CN116698853A - 一种无损检测成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及探伤检测技术领域，尤其是一种无损检测成像装置，包括转动件，所述转动件一侧可转动的安装有第一壳体，另一侧可转动的安装有第二壳体，第二壳体上安装有镜头，所述转动件上径向可转动的安装有多个转轴，所述转动件外壁上可转动的安装有多个连块，所述转轴的一端固接有从动齿轮，另一端固接在连块上，所述连块上固接有磁性链条，本装置通过转动件与磁性链条配合，可以面对燃气管道内复杂的路况环境，整体移动过程中由多个磁性链条交替磁吸在管道内壁进行移动，不仅确保了着力点的稳定性，还使得本装置具备了越障、弯道行走的能力，以提高管路内部成像检测的效率。

Description

一种无损检测成像装置

技术领域

本发明涉及探伤检测技术领域，尤其涉及一种无损检测成像装置。

背景技术

为防止燃气管道在长时间的使用过程中发生泄漏，需要定期对管路进行检查。更换整根管路施工成本巨大，为节约成本，当局部管路出现腐蚀、开裂或变形时，通常是对损坏的管路进行切割移除，将一节新管件通过焊接的方式与管路连接，为确保新管件与管路连接的稳定性，焊接后需要对管路内外的焊缝进行无损的成像检测。

现有技术中，对管路内部焊缝多采用内窥镜进行成像检测，内窥镜在使用时，需要在距离焊缝最近的管路接头打开，将内窥镜的镜头从打开的接头处插入管路内部，然后再慢慢移动镜头至焊缝处进行成像检测，通常会在镜头处设置一小型机器人带动镜头在管路内部移动。然而，燃气管道架设在建筑居民楼表面，为将燃气输送至用户，每根主管道会连接多个分支管道，分支管道连接至建筑内的每户居民室内，这就导致管路分布情况较为复杂，且管道由于长时间的使用内壁也堆积了大量的杂质，内窥镜镜头在移动过程中极易受到阻碍，这就导致内窥镜镜头需要耗费大量的时间才能到达焊缝处进行成像检测。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在使用内窥镜在管路成像检测中易受到阻碍的缺点，而提出的一种无损检测成像装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种无损检测成像装置，包括转动件，所述转动件一侧可转动的安装有第一壳体，另一侧可转动的安装有第二壳体，第二壳体上安装有镜头，所述转动件上径向可转动的安装有多个转轴，所述转动件外壁上可转动的安装有多个连块，所述转轴的一端固接有从动齿轮，另一端固接在连块上，所述连块上固接有磁性链条，磁性链条包括多个永磁体及多个可逆形变的弹性件，相邻的两个永磁体之间固接一弹性件。

优选的，所述第一壳体内部固接有隔板，所述隔板上可滑动的配合有短轴，所述短轴的一端固接有花键轴，另一端通过限位结构与转动件连接，所述第一壳体上固接有安装板，所述安装板上可转动的安装有内花键管，所述花键轴可滑动的配合在内花键管内，所述第一壳体固接有双轴电机，所述双轴电机的一个输出轴上固接有第二锥齿轮，所述内花键管上固接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮相配合。

优选的，所述第一壳体上设有反扭结构以防止第一壳体转动，所述反扭结构包括连接轴，所述连接轴可转动的安装在第一壳体上，所述连接轴一端固接有扇叶，另一端固接有第四锥齿轮，所述双轴电机的输出轴上固接有第三锥齿轮，所述第三锥齿轮与第四锥齿轮相匹配。

优选的，所述第一壳体上设有负压结构以降低第一壳体内的压强，负压结构包括电磁阀及排气管，所述排气管套设在扇叶上，所述排气管一端与第一壳体连通，所述电磁阀安装在安装板上。

优选的，所述限位结构包括弹簧、主轴、第一磁性件及圆环状的第一磁体，所述第一磁体固接在转动件上，所述主轴可滑动的配合在转动件上，主轴与短轴同轴线固接，所述第一磁体套设在主轴上，所述第一磁性件固接在主轴上，所述第一磁性件上铰接有多个第一棘爪，在第一磁体内壁上开设有凹槽，第一棘爪与凹槽相配合，弹簧的一端固接在第二壳体内壁上，另一端抵靠在第一磁性件上。

