CN111776101B - 近距离精确可燃气体检测机器人及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于可燃气体检测技术领域，具体涉及一种近距离精确可燃气体检测机器人，包括吸气检测机构、行走机构以及清洁机构；行走机构包括机器人躯体，第一伸缩装置、第二伸缩装置以及驱动器；机器人躯体，第一伸缩装置均与驱动器连接，第二伸缩装置与机器人躯体连接；第一伸缩装置包括与罐体外壁相贴合的第一吸盘，第二伸缩装置包括与罐体外壁相贴合的第二吸盘，第一吸盘通过第一阀门与吸气检测机构的真空室相连通，第二吸盘通过第二阀门与吸气检测机构的真空室相连通；在驱动器的驱动作用下，第一伸缩装置与第二伸缩装置均能沿被检测罐体外壁自行走，第一吸盘与第二吸盘均能移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域进行负压吸附。
Description
技术领域
本发明属于可燃气体检测技术领域，具体涉及一种近距离精确可燃气体检测机器人及其使用方法。
背景技术
在可燃气体存储时，通常需利用到储气罐进行存储，储气罐在长时间的使用过程中，需要对其进行定期检查与维护，其中检查就包括有对储气罐外壁密封性的检测，传统的检测方式为操作人员带着检测仪器，亲自到储气罐的四周进行检测，该方式操作起来一方面费时费力，另一方面由于可燃气体包括有天然气或煤气，从而在人工检测过程中，存在误吸入或者爆炸的风险。
如公布号为CN 108225685A的中国专利公开的一种气体泄漏检测装置及其检测方法，能够在高空中对气密性容器的气体泄漏进行高效率以及高灵敏度检测，并且适用于大型柔性结构容器的气密性快速检测与定位。本发明利用爬行定位组件搭载质谱设备，在高空采用示踪气体法对飞艇单个漏点进行定量和定位，实现快速高效检测，另外本发明通过真空泵的快速抽气，在最短时间内将一定体积内的气体集中存储在真空室中，提高了气体收集能力；质谱设备利用循环风机对真空室中的集中混合气体进行抽样检测，提高了设备检测效率，该发明采用喷吹与集气单元进行气体采集，相对于一般的集气装置，增加了喷吹孔，提高了检测的灵敏度。吸盘本身的功能为负压吸附被检目标，同时还具有吸气功能。
但一种气体泄漏检测装置及其检测方法的方案中，爬行定位组件无法适应传统中外壁呈圆弧形的罐体，并且由于罐体的表面可能存在较多的灰尘，从而在吸盘负压吸附后，其灰尘容易进入至质谱设备内，进而对质谱设备造成损害。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中气体泄漏检测装置无法适应传统中外壁呈圆弧形的罐体并且罐体灰尘容易进入质谱设备内的问题，提出了一种近距离精确可燃气体检测机器人及其使用方法。
为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
近距离精确可燃气体检测机器人，对罐体外壁的密封性进行检测，包括吸气检测机构；吸气检测机构包括真空泵、真空室、循环风机以及质谱设备，循环风机、真空泵分别与真空室连接，质谱设备与循环风机连接，还包括行走机构与清洁机构；行走机构包括机器人躯体，第一伸缩装置、第二伸缩装置以及驱动器；机器人躯体，第一伸缩装置均与驱动器连接，第二伸缩装置与机器人躯体连接；第一伸缩装置包括与罐体外壁相贴合的第一吸盘，第二伸缩装置包括与罐体外壁相贴合的第二吸盘，第一吸盘通过第一阀门与真空室相连通，第二吸盘通过第二阀门与真空室相连通；在驱动器的驱动作用下，第一伸缩装置与第二伸缩装置均能沿被检测罐体外壁自行走，第一吸盘与第二吸盘均能移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域进行负压吸附。
进一步地，驱动器包括驱动齿轮与第一齿条板；驱动齿轮安装于机器人躯体外壁，第一齿条板与机器人躯体外壁限位滑动连接，第一齿条板与驱动齿轮啮合连接；第一齿条板与罐体外壁相平行；第一齿条板还与第一伸缩装置连接；在驱动齿轮的驱动下，第一齿条板、第一伸缩装置整体能沿罐体外壁运动，第一吸盘移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域；在驱动齿轮的驱动下，驱动齿轮、机器人躯体、第二伸缩装置整体能沿第一齿条板运动，第二吸盘移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域。
