CN113820396B - 一种密集阵列管道中管道相贯面的缺陷检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种密集阵列管道中管道相贯面的缺陷检测设备，包括通道扫查模块、周向扫查模块和导杆；通道扫查模块通过直线驱动装置与导杆连接，通道扫查模块沿导杆轴线运动，用于扫查管道间的通道；多个周向扫查模块固定安装于导杆上，且不干扰通道扫查模块的运动，每个周向扫查模块与单个管道对应，周向扫查模块通过能够打开/闭合的夹持装置固定于管道的外壁，夹持装置上安装有周向扫查机构，用于扫查对应管道的周围。本发明体积小、重量轻，适于狭小空间，包括绕管道的周向扫查检测和沿管道间的通道扫查检测，覆盖全面，提高了检测效果，安全、高效。
Description
技术领域
本发明属于缺陷检测技术领域，涉及一种密集阵列管道中管道相贯面的缺陷检测设备。
背景技术
火力发电是当前主要的发电方式，在经过一系列能量转换后最后需要冷凝水对其进行冷却，冷凝管连接两端处非常狭小，在正常使用中可以采用检测管道缺陷的机器人在其狭小空间中进行检测，但对于与管道贯穿件相贯的平台表面的检测并没有一套合适的设备。电厂运行后，其高温环境无法让人工检测，必须使用远程自动化设备检验，但是现场空间狭小，限制了设备活动范围。目前主要还是采用视频检测系统，一旦发现与管道贯穿件相贯平台表面出现裂纹腐蚀等较大缺陷或发生泄漏时，才能发现。没有合理有效的检测装备对其进行缺陷检测，评估效果并不是很好。并且对于密集管道空间内检测与密集管道相贯的外表面的难度十分大，其空间狭小、管道密集、检测外表面复杂的环境对其中的缺陷检测提出巨大的挑战。在工业上也常常用到密集管道的装置，但是对其相贯面的检测主要还是靠人工进行，环境的限制使检测结果并不如意。
所以，基于这种与管道贯穿件相贯外表面平台缺陷检测的要求，设计一款与密集管道相贯物的外表面缺陷检测设备是十分有必要的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种密集阵列管道中管道相贯面的缺陷检测设备，体积小、重量轻，适于狭小空间，包括绕管道的周向扫查检测和沿管道间的通道扫查检测，覆盖全面，提高了检测效果，安全、高效。
本发明所采用的技术方案是，一种密集阵列管道中管道相贯面的缺陷检测设备，包括通道扫查模块、周向扫查模块和导杆；
所述通道扫查模块通过直线驱动装置与导杆连接，通道扫查模块沿导杆轴线运动，用于扫查管道间的通道；
多个所述周向扫查模块固定安装于导杆上，且不干扰通道扫查模块的运动，每个周向扫查模块与单个管道对应，周向扫查模块通过能够打开/闭合的夹持装置固定于管道的外壁，夹持装置上安装有周向扫查机构，用于扫查对应管道的周围。
进一步的，所述夹持装置包括两个相互铰接的弧形夹持机构，两个弧形夹持机构能够组成有缺口的圆弧形，两个弧形夹持机构分别与直线驱动机构的伸缩杆铰接，直线驱动机构的伸缩驱动两个弧形夹持机构闭合或张开。
进一步的，所述周向扫查机构包括第二探头组件、夹持爪、旋转爪，夹持爪与旋转爪相互配合组成弧形夹持机构，且夹持爪与旋转爪滑动连接，旋转爪与周向驱动装置连接，用于驱动旋转爪相对夹持爪周向移动，所述第二探头组件与旋转爪连接。
进一步的，所述周向驱动装置为弧形齿轮齿条传动组件，弧形齿轮齿条传动组件的弧形齿条设于夹持爪的外缘，弧形齿轮齿条传动组件的齿轮与回转驱动装置的输出轴固定连接，弧形齿轮齿条传动组件的齿轮通过齿轮座与旋转爪固定连接；所述回转驱动装置通过弧形齿轮齿条传动组件驱动旋转爪相对夹持爪周向移动。
进一步的，所述周向扫查机构还包括第三丝杠螺母组件、第三齿轮齿条传动组件、第三直线导轨滑块组件；第三丝杠螺母组件的丝杠一端与旋转爪转动连接，丝杠另一端与回转驱动装置的输出轴固定连接，丝杠水平且沿管道的径向安装；
第三丝杠螺母组件的螺母座与第三齿轮齿条传动组件的齿条、第三直线导轨滑块组件的轨道固定连接，第三齿轮齿条传动组件的齿条、第三直线导轨滑块组件的轨道均与管道轴线平行；第三齿轮齿条传动组件的齿轮与回转驱动装置的输出轴固定连接，第三齿轮齿条传动组件的齿轮通过齿轮座与第三直线导轨滑块组件的滑块固定连接，第三直线导轨滑块组件的滑块与周向扫查机构的第二探头组件连接。
进一步的，所述直线驱动装置包括第一直线导轨滑块组件、第一齿轮齿条传动组件，第一直线导轨滑块组件的导轨与导杆固定连接且与导杆平行，第一直线导轨滑块组件的滑块通过齿轮座与第一齿轮齿条传动组件的齿轮固定连接，第一齿轮齿条传动组件的齿轮与回转驱动装置的输出轴固定连接，第一齿轮齿条传动组件的齿条与导杆平行；第一直线导轨滑块组件的滑块与通道扫查模块连接。