优选的，所述转动件上可转动的安装有端面齿轮，所述转轴上固接有从动齿轮，所述从动齿轮与端面齿轮相匹配，所述端面齿轮上固接有圆环状的第二磁体，所述第二磁体内壁上开设有限位槽，所述主轴上固接有第二磁性件，所述第二磁性件上铰接有多个第二棘爪，所述第二棘爪与限位槽相配合。

优选的，所述第一磁体对第一棘爪的磁力大于第一磁性件对第一棘爪的磁力；

所述第二磁体对第二棘爪的磁力大于第二磁性件对第二棘爪的磁力。

本发明提出的一种无损检测成像装置，有益效果在于：该无损检测成像装置通过转动件与磁性链条配合，可以面对燃气管道内复杂的路况环境，整体移动过程中由多个磁性链条交替磁吸在管道内壁进行移动，不仅确保了着力点的稳定性，还使得本装置具备了越障、弯道行走的能力，以提高管路内部成像检测的效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种无损检测成像装置的结构示意图一。

图2为本发明提出的一种无损检测成像装置的结构示意图二。

图3为本发明提出的一种无损检测成像装置的第一壳体内的结构示意图。

图4为本发明提出的一种无损检测成像装置的第二壳体内的结构示意图。

图5为本发明提出的一种无损检测成像装置的俯视图。

图6为本发明提出的一种无损检测成像装置的图5中A-A向剖面图。

图7为本发明提出的一种无损检测成像装置的图5中B-B向剖面图。

图8为本发明提出的一种无损检测成像装置的第一壳体的结构示意图。

图9为本发明提出的一种无损检测成像装置的图8中C-C向剖面图。

图10为本发明提出的一种无损检测成像装置的磁性链条的结构示意图。

图11为本装置在平整路径上的工作状态示意图。

图12为本装置在不平整路径上的工作状态示意图。

图13为本装置在弯道路径上的工作状态示意图一。

图14为本装置在弯道路径上的工作状态示意图二。

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。

参照图1，一种无损检测成像装置，包括转动件1，转动件1一侧可转动的安装有第一壳体4，另一侧可转动的安装有第二壳体26，第二壳体26上安装有用于图像采集的镜头5。

如图8-9所示，第一壳体4内部固接有隔板6，隔板6上可滑动的配合有短轴12，短轴12的一端固接有花键轴10，另一端通过限位结构与转动件1连接，第一壳体4上固接有安装板7，安装板7上可转动的安装有内花键管9，花键轴10可滑动的配合在内花键管9内，第一壳体4固接有双轴电机13，双轴电机13的一个输出轴上固接有第二锥齿轮14，内花键管9上固接有第一锥齿轮11，第一锥齿轮11与第二锥齿轮14相配合。

隔板6将第一壳体4内部分隔为两空间，在安装板7与隔板6之间的空间为密闭状态。

在双轴电机13启动时，双轴电机13会驱动第二锥齿轮14转动，第二锥齿轮14转动将驱动第一锥齿轮11转动，第一锥齿轮11转动时带动内花键管9转动，内花键管9转动带动花键轴10转动，花键轴10带动短轴12转动，短轴12通过限位结构驱动转动件1转动。

如图4及图7所示，限位结构包括弹簧25、主轴17、第一磁性件24及圆环状的第一磁体23，第一磁体23固接在转动件1上，主轴17可滑动的配合在转动件1上，主轴17与短轴12同轴线固接，第一磁体23套设在主轴17上，第一磁性件24固接在主轴17上，第一磁性件24上铰接有多个第一棘爪28，在第一磁体23内壁上开设有凹槽，第一棘爪28与凹槽相配合，弹簧25的一端固接在第二壳体26内壁上，另一端抵靠在第一磁性件24上，第一磁体23对第一棘爪28的磁力大于第一磁性件24对第一棘爪28的磁力；