进一步地，罐体外壁为圆弧形，第一齿条板的形状为与罐体外壁相适配的圆弧形，第一齿条板能以罐体外圆弧面的圆心为转动中心进行转动。
进一步地，第一齿条板背离驱动齿轮的一侧开设有凹槽，机器人躯体安装有滚轮，滚轮嵌入凹槽内，第一齿条板通过滚轮与机器人躯体外壁限位滑动连接。
进一步地，第一伸缩装置、第二伸缩装置均对应连接一清洁机构，清洁机构包括第一转板、第二转板、气管以及喷气管；第一伸缩装置、第二伸缩装置均包括伸缩部与固定部；固定部与第一转板铰接，伸缩部与第二转板铰接，第二转板远离伸缩部的一端与第一转板铰接，气管与第一转板的外壁连接；气管一端通过气道切换机构与真空室连通，另一端套设于喷气管外；第二转板远离伸缩部的一端设有圆弧状排列的齿牙，喷气管外壁设有与齿牙相互啮合的第二齿条板。
进一步地，气道切换机构包括流通块与插块，流通块与固定部连接，插块与伸缩部连接；流通块设有供插块插入的插槽，流通块内还设有贯穿流通块的过气道，过气道与插槽连通；过气道一端通过一软管与真空室连通，另一端通过另一软管与气管连通；插块伸入插槽的部分设有贯穿插块的插道，插块沿插槽活动能使插道与过气道相连通。
进一步地，第一伸缩装置的伸缩部与第一吸盘连接，固定部与第一齿条板连接；第二伸缩装置的伸缩部与第二吸盘连接，固定部与机器人躯体连接。
进一步地，第一伸缩装置的数量至少为两个。
进一步地，第一伸缩装置与第二伸缩装置均为液压缸、螺旋移动机构或电动推杆当中的一种。
本发明还提供了近距离精确可燃气体检测机器人的使用方法，采用上述近距离精确可燃气体检测机器人，包括以下步骤，
S1：将第一伸缩装置、第二伸缩装置以及驱动器构成的行走机构整体放置在罐体外壁的待检测部位，并将行走机构与吸气检测机构连接完毕；
S2：将第一伸缩装置的第一吸盘抵接在罐体的外壁，随后开启真空泵并开启与第一阀门，控制第二阀门为关闭状态，使第一吸盘吸附于罐体外壁；第一吸盘可将与之相接触的罐体外壁处的气体吸入至吸气检测机构内；
S3：将第一吸盘保持吸附固定状态，第二阀门保持关闭状态；将第二吸盘抵接罐体外壁，关闭第一阀门，开启第二阀门，然后开启真空泵，使得第二吸盘吸附于罐体外壁；
S4：关闭第二阀门并开启第一阀门；随后真空泵内叶轮反向转动，解除第一吸盘的负压吸附，第二吸盘保持吸附状态；接着启动第一伸缩装置使第一伸缩装置的伸缩部收缩；第二伸缩装置通过第二吸盘固定于罐体外壁，第一伸缩装置在驱动器的驱动作用下沿罐体外壁运动，第一吸盘移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域；将第一伸缩装置的伸缩部伸出，使第一吸盘重新抵接罐体的外壁；随后真空泵开启，第一吸盘吸附在罐体外壁；
S5：开启第二阀门并关闭第一阀门；随后真空泵内叶轮的反向转动，解除第二吸盘的负压吸附；接着启动第二伸缩装置使第二吸盘脱离罐体的外壁；第一伸缩装置通过第一吸盘固定于罐体外壁，第二伸缩装置在驱动器的驱动作用下沿罐体外壁运动，第二吸盘移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域；将第二伸缩装置的伸缩部伸出，使第二吸盘重新抵接罐体的外壁，随后开启真空泵运作，使第二吸盘吸附于罐体外壁；第二吸盘可将与之相接触的罐体外壁处的气体吸入至吸气检测机构内；
S6：重复上述步骤，实现第一伸缩装置与第二伸缩装置沿罐体外壁自行走，对罐体的外壁进行检测。
进一步地，步骤S4中，第一伸缩装置的伸缩部收缩后，启动驱动器的驱动齿轮，驱动齿轮与驱动器的第一齿条板之间啮合传动，使得第一齿条板以罐体外圆弧面的圆心为转动中心进行转动，第一齿条板与第一伸缩装置整体沿罐体外壁运动，第一吸盘移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域；步骤S5中，驱动器的第一齿条板通过第一吸盘固定于罐体外壁，启动驱动器的驱动齿轮，驱动齿轮与第一齿条板之间啮合传动，使得驱动齿轮、机器人躯体以及第二伸缩装置整体沿第一齿条板运动，第二吸盘移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域。
进一步地，清洁机构的使用方法为：伸缩部收缩的过程并经过第二转板的联动，使得第一转板带动气管和喷气管一同转动一定的角度；气管通过气道切换机构与真空室相连通；真空泵内叶轮反向转动，对真空室进行输入气体，气体经喷气管吹向罐体的外壁；第二转板设置的圆弧状排列的齿牙与喷气管外壁设置的第二齿条板之间啮合传动，使得喷气管在转动的过程中，同时向罐体方向移动。
