CN110082426A - 一种汽轮机叶片磁粉探伤微型检测机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽轮机叶片磁粉探伤微型检测机器人，其技术方案要点是：一种汽轮机叶片磁粉探伤微型检测机器人，包括车体，所述车体设置有磁粉喷头、磁轭、摄像头，喷头连接有磁粉罐，车体与磁轭之间设置有驱动磁轭上下移动并对磁粉进行磁化或退磁的驱动机构，驱动机构包括沿竖直方向滑动连接于车体的电机容纳箱、设于电机容纳箱内驱动电机容纳箱上下的驱动电机、设于电机容纳箱与车体之间限制电机容纳箱滑移方向的导向组件，导向组件包括设于电机容纳箱侧壁的滑块、固定于车体并供滑块上下滑移的导轨，车体设有保持车体沿汽轮机叶片表面移动的移动机构。本发明达到能够在在汽轮机叶片上移动并实现磁粉探伤检查，并提高探伤检查的精度。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机叶片检测领域，尤其涉及到一种汽轮机叶片磁粉探伤微型检测机器人。
背景技术
汽轮机叶片是汽轮机的关键零件，也是汽轮机当中最为重要的零件之一。汽轮机叶片在工作过程中需要承受高温高压、巨大的离心力、蒸汽推动力、腐蚀、振动等破坏性条件。如果叶片有很小的质量问题，会在实际运行当中将这个缺陷逐渐放大，会造成叶片的失效断裂。叶片断裂后的碎片在扩散过程中也会有很大可能对其余没有问题的叶片造成损伤，而这种损伤也会在以上过程中放大，这会让整个工作机组不断地出现类似的问题，造成巨大的经济损失，影响生产效率。必须定期对汽轮机组检修，每次大修期间必须对叶片进行探伤检测。
磁粉探伤是汽轮机叶片检测的首选方法。通过磁粉在缺陷附近漏磁场中的堆积以检测铁磁性材料表面或近表面处缺陷的一种无损检测方法。目前采用人工方法检测，在检测时工人首先要在表面喷涂磁粉，然后手持磁轭1，开通电源磁化待检测的磁性材料，磁化之后的材料缺陷附近出现漏磁现象并吸附磁粉，出现明显积聚特征，技术工人根据经验判断被检测物品的缺陷。
采用磁粉检测方法用于检测汽轮机叶片可能出现的不同缺陷，如裂纹、磨损、腐蚀或点蚀。有些汽轮机组尺寸大，叶片曲面复杂渐变，叶片之间空间狭窄，采用手工检测，由于空间、位置等原因难以接近，无法实现现场检查，有些时候可能需要打开检修孔或建筑脚手架，有的叶片必须拆卸之后一片片检查，再一片片重新安装、装配，耗时长，成本高。并且目前采用磁粉探伤方式进行手工检查，持续变化强磁场对人体健康有害，检查过程中喷洒的磁粉也容易吸入肺部影响健康，为增加图片对比度采用的荧光磁粉对人眼有刺激。采用机器人自动磁粉探伤可以避免以上对工人健康的伤害。
因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽轮机叶片磁粉探伤微型检测机器人，达到能够在在汽轮机叶片上移动并实现磁粉探伤检查，并提高探伤检查的精度。
本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：一种汽轮机叶片磁粉探伤微型检测机器人，包括车体，所述车体设置有用于对汽轮机叶片表面喷洒磁粉的磁粉喷头、用于对磁粉进行磁化的磁轭、用于拍摄磁粉图片的摄像头，所述喷头连接有磁粉罐，所述车体与磁轭之间设置有驱动磁轭上下移动并对磁粉进行磁化或退磁的驱动机构，驱动机构包括沿竖直方向滑动连接于所述车体的电机容纳箱、设置于所述电机容纳箱内驱动所述电机容纳箱上下移动的驱动电机、设置于所述电机容纳箱与车体之间限制所述电机容纳箱滑移方向的导向组件，所述导向组件包括设置于所述电机容纳箱侧壁的滑块、固定连接于所述车体并供所述滑块上下滑移的导轨，所述车体设置有保持车体沿汽轮机叶片表面移动的移动机构。