在短轴12转动时，由于主轴17与短轴12同轴线固接，短轴12会驱动主轴17转动，主轴17转动会带动第一磁性件24转动。如图7所示，在弹簧25的弹力作用下，第一磁性件24位于第一磁体23内，又因第一磁体23对第一棘爪28的磁力大于第一磁性件24对第一棘爪28的磁力，在第一磁体23的磁力作用下，第一磁性件24上铰接的第一棘爪28偏转至凹槽内，此时，在主轴17转动过程中，会通过第一磁性件24上的第一棘爪28驱动第一磁体23转动，而第一磁体23与转动件1固接，在第一磁体23转动过程中会带动转动件1转动。

如图1-2所示，转动件1上外壁上可转动的安装有多个连块2，连块2上固接有磁性链条3，如图10所示，磁性链条3包括多个永磁体301及多个可逆形变的弹性件302，相邻的两个永磁体301之间固接一弹性件302。

将转动件1放置在管道内壁（如钢管内壁或外壁、工字钢或脚手架等）上，磁性链条3在磁力作用下磁性吸附在管道内壁上，在转动件1转动时，转动件1会以磁性链条3为着力点进行移动，从而令镜头5能够对管道内壁进行图像采集。

如图11所示，在对表面平整的管道内壁进行成像时，此时，转动件1自下向上移动，转动件1在转动过程中以每根磁性链条3为着力点，向上移动。

如图12所示，在对表面不平整的管道内壁进行成像时，由于永磁体301通过弹性件302进行连接，在面对凸起处时，永磁体301以弹性件302为连接点进行一定程度的形变从而越障，确保磁性链条3能够提供足够的附着力供转动件1移动。

如图13及图14所示，在面对具有弯道的路径时，磁性链条3通过弹性件302可形变的特性，可以根据弯道的角度进行相应折弯。

如图7-9所示，第一壳体4上设有反扭结构，以防止双轴电机13在进行驱动时因转动件1质量过大而导致第一壳体4在转动件1上转动，反扭结构包括连接轴30，连接轴30可转动的安装在第一壳体4上，连接轴30一端固接有扇叶31，另一端固接有第四锥齿轮16，双轴电机13的输出轴上固接有第三锥齿轮15，第三锥齿轮15与第四锥齿轮16相匹配。

双轴电机13启动时会驱动第三锥齿轮15转动，第三锥齿轮15转动驱动第四锥齿轮16转动，第四锥齿轮16转动驱动连接轴30转动，连接轴30转动带动扇叶31转动，扇叶31在转动过程中将受到空气阻力，空气阻力的大小与扇叶31转速呈正相关。

通过控制31的转速可控制空气阻力的大小，通过空气阻力对第一壳体4施加反向作用力，以防止双轴电机13启动后出现转动件1静止而第一壳体4转动的情况。

实施例1

如图6所示，转动件1上径向可转动的安装有多个转轴18，转轴18的一端固接有从动齿轮19，另一端固接在连块2上，转动件1上可转动的安装有端面齿轮20，转轴18上固接有从动齿轮19，从动齿轮19与端面齿轮20相匹配，如图3所示，端面齿轮20上固接有圆环状的第二磁体21，第二磁体21内壁上开设有限位槽，主轴17上固接有第二磁性件22，第二磁性件22上铰接有多个第二棘爪27，第二棘爪27与限位槽相配合，第二磁体21对第二棘爪27的磁力大于第二磁性件22对第二棘爪27的磁力，

初始状态下，受弹簧25的弹力作用，第二磁性件22未处于第二磁体21的内部，第二磁性件22在主轴17带动下进行空转。

如图7-9所示，第一壳体4上固接有排气管29，排气管29套设在扇叶31并与第一壳体4内部连通，在安装板7上安装有电磁阀8。

由于隔板6将第一壳体4内部分隔为两空间，因此，在安装板7与隔板6之间的空间为密闭空间，电磁阀8的开合控制着密闭空间密封性，初始状态下，电磁阀8处于打开状态，以确保密闭空间内的空气流通。