进一步地，气道切换机构的使用方法为：伸缩部的收缩使得插道与过气道相连通，气管通过两软管、过气道、插道与真空室相连通，真空泵内叶轮反向转动，对真空室进行输入气体，真空室内的气体传输至气管内并由喷气管吹向罐体的外壁；伸缩部的伸出使得插块的端部将过气道隔断，气管不再与真空室相连通。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
(1)本发明的行走机构自动沿罐体外壁行走，一方面节省了人力，另一方面避免了相关人员在检测过程中误吸入有害气体的风险；本发明的清洁机构在吸盘负压吸附前，可对罐体的外壁进行清洁工作，一方面便于吸盘进行吸附，另一方面避免吸盘将灰尘吸入至质谱设备内。
(2)本发明通过气道切换机构的设置，一方面在使得清洁机构可与吸盘同使用一个气体驱动源，减少了成本，另一方面通过插块的端部可将两个过气槽隔断，使得此时的气管不再与吸气检测机构相连通，进而避免了在吸盘进行负压吸附的过程中，灰尘由气管吸入的现象，进一步避免了灰尘进入至质谱设备内。
附图说明
图1为本实施例的行走机构第一状态图；
图2为图1中A处结构放大图；
图3为本实施例的行走机构第二状态图；
图4为图3中B处结构放大图；
图5为本实施例的行走机构第三状态图；
图6为本实施例的行走机构第四状态图；
图7为伸缩部收缩前气道切换机构的正视剖视图；
图8为伸缩部收缩后气道切换机构的正视剖视图；
图9为第一齿条板、机器人躯体、凹槽以及滚轮相互连接的侧视图；
图10为吸气检测机构、气道切换机构以及吸盘相互连接示意图。
图中，1-罐体、2-机器人躯体、3-驱动齿轮、4-第一齿条板、5-第一伸缩装置、6-第二伸缩装置、71第一吸盘、72第二吸盘、8-第一转板、9-第二转板、10-齿牙、11-气管、12-喷气管、13-第二齿条板、14-流通块、15-插块、16-过气道、17-插道、18-软管、19-凹槽、20-滚轮、21插槽、22真空泵、23真空室、24循环风机、25质谱设备。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步地描述，但本发明的保护范围并不仅仅限于此。
实施例一
如图1-10所示，本实施例近距离精确可燃气体检测机器人，对罐体1外壁的密封性进行检测，包括吸气检测机构、行走机构以及清洁机构。吸气检测机构包括真空泵22、真空室23、循环风机24以及质谱设备25，循环风机24、真空泵22分别与真空室23连接，质谱设备25与循环风机连接。真空泵22与真空室23连接，用于在检测前对真空室23进行抽真空处理，循环风机24连接真空室23与质谱设备25，将真空室23中的气体输入到质谱设备25，质谱设备25用于检测输入气体的气体成分以及气体浓度，以判断气密性容器中的气体是否发生泄露。待检测部通常为罐体1表面起连接密封作用的焊接部。行走机构包括机器人躯体2，第一伸缩装置5、第二伸缩装置6以及驱动器。机器人躯体2，第一伸缩装置5均与驱动器连接，第二伸缩装置6与机器人躯体2连接。第一伸缩装置5包括与罐体1外壁相贴合的第一吸盘71，第二伸缩装置6包括与罐体1外壁相贴合的第二吸盘72，第一吸盘71通过第一阀门与真空室23相连通，第二吸盘72通过第二阀门与真空室23相连通。通过吸盘实现机器人定位固定的同时，还进行气体采集。在驱动器的驱动作用下，第一伸缩装置5与第二伸缩装置6均能沿被检测罐体1外壁自行走，第一吸盘71与第二吸盘72均能移动至清洁机构清洁后的罐体1外壁区域。因此，本实施例的行走机构自动沿罐体1外壁行走，一方面节省了人力，另一方面避免了相关人员在检测过程中误吸入有害气体的风险；本实施例的清洁机构在吸盘负压吸附前，可对罐体1的外壁进行清洁工作，一方面便于吸盘进行吸附，另一方面避免吸盘将灰尘吸入至质谱设备25内。
如图1所示，驱动器包括驱动齿轮3与第一齿条板4。驱动齿轮3安装于机器人躯体2外壁，第一齿条板4与机器人躯体2外壁限位滑动连接，第一齿条板4与驱动齿轮3啮合连接。第一齿条板4与罐体1外壁相平行。第一齿条板4还与第一伸缩装置5连接。在驱动齿轮3的驱动下，第一齿条板4、第一伸缩装置5整体能沿罐体1外壁运动，第一吸盘71移动至清洁机构清洁后的罐体1外壁区域。在驱动齿轮3的驱动下，驱动齿轮3、机器人躯体2、第二伸缩装置6整体能沿第一齿条板4运动，第二吸盘72移动至清洁机构清洁后的罐体1外壁区域。本实施例的罐体1外壁为圆弧形，第一齿条板4的形状为与罐体1外壁相适配的圆弧形，第一齿条板4能以罐体1外圆弧面的圆心为转动中心进行转动。
