CN109910027A - 全方位移动式水冷壁检测机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全方位移动式水冷壁检测机器人，包括车体支架(5)和安装于所述车体支架的吸附装置(3)和驱动轮(101)，所述车体支架(5)还连接有在竖向驱动部件(102)的作用下竖向升降的纵向驱动安装座(105)；所述驱动轮(101)及其纵向驱动部件(104)安装于所述纵向驱动安装座(105)；所述车体支架(5)还安装有横向设置的履带架(6)，所述履带架(6)能够在驱动部件的作用下带着所述车体支架(5)沿横向移动，且其支撑面的高度位于所述驱动轮(101)支撑部升降的高度范围内。上述全方位移动式水冷壁检测机器人,能够对水冷壁进行检测且能够在不同管道之间进行横向切换，通过这种方式逐组完成对水冷壁的整个面进行检测。

Description

全方位移动式水冷壁检测机器人

技术领域

本发明涉及水冷壁探伤检测技术领域，尤其涉及一种全方位移动式水冷壁检测机器人。

背景技术

随着火电行业高参数、大容量机组越来越多的投入使用，涉及的主要设备越来越多，其中发电设备是重要的基础设施，一般均需要定期检修。

锅炉水冷壁管道等长期处于高温、高压条件下运行，其材料存在脆断、劣化、开裂和疲劳寸断的可能性，因而属于须定期进行检修的设备。这些设备的检修或者需要搭脚手架，或者需要把检修对象拆下来在车间内进行检修，因而检修周期长。如果能够免除搭、拆脚手架或者拆卸安装检修对象的工序，能在现场完成检修，这可以减小非必须的辅助工序时间(拆卸、安装、调试等)，将产生巨大的经济效益。另外，在某些场合下，由于环境的限制(如放射性的场所、高空)，工人进行检修作业也存在较大的安全隐患。

但是，传统的工业机器设备或专用检修仪器由于在移动灵活性和柔性(智能)等方面受局限，很难在发电企业这种复杂的工作环境应用，故迫切需要新的解决方案。

因此，开发设计出适用于现场条件的智能机器人代替人工进行检测作业，可以满足发电企业的迫切需求。不仅可以缩短检修周期、提高检修作业效率，也可以提升作业质量和保障作业安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种全方位移动式水冷壁检测机器人,能够对水冷壁进行检测且能够在不同管道之间进行横向切换。

为实现上述目的，本发明提供了一种全方位移动式水冷壁检测机器人，包括车体支架和安装于所述车体支架的吸附装置和驱动轮，

所述车体支架还连接有在竖向驱动部件的作用下竖向升降的纵向驱动安装座；所述驱动轮及其纵向驱动部件安装于所述纵向驱动安装座；

所述车体支架还安装有横向设置的履带架，所述履带架能够在驱动部件的作用下带着所述车体支架沿横向移动，且其支撑面的高度位于所述驱动轮支撑部升降的高度范围内。

优选地，所述竖向驱动部件为丝杆电机，驱动连接架通过丝杆带动所述纵向驱动安装座升降。

优选地，各所述驱动轮所对应的所述丝杆电机均能够独立控制以单独调整相应所述驱动轮的高度。

优选地，所述驱动轮的轮面为弧形轮面。

优选地，设有两个所述履带架，两者分别位于所述车体支架纵向两端，且均沿横向设置。

优选地，所述履带架包括与所述车体支架连接的横向运动安装座，以及分别安装于所述横向运动安装座两端的动力托辊和从动托辊，两者的外周套装有履带；所述动力托辊内置驱动电机。

优选地，两个所述履带架均能够独立控制以进行差速转向。

优选地，所述吸附装置的吸附体与所述车体支架在竖向活动连接，以调整所述吸附体相对于水冷壁的距离。

优选地，所述吸附装置包括与所述车体支架固定连接的吸附装置支架，所述吸附装置支架通过相配合的调节螺杆和调节螺母与所述吸附体连接。

优选地，同一所述吸附装置的各所述调节螺杆通过同一步进电机及其吸附皮带驱动。

本发明所提供的全方位移动式水冷壁检测机器人，包括车体支架和安装于所述车体支架的吸附装置和驱动轮，所述吸附装置用于将该水冷壁机器人吸附于水冷壁的表面，其不与水冷壁之间接触，所述驱动轮与水冷壁表面贴合进行竖向运动从而对水冷壁进行检查。同时，所述车体支架还安装有横向设置的履带架，所述履带架能够在驱动部件的作用下带着所述车体支架沿横向移动，从而使上述机器人可在不同的水冷壁管道之间进行切换。

