光管的摩擦系数为μ，光管8外侧面检查用爬行器的整体质量为m，在图4和图5中的状态时，需保证μ×f＞mg，在图6状态时，设电磁铁与光管之间的磁力方向与水平方向的夹角为a，且从图中可以得出此时a为锐角，则有μ×f×cosα+f×sinα＞mg，由于当α为锐角时，(cosα+sinα)＞1，因此μ(cosα+sinα)＞μ，而μ通常为小于1的值，因此(μcosα+sinα)＞μ(cosα+sinα)，所以在图6状态时的f可以小于图4和图5时的f，在图7状态时，f＞mg即可，综上可知，只要满足f＞mg/μ即可保证光管外侧面检查用爬行器在光管外侧面的任意位置都不掉落，为了确保安全，可在增加一个安全系数，例如f＞1.2mg/μ，通过该公式即可计算得出电磁铁的磁力大小，然后根据计算结果选用合适的电磁铁即可。

根据电磁铁磁力的计算公式可以得知，在电磁铁的铁芯9和绕组10匝数确定的情况下，通过调整电流大小，可以实现电磁铁磁力大小的调整。

请参考图1和图2，本实施例中的主体机架1为长方形，爬行轮2沿主体机架1的长度方向布置有两排，并且两排爬行轮2关于主体机架1的宽度方向上的中分线对称设置，更进一步的，为了使主体机架1更好的与光管8的外侧面适配，主体机架1的底面为朝向主体机架1的内部凹陷的弧形凹面，并且爬行轮2通过轮架安装在弧形凹面。

轮架具体包括弧形支撑体4、紧固螺母6以及支撑轴7，弧形支撑体4与主体机架1的弧形凹面贴合，并且弧形支撑体4上设置有能够从主体机架1的顶部穿出的螺杆5，紧固螺母6安装在螺杆5上，以便将轮架安装在主体机架1上，同时，通过调整紧固螺母6可以实现螺杆5的上下调整，从而实现轮架高度的调整，这也可以作为调节电磁铁与光管8之间磁力的辅助手段，支撑轴7设置在弧形支撑体4上，爬行轮2安装在支撑轴7上，并且支撑轴7沿弧形支撑体4的径向设置，以使爬行轮2与光管8的外形适配，如图1和图2中所示，当然还可使爬行轮2在支撑轴7上的位置可调(例如通过定位销和多个调节孔的方式实现)，以便进在光管8直径发生变化时对爬行轮2的位置进行调整。

请参考图1和图2，本实施例中的吸附磁体3具体包括两个，两个吸附磁体3关于主体机架1的宽度方向上的中分线对称设置，任意一吸附磁体3均沿主体机架1的长度方向布置，为了保证吸附磁体3具有足够大的磁力，可采用马蹄形铁芯9制成电磁铁，如图8中所示，电磁铁嵌设在主体机架1上开设的安装槽内，并且该安装槽内除了与待检测的光管8相对的一面之外，其他的面上均敷设有隔磁硅钢片，以避免电磁铁对该光管外侧面检查用爬行器的其余部件造成电磁干扰。

本发明中所公开的光管外侧面检查用爬行器，可以设置有一条控制线，控制线的端部设置有手持式控制器，通过该控制器可控制整个爬行器前进、后退甚至转向等；但是该种方式需要设置较长的控制线，在现场应用时的局限性较大，为此，本实施例中公开了一种可以实现无线遥控的光管外侧面检查用爬行器，在上述实施例的基础上，本实施例中的光管外侧面检查用爬行器还包括无线信号接收模块、驱动控制模块以及报警模块，无线信号接收模块位于主体机架1内，驱动控制模块与无线信号接收模块通讯连接，并且驱动控制模块用于控制驱动电机的转动，以带动爬行器前进或后退；报警模块同样安装在主体机架1内，并且在电池电量小于预设值和/或爬行轮在光管8上的附着力小于安全值时进行报警，报警可以采用声音和光线提醒的方式告知用户，电池电量的监测可采用目前已经成熟的电量监测模块实现，爬行轮2在光管8上的附着力的大小可以通过在爬行轮2上设置压力传感器的方式实现，更进一步的，还可以增设自动返回控制模块，在电池电量低于一预设值后，自动返回控制模块控制整个爬行器自动原路返回至起点。

