CN116741418A - 核电厂爬行检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种核电厂爬行检测装置，核电厂爬行检测装置包括车体、动力装置、吸附装置和检测装置，车体底部设置有多个驱动轮；动力装置安装于车体内，用于驱动驱动轮在待测面上移动；吸附装置置于车体靠近待测面的底面上，用于吸附待测面；检测装置连接于车体上，用于检测待测面的缺陷。通过上述的结构，通过设置吸附装置，使得核电厂爬行检测装置能够对顶盖密封槽进行缺陷检测，从而实现对反应堆压力容器的法兰密封面和顶盖密封槽等不同检测环境的兼容，并能够实现对待测工件远程检测，避免检修人员在辐射强度较高的工况下长时间工作。

Description

核电厂爬行检测装置

技术领域

本申请涉及自动化设备技术领域，特别是涉及一种核电厂爬行检测装置。

背景技术

反应堆压力容器主要由容器本体和顶盖部分组成，通过多根主螺栓连接并采用内外两道密封环进行密封。压力容器密封环与顶盖密封槽、容器法兰密封面共同构成一回路压力边界。

由于核领域的特有性，随着机组运行时间增长，压力容器顶盖具有极高的放射性。大修期间，压力容器顶盖需吊运并存放至顶盖存放间支腿上，并在低水位期间完成密封槽的检查。顶盖密封槽清洗与检查工作耗时长。

相关技术中对压力容器的法兰密封面和顶盖密封槽都是通过检修人员手工完成的，由于顶盖密封槽的待测面位于下侧，因此对顶盖密封槽的检查需要检修人员在整个工作过程中需长时间保持下蹲姿势并处于高辐照环境下，还将受到很大的辐射剂量并具有体表沾污风险。而密封面若出现未被发现的缺陷可能造成压力容器密封失效，导致延误大修主线时间，严重影响电厂经济效益。

发明内容

基于此，有必要针对没有专用检测设备对法兰密封面和顶盖密封槽进行缺陷检查的问题，提供一种核电厂爬行检测装置，所述核电厂爬行检测装置包括：

车体，多个驱动轮设置于所述车体的底部；

动力装置，安装于所述车体内，用于驱动所述驱动轮在待测面上移动；

吸附装置，置于所述车体靠近待测面的底面上，用于吸附所述待测面；

检测装置，连接于所述车体上，用于检测所述待测面的缺陷。

上述的核电厂爬行检测装置，包括车体、动力装置、吸附装置和检测装置，其中车体上设有多个驱动轮，使得能够通过驱动轮转动来带动车体在待测面上移动，动力装置置于车体内，并和多个驱动轮联动，来驱动驱动轮在待测面上移动，以便核电厂爬行检测装置能够在待测面移动来实现在待测面上自动运行，实现对待测面上多方位的缺陷的检测。吸附装置设于车体靠近待测面的地面上，能够吸附于待测面上，使得当对顶盖密封槽检测时，由于顶盖密封槽的待测面位于下侧，通过设置吸附装置，使得核电厂爬行检测装置能够倒置于顶盖密封槽内，并吸附在顶盖密封槽的底壁上，以便对顶盖密封槽的待测面进行检测。检测装置连接于车体上，能够在车体移动时，对待测面上的磕碰、划痕等缺陷进行检测。通过上述的结构，通过设置吸附装置，使得核电厂爬行检测装置能够对顶盖密封槽进行缺陷检测，从而实现对反应堆压力容器的法兰密封面和顶盖密封槽等不同检测环境的兼容，并能够实现对待测工件远程检测，代替人工检测，实现了高精度缺陷识别及定位，简化了作业步骤，提升了安全性，避免检修人员在辐射强度较高的工况下长时间工作。

在一些实施例中，所述车体包括：

吸附车体，所述吸附装置置于所述吸附车体内，且所述吸附车体两端分别设有相背离的第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽和所述第二滑槽的延伸方向均为圆弧；