清洁机构每次对罐体1外壁的清洁位置为吸盘在罐体1外壁的负压吸附点。使用时，将机器人躯体2放置在罐体1外壁的待检测部，并且在放置前可将待放置区域擦拭一下，减少表面的灰尘，以便初始放置过程中，吸盘更加顺畅的吸附在罐体1的外壁。具体为，将第一吸盘71抵接在罐体1的外壁，随后通过真空泵22的运作并开启第一阀门，此时第二阀门保持关闭状态，使得第一吸盘71吸附在罐体1的外壁并至图1所示状态，此过程中利用第一吸盘71可将与之相接触罐体1外壁处的气体吸入至吸气检测机构内，再由质谱设备25将收集到的气体进行成分分析并检测气体的浓度，以判断是否发生泄漏。
将机器人躯体2放置完成后，相关人员可远离罐体1，使机器人的行走机构自行沿罐体1的外壁进行行走并检测，一方面节省了人力，另一方面避免了相关人员在检测过程中误吸入有害气体的风险。行走过程具体为由图1所示状态开始时，此时图1中第一吸盘71保持吸附固定、第二阀门保持关闭，将第二吸盘72抵接在罐体1的外壁，关闭第一阀门并开启第二阀门。然后再次通过真空泵22的运作，使得第二吸盘72吸附在罐体1的外壁，然后关闭第二阀门并开启第一阀门，随后通过真空泵22内叶轮的反向转动，继而解除第一吸盘71的负压吸附。紧接着启动第一伸缩装置5，由第一伸缩装置5伸缩部的收缩，使得第一吸盘71脱离罐体1外壁并至图3所示状态，同时此过程中通过清洁机构的运作，可将罐体1外壁的灰尘吹走，一方面便于第一吸盘71进行吸附，另一方面避免第一吸盘71将灰尘吸入至质谱设备25内。
当第一吸盘71脱离罐体1的外壁后，由于此时的机器人躯体2被第二吸盘72吸附固定在罐体1上，驱动齿轮3由固定安装在机器人躯体2上的电机驱动转动。继而通过驱动齿轮3的转动并经驱动齿轮3与圆弧状的第一齿条板4之间啮合传动的过程，使得圆弧状的第一齿条板4以罐体1外圆弧面的圆心为转动中心进行转动。随后如图5所示，第一吸盘71移动至管气管12清洁后罐体1外壁的区域后，关闭驱动齿轮3的运作，然后通过第一伸缩装置5伸缩部的伸出，使得第一吸盘71重新抵接于罐体1外壁。随后通过真空泵22的运作，使得第一吸盘71吸附在罐体1的外壁并至图5所示状态，再然后开启第二阀门并关闭第一阀门，通过真空泵22内叶轮的反向转动，继而解除第二吸盘72的负压吸附。紧接着启动第二伸缩装置6，使得第二吸盘72脱离罐体1的外壁。由于此时的圆弧状的第一齿条板4被第一吸盘71吸附固定在罐体1上，继而通过驱动齿轮3的转动，使得机器人躯体2沿第一齿条板4的圆弧方向进行转动并至图6所示状态后，通过第二伸缩装置6伸缩部的伸出，使得第二吸盘72重新抵接罐体1的外壁。随后通过真空泵22的运作，使得第二吸盘72吸附在罐体1的外壁。如此重复，即可实现行走机构沿罐体1的外壁进行行走，并且通过吸盘在吸附罐体1外壁定位的同时，进行气体采集，以便检测。
如图1与图9所示，第一齿条板4背离驱动齿轮3的一侧开设有凹槽19，机器人躯体2安装有滚轮20，滚轮20嵌入凹槽19内，第一齿条板4通过滚轮20与机器人躯体2外壁限位滑动连接。滚轮20的数量为一个或数个。本实施例机器人躯体2的外壁固定安装有两个滚轮20，两个滚轮20分别设置在驱动齿轮3的两侧，这样两个滚轮20、驱动齿轮3构成三角关系，使得第一齿条板4与机器人躯体2配合更加稳固。通过将滚轮20嵌入至凹槽19内，为第一齿条板4的运动提供了支撑与导向的作用，使得第一齿条板4可始终保持与驱动齿轮3的啮合关系。如图2、图4所示，第一伸缩装置5、第二伸缩装置6均对应连接一清洁机构。图中为了表示便捷，仅画出了第一伸缩装置5对应的清洁机构。清洁机构包括第一转板8、第二转板9、气管11以及管气管12。第一伸缩装置5、第二伸缩装置6均包括伸缩部与固定部。固定部与第一转板8铰接，伸缩部与第二转板9铰接，第二转板9远离伸缩部的一端与第一转板8铰接，气管11与第一转板8的外壁连接。气管11一端通过气道16切换机构与真空室23连通，另一端套设于管气管12外。第二转板9远离伸缩部的一端设有圆弧状排列的齿牙10，管气管12外壁设有与齿牙10相互啮合的第二齿条板13。在第一伸缩装置5伸缩部收缩的过程并经第二转板9的联动，使得第一转板8带动气管11和管气管12一同转动一定的角度，继而配合气道切换机构，使得真空室23与气管11相连通，然后通过真空泵22内叶轮反向转动的过程中，对真空室23进行输入气体，管气管12即可将罐体1外壁的灰尘吹走，同时经齿牙1010与第二齿条板13之间的啮合传动过程，使得管气管12在转动的过程，可同时向罐体1方向移动，使得管气管12的喷出口可始终与罐体1保持最佳的清洁距离。
