CN111379956A - 建筑用管道表面质量自动检测机器人及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了建筑用管道表面质量自动检测机器人及使用方法，它包括环形轨道组件，所述环形轨道组件的径向方向等间距安装有多个用于将其支撑在管道外壁上的弹性支撑机构，所述环形轨道组件上安装有用于绕着其环形行走的轨道行走机构，所述轨道行走机构上安装有沿着管道轴向行走扫描的轴向行走机构；所述轴向行走机构上安装有用于对管道外壁进行扫描检测的扫描仪器。此机器人能够用于建筑施工过程中，管类部件的表面质量检测使用，进而保证其检测质量，同时有效的提高了检测效率，降低了检测人员的劳动强度。

Description

建筑用管道表面质量自动检测机器人及使用方法
技术领域
本发明涉及建筑工程质量检测装置领域，特别是涉及一种建筑用管道表面质量自动检测机器人及使用方法。
背景技术
在建筑施工或者市政基础设施建设过程中，需要用到钢管或者混凝土管道，为了保证建筑质量，需要对这些管道部件进行质量检测，其中一项检测项目是，对管道的外表面进行外观质量检测，现有的检测方法是通过人工手持扫描仪对管道的外表面进行往复扫描，进而覆盖整个管道的外表面，再将扫描图像或者结果传输到工业计算机进行结果处理。
现有的人工手持扫描仪的检测方式，工作效率比较低，而且扫描过程中有容易出现漏检，或者扫描不到位的问题，这都在一定程度上影响检测结果。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供建筑用管道表面质量自动检测机器人及使用方法，此机器人能够用于建筑施工过程中，管类部件的表面质量检测使用，进而保证其检测质量，同时有效的提高了检测效率，降低了检测人员的劳动强度。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：建筑用管道表面质量自动检测机器人，它包括环形轨道组件，所述环形轨道组件的径向方向等间距安装有多个用于将其支撑在管道外壁上的弹性支撑机构，所述环形轨道组件上安装有用于绕着其环形行走的轨道行走机构，所述轨道行走机构上安装有沿着管道轴向行走扫描的轴向行走机构；所述轴向行走机构上安装有用于对管道外壁进行扫描检测的扫描仪器。
所述环形轨道组件包括第一层环形板，所述第一层环形板的外侧壁上固定有齿轮圈，所述齿轮圈的外侧壁上固定有第二层环形板，所述第一层环形板、齿轮圈和第二层环形板之间通过均布的锁紧螺栓固定相连，并构成多层结构。
所述齿轮圈的直径小于第一层环形板和第二层环形板的直径。
所述第一层环形板和第二层环形板的之间相等。
所述弹性支撑机构包括固定在环形轨道组件的第一层环形板上的导向套，所述导向套内部滑动配合安装有滑动支撑杆，所述滑动支撑杆的内端头安装有第一弧形支撑板，所述滑动支撑杆的外端头安装有第一手柄，所述滑动支撑杆的外部，并位于第一弧形支撑板和第一层环形板的内侧壁之间安装有压缩弹簧。
所述环形轨道组件的径向方向并与弹性支撑机构等间隔布置有多个螺杆锁紧支撑机构。
所述螺杆锁紧支撑机构包括固定在环形轨道组件的第一层环形板上的螺纹套，所述螺纹套上通过螺纹传动配合安装有锁紧螺杆，所述锁紧螺杆的内端头安装有用于和管道外壁相配合的第二弧形支撑板，所述锁紧螺杆的外端头安装有用于对其进行旋转的第二手柄。
所述轨道行走机构包括弧形移动板，所述弧形移动板的侧壁上分别安装有两组等半径布置的外轨道轮和内轨道轮，所述外轨道轮和内轨道轮分别与环形轨道组件的第二层环形板的外壁和内壁相夹紧配合；所述弧形移动板上通过主轴安装有齿轮，所述齿轮与环形轨道组件的齿轮圈构成齿轮传动配合，所述主轴通过主轴法兰座安装在弧形移动板的外侧壁上，所述主轴与安装在弧形移动板另一侧壁上的减速器的输出轴相连，所述减速器的输入轴与第一电机的输出轴相连。