进一步的，所述通道扫查模块包括第一丝杠螺母机构、第二齿轮齿条传动组件、第二直线导轨滑块组件、第一探头组件；第一直线导轨滑块组件的滑块与第一丝杠螺母机构的丝杠通过轴承转动连接，第一丝杠螺母机构的螺母座与第二丝杠螺母机构的丝杆通过轴承转动连接，第一丝杠螺母机构与第二丝杠螺母机构平行设置，且均沿管道间通道的宽度方向布置，第一丝杠螺母机构、第二丝杠螺母机构的丝杠分别与对应的回转驱动装置输出轴固定连接；
第二丝杠螺母机构的螺母座与第二齿轮齿条传动组件的齿条、第二直线导轨滑块组件的导轨固定连接，第二直线导轨滑块组件的导轨、第二齿轮齿条传动组件的齿条均与管道的轴线平行，第二齿轮齿条传动组件的齿轮与回转驱动装置的输出轴固定连接，第二齿轮齿条传动组件的齿轮通过齿轮座与第二直线导轨滑块组件的滑块固定连接，第二直线导轨滑块组件的滑块与第一探头组件连接。
进一步的，两个所述旋转爪分别通过周向传动组件与对应的夹持爪传动连接，两个周向传动组件的传动比相同。
进一步的，所述夹持爪和旋转爪通过型面滑动连接，型面的纵截面含有L形截面。
进一步的，所述第一探头组件包括探头、U形架、L形架；探头的两侧均转动连接于U形架内，旋转轴线沿通道宽度方向布置，使得探头相对U形架沿通道长度方向摆动；U形架与L形架的一端转动连接，使得U形架、探头一起相对L形架沿通道宽度方向摆动；第一探头组件的L形架另一端与第二直线导轨滑块组件的滑块之间安装有弹簧；所述第二探头组件与第一探头组件的结构相同。
本发明的有益效果是：
1、本发明实施例周向扫查模块通过可打开/闭合的夹持装置固定于管道的外壁，当夹持装置打开时，便于顺利进入密集阵列管道，到达合适位置后夹持装置闭合，提高检测可靠性的同时体积小、重量轻，适于狭小空间，能够实现密集管道中管道相贯面的缺陷检测。
2、本发明实施例包括周向扫查模块和通道扫查模块，覆盖全面，提高了检测效果；设备模块化组成，便于组装、更换和调整，可极大地节约成本和节省检测时间，能够自动操作，避免了人工检测带来的损害。
3、本发明实施例周向扫查模块的探头具有上下、水平周向的主动自由度，通道扫查模块的探头具有三个方向的主动自由度，能够适应待测曲面曲率的变化；此外，周向扫查模块和通道扫查模块的探头均具有三个方向的被动自由度，保持探头时刻垂直并压紧被检表面，提高了检测精度。
4、本发明实施例可以多套设备同时使用，也可根据实际需求增加或减少周向扫查模块数量，灵活性高，适用性强。
5、可倾斜或水平送入到待检测区域，实现同一变曲率检测面的检测。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例检测设备的组装示意图。
图2是本发明实施例中通道扫查模块的结构示意图。
图3是本发明实施例中通道扫查模块的z方向运动机构的结构示意图。
图4是本发明实施例中第一探头组件的结构示意图。
图5是本发明实施例中管道夹持机构组装示意图。
图6是本发明实施例中夹持爪与旋转爪的连接示意图。
图7是本发明实施例中周向扫查机构的结构示意图。
图8是本发明实施例检测设备的一种使用环境示意图。
图9是图8的俯视图。
图中，1.被检外表面，2.管道，3.盖板，10.通道扫查模块，20.周向扫查模块，30.导杆，101.第一直线导轨滑块组件，102.第一齿轮齿条传动组件，103.第一丝杠螺母机构，104.第二丝杠螺母机构，105.第二直线导轨滑块组件，106.第二齿轮齿条传动组件，107.第一探头组件，107-1.第二轴承，107-2.U形架，107-3.L形架，107-4.第一轴承，201.气缸，202.夹持爪，203.弧形齿轮齿条传动组件，204.旋转爪，205.第二探头组件，206.第三直线导轨滑块组件，207.第三齿轮齿条传动组件，208.第三丝杠螺母组件，209.型面，210.接近开关，211.弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
实施例1，
一种密集阵列管道中管道相贯面的缺陷检测设备，如图1所示，包括通道扫查模块10、周向扫查模块20和导杆30；
导杆30沿管道2间通道的长度方向布置；
通道扫查模块10通过直线驱动装置与导杆30连接，通道扫查模块10沿导杆30轴线运动，用于扫查管道2间的通道；