检测过程中，当上述机器人检测完自身覆盖下的四根管道后需要平移至相邻的另一组管道(一组四根)上进行检测，此时驱动轮在竖向驱动部件的作用下竖向上升，直至其支撑部底面高于履带架的下侧面，此时履带架下侧面将会与水冷壁表面接触，进而在驱动部件的带动下使上述机器人做平移运动，当运动至相邻的另一组管道后，又会重新执行纵向运动来检测管道，通过这种方式逐组完成对水冷壁的整个面进行检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所提供全方位移动式水冷壁检测机器人的整体结构示意图；

图2为图1中驱动轮安装方式示意图；

图3为图1中纵向驱动安装座剖视图；

图4为图1中变轮距驱动装置结构结构图；

图5为图1中履带架结构示意图。

图1至图5中的附图标记如下：

101.驱动轮；102.丝杆电机；103.驱动连接架；104.纵向运动电机；105.纵向运动电机座；3.吸附装置；301.吸附体；302.步进电机；303.调节螺母；304.调节螺杆；305.吸附从动带轮；306.吸附皮带；307.吸附主动轮；308.吸附惰性轮；309.吸附装置支架；4.吸附装置安装座；5.车体支架；6.履带架；601.履带；602.动力托辊；603.横向运动安装座；604.从动托辊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明核心是提供一种全方位移动式水冷壁检测机器人，能够对水冷壁进行检测且能够在不同管道之间进行横向切换，通过这种方式逐组完成对水冷壁的整个面进行检测。

请参考图1-5，图1为本发明一种具体实施方式所提供全方位移动式水冷壁检测机器人的整体结构示意图；图2为图1中驱动轮安装方式示意图；图3为图1中纵向驱动安装座剖视图；图4为图1中变轮距驱动装置结构结构图；图5为图1中履带架结构示意图。

在第一种具体实施方式中，本发明提供的全方位移动式水冷壁检测机器人为小车型机器人，包括车体支架5，其他部件例如驱动轮101、吸附装置3等，均直接或者间接安装在车体支架5上。

车体支架5上还安装有能够在竖向驱动部件102作用下竖向升降的纵向驱动安装座105，驱动轮101及其纵向驱动部件104安装于所述纵向驱动安装座105上，由此驱动轮101及其纵向驱动部件104随纵向驱动安装座105的升降而升降。

其中，纵向驱动安装座105可直接与车体支架5相连接，也可以通过驱动连接架103与车体支架5相接。纵向驱动部件104可以为电机，竖向驱动部件102可以为丝杆电机，驱动连接架103通过丝杆带动所述纵向驱动安装座105升降。

如图3所述，可以在纵向驱动安装座105的左右两侧边部位设置竖向延伸的滑杆，使其位于驱动连接架103相应位置的滑孔中；并在纵向驱动安装座105的中部设置螺孔，其中设置与该螺孔配合的螺杆。在驱动连接架103上方安装能够带动所述螺杆转动的竖向驱动部件102，例如丝杆电机，从而通过控制竖向驱动部件102即可调节纵向驱动安装座105相对于驱动连接架103以及车体支架5的竖直高度。具体的，由上述丝杆电机的丝杆带动纵向驱动安装座105升降。

由此，驱动轮101即可在纵向驱动安装座105的带动下，相对于纵向运动支架103以及车体支架5竖直升起或者下降。

显而易见，驱动轮101的数目可以根据需要设置，一般以四个为常见。另外，各个驱动轮101所对应的丝杆电机102均可以单独调整其竖直高度，这样操作更加灵活方便。

上述车体支架5还安装有横向设置的履带架6，其能够在驱动部件的作用下带动车体支架5沿横向移动，同时，其支撑面的高度位于驱动轮101支撑部升降的高度范围内。

另外，驱动轮101的轮面还可以设为与管壁相配合的弧形轮面，从而提高小车运行的稳定性。

一种具体实施方式中，上述车体支架5上设有两个履带架6，两者分别位于车体支架5的纵向两端，且均沿横向设置，两个履带架6的设置使得上述机器人横向移动时更加平稳。

具体的，履带架6可以包括与车体支架5连接的横向运动安装座603，以及分别安装于横向运动安装座603两端的动力托辊602和从动托辊604，两者的外周套装有履带601；其中动力托辊602内置驱动电机。