如图7、图8所示，气道切换机构包括流通块14与插块15，流通块14与固定部连接，插块15与伸缩部连接。流通块14设有供插块15插入的插槽21，流通块14内还设有贯穿流通块14的过气道16，过气道16与插槽21连通。过气道16一端通过一软管18与真空室23连通，另一端通过另一软管18与气管11连通。插块15伸入插槽21的部分设有贯穿插块15的插道17，插块15沿插槽21活动能使插道17与过气道16相连通。第一伸缩装置5伸缩部收缩的初期，插道17即可与过气道16相连通，从而气管11通过两个软管18、过气道16、插道17即可与真空室23相连通，进而通过此时真空泵22内叶轮反向转动的过程中，对真空室23进行输入气体，继而即可将输出的气体分流传输至气管11内。在第一伸缩装置5伸缩部收缩前，插块15的端部可将过气道16隔断，使得此时的气管11不再与吸气检测机构相连通，进而避免了在吸盘进行负压吸附的过程中，灰尘由气管11吸入的现象，进一步避免了灰尘进入至质谱设备25内。
第一伸缩装置5的伸缩部与第一吸盘71连接，固定部与第一齿条板4连接。第一伸缩装置5的伸缩部的伸出与收缩，分别带动第一吸盘71靠近或远离罐体1外壁。第二伸缩装置6的伸缩部与第二吸盘72连接，固定部与机器人躯体2连接。第二伸缩装置6的伸缩部的伸出与收缩，分别带动第二吸盘72靠近或远离罐体1外壁。第一伸缩装置5的数量至少为两个，结合图1所示，通过两个第一伸缩装置5，使得在机器人躯体2沿第一齿条板4的圆弧方向进行转动时，第一齿条板4更加稳定。第一伸缩装置5和第二伸缩装置6具体为液压缸、螺旋移动机构或电动推杆。
实施例二
基于实施例一的基础上，本实施例提出了近距离精确可燃气体检测机器人的使用方法，包括以下步骤，
S1：将第一伸缩装置、第二伸缩装置以及驱动器构成的行走机构整体放置在罐体外壁的待检测部位，并将行走机构与吸气检测机构连接完毕；
S2：将第一伸缩装置的第一吸盘抵接在罐体的外壁，随后开启真空泵并开启与第一阀门，控制第二阀门为关闭状态，使第一吸盘吸附于罐体外壁；第一吸盘可将与之相接触的罐体外壁处的气体吸入至吸气检测机构内；
S3：将第一吸盘保持吸附固定状态，第二阀门保持关闭状态；将第二吸盘抵接罐体外壁，关闭第一阀门，开启第二阀门，然后开启真空泵，使得第二吸盘吸附于罐体外壁；
S4：关闭第二阀门并开启第一阀门；随后真空泵内叶轮反向转动，解除第一吸盘的负压吸附，第二吸盘保持吸附状态；接着启动第一伸缩装置使第一伸缩装置的伸缩部收缩；第二伸缩装置通过第二吸盘固定于罐体外壁，第一伸缩装置在驱动器的驱动作用下沿罐体外壁运动，第一吸盘移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域；将第一伸缩装置的伸缩部伸出，使第一吸盘重新抵接罐体的外壁；随后真空泵开启，第一吸盘吸附在罐体外壁；
S5：开启第二阀门并关闭第一阀门；随后真空泵内叶轮的反向转动，解除第二吸盘的负压吸附；接着启动第二伸缩装置使第二吸盘脱离罐体的外壁；第一伸缩装置通过第一吸盘固定于罐体外壁，第二伸缩装置在驱动器的驱动作用下沿罐体外壁运动，第二吸盘移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域；将第二伸缩装置的伸缩部伸出，使第二吸盘重新抵接罐体的外壁，随后开启真空泵运作，使第二吸盘吸附于罐体外壁；第二吸盘可将与之相接触的罐体外壁处的气体吸入至吸气检测机构内；
S6：重复上述步骤，实现第一伸缩装置与第二伸缩装置沿罐体外壁自行走，对罐体的外壁进行检测。
其中，步骤S3-S6为第一吸盘与第二吸盘需要更换检测点时的具体操作。步骤S4中，第一伸缩装置的伸缩部收缩后，启动启动器的驱动齿轮，驱动齿轮与启动器的第一齿条板之间啮合传动，使得第一齿条板以罐体外圆弧面的圆心为转动中心进行转动，第一齿条板与第一伸缩装置整体沿罐体外壁运动，第一吸盘移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域。步骤S5中，驱动器的第一齿条板通过第一吸盘固定于罐体外壁，启动驱动器的驱动齿轮，驱动齿轮与第一齿条板之间啮合传动，使得驱动齿轮、机器人躯体以及第二伸缩装置整体沿第一齿条板运动，第二吸盘移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域。