在装备上可同时安装多个周向扫查模块20，多个周向扫查模块20固定安装于导杆30上，通道扫查模块10和周向扫查模块20安装在导杆30两侧，保证不干扰通道扫查模块10的运动，每个周向扫查模块20与单个管道2对应；周向扫查模块20通过能够打开/闭合的夹持装置固定于管道2的外壁，夹持装置上安装有周向扫查机构，用于扫查对应管道2的周围；周向扫查结束后，控制周向扫查模块20复位至初始位置，控制通道扫查模块10开始沿着导杆30移动进行通道扫查，避免周向扫查模块20对通道扫查模块10的运动干扰。
如图2所示，直线驱动装置包括第一直线导轨滑块组件101、第一齿轮齿条传动组件102，第一直线导轨滑块组件101的导轨与导杆30固定连接且与导杆30平行（x方向），第一直线导轨滑块组件101的滑块通过齿轮座与第一齿轮齿条传动组件102的齿轮固定连接，第一齿轮齿条传动组件102的齿轮与回转驱动装置的输出轴固定连接，第一齿轮齿条传动组件102的齿条与导杆30平行，第一直线导轨滑块组件101的滑块与通道扫查模块10连接。
在一些实施例中，直线驱动装置除了采用导轨、齿轮齿条传动，还可以采取导轨、丝杠螺母传动。丝杠螺母传动相比于齿轮齿条传动来说，其具有自锁功能，但是其空间尺寸大于齿轮齿条传动。还可以采取导轨、链轮链条传动。链轮链条传动也可以实现第一直线导轨滑块组件101、第一齿轮齿条传动组件102的功能；相比于齿轮齿条传动，链条的布置，会增加整体设备的尺寸。
通道扫查模块10包括第一丝杠螺母机构103、第二齿轮齿条传动组件106、第二直线导轨滑块组件105、第一探头组件107；第一直线导轨滑块组件101的滑块与第一丝杠螺母机构103的丝杠通过轴承转动连接，第一丝杠螺母机构103沿管道2间通道的宽度方向布置（y方向）；第一丝杠螺母机构103与第二齿轮齿条传动组件106之间增设有第二丝杠螺母机构104，第一丝杠螺母机构103的螺母座与第二丝杠螺母机构104的丝杆通过轴承转动连接，第一丝杠螺母机构103与第二丝杠螺母机构104平行设置；第一丝杠螺母机构103、第二丝杠螺母机构104的丝杠分别与对应的回转驱动装置输出轴固定连接。第二丝杠螺母机构104是第一丝杠螺母机构103行程的延伸。由于被检空间狭小，有需要满足完全覆盖被检表面，只有一组丝杠螺母机构的情况下，整个装置满足送入到被检区域，难以满足完全覆盖检测，满足完全覆盖检测，难以满足无干涉将装置送入。
如图3所示，第二丝杠螺母机构104的螺母座与第二齿轮齿条传动组件106的齿条、第二直线导轨滑块组件105的导轨固定连接，第二直线导轨滑块组件105的导轨、第二齿轮齿条传动组件106的齿条均沿管道2的轴线布置（z方向），第二齿轮齿条传动组件106的齿轮与回转驱动装置的输出轴固定连接，第二齿轮齿条传动组件106的齿轮通过齿轮座与第二直线导轨滑块组件105的滑块固定连接，第二直线导轨滑块组件105的滑块与第一探头组件107连接。
回转驱动装置采用电机，在第一齿轮齿条传动组件102的电机的驱动下，使得第一直线导轨滑块组件101的滑块沿导杆30方向运动，带动第一丝杠螺母机构103、第二丝杠螺母机构104、第二齿轮齿条传动组件106、第二直线导轨滑块组件105、第一探头组件107一起沿导杆30方向运动，即通道长度方向或x方向。
在第一丝杠螺母机构103和第二丝杠螺母机构104的电机的驱动下，使得第二齿轮齿条传动组件106、第二直线导轨滑块组件105、第一探头组件107一起沿通道宽度方向的运动（y方向），从而实现梳状扫查，覆盖整个通道范围。
在第二齿轮齿条传动组件106的电机的驱动下，使第二齿轮齿条传动组件106的齿轮相对齿条上下移动，带动第二直线导轨滑块组件105上下移动，当移动至合适位置，第一探头组件107的探头与待测的通道表面接触。
在一些实施例中，第二直线导轨滑块组件105的滑块与第一探头组件107之间安装有弹簧211，使得探头具有上下（z方向）的被动自由度，适应随着被检表面曲率变化带来的高度变化，使得第一探头组件107的探头时刻压紧被检表面，提高检测质量。
如图4所示，第一探头组件107为执行部件，第一探头组件107包括探头、U形架107-2、L形架107-3、第一轴承107-4、第二轴承107-1；探头的两侧均通过第一轴承107-4转动连接于U形架107-2内，第一轴承107-4的轴线沿y方向布置，使得探头相对U形架107-2沿x方向摆动；U形架107-2与L形架107-3通过第二轴承107-1转动连接，L形架107-3水平部沿x方向布置，使得U形架107-2、探头一起相对L形架107-3沿y方向摆动；以上自由度依靠轴承，均为被动自由度，进一步使得第一探头组件107的探头时刻压紧被检表面，提高检测质量。