所述轴向行走机构包括固定在轨道行走机构的弧形移动板上的第一导杆固定板，所述第一导杆固定板的外侧壁上固定有平行布置的导向杆，所述导向杆的另一端固定在第二导杆固定板上，所述导向杆上通过滑动配合安装有滑移座，所述滑移座与用于驱动其沿着导向杆滑动的同步带机构相连；
所述同步带机构包括电机固定板，所述电机固定板上固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴上安装有主动同步带轮，所述第二导杆固定板的侧壁上通过带轮安装板支撑安装有从动同步带轮，所述主动同步带轮和从动同步带轮之间安装有同步带，所述同步带通过卡板与滑移座固定相连。
所述建筑用管道表面质量自动检测机器人的使用方法，其特征在于它包括以下步骤：
步骤1：将用于对管道的外壁进行扫描检测的扫描仪器固定安装在轴向行走机构的滑移座上；
步骤2：通过弹性支撑机构将整个环形轨道组件支撑安装在待检测的管道的端头位置；
步骤3：通过螺杆锁紧支撑机构将对环形轨道组件进行进一步的固定，使其安装在管道的端头位置；
步骤4：启动轨道行走机构，通过第一电机驱动齿轮，通过齿轮与齿轮圈啮合传动，进而带动整个轨道行走机构沿着环形轨道组件环形移动；
步骤5：待轨道行走机构行走到管道的其中一个径向刻度时，启动轴向行走机构，通过轴向行走机构的第二电机驱动同步带，通过同步带带动滑移座沿着导向杆滑动，进而带动扫描仪器沿着管道轴向移动，实现管道的表面扫描；
步骤6：待一个轴线扫描完成之后，启动轨道行走机构，再次带动整个轴向行走机构移动一个径向角度；
步骤7：再次启动轴向行走机构并带动扫描仪器沿着管道轴向移动，实现管道的表面扫描；
步骤8：重复上述的步骤6~步骤7，直到所有的管道外壁被扫描完成。
本发明有如下有益效果：
1、此机器人能够用于建筑施工过程中，管类部件的表面质量检测使用，进而保证其检测质量，同时有效的提高了检测效率，降低了检测人员的劳动强度。
2、通过上述的环形轨道组件能够用于对轨道行走机构进行支撑，进而使其能够环向行走，通过采用多个结构能够分别对轨道行走机构的不同部件进行支撑。
3、通过上述的尺寸配合，一方面简化了零部件的制作，简化了其结构设计。另一方面其能够对齿轮圈进行有效的固定，同时能够对齿轮进行有效的限位，使其位于卡槽中。
4、通过上述的弹性支撑机构能够对环形轨道组件进行有效的支撑。
5、通过上述的螺杆锁紧支撑机构进一步的保证了对环形轨道组件支撑的可靠性。
6、通过上述的轨道行走机构能够带动整个扫描仪环向行走。
7、通过上述的同步带机构主要用于提供行走动力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明第一视角三维图。
图2为本发明第二视角三维图。
图中：环形轨道组件1、弹性支撑机构2、螺杆锁紧支撑机构3、管道5、轨道行走机构4、轴向行走机构6；
第一层环形板101、齿轮圈102、锁紧螺栓103、第二层环形板104；
第一手柄201、滑动支撑杆202、导向套203、压缩弹簧204、第一弧形支撑板205；
第二手柄301、锁紧螺杆302、螺纹套303、第二弧形支撑板304；
弧形移动板401、主轴402、齿轮403、主轴法兰座404、内轨道轮405、外轨道轮406、第一电机407、减速器408；
第二导杆固定板601、滑移座602、导向杆603、同步带604、从动同步带轮605、带轮安装板606、第一导杆固定板607、电机固定板608、主动同步带轮609。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