步骤S4与步骤S5中清洁机构的清洁过程均为：伸缩部收缩的过程并经过第二转板的联动，使得第一转板带动气管和喷气管一同转动一定的角度；气管通过气道切换机构与真空室相连通；真空泵内叶轮反向转动，对真空室进行输入气体，气体经喷气管吹向罐体的外壁；第二转板设置的圆弧状排列的齿牙与喷气管外壁设置的第二齿条板之间啮合传动，使得喷气管在转动的过程中，同时向罐体方向移动。气道切换机构的切换过程为：伸缩部的收缩使得插道与过气道相连通，气管通过两软管、过气道、插道与真空室相连通，真空泵内叶轮反向转动，对真空室进行输入气体，真空室内的气体传输至气管内并由喷气管吹向罐体的外壁。伸缩部的伸出使得插块的端部将过气道隔断，气管不再与真空室相连通，避免吸盘进行负压吸附时灰尘由送气体管吸入。
实施例一与实施例二的工作原理为：
使用时，将机器人躯体2放置在罐体1外壁的待检测部，并且在放置前可将待放置区域擦拭一下，减少表面的灰尘，以便初始放置过程中，吸盘更加顺畅的吸附在罐体1的外壁。具体为，将第一吸盘71抵接在罐体1的外壁，随后通过真空泵22的运作并开启第一阀门，此时第二阀门保持关闭状态，使得第一吸盘71吸附在罐体1的外壁并至图1所示状态，此过程中利用第一吸盘71可将与之相接触罐体1外壁处的气体吸入至吸气检测机构内，再由质谱设备25将收集到的气体进行成分分析并检测气体的浓度，以判断是否发生泄漏。
在上述将机器人躯体2放置完成后，相关人员可远离罐体1，使机器人的行走机构自行沿罐体1的外壁进行行走并检测，一方面节省了人力，另一方面避免了相关人员在检测过程中误吸入有害气体的风险。行走过程具体为由图1所示状态开始时，此时图1中第一吸盘71保持吸附固定、第二阀门保持关闭，将将第二吸盘72抵接在罐体1的外壁，关闭第一阀门并开启第二阀门。然后再次通过真空泵22的运作，使得第二吸盘72吸附在罐体1的外壁，然后关闭第二阀门并开启第一阀门，随后通过真空泵22内叶轮的反向转动，继而解除第一吸盘71的负压吸附。
紧接着启动第一伸缩装置5，由第一伸缩装置5伸缩部的收缩，此过程中保持真空泵22内叶轮的反向转动，继而结合图7和图8所示状态，使得在第一伸缩装置5伸缩部收缩的初期，插道17即可与过气道16相连通，从而气管11通过两个软管18、过气道16、插道17即可与真空室23相连通，进而通过此时真空泵22内叶轮反向转动的过程中，对真空室23进行输入气体，继而即可将输出的气体分流传输至气管11内。同时在第一伸缩装置5伸缩部收缩前，通过图7中插块15的端部可将过气道16隔断，使得此时的气管11不再与吸气检测机构相连通，进而避免了在吸盘进行负压吸附的过程中，灰尘由气管11吸入的现象，进一步避免了灰尘进入至质谱设备25内。
第一吸盘71脱离罐体1外壁并至图3所示状态，同时结合图2和图4所示，在第一伸缩装置5伸缩部收缩的过程并经第二转板9的联动，使得第一转板8带动气管11和管气管12一同转动一定的角度，继而配合真空泵22内叶轮反向转动的过程中，对真空室23进行输入气体，管气管12可将罐体1外壁的灰尘吹走，一方面便于吸盘进行吸附，另一方面避免吸盘将灰尘吸入至质谱设备25内。当第一吸盘71脱离罐体1的外壁后，由于此时的机器人躯体2被第二吸盘72吸附固定在罐体1上，驱动齿轮3由固定安装在机器人躯体2上的电机驱动转动。继而通过驱动齿轮3的转动并经驱动齿轮3与第一齿条板4之间啮合传动的过程，使得第一齿条板4以罐体1外圆弧面的圆心为转动中心进行转动。随后如图5所示，第一吸盘71移动至管气管12清洁后罐体1外壁的区域后，关闭驱动齿轮3的运作，然后通过第一伸缩装置5伸缩部的伸出，使得第一吸盘71重新抵接罐体1的外壁。