在一些实施例中，安装弹簧211的架子上设有接近开关210，用于检测弹簧211的压缩量；当第一探头组件107上升，弹簧211压缩至一定程度，接近开关210发送信号，用于通过第二齿轮齿条传动组件106的回转驱动装置调节第一探头组件107的高度，以适应被检测表面。
如图5所示，夹持装置包括两个相互铰接的弧形夹持机构，两个弧形夹持机构能够组成有缺口的圆弧形，两个弧形夹持机构分别与直线驱动机构的伸缩杆铰接，直线驱动机构的伸缩运动驱动两个弧形夹持机构闭合或张开；直线驱动机构采用气缸201，气缸201的伸缩杆分别与两个弧形夹持机构铰接。
周向扫查机构包括第二探头组件205、夹持爪202、旋转爪204，夹持爪202与旋转爪204相互配合组成弧形夹持机构，且夹持爪202与旋转爪204滑动连接，旋转爪204与周向驱动装置连接，用于驱动旋转爪204相对夹持爪202周向移动，第二探头组件205与旋转爪204连接。
如图6所示，夹持爪202和旋转爪204通过型面209滑动连接，型面209的纵截面（沿轴线方向的截面）含有L形，为旋转爪204提供周向旋转的轨道，同时保证夹持爪202与旋转爪204在径向紧密连接，便于开启或闭合。
周向驱动装置为弧形齿轮齿条传动组件203，弧形齿轮齿条传动组件203的弧形齿条设于夹持爪202的外缘，弧形齿轮齿条传动组件203的齿轮与回转驱动装置的输出轴固定连接，弧形齿轮齿条传动组件203的齿轮、回转驱动装置均通过齿轮座与旋转爪204固定连接；回转驱动装置通过弧形齿轮齿条传动组件203驱动旋转爪204相对夹持爪202周向移动。
两个旋转爪204上均安装有弧形齿轮齿条传动组件203的齿轮座，两个旋转爪204分别通过周向传动组件与对应的夹持爪202传动连接，两个周向传动组件的传动比相同，两个弧形齿轮齿条传动组件203的电机同时驱动，带动旋转爪204旋转，使旋转爪204顺利跨越夹持爪202在圆周上缺失部位。
在一些实施例中，驱动旋转爪204相对夹持爪202周向的周向驱动装置，还可采用滚轮传动，依靠气缸使旋转爪204上的滚轮压紧夹持爪202，电机驱动滚轮旋转，可实现旋转爪204相对于夹持爪202周向旋转。如果在转动过程中，压紧力在某些部位不够，滚轮就会出现“打滑”现象，难以保证旋转爪精确定位旋转角度。
旋转爪204上安装有编码器，编码器与弧形齿轮齿条传动组件203的齿轮的回转驱动装置输出端连接，精确控制旋转爪204周向旋转角度，编码器型号是MB022DCC17MGNL00，此为绝对值编码器，在本申请中主要为了精确控制电机转动速度和转动角度，保证运动的精确度。
在工作中，控制气缸201的伸缩杆收缩，拉动两个弧形夹持机构张开，即拉动两个夹持爪202、两个旋转爪204同步张开；将装备送入到指定位置，如图5所示，导杆30置于通道内，每个夹持装置与单个管道2对应，控制气缸201的伸缩杆伸长，推动两个弧形夹持机构闭合，夹持爪202夹紧管道2外壁，实现在空间上的定位和固定，旋转爪204与管道2外壁之间有间隙。
在弧形齿轮齿条传动组件203的电机的驱动下，旋转爪204相对夹持爪202周向移动，搭载周向扫查机构实现周向扫查，通过编码器读数以保持旋转爪204位置和实现旋转爪204开始和结束位置一致，以保证通过控制气缸201的伸缩杆收缩，拉动两个弧形夹持机构顺利张开，避免运动干涉。
为了保证在旋转过程中，不会出现线缆缠绕的问题，其具体实现方式是让旋转爪204绕着夹持爪202可在初试位置下顺时针转动185°、逆时针185°，满足覆盖整周360°的要求。
如图7所示，周向扫查机构安装于旋转爪204上，周向扫查机构包括第三丝杠螺母组件208、第三齿轮齿条传动组件207、第三直线导轨滑块组件206、第二探头组件205；第三丝杠螺母组件208的丝杠一端与旋转爪204通过轴承转动连接，丝杠另一端与回转驱动装置的输出轴固定连接，丝杠水平且沿管道2的径向安装；第三丝杠螺母组件208的螺母座与第三齿轮齿条传动组件207的齿条、第三直线导轨滑块组件206的轨道固定连接，第三齿轮齿条传动组件207的齿条、第三直线导轨滑块组件206的轨道均与管道2轴线平行（z方向），第三齿轮齿条传动组件207的齿轮与回转驱动装置的输出轴固定连接，第三齿轮齿条传动组件207的齿轮通过齿轮座与第三直线导轨滑块组件206的滑块固定连接，第三直线导轨滑块组件206的滑块与第二探头组件205连接。