参见图1-2，建筑用管道表面质量自动检测机器人，它包括环形轨道组件1，所述环形轨道组件1的径向方向等间距安装有多个用于将其支撑在管道外壁上的弹性支撑机构2，所述环形轨道组件1上安装有用于绕着其环形行走的轨道行走机构4，所述轨道行走机构4上安装有沿着管道轴向行走扫描的轴向行走机构6；所述轴向行走机构6上安装有用于对管道外壁进行扫描检测的扫描仪器。此机器人能够用于建筑施工过程中，管类部件的表面质量检测使用，进而保证其检测质量，同时有效的提高了检测效率，降低了检测人员的劳动强度。具体工作过程中，通过弹性支撑机构2用于对环形轨道组件1进行支撑，进而使其支撑在管道5的端头，再启动轨道行走机构4带动整个轴向行走机构6沿着管道5环形行走，进而覆盖管道5的整个环向方位，再由轴向行走机构6带动扫描装置沿着管道5轴向行走，进而实现轴向扫描。
进一步的，所述环形轨道组件1包括第一层环形板101，所述第一层环形板101的外侧壁上固定有齿轮圈102，所述齿轮圈102的外侧壁上固定有第二层环形板104，所述第一层环形板101、齿轮圈102和第二层环形板104之间通过均布的锁紧螺栓103固定相连，并构成多层结构。通过上述的环形轨道组件1能够用于对轨道行走机构4进行支撑，进而使其能够环向行走，通过采用多个结构能够分别对轨道行走机构4的不同部件进行支撑。
进一步的，所述齿轮圈102的直径小于第一层环形板101和第二层环形板104的直径。通过上述的尺寸配合，一方面简化了零部件的制作，简化了其结构设计。另一方面其能够对齿轮圈102进行有效的固定，同时能够对齿轮进行有效的限位，使其位于卡槽中。
进一步的，所述第一层环形板101和第二层环形板104的之间相等。通过上述的尺寸简化了其结构。
进一步的，所述弹性支撑机构2包括固定在环形轨道组件1的第一层环形板101上的导向套203，所述导向套203内部滑动配合安装有滑动支撑杆202，所述滑动支撑杆202的内端头安装有第一弧形支撑板205，所述滑动支撑杆202的外端头安装有第一手柄201，所述滑动支撑杆202的外部，并位于第一弧形支撑板205和第一层环形板101的内侧壁之间安装有压缩弹簧204。通过上述的弹性支撑机构2能够对环形轨道组件1进行有效的支撑。其操作简单，在具体使用过程中，只需要拉动上述的滑动支撑杆202就可以根据不同的管径，将环形轨道组件1进行支撑，通过三组上述的支撑结构，保证了支撑的稳定性。
进一步的，所述环形轨道组件1的径向方向并与弹性支撑机构2等间隔布置有多个螺杆锁紧支撑机构3。进一步的，所述螺杆锁紧支撑机构3包括固定在环形轨道组件1的第一层环形板101上的螺纹套303，所述螺纹套303上通过螺纹传动配合安装有锁紧螺杆302，所述锁紧螺杆302的内端头安装有用于和管道外壁相配合的第二弧形支撑板304，所述锁紧螺杆302的外端头安装有用于对其进行旋转的第二手柄301。通过上述的螺杆锁紧支撑机构3进一步的保证了对环形轨道组件1支撑的可靠性，固定过程中，通过转动锁紧螺杆302，进而将第二弧形支撑板304支撑固定在管道5上。
进一步的，所述轨道行走机构4包括弧形移动板401，所述弧形移动板401的侧壁上分别安装有两组等半径布置的外轨道轮406和内轨道轮405，所述外轨道轮406和内轨道轮405分别与环形轨道组件1的第二层环形板104的外壁和内壁相夹紧配合；所述弧形移动板401上通过主轴402安装有齿轮403，所述齿轮403与环形轨道组件1的齿轮圈102构成齿轮传动配合，所述主轴402通过主轴法兰座404安装在弧形移动板401的外侧壁上，所述主轴402与安装在弧形移动板401另一侧壁上的减速器408的输出轴相连，所述减速器408的输入轴与第一电机407的输出轴相连。通过上述的轨道行走机构4能够带动整个扫描仪环向行走，工作过程中，通过第一电机407驱动齿轮403，通过齿轮403与齿轮圈102之间的齿轮传动配合，进而带动弧形移动板401沿着环形轨道组件1环向行走，同时带动轴向行走机构6整体环形行走。
进一步的，所述轴向行走机构6包括固定在轨道行走机构4的弧形移动板401上的第一导杆固定板607，所述第一导杆固定板607的外侧壁上固定有平行布置的导向杆603，所述导向杆603的另一端固定在第二导杆固定板601上，所述导向杆603上通过滑动配合安装有滑移座602，所述滑移座602与用于驱动其沿着导向杆603滑动的同步带机构相连；通过上述的轴向行走机构6主要带动整个扫描仪轴向行走扫描，工作过程中，通过同步带机构驱动上述的滑移座602沿着导向杆603滑动，进而使其沿着管道轴向行走。