当图像采集完成，装置进行返程时，令电磁阀8处于关闭状态，此时，安装板7与隔板6之间的密闭空间在此时有且仅有排气管29与外界连接，且扇叶31为提供反向作用力需要在转动过程中是将密闭空间内空气向外抽出的。

因此，在电磁阀8关闭后，受扇叶31的抽取，密闭空间内压强降低，在外界大气压的作用下，如图7所示，花键轴10在内花键管9内向左滑动，花键轴10滑动带动主轴17在转动件1上向左滑动，主轴17滑动后在压缩弹簧25的同时，令第一磁性件24上从第一磁体23脱离、第二磁性件22进入第二磁体21的内部，其中：

第一磁性件24从第一磁体23脱离后，转动件1停止移动；

第二磁性件22进入第二磁体21的内后，在第二磁体21的磁力作用下，第二棘爪27抵靠在限位槽内，此时，在主轴17的带动下，第二磁性件22通过第二棘爪27驱动第二磁体21转动，由于第二磁体21与端面齿轮20固定连接，第二磁体21转动带动端面齿轮20转动，由于端面齿轮20与从动齿轮19相啮合，端面齿轮20转动驱动从动齿轮19转动，从动齿轮19带动转轴18转动，因转轴18与连块2固接，在转轴18的驱动下，转动件1与连块2之间将以转轴18为轴发生相对转动，令转动角度为180度。

当重新打开电磁阀8后，在弹簧25的弹力作用下进行复位，转动件1重新进行转动、端面齿轮20停止转动，若此时以连块2为参照物，则转动件1翻转了180度，这就导致，相较于初始状态，转动件1此时的转动为反向转动，反向转动的转动件1即可进行返程运动。

工作原理及工作流程：

启动双轴电机13，双轴电机13会驱动第二锥齿轮14转动，第二锥齿轮14转动将驱动第一锥齿轮11转动，第一锥齿轮11转动时带动内花键管9转动，内花键管9转动带动花键轴10转动，花键轴10带动短轴12转动。

在短轴12转动时，由于主轴17与短轴12同轴线固接，短轴12会驱动主轴17转动，主轴17转动会带动第一磁性件24转动。如图7所示，在弹簧25的弹力作用下，第一磁性件24位于第一磁体23内，又因第一磁体23对第一棘爪28的磁力大于第一磁性件24对第一棘爪28的磁力，在第一磁体23的磁力作用下，第一磁性件24上铰接的第一棘爪28偏转至凹槽内，此时，在主轴17转动过程中，会通过第一磁性件24上的第一棘爪28驱动第一磁体23转动，而第一磁体23与转动件1固接，在第一磁体23转动过程中会带动转动件1转动。

将转动件1放置在管道内壁上，磁性链条3在磁力作用下磁性吸附在管道内壁上，在转动件1转动时，转动件1会以磁性链条3为着力点进行移动，从而令镜头5能够对管道内壁进行图像采集。

如图11所示，在对表面平整的管道内壁进行成像时，此时，转动件1自下向上移动，转动件1在转动过程中以每根磁性链条3为着力点，向上移动。

如图12所示，在对表面不平整的管道内壁进行成像时，由于永磁体301通过弹性件302进行连接，在面对凸起处时，永磁体301以弹性件302为连接点进行一定程度的形变从而越障，确保磁性链条3能够提供足够的附着力供转动件1移动。

如图13及图14所示，在面对具有弯道的路径时，磁性链条3通过弹性件302可形变的特性，可以根据弯道的角度进行相应折弯。

双轴电机13启动时会驱动第三锥齿轮15转动，第三锥齿轮15转动驱动第四锥齿轮16转动，第四锥齿轮16转动驱动连接轴30转动，连接轴30转动带动扇叶31转动，扇叶31在转动过程中将受到空气阻力，空气阻力的大小与扇叶31转速呈正相关。