除此之外，还可增设转向控制模块和转向系统，转向系统包括转向电机和齿轮总成，转向电机可以设置在支撑轴7上，转向电机通过齿轮总成与爬行轮2传动连接，转向控制模块与无线信号接收模块通讯连接，在接收到转弯信号后，转向控制模块向转向电机发送动作指令，转向电机通过齿轮总成带动相应的爬行轮2动作实现转向。

还可进一步增设磁力控制模块，磁力控制模块可以控制电磁铁中的电流大小，以使电磁铁的吸力始终保持在最小安全值，从而最大程度的节省电力。

为了进一步优化方案，还可在主体机架上设置照明装置，在黑暗环境下开启照明装置，以方便检测设备对光管8外侧面的检测。

在本发明实施例中，爬行轮2优选的采用带有防滑纹的橡胶轮，请参考图1和图2，每排爬行轮2具体包括三个，并且每排爬行轮的中间轮为驱动轮，其余轮为从动轮，请参考图3，安装部可设置在主体机架的顶部，安装部包括但不限于带螺纹的安装孔、卡扣和安装槽等。

以上对本发明所提供的光管外侧面检查用爬行器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光管外侧面检查用爬行器，其特征在于，包括：

主体机架(1)，所述主体机架(1)上设置有用于安装检测仪器的安装部；

设置在所述主体机架(1)底部的爬行轮(2)；

设置在所述主体机架(1)内的吸附磁体(3)，所述吸附磁体(3)用于将所述主体机架(1)吸附在待检测的光管(8)上，以使所述爬行轮(2)压紧在所述光管(8)的外侧面；

用于为所述爬行轮(2)中的主动轮提供驱动力的驱动电机；

设置于所述主体机架(1)内，且与所述驱动电机相连的蓄电装置。

2.根据权利要求1所述的光管外侧面检查用爬行器，其特征在于，所述吸附磁体(3)为电磁铁，且所述吸附磁体(3)与所述蓄电装置相连。

3.根据权利要求1所述的光管外侧面检查用爬行器，其特征在于，所述主体机架(1)呈长方形，所述爬行轮(2)沿所述主体机架(1)的长度方向布置有两排，且两排所述爬行轮(2)关于所述主体机架(1)宽度方向上的中分线对称。

4.根据权利要求3所述的光管外侧面检查用爬行器，其特征在于，所述主体机架(1)的底面为朝向所述主体机架(1)的内部凹陷的弧形凹面，所述爬行轮(2)通过轮架安装在所述弧形凹面上。

5.根据权利要求4所述的光管外侧面检查用爬行器，其特征在于，所述轮架包括：

与所述弧形凹面贴合适配的弧形支撑体(4)，所述弧形支撑体(4)上设置由能够从所述主体机架(1)的顶部穿出的螺杆(5)；

与所述螺杆(5)螺纹配合的紧固螺母(6)；

设置在弧形支撑体(4)上且用于支撑所述爬行轮(2)的支撑轴(7)。

6.根据权利要求5所述的光管外侧面检查用爬行器，其特征在于，任意一所述支撑轴(7)均沿所述弧形凹面的径向设置。

7.根据权利要求3所述的光管外侧面检查用爬行器，其特征在于，所述吸附磁体(3)包括两个，且两个所述吸附磁体(3)关于所述主体机架(1)宽度方向上的中分线对称设置，所述吸附磁体(3)为采用马蹄形铁芯制成的电磁铁，所述电磁铁嵌设在所述主体机架(1)上开设的安装槽内，除与所述待检测的光管(8)相对的一面，所述安装槽的内壁的其余面上均敷设有隔磁硅钢片。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的光管外侧面检查用爬行器，其特征在于，还包括：

位于所述主体机架(1)内，且与所述蓄电装置相连的无线信号接收模块；

与所述无线信号接收模块通讯连接的驱动控制模块，所述驱动控制模块用于控制所述驱动电机转动；

位于所述主体机架(1)内的报警模块，在所述电池电量小于预设值和/或所述爬行轮(2)在所述待检测的光管(8)上的附着力小于安全值时进行报警。

9.根据权利要求8所述的光管外侧面检查用爬行器，其特征在于，还包括转向控制模块和转向系统，其中，

所述转向系统包括转向电机和将所述爬行轮与所述转向电机传动连接的齿轮总成；

所述转向控制模块与所述无线信号接收模块通讯连接，且用于控制所述转向电机转动。

10.根据权利要求1所述的光管外侧面检查用爬行器，其特征在于，所述爬行轮(2)为带有防滑纹的橡胶轮。