进一步的，所述同步带机构包括电机固定板608，所述电机固定板608上固定安装有第二电机610，所述第二电机610的输出轴上安装有主动同步带轮609，所述第二导杆固定板601的侧壁上通过带轮安装板606支撑安装有从动同步带轮605，所述主动同步带轮609和从动同步带轮605之间安装有同步带604，所述同步带604通过卡板与滑移座602固定相连。通过上述的同步带机构主要用于提供行走动力，工作过程中，通过第二电机610驱动主动同步带轮609，通过主动同步带轮609驱动同步带604，进而通过同步带604带动滑移座602沿着导向杆603滑动。
实施例2：
所述建筑用管道表面质量自动检测机器人的使用方法，其特征在于它包括以下步骤：
步骤1：将用于对管道5的外壁进行扫描检测的扫描仪器固定安装在轴向行走机构6的滑移座602上；
步骤2：通过弹性支撑机构2将整个环形轨道组件1支撑安装在待检测的管道5的端头位置；
步骤3：通过螺杆锁紧支撑机构3将对环形轨道组件1进行进一步的固定，使其安装在管道5的端头位置；
步骤4：启动轨道行走机构4，通过第一电机407驱动齿轮403，通过齿轮403与齿轮圈102啮合传动，进而带动整个轨道行走机构4沿着环形轨道组件1环形移动；
步骤5：待轨道行走机构4行走到管道5的其中一个径向刻度时，启动轴向行走机构6，通过轴向行走机构6的第二电机610驱动同步带604，通过同步带604带动滑移座602沿着导向杆603滑动，进而带动扫描仪器沿着管道5轴向移动，实现管道的表面扫描；
步骤6：待一个轴线扫描完成之后，启动轨道行走机构4，再次带动整个轴向行走机构6移动一个径向角度；
步骤7：再次启动轴向行走机构6并带动扫描仪器沿着管道5轴向移动，实现管道的表面扫描；
步骤8：重复上述的步骤6~步骤7，直到所有的管道5外壁被扫描完成。

Claims (10)

1.建筑用管道表面质量自动检测机器人，其特征在于：它包括环形轨道组件（1），所述环形轨道组件（1）的径向方向等间距安装有多个用于将其支撑在管道外壁上的弹性支撑机构（2），所述环形轨道组件（1）上安装有用于绕着其环形行走的轨道行走机构（4），所述轨道行走机构（4）上安装有沿着管道轴向行走扫描的轴向行走机构（6）；所述轴向行走机构（6）上安装有用于对管道外壁进行扫描检测的扫描仪器。
2.根据权利要求1所述建筑用管道表面质量自动检测机器人，其特征在于：所述环形轨道组件（1）包括第一层环形板（101），所述第一层环形板（101）的外侧壁上固定有齿轮圈（102），所述齿轮圈（102）的外侧壁上固定有第二层环形板（104），所述第一层环形板（101）、齿轮圈（102）和第二层环形板（104）之间通过均布的锁紧螺栓（103）固定相连，并构成多层结构。
3.根据权利要求2所述建筑用管道表面质量自动检测机器人，其特征在于：所述齿轮圈（102）的直径小于第一层环形板（101）和第二层环形板（104）的直径。
4.根据权利要求2或3所述建筑用管道表面质量自动检测机器人，其特征在于：所述第一层环形板（101）和第二层环形板（104）的之间相等。
5.根据权利要求1所述建筑用管道表面质量自动检测机器人，其特征在于：所述弹性支撑机构（2）包括固定在环形轨道组件（1）的第一层环形板（101）上的导向套（203），所述导向套（203）内部滑动配合安装有滑动支撑杆（202），所述滑动支撑杆（202）的内端头安装有第一弧形支撑板（205），所述滑动支撑杆（202）的外端头安装有第一手柄（201），所述滑动支撑杆（202）的外部，并位于第一弧形支撑板（205）和第一层环形板（101）的内侧壁之间安装有压缩弹簧（204）。
6.根据权利要求1所述建筑用管道表面质量自动检测机器人，其特征在于：所述环形轨道组件（1）的径向方向并与弹性支撑机构（2）等间隔布置有多个螺杆锁紧支撑机构（3）。
7.根据权利要求6所述建筑用管道表面质量自动检测机器人，其特征在于：所述螺杆锁紧支撑机构（3）包括固定在环形轨道组件（1）的第一层环形板（101）上的螺纹套（303），所述螺纹套（303）上通过螺纹传动配合安装有锁紧螺杆（302），所述锁紧螺杆（302）的内端头安装有用于和管道外壁相配合的第二弧形支撑板（304），所述锁紧螺杆（302）的外端头安装有用于对其进行旋转的第二手柄（301）。
8.根据权利要求1所述建筑用管道表面质量自动检测机器人，其特征在于：所述轨道行走机构（4）包括弧形移动板（401），所述弧形移动板（401）的侧壁上分别安装有两组等半径布置的外轨道轮（406）和内轨道轮（405），所述外轨道轮（406）和内轨道轮（405）分别与环形轨道组件（1）的第二层环形板（104）的外壁和内壁相夹紧配合；所述弧形移动板（401）上通过主轴（402）安装有齿轮（403），所述齿轮（403）与环形轨道组件（1）的齿轮圈（102）构成齿轮传动配合，所述主轴（402）通过主轴法兰座（404）安装在弧形移动板（401）的外侧壁上，所述主轴（402）与安装在弧形移动板（401）另一侧壁上的减速器（408）的输出轴相连，所述减速器（408）的输入轴与第一电机（407）的输出轴相连。
9.根据权利要求1所述建筑用管道表面质量自动检测机器人，其特征在于：所述轴向行走机构（6）包括固定在轨道行走机构（4）的弧形移动板（401）上的第一导杆固定板（607），所述第一导杆固定板（607）的外侧壁上固定有平行布置的导向杆（603），所述导向杆（603）的另一端固定在第二导杆固定板（601）上，所述导向杆（603）上通过滑动配合安装有滑移座（602），所述滑移座（602）与用于驱动其沿着导向杆（603）滑动的同步带机构相连；
所述同步带机构包括电机固定板（608），所述电机固定板（608）上固定安装有第二电机（610），所述第二电机（610）的输出轴上安装有主动同步带轮（609），所述第二导杆固定板（601）的侧壁上通过带轮安装板（606）支撑安装有从动同步带轮（605），所述主动同步带轮（609）和从动同步带轮（605）之间安装有同步带（604），所述同步带（604）通过卡板与滑移座（602）固定相连。
10.权利要求1-9任意一项所述建筑用管道表面质量自动检测机器人的使用方法，其特征在于它包括以下步骤：
步骤1：将用于对管道（5）的外壁进行扫描检测的扫描仪器固定安装在轴向行走机构（6）的滑移座（602）上；
步骤2：通过弹性支撑机构（2）将整个环形轨道组件（1）支撑安装在待检测的管道（5）的端头位置；
步骤3：通过螺杆锁紧支撑机构（3）将对环形轨道组件（1）进行进一步的固定，使其安装在管道（5）的端头位置；
步骤4：启动轨道行走机构（4），通过第一电机（407）驱动齿轮（403），通过齿轮（403）与齿轮圈（102）啮合传动，进而带动整个轨道行走机构（4）沿着环形轨道组件（1）环形移动；
步骤5：待轨道行走机构（4）行走到管道（5）的其中一个径向刻度时，启动轴向行走机构（6），通过轴向行走机构（6）的第二电机（610）驱动同步带（604），通过同步带（604）带动滑移座（602）沿着导向杆（603）滑动，进而带动扫描仪器沿着管道（5）轴向移动，实现管道的表面扫描；
步骤6：待一个轴线扫描完成之后，启动轨道行走机构（4），再次带动整个轴向行走机构（6）移动一个径向角度；
步骤7：再次启动轴向行走机构（6）并带动扫描仪器沿着管道（5）轴向移动，实现管道的表面扫描；
步骤8：重复上述的步骤6~步骤7，直到所有的管道（5）外壁被扫描完成。
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