在第三丝杠螺母组件208的电机的驱动下，驱动第三齿轮齿条传动组件207、第三直线导轨滑块组件206、第二探头组件205一起沿管道2的径向运动，与周向运动联合，扫查一个圆环面。
在第三齿轮齿条传动组件207的电机的驱动下，驱动第三直线导轨滑块组件206、第二探头组件205一起沿管道2的轴向上下运动。
第二探头组件205的结构与第一探头组件107的结构相同，能够实现x方向和y方向摆动的被动自由度；第二探头组件205与第三直线导轨滑块组件206的滑块之间安装有弹簧，第二探头组件205的探头适应并时刻贴紧检测表面，保证探头被动适应曲面变化，提高检测质量。
本发明实施例针对处于密集管道群中，且被检表面上部空间狭小，传统方式无法检测，如图8-9所示，被检外表面1上面布满了管道2，并且管道2上面压了盖板3，使得被检外表面1在空间上难以检测。所展示部分只是管道群中的一部分被检表面，当被检表面为曲面时，密集管道与被检表面相贯线复杂，针对相贯线四周的表面缺陷检测，需要提供圆周上，并且可适应在圆周上满足曲率变化的检测装置。本发明实施例所携带的超声波探头皆具有主动和被动的自由度，其中被动自由度使探头时刻压紧被检表面，主动自由度可适应曲面曲率的变化，即被检表面可为曲面。由于管道密集，圆周上的扫查无法覆盖整个被检表面，所以此装置还带有通道检测的设备，实现完全覆盖。
本发明实施例一种密集阵列管道中管道相贯面的缺陷检测设备的使用过程：
根据实际需求增加或者减少周向扫查模块的数量，并且在实际使用中，通过一套配套的装置将本发明送入到检测的位置，由气缸201推动旋转爪204、夹持爪202闭合使整装固定在管道2上，可实现被检外表面1与管道2相贯处的周向扫查检测，也可实现没有管道2的通道扫查检测。实际使用中，第一探头组件107、第二探头组件205均能实现自动调节位置，包括水平位置和高度位置，并且具有被动自由度，可实现检测变曲率的外表面。由于本发明实施例所应用的空间狭小，因此只能满足通道扫查模块10和周向扫查模块20两种不同的扫查方式先后工作，而不能同时工作。并且在通道扫查模块10工作的时候，周向扫查模块20的旋转爪204必须与初始位置保持180°角度，才能完全错开位置，保证通道扫查顺利进行。虽然在使用步骤上多了一步，但是极大地减小了整个装置适用空间的尺寸，更能适用于狭小空间中的阵列管道贯穿件相贯外表面的检测。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种密集阵列管道中管道相贯面的缺陷检测设备，其特征在于，包括通道扫查模块（10）、周向扫查模块（20）和导杆（30），导杆（30）沿管道（2）间通道的长度方向布置；
所述通道扫查模块（10）通过直线驱动装置与导杆（30）连接，通道扫查模块（10）沿导杆（30）轴线运动，用于扫查管道（2）间的通道；
多个所述周向扫查模块（20）固定安装于导杆（30）上，且不干扰通道扫查模块（10）的运动，每个周向扫查模块（20）与单个管道（2）对应，周向扫查模块（20）通过能够打开/闭合的夹持装置固定于管道（2）的外壁，夹持装置上安装有周向扫查机构，用于扫查对应管道（2）的周围；
所述夹持装置包括两个相互铰接的弧形夹持机构，两个弧形夹持机构能够组成有缺口的圆弧形，两个弧形夹持机构分别与直线驱动机构的伸缩杆铰接，直线驱动机构的伸缩驱动两个弧形夹持机构闭合或张开；
所述周向扫查机构包括第二探头组件（205）、夹持爪（202）、旋转爪（204），夹持爪（202）与旋转爪（204）相互配合组成弧形夹持机构，且夹持爪（202）与旋转爪（204）滑动连接，旋转爪（204）与周向驱动装置连接，用于驱动旋转爪（204）相对夹持爪（202）周向移动，所述第二探头组件（205）与旋转爪（204）连接；
所述周向扫查机构还包括第三丝杠螺母组件（208）、第三齿轮齿条传动组件（207）、第三直线导轨滑块组件（206）；第三丝杠螺母组件（208）的丝杠一端与旋转爪（204）转动连接，丝杠另一端与回转驱动装置的输出轴固定连接，丝杠水平且沿管道（2）的径向安装；
第三丝杠螺母组件（208）的螺母座与第三齿轮齿条传动组件（207）的齿条、第三直线导轨滑块组件（206）的轨道固定连接，第三齿轮齿条传动组件（207）的齿条、第三直线导轨滑块组件（206）的轨道均与管道（2）轴线平行；第三齿轮齿条传动组件（207）的齿轮与回转驱动装置的输出轴固定连接，第三齿轮齿条传动组件（207）的齿轮通过齿轮座与第三直线导轨滑块组件（206）的滑块固定连接，第三直线导轨滑块组件（206）的滑块与周向扫查机构的第二探头组件（205）连接；