本发明的进一步设置为：所述移动机构包括两个相互平行且转动连接于所述车体的柔性轴、四个分别设置于对应柔性轴端面的柔性联轴器、四个分别连接于所述柔性联轴器的磁性车轮、固定连接于车体并驱动其中一个柔性轴转动的驱动器、设置于车体并驱动车体转向的导向连杆，所述导向连杆具有柔性且与另一个柔性轴连接，所述磁性车轮具有磁性并可吸附于汽轮叶片表面。
本发明的进一步设置为：所述摄像头与所述车体之间设置有供所述摄像头安装的安装云台，所述摄像头周围设置有若干个LED灯。
本发明的进一步设置为：所述磁粉罐与所述车体呈分离设置，且磁粉罐与所述磁粉喷头之间设置有磁粉通管，所述磁粉通管设置有旋转开关。
本发明的进一步设置为：所述磁粉通管连接有控制磁粉通管内磁粉流量大小的电磁控制阀。
本发明的进一步设置为：所述磁轭设置为两个，两个磁轭对称设置于所述摄像头的两侧。
本发明的进一步设置为：所述导向组件设置为两组，两组对称设置于所述电机容纳箱的前后两侧。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1)电机容纳箱与车体之间设置有保持电机容纳箱滑移方向的导向组件，导向组件设置为两组，两组导向组件对称设置于电机容纳箱前后两侧，每组导向组件均包括固定连接于电机容纳箱侧壁的滑块，车体固定连接有供滑块上下滑移的导轨，导轨呈竖直设置。通过驱动电机及相应的齿轮齿条传动结构驱动电机容纳箱及磁轭上下移动，从而达到方便控制磁轭靠近于汽轮机叶片表面或远离汽轮机叶片表面，当磁轭靠近于汽轮机叶片表面时，磁轭磁化汽轮机叶片表面对应位置的磁粉，然后通过摄像头拍摄该位置磁粉分布图，并将摄像头拍摄的磁粉分布图传输至计算机，然后通过人工智能算法进行计算并识别汽轮机叶片表面是否存在损伤；当汽轮机叶片表面对应位置拍摄完成时，去哦的那个电机容纳箱及磁轭向上移动，从而达到对磁粉进行退磁；并且通过两组导向组件可以有效固定住电机容纳箱并控制电机容纳箱上下移动；
2)通过驱动器驱动柔性轴转动并驱动车体相对于汽轮机叶片移动，并通过导向连接控制方向；由于柔性轴及柔性联轴器具有柔性，从而方便车体实现汽轮机叶片表面的弯曲，同时通过磁性车轮确保磁性车轮吸附于汽轮机叶片表面，方便车体在汽轮机叶片表面移动；
3)通过安装云台方便将摄像头安装于车体，并通过LED灯提高摄像头拍摄区域的亮度，提高拍摄磁粉图片的清晰度；
4)磁粉罐与车体相分离，从而达到尽可能的减小车体的体积及车体的重量，通过旋转开关控制磁粉通道的开闭，并通管电磁控制阀控制磁粉通管内的流量，方便控制磁粉喷头喷洒磁粉范围。
5)本发明体积小，运动灵活，能够在复杂装置的狭窄空间如汽轮机叶片间隙移动并完成磁粉探伤，降低了检测成本，提高了检查效率，通过人工智能识别磁粉图像系统，可以提高磁粉图像识别准确度，避免人眼识别的偶然误差，并且自动磁粉探伤可以避免对工人健康的伤害。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是车体及移动机构的示意图；
图3是摄像头的示意图；
图4是磁粉罐及磁粉通管的示意图。