驱动车体，连接于所述吸附车体的一端，并设有第一滑动凸块，所述第一滑动凸块与所述第一滑槽相配合，能够在所述第一滑槽内滑动；

从动车体，连接于所述吸附车体的另一端，并设有第二滑动凸块，所述第二滑动凸块与所述第二滑槽相配合，能够在所述第二滑槽内滑动。

在一些实施例中，所述驱动轮包括主动驱动轮和从动驱动轮；

所述驱动车体安装有成对的所述主动驱动轮，所述动力装置安装于所述驱动车体内，以驱动所述主动驱动轮相对所述待测面移动；

所述从动车体还设有成对的所述从动驱动轮，成对的所述从动驱动轮与成对的所述主动驱动轮联动，以使所述主动驱动轮带动所述从动驱动轮相对所述待测面移动；

所述从动车体内设有编码器，用于记录行进距离。

在一些实施例中，所述核电厂爬行检测装置还包括侧向导向轮和纵向导向轮，所述侧向导向轮连接于所述吸附车体的侧壁，所述纵向导向轮可拆卸的连接于所述吸附车体，所述纵向导向轮与顶盖密封槽的槽底的导向槽相配合。

在一些实施例中，所述吸附车体靠近待测面的底部具有第一开口，所述吸附装置包括：

磁吸件，置于所述吸附车体内，用于吸附于待测面，所述磁吸件露出于所述第一开口；

调节组件，置于所述吸附车体内，用于调节所述磁吸件与所述待测面的距离，使其能够吸附或者释放所述待测面。

在一些实施例中，所述调节组件包括：

升降部件，与所述磁吸件连接，用于调节所述磁吸件升降；

锁紧件，固定安装于所述吸附车体的侧壁上，用于锁定所述升降部件，以锁定所述磁吸件相对所述待测面的距离。

在一些实施例中，所述升降部件包括：

转动杆，可转动地连接于所述吸附车体的侧壁上，其中一端露出于所述吸附车体，所述转动杆设于所述磁吸件上方，所述锁紧件用于锁定所述转动杆；

多个偏摆轮，转动连接于所述转动杆上并沿所述转动杆的轴向依次排布；

至少一对牵引绳，每对所述牵引绳包括两根所述牵引绳；每根所述牵引绳的两端穿过所述磁吸件连接于不同的两个所述偏摆轮上，每对所述牵引绳中的两根所述牵引绳分别连接于所述磁吸件的相背离的两端。

在一些实施例中，所述调节组件还包括一对导杆，置于所述吸附车体内，一对所述导杆中的两个所述导杆分别平行的设置于所述转动杆的两侧，各所述导杆的外周设有环形引导槽，所述牵引绳沿所述环形引导槽绕设于所述导杆。

在一些实施例中，所述吸附装置还包括外壳，所述外壳置于所述吸附车体内，与所述第一开口相配合，所述磁吸件固定于所述外壳，两根所述牵引绳分别连接于所述外壳的相背离的两端；