所述直线驱动装置包括第一直线导轨滑块组件（101）、第一齿轮齿条传动组件（102），第一直线导轨滑块组件（101）的导轨与导杆（30）固定连接且与导杆（30）平行，第一直线导轨滑块组件（101）的滑块通过齿轮座与第一齿轮齿条传动组件（102）的齿轮固定连接，第一齿轮齿条传动组件（102）的齿轮与回转驱动装置的输出轴固定连接，第一齿轮齿条传动组件（102）的齿条与导杆（30）平行；第一直线导轨滑块组件（101）的滑块与通道扫查模块（10）连接；
所述通道扫查模块（10）包括第一丝杠螺母机构（103）、第二齿轮齿条传动组件（106）、第二直线导轨滑块组件（105）、第一探头组件（107）；第一直线导轨滑块组件（101）的滑块与第一丝杠螺母机构（103）的丝杠通过轴承转动连接，第一丝杠螺母机构（103）的螺母座与第二丝杠螺母机构（104）的丝杆通过轴承转动连接，第一丝杠螺母机构（103）与第二丝杠螺母机构（104）平行设置，且均沿管道（2）间通道的宽度方向布置，第一丝杠螺母机构（103）、第二丝杠螺母机构（104）的丝杠分别与对应的回转驱动装置输出轴固定连接；
第二丝杠螺母机构（104）的螺母座与第二齿轮齿条传动组件（106）的齿条、第二直线导轨滑块组件（105）的导轨固定连接，第二直线导轨滑块组件（105）的导轨、第二齿轮齿条传动组件（106）的齿条均与管道（2）的轴线平行，第二齿轮齿条传动组件（106）的齿轮与回转驱动装置的输出轴固定连接，第二齿轮齿条传动组件（106）的齿轮通过齿轮座与第二直线导轨滑块组件（105）的滑块固定连接，第二直线导轨滑块组件（105）的滑块与第一探头组件（107）连接。
2.根据权利要求1所述一种密集阵列管道中管道相贯面的缺陷检测设备，其特征在于，所述周向驱动装置为弧形齿轮齿条传动组件（203），弧形齿轮齿条传动组件（203）的弧形齿条设于夹持爪（202）的外缘，弧形齿轮齿条传动组件（203）的齿轮与回转驱动装置的输出轴固定连接，弧形齿轮齿条传动组件（203）的齿轮通过齿轮座与旋转爪（204）固定连接；所述回转驱动装置通过弧形齿轮齿条传动组件（203）驱动旋转爪（204）相对夹持爪（202）周向移动。
3.根据权利要求1所述一种密集阵列管道中管道相贯面的缺陷检测设备，其特征在于，两个所述旋转爪（204）分别通过周向传动组件与对应的夹持爪（202）传动连接，两个周向传动组件的传动比相同。
4.根据权利要求1所述一种密集阵列管道中管道相贯面的缺陷检测设备，其特征在于，所述夹持爪（202）和旋转爪（204）通过型面（209）滑动连接，型面（209）的纵截面含有L形截面。
5.根据权利要求1所述一种密集阵列管道中管道相贯面的缺陷检测设备，其特征在于，所述第一探头组件（107）包括探头、U形架（107-2）、L形架（107-3）；探头的两侧均转动连接于U形架（107-2）内，旋转轴线沿通道宽度方向布置，使得探头相对U形架（107-2）沿通道长度方向摆动；U形架（107-2）与L形架（107-3）的一端转动连接，使得U形架（107-2）、探头一起相对L形架（107-3）沿通道宽度方向摆动；第一探头组件（107）的L形架（107-3）另一端与第二直线导轨滑块组件（105）的滑块之间安装有弹簧（211）；所述第二探头组件（205）与第一探头组件（107）的结构相同。
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114013526B (zh) * | 2021-11-04 | 2022-10-28 | 河北大唐国际王滩发电有限责任公司 | 一种环形伸缩式夹管手爪 |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB778166A (en) * | 1954-07-02 | 1957-07-03 | Babcock & Wilcox Ltd | Improvements in ultrasonic testing apparatus |
| CN1232180A (zh) * | 1997-11-26 | 1999-10-20 | 埃莫森电器公司 | 超声梳状探测器阵列组件 |