作为一种改进，将两个履带架6设置为可相互独立控制，这样就可以进行差速转向从而进行位置上的微调，避免上述机器人在横向移动过程中竖向位置出现偏差无法继续纵向运动。

此外，吸附装置3可以直接安装在车体支架5上，也可以车体支架5上安装吸附装置安装座4，从而使吸附装置3通过吸附装置安装座4间接与车体支架5连接。当然，吸附装置安装座4也可以理解为车体支架5的一部分。

吸附装置3可以包括直接与吸附装置安装座4或者车体支架5连接的吸附装置支架309，吸附体301与车体支架5在竖向活动连接。其中，吸附体301可以为永磁铁。

具体而言，可以在吸附装置支架309上设置调节螺杆304，在吸附体301的相应位置设置调节螺母303，在驱动部件例如步进电机302的驱动下，吸附体301就可以靠近或者远离吸附装置支架309，从而调整吸附体301相对于水冷壁的距离。

由于吸附装置的吸附体与车体支架在竖向活动连接，从而使所述吸附体相对于水冷壁的距离也能够根据需要调整，这样可避免所述机器人在横向移动过程中吸附装置与水冷壁相碰触。

吸附装置支架309和吸附体301可以均设为方形，两者通过四组对称分布于四角位置的螺杆螺母组合带动。

为了确保四角位置螺杆螺母组合动作的一致性，可以由步进电机302通过吸附皮带306带动吸附主动轮307，由后者带动吸附惰性轮308，进而带动四个吸附从动带轮305转动，四个吸附从动带轮305各带动一个调节螺杆304转动。

所述全方位移动式水冷壁检测机器人可以设有多个吸附装置3，各吸附装置3在横向和纵向均对称分布。显而易见，各个步进电机302均可以单独控制从而单独对各个吸附装置3的高度进行调整。

此外，步进电机302可以设置于吸附装置支架309和吸附体301之间的空间中，有利于节省空间。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的全方位移动式水冷壁检测机器人进行了详细介绍。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)

1.一种全方位移动式水冷壁检测机器人，包括车体支架(5)和安装于所述车体支架的吸附装置(3)和驱动轮(101)，其特征在于，

所述车体支架(5)还连接有在竖向驱动部件(102)的作用下竖向升降的纵向驱动安装座(105)；所述驱动轮(101)及其纵向驱动部件(104)安装于所述纵向驱动安装座(105)；

所述车体支架(5)还安装有横向设置的履带架(6)，所述履带架(6)能够在驱动部件的作用下带着所述车体支架(5)沿横向移动，且其支撑面的高度位于所述驱动轮(101)支撑部升降的高度范围内。

2.如权利要求1所述的全方位移动式水冷壁检测机器人，其特征在于，所述竖向驱动部件(102)为丝杆电机，驱动连接架(103)通过丝杆带动所述纵向驱动安装座(105)升降。

3.如权利要求2所述的全方位移动式水冷壁检测机器人，其特征在于，各所述驱动轮(101)所对应的所述丝杆电机均能够独立控制以单独调整相应所述驱动轮(101)的高度。

4.如权利要求3所述的全方位移动式水冷壁检测机器人，其特征在于，所述驱动轮(101)的轮面为弧形轮面。

5.如权利要求1-4任一项所述的全方位移动式水冷壁检测机器人，其特征在于，

设有两个所述履带架(6)，两者分别位于所述车体支架(5)纵向两端，且均沿横向设置。

6.如权利要求5所述的全方位移动式水冷壁检测机器人，其特征在于，所述履带架(6)包括与所述车体支架(5)连接的横向运动安装座(603)，以及分别安装于所述横向运动安装座(603)两端的动力托辊(602)和从动托辊(604)，两者的外周套装有履带(601)；所述动力托辊(602)内置驱动电机。

7.如权利要求6所述的全方位移动式水冷壁检测机器人，其特征在于，两个所述履带架(6)均能够独立控制以进行差速转向。

8.如权利要求1-4任一项所述的全方位移动式水冷壁检测机器人，其特征在于，

所述吸附装置(3)的吸附体(301)与所述车体支架(5)在竖向活动连接，以调整所述吸附体(301)相对于水冷壁的距离。

9.如权利要求8所述的全方位移动式水冷壁检测机器人，其特征在于，

所述吸附装置(3)包括与所述车体支架(5)固定连接的吸附装置支架(309)，所述吸附装置支架(309)通过相配合的调节螺杆(304)和调节螺母(303)与所述吸附体(301)连接。

10.如权利要求9所述的全方位移动式水冷壁检测机器人，其特征在于，

同一所述吸附装置(3)的各所述调节螺杆(304)通过同一步进电机(302)及其吸附皮带(306)驱动。