所述外壳上设有多个固定孔，所述吸附车体的顶壁上设有导向孔，所述导向孔贯穿所述吸附车体的顶壁，所述调节组件还包括：

多个导向柱，置于所述吸附车体内，一端滑动连接于所述导向孔，另一端分别固定连接于对应的所述固定孔内；

多个弹性件，分别套设于对应的所述导向柱上，一端与所述固定孔的底壁抵靠，另一端抵靠于所述吸附车体的顶壁。

在一些实施例中，所述核电厂爬行检测装置还包括车身，所述车身设有容纳腔，所述车身连接于所述吸附车体远离所述待测面的一侧；

所述检测装置包括2D相机组件，所述2D相机组件包括：

2D连接座，连接于所述车身的一端，并能相对所述车身转动；

2D相机，连接于所述2D连接座，用于拍摄所述待测面的平面图像；

2D相机支架，连接于所述2D连接座，所述2D相机安装于所述2D相机支架上；

光源件，连接于所述2D连接座上，用于提供光源。

在一些实施例中，所述检测装置包括3D相机组件，所述3D相机组件包括：

3D连接座，连接于所述车身的另一端，并能相对所述车身转动；

3D相机，连接于所述3D连接座，用于记录所述待测面数据并生成三维立体图像；

3D相机支架，连接于所述3D连接座，所述3D相机安装于所述3D相机支架上。

在一些实施例中，所述核电厂爬行检测装置还包括：

控制单元，置于所述容纳腔内，用于控制所述3D相机与所述2D相机，并接收所述2D相机拍摄的平面图像以及所述3D相机生成的三维立体图像；

蓄电池，置于所述容纳腔内，与所述控制单元电连接，为所述控制单元提供电能；

通讯设备，置于所述容纳腔内，为所述控制单元接收和发送指令提供转换接口。

在一些实施例中，所述车体包括隔板与支撑板；

所述隔板置于所述容纳腔内，并将所述容纳腔分隔为主控舱和第一容纳腔，所述控制单元置于所述主控舱内；

所述支撑板置于所述第一容纳腔内，并将第一容纳腔所述分隔为电池舱和通讯舱，所述通讯设备置于所述通讯舱中，所述蓄电池置于所述电池舱中。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的核电厂爬行检测装置整体结构示意图。

图2为本申请一实施例提供的车体俯视图。

图3为本申请一实施例提供的车体侧视图。

图4为本申请一实施例提供的吸附装置结构示意图。

图5为本申请一实施提供的升降部件结构示意图。

图6为本申请一实施例提供的导杆示意图。

图7为本申请一实施例提供的导向柱示意图。

图8为本申请一实施例提供的车身示意图。

图9为本申请一实施例提供的2D相机组件示意图。

图10为本申请一实施例提供的3D相机组件示意图。

附图标记：

车体10；吸附车体101；第一滑槽1011；第二滑槽1012；驱动车体102；第一滑动凸块1021；主动驱动轮1022；从动车体103；第二滑动凸块1031；从动驱动轮1032；动力装置20；

吸附装置30；磁吸件301；调节组件302；升降部件3021；转动杆3121；偏摆轮3221；牵引绳3321；锁紧件3022；锁块3122；拨杆3222；支架3023；定位座3024；棘轮3025；外壳303；导向柱304；弹性件305；导杆306；轴承3061；浮动导杆3062；弹簧3063；挡销3064；固定座307；

检测装置40；2D相机组件401；2D相机4011；2D相机支架4012；2D连接座4013；光源件4014；光源支架4015；2D防护罩4016；

3D相机组件402；3D相机4021；3D相机支架4022；3D连接座4023；3D防护罩4024；

侧向导向轮501；纵向导向轮502；

车身60；第一侧板601；第一面板6011；第二面板6012；第二侧板602；第三侧板603；第四侧板604；隔板605；支撑板606；盖板607；底板608；

控制单元70；蓄电池80；通讯设备90；通讯天线901；电源开关110；充电接口120。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1至10，图1示出了本申请一实施例提供的核电厂爬行检测装置整体结构示意图，包括车体10、动力装置20、吸附装置30和检测装置40，车体10底部设置有多个驱动轮；动力装置20安装于车体10内，用于驱动驱动轮在待测面上移动；吸附装置30置于车体10靠近待测面的底面上，用于吸附待测面；检测装置40连接于车体10上，用于检测待测面的缺陷。

上述的核电厂爬行检测装置，包括车体10、动力装置20、吸附装置30和检测装置40，其中车体10上设有多个驱动轮，通过驱动轮转动能够带动车体10在待测面上移动，动力装置20置于车体10内，并和多个驱动轮联动，来驱动驱动轮在待测面上移动，以实现核电厂爬行检测装置能够在待测面上自动运行，从而实现对待测面上多方位的缺陷的检测。吸附装置30设于车体10靠近待测面的底面上，能够对待测面进行吸附，使得当对顶盖密封槽检测时，由于顶盖密封槽的待测面位于下侧，通过设置吸附装置30，核电厂爬行检测装置能够倒置并吸附于顶盖密封槽