| CN102288680A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-12-21 | 哈尔滨工程大学 | Tky管节点探伤扫查探头调整机构 |
| CN103529122A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-22 | 中国石油天然气第一建设公司 | 一种多功能双通道焊缝超声波检测扫查器 |
| CN103901105A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-07-02 | 中广核检测技术有限公司 | 一种核电站大口径管道超声波自动扫查装置 |
| CN104979028A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-10-14 | 中广核检测技术有限公司 | Cepr核电站控制棒驱动机构焊缝超声扫查器的定位装置 |
| WO2017124194A1 (en) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Shawcor Ltd. | Narrow band ultrasonic scanner for pipeline use |
| CN107480430A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-12-15 | 山东大学 | 相贯管道支管y坐标偏差量化方法及应用 |
| KR20180076973A (ko) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 대우조선해양 주식회사 | 배관 용접 검사 장치 |
| CN108397691A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-08-14 | 湘潭大学 | 一种用于工业管道弯头外检测的扫查装置 |
| CN109115874A (zh) * | 2018-07-31 | 2019-01-01 | 岭东核电有限公司 | 核电站控制棒驱动机构焊缝超声波扫查设备 |
| CN110057909A (zh) * | 2012-10-12 | 2019-07-26 | 通用电器技术有限公司 | 用于确定锅炉管道冷侧裂缝的方法以及实现该方法的物品 |
| CN110412136A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-05 | 中广核检测技术有限公司 | 多姿态可适应性大管径管道检查机构 |
| CN112461929A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-09 | 中广核检测技术有限公司 | 百万千瓦级核电站辅助管道超声检查自动扫查系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10593435B2 (en) * | 2014-01-31 | 2020-03-17 | Westinghouse Electric Company Llc | Apparatus and method to remotely inspect piping and piping attachment welds |
| US11458571B2 (en) * | 2016-07-01 | 2022-10-04 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Systems and methods for use in welding pipe segments of a pipeline |
| CN113086041B (zh) * | 2021-03-25 | 2022-03-04 | 安徽工业大学 | 一种爬杆机器人 |
-
2021
- 2021-09-16 CN CN202111086700.3A patent/CN113820396B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB778166A (en) * | 1954-07-02 | 1957-07-03 | Babcock & Wilcox Ltd | Improvements in ultrasonic testing apparatus |