图中数字所表示的相应部件名称：1、磁轭；2、摄像头；3、车体；4、柔性联轴器；5、磁粉罐；6、磁粉喷头；7、电机容纳箱；8、滑块；9、导轨；10、柔性轴；11、磁性车轮；12、驱动器；13、导向连杆；14、LED灯；15、安装云台；16、磁粉通管；17、旋转开关。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明提出的一种汽轮机叶片磁粉探伤微型检测机器人，包括车体3，车体3安装有用于对汽轮机叶片表面喷洒磁粉的磁粉喷头6、用于对磁粉进行磁化的磁轭1、用于拍摄对于汽轮机叶片表面磁粉图片的摄像头2。
其中磁粉喷头6连接有磁粉罐5，磁粉罐5与车体3相分离，从而达到尽可能的减小车体3的体积及车体3的重量。并且磁轭1设置为两个，两个磁轭1对称设置于摄像头2两侧，车体3与两个磁轭1之间设置有驱动磁轭1上下移动并对磁粉进行磁化或退磁的驱动机构，驱动机构包括沿竖直方向滑动连接于车体3的电机容纳箱7，电机容纳箱7与磁轭1固定连接，电机容纳箱7内安装有驱动电机容纳箱7上下移动的驱动电机(图中未标注)，驱动电机与车体3之间通过齿轮齿条传动结构传动，并且通过驱动电机及相应的齿轮齿条传动结构驱动电机容纳箱7及磁轭1上下移动。电机容纳箱7与车体3之间设置有保持电机容纳箱7滑移方向的导向组件，导向组件设置为两组，两组导向组件对称设置于电机容纳箱7前后两侧，每组导向组件均包括固定连接于电机容纳箱7侧壁的滑块8，车体3固定连接有供滑块8上下滑移的导轨9，导轨9呈竖直设置。通过驱动电机及相应的齿轮齿条传动结构驱动电机容纳箱7及磁轭1上下移动，从而达到方便控制磁轭1靠近于汽轮机叶片表面或远离汽轮机叶片表面，当磁轭1靠近于汽轮机叶片表面时，磁轭1磁化汽轮机叶片表面对应位置的磁粉，然后通过摄像头2拍摄该位置磁粉分布图，并将摄像头2拍摄的磁粉分布图传输至计算机，然后通过人工智能算法进行计算并识别汽轮机叶片表面是否存在损伤；当汽轮机叶片表面对应位置拍摄完成时，去哦的那个电机容纳箱7及磁轭1向上移动，从而达到对磁粉进行退磁；并且通过两组导向组件可以有效固定住电机容纳箱7并控制电机容纳箱7上下移动。
车体3还设置有保持车体3在汽轮机叶片表面移动的移动机构，移动机构包括两个分设与车体3前后两端且相互平行的柔性轴10，柔性轴10具有柔性，并且在每个柔性轴10的两端均安装有柔性联轴器4，柔性联轴器4安装有磁性车轮11，磁性车轮11可以吸附于汽轮机叶片表面，并其中一个柔性轴10连接有驱动器12，驱动器12可以为电机等，另一个柔性轴10连接有控制车体3转向的导向连杆13，导向连杆13两端分别与柔性联轴器4连接。通过驱动器12驱动柔性轴10转动并驱动车体3相对于汽轮机叶片移动，并通过导向连接控制方向；由于柔性轴10及柔性联轴器4具有柔性，从而方便车体3实现汽轮机叶片表面的弯曲，同时通过磁性车轮11确保磁性车轮11吸附于汽轮机叶片表面，方便车体3在汽轮机叶片表面移动。
为了方便摄像头2拍摄清晰的磁粉图片，摄像头2周围安装有若干个LED灯14，并且摄像头2连接有安装云台15，通过安装云台15方便将摄像头2安装于车体3，并通过LED灯14提高摄像头2拍摄区域的亮度，提高拍摄磁粉图片的清晰度。
在磁粉罐5于磁粉喷头6之间安装有磁粉通管16，磁粉通管16靠近于磁粉罐5的一端安装有用于开闭磁粉通道的旋转开关17，且在磁粉通管16靠近于磁粉喷头6的一端有控制磁粉通管16内磁粉流量的电磁控制阀(图中未标注)，磁粉通管16连接有驱动磁粉管内的磁粉移动至磁粉喷头6位置的泵(图中未标注)。这样通过旋转开关17控制磁粉通道的开闭，并通管电磁控制阀控制磁粉通管16内的流量，方便控制磁粉喷头6喷洒磁粉范围。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (7)