控制31的转速可控制空气阻力的大小，通过空气阻力对第一壳体4施加反向作用力，以防止双轴电机13启动后出现转动件1静止而第一壳体4转动的情况。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无损检测成像装置，其特征在于，包括转动件（1），所述转动件（1）一侧可转动的安装有第一壳体（4），另一侧可转动的安装有第二壳体（26），第二壳体（26）上安装有镜头（5），所述转动件（1）上径向可转动的安装有多个转轴（18），所述转动件（1）外壁上可转动的安装有多个连块（2），所述转轴（18）的一端固接有从动齿轮（19），另一端固接在连块（2）上，所述连块（2）上固接有磁性链条（3），磁性链条（3）包括多个永磁体（301）及多个可逆形变的弹性件（302），相邻的两个永磁体（301）之间固接一弹性件（302）。

2.根据权利要求1所述的无损检测成像装置，其特征在于，所述第一壳体（4）内部固接有隔板（6），所述隔板（6）上可滑动的配合有短轴（12），所述短轴（12）的一端固接有花键轴（10），另一端通过限位结构与转动件（1）连接，所述第一壳体（4）上固接有安装板（7），所述安装板（7）上可转动的安装有内花键管（9），所述花键轴（10）可滑动的配合在内花键管（9）内，所述第一壳体（4）固接有双轴电机（13），所述双轴电机（13）的一个输出轴上固接有第二锥齿轮（14），所述内花键管（9）上固接有第一锥齿轮（11），所述第一锥齿轮（11）与第二锥齿轮（14）相配合。

3.根据权利要求2所述的无损检测成像装置，其特征在于，所述第一壳体（4）上设有反扭结构以防止第一壳体（4）转动，所述反扭结构包括连接轴（30），所述连接轴（30）可转动的安装在第一壳体（4）上，所述连接轴（30）一端固接有扇叶（31），另一端固接有第四锥齿轮（16），所述双轴电机（13）的输出轴上固接有第三锥齿轮（15），所述第三锥齿轮（15）与第四锥齿轮（16）相匹配。

4.根据权利要求3所述的无损检测成像装置，其特征在于，所述第一壳体（4）上设有负压结构以降低第一壳体（4）内的压强，负压结构包括电磁阀（8）及排气管（29），所述排气管（29）套设在扇叶（31）上，所述排气管（29）一端与第一壳体（4）连通，所述电磁阀（8）安装在安装板（7）上。

5.根据权利要求2所述的无损检测成像装置，其特征在于，所述限位结构包括弹簧（25）、主轴（17）、第一磁性件（24）及圆环状的第一磁体（23），所述第一磁体（23）固接在转动件（1）上，所述主轴（17）可滑动的配合在转动件（1）上，主轴（17）与短轴（12）同轴线固接，所述第一磁体（23）套设在主轴（17）上，所述第一磁性件（24）固接在主轴（17）上，所述第一磁性件（24）上铰接有多个第一棘爪（28），在第一磁体（23）内壁上开设有凹槽，第一棘爪（28）与凹槽相配合，弹簧（25）的一端固接在第二壳体（26）内壁上，另一端抵靠在第一磁性件（24）上。

6.根据权利要求5所述的无损检测成像装置，其特征在于，所述转动件（1）上可转动的安装有端面齿轮（20），所述转轴（18）上固接有从动齿轮（19），所述从动齿轮（19）与端面齿轮（20）相匹配，所述端面齿轮（20）上固接有圆环状的第二磁体（21），所述第二磁体（21）内壁上开设有限位槽，所述主轴（17）上固接有第二磁性件（22），所述第二磁性件（22）上铰接有多个第二棘爪（27），所述第二棘爪（27）与限位槽相配合。

7.根据权利要求6所述的无损检测成像装置，其特征在于，所述第一磁体（23）对第一棘爪（28）的磁力大于第一磁性件（24）对第一棘爪（28）的磁力；

所述第二磁体（21）对第二棘爪（27）的磁力大于第二磁性件（22）对第二棘爪（27）的磁力。