随后通过真空泵22的运作，使得第一吸盘71吸附在罐体1的外壁并至图5所示状态，再然后开启第二阀门并关闭第一阀门，通过真空泵22内叶轮的反向转动，继而解除伸缩第二吸盘72的负压吸附。紧接着启动第二伸缩装置6，使得第二吸盘72脱离罐体1的外壁。由于此时的第一齿条板4被第一吸盘71吸附固定在罐体1上，继而通过驱动齿轮3的转动，使得机器人躯体2沿第一齿条板4的圆弧方向进行转动并至图6所示状态后，通过第二伸缩装置6伸缩部的伸出，使得第二吸盘72重新抵接罐体1的外壁。随后通过真空泵22的运作，使得第二吸盘72吸附在罐体1的外壁。如此重复，即可实现行走机构沿罐体1的外壁进行行走，并且通过吸盘在吸附罐体1外壁定位的同时，进行气体采集，以便检测。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.近距离精确可燃气体检测机器人，对罐体(1)外壁的密封性进行检测，包括吸气检测机构；吸气检测机构包括真空泵(22)、真空室(23)、循环风机(24)以及质谱设备(25)，循环风机(24)、真空泵(22)分别与真空室(23)连接，质谱设备(25)与循环风机(24)连接，其特征在于：
还包括行走机构与清洁机构；
所述行走机构包括机器人躯体(2)，第一伸缩装置(5)、第二伸缩装置(6)以及驱动器；机器人躯体(2)，第一伸缩装置(5)均与驱动器连接，第二伸缩装置(6)与机器人躯体(2)连接；第一伸缩装置(5)包括与罐体(1)外壁相贴合的第一吸盘(71)，第二伸缩装置(6)包括与罐体(1)外壁相贴合的第二吸盘(72)，第一吸盘(71)通过第一阀门与真空室(23)相连通，第二吸盘(72)通过第二阀门与真空室(23)相连通；
在驱动器的驱动作用下，第一伸缩装置(5)与第二伸缩装置(6)均能沿被检测罐体(1)外壁自行走，第一吸盘(71)与第二吸盘(72)均能移动至清洁机构清洁后的罐体(1)外壁区域进行负压吸附；
第一伸缩装置(5)、第二伸缩装置(6)均对应连接一清洁机构，清洁机构包括第一转板(8)、第二转板(9)、气管(11)以及喷气管(12)；第一伸缩装置(5)、第二伸缩装置(6)均包括伸缩部与固定部；固定部与第一转板(8)铰接，伸缩部与第二转板(9)铰接，第二转板(9)远离伸缩部的一端与第一转板(8)铰接，气管(11)与第一转板(8)的外壁连接；气管(11)一端通过气道切换机构与真空室(23)连通，另一端套设于喷气管(12)外；第二转板(9)远离伸缩部的一端设有圆弧状排列的齿牙(10)，喷气管(12)外壁设有与齿牙(10)相互啮合的第二齿条板(13)。
2.根据权利要求1所述的近距离精确可燃气体检测机器人，其特征在于：
所述驱动器包括驱动齿轮(3)与第一齿条板(4)；驱动齿轮(3)安装于机器人躯体(2)外壁，第一齿条板(4)与机器人躯体(2)外壁限位滑动连接，第一齿条板(4)与驱动齿轮(3)啮合连接；第一齿条板(4)与罐体(1)外壁相平行；
第一齿条板(4)还与第一伸缩装置(5)连接；在驱动齿轮(3)的驱动下，第一齿条板(4)、第一伸缩装置(5)整体能沿罐体(1)外壁运动，第一吸盘(71)移动至清洁机构清洁后的罐体(1)外壁区域；在驱动齿轮(3)的驱动下，驱动齿轮(3)、机器人躯体(2)、第二伸缩装置(6)整体能沿第一齿条板(4)运动，第二吸盘(72)移动至清洁机构清洁后的罐体(1)外壁区域。
3.根据权利要求2所述的近距离精确可燃气体检测机器人，其特征在于：
所述第一齿条板(4)背离驱动齿轮(3)的一侧开设有凹槽(19)，机器人躯体(2)安装有滚轮(20)，滚轮(20)嵌入凹槽(19)内，第一齿条板(4)通过滚轮(20)与机器人躯体(2)外壁限位滑动连接。
4.根据权利要求1所述的近距离精确可燃气体检测机器人，其特征在于：
气道切换机构包括流通块(14)与插块(15)，流通块(14)与固定部连接，插块(15)与伸缩部连接；流通块(14)设有供插块(15)插入的插槽(21)，流通块(14)内还设有贯穿流通块(14)的过气道(16)，过气道(16)与插槽(21)连通；过气道(16)一端通过一软管(18)与真空室(23)连通，另一端通过另一软管(18)与气管(11)连通；插块(15)伸入插槽(21)的部分设有贯穿插块(15)的插道(17)，插块(15)沿插槽(21)活动能使插道(17)与过气道(16)相连通。
5.根据权利要求1或4所述的近距离精确可燃气体检测机器人，其特征在于：
第一伸缩装置(5)的伸缩部与第一吸盘(71)连接，固定部与第一齿条板(4)连接；第二伸缩装置(6)的伸缩部与第二吸盘(72)连接，固定部与机器人躯体(2)连接。
6.近距离精确可燃气体检测机器人的使用方法，采用权利要求1-5任一项所述的近距离精确可燃气体检测机器人，其特征在于包括以下步骤，
S1：将第一伸缩装置、第二伸缩装置以及驱动器构成的行走机构整体放置在罐体外壁的待检测部位，并将行走机构与吸气检测机构连接完毕；