1.一种汽轮机叶片磁粉探伤微型检测机器人，包括车体(3)，其特征在于：所述车体(3)设置有用于对汽轮机叶片表面喷洒磁粉的磁粉喷头(6)、用于对磁粉进行磁化的磁轭(1)、用于拍摄磁粉图片的摄像头(2)，所述喷头连接有磁粉罐(5)，所述车体(3)与磁轭(1)之间设置有驱动磁轭(1)上下移动并对磁粉进行磁化或退磁的驱动机构，驱动机构包括沿竖直方向滑动连接于所述车体(3)的电机容纳箱(7)、设置于所述电机容纳箱(7)内驱动所述电机容纳箱(7)上下移动的驱动电机、设置于所述电机容纳箱(7)与车体(3)之间限制所述电机容纳箱(7)滑移方向的导向组件，所述导向组件包括设置于所述电机容纳箱(7)侧壁的滑块(8)、固定连接于所述车体(3)并供所述滑块(8)上下滑移的导轨(9)，所述车体(3)设置有保持车体(3)沿汽轮机叶片表面移动的移动机构。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮机叶片磁粉探伤微型检测机器人，其特征在于：所述移动机构包括两个相互平行且转动连接于所述车体(3)的柔性轴(10)、四个分别设置于对应柔性轴(10)端面的柔性联轴器(4)、四个分别连接于所述柔性联轴器(4)的磁性车轮(11)、固定连接于车体(3)并驱动其中一个柔性轴(10)转动的驱动器(12)、设置于车体(3)并驱动车体(3)转向的导向连杆(13)，所述导向连杆(13)具有柔性且与另一个柔性轴(10)连接，所述磁性车轮(11)具有磁性并可吸附于汽轮叶片表面。
3.根据权利要求2所述的一种汽轮机叶片磁粉探伤微型检测机器人，其特征在于：所述摄像头(2)与所述车体(3)之间设置有供所述摄像头(2)安装的安装云台(15)，所述摄像头(2)周围设置有若干个LED灯(14)。
4.根据权利要求3所述的一种汽轮机叶片磁粉探伤微型检测机器人，其特征在于：所述磁粉罐(5)与所述车体(3)呈分离设置，且磁粉罐(5)与所述磁粉喷头(6)之间设置有磁粉通管(16)，所述磁粉通管(16)设置有旋转开关(17)。
5.根据权利要求3所述的一种汽轮机叶片磁粉探伤微型检测机器人，其特征在于：所述磁粉通管(16)连接有控制磁粉通管(16)内磁粉流量大小的电磁控制阀。
6.根据权利要求1所述的一种汽轮机叶片磁粉探伤微型检测机器人，其特征在于：所述磁轭(1)设置为两个，两个磁轭(1)对称设置于所述摄像头(2)的两侧。
7.根据权利要求1所述的一种汽轮机叶片磁粉探伤微型检测机器人，其特征在于：所述导向组件设置为两组，两组对称设置于所述电机容纳箱(7)的前后两侧。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Liu Jun Inventor after: Wei Han Lin Inventor after: Zhang Junze Inventor before: Liu Jun Inventor before: Wei Hanlin Inventor before: Zhang Junze |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190802 |