| CN1232180A (zh) * | 1997-11-26 | 1999-10-20 | 埃莫森电器公司 | 超声梳状探测器阵列组件 |
| CN102288680A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-12-21 | 哈尔滨工程大学 | Tky管节点探伤扫查探头调整机构 |
| CN110057909A (zh) * | 2012-10-12 | 2019-07-26 | 通用电器技术有限公司 | 用于确定锅炉管道冷侧裂缝的方法以及实现该方法的物品 |
| CN103529122A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-22 | 中国石油天然气第一建设公司 | 一种多功能双通道焊缝超声波检测扫查器 |
| CN103901105A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-07-02 | 中广核检测技术有限公司 | 一种核电站大口径管道超声波自动扫查装置 |
| CN104979028A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-10-14 | 中广核检测技术有限公司 | Cepr核电站控制棒驱动机构焊缝超声扫查器的定位装置 |
| WO2017124194A1 (en) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Shawcor Ltd. | Narrow band ultrasonic scanner for pipeline use |
| KR20180076973A (ko) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 대우조선해양 주식회사 | 배관 용접 검사 장치 |
| CN107480430A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-12-15 | 山东大学 | 相贯管道支管y坐标偏差量化方法及应用 |
| CN108397691A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-08-14 | 湘潭大学 | 一种用于工业管道弯头外检测的扫查装置 |
| CN109115874A (zh) * | 2018-07-31 | 2019-01-01 | 岭东核电有限公司 | 核电站控制棒驱动机构焊缝超声波扫查设备 |
| CN110412136A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-05 | 中广核检测技术有限公司 | 多姿态可适应性大管径管道检查机构 |
| CN112461929A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-09 | 中广核检测技术有限公司 | 百万千瓦级核电站辅助管道超声检查自动扫查系统 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 反应堆压力容器接管安全端超声检查装置设计研究;王俊涛等;机械工程师;20150110(01);71-73 * |
| 汽水分离再热器大相贯线焊缝区超声检测;童忠贵等;无损检测;第37卷(第01期);45-48 * |
| 深水多功能管道作业机具切削系统设计与试验研究;王立权等;哈尔滨工程大学学报;第37卷(第09期);1287-1291+1312 * |
| 相贯线焊缝检测机器人运动控制及定位技术研究;王杰;中国优秀硕士学位论文;20200915(工程科技Ⅰ辑);B022-57 * |
| 管道复杂焊缝扫查器的研究与设计;常冬艳;中国优秀硕士学位论文;20120615(工程科技Ⅰ辑);B022-215 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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