S2：将第一伸缩装置的第一吸盘抵接在罐体的外壁，随后开启真空泵并开启与第一阀门，控制第二阀门为关闭状态，使第一吸盘吸附于罐体外壁；第一吸盘可将与之相接触的罐体外壁处的气体吸入至吸气检测机构内；
S3：将第一吸盘保持吸附固定状态，第二阀门保持关闭状态；将第二吸盘抵接罐体外壁，关闭第一阀门，开启第二阀门，然后开启真空泵，使得第二吸盘吸附于罐体外壁；
S4：关闭第二阀门并开启第一阀门；随后真空泵内叶轮反向转动，解除第一吸盘的负压吸附，第二吸盘保持吸附状态；接着启动第一伸缩装置使第一伸缩装置的伸缩部收缩；第二伸缩装置通过第二吸盘固定于罐体外壁，第一伸缩装置在驱动器的驱动作用下沿罐体外壁运动，第一吸盘移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域；将第一伸缩装置的伸缩部伸出，使第一吸盘重新抵接罐体的外壁；随后真空泵开启，第一吸盘吸附在罐体外壁；
S5：开启第二阀门并关闭第一阀门；随后真空泵内叶轮的反向转动，解除第二吸盘的负压吸附；接着启动第二伸缩装置使第二吸盘脱离罐体的外壁；第一伸缩装置通过第一吸盘固定于罐体外壁，第二伸缩装置在驱动器的驱动作用下沿罐体外壁运动，第二吸盘移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域；将第二伸缩装置的伸缩部伸出，使第二吸盘重新抵接罐体的外壁，随后开启真空泵运作，使第二吸盘吸附于罐体外壁；第二吸盘可将与之相接触的罐体外壁处的气体吸入至吸气检测机构内；
S6：重复上述步骤，实现第一伸缩装置与第二伸缩装置沿罐体外壁自行走，对罐体的外壁进行检测。
7.根据权利要求6所述的近距离精确可燃气体检测机器人的使用方法，其特征在于，
步骤S4中，第一伸缩装置的伸缩部收缩后，启动驱动器的驱动齿轮，驱动齿轮与驱动器的第一齿条板之间啮合传动，使得第一齿条板以罐体外圆弧面的圆心为转动中心进行转动，第一齿条板与第一伸缩装置整体沿罐体外壁运动，第一吸盘移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域；
步骤S5中，驱动器的第一齿条板通过第一吸盘固定于罐体外壁，启动驱动器的驱动齿轮，驱动齿轮与第一齿条板之间啮合传动，使得驱动齿轮、机器人躯体以及第二伸缩装置整体沿第一齿条板运动，第二吸盘移动至清洁机构清洁后的罐体外壁区域。
8.根据权利要求6所述的近距离精确可燃气体检测机器人的使用方法，其特征在于，
清洁机构的使用方法为：伸缩部收缩的过程并经过第二转板的联动，使得第一转板带动气管和喷气管一同转动一定的角度；气管通过气道切换机构与真空室相连通；真空泵内叶轮反向转动，对真空室进行输入气体，气体经喷气管吹向罐体的外壁；第二转板设置的圆弧状排列的齿牙与喷气管外壁设置的第二齿条板之间啮合传动，使得喷气管在转动的过程中，同时向罐体方向移动。
9.根据权利要求8所述的近距离精确可燃气体检测机器人的使用方法，其特征在于，
气道切换机构的使用方法为：伸缩部的收缩使得插道与过气道相连通，气管通过两软管、过气道、插道与真空室相连通，真空泵内叶轮反向转动，对真空室进行输入气体，真空室内的气体传输至气管内并由喷气管吹向罐体的外壁；伸缩部的伸出使得插块的端部将过气道隔断，气管不再与真空室相连通。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231113 Address after: No. 1751 Binsheng Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province, 310000 Patentee after: Zhejiang Provincial Natural Gas Development Co.,Ltd. Address before: Zheneng second building, 1751 Binsheng Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province 310052 Patentee before: ZHEJIANG ZHENENG NATURAL GAS OPERATION CO.,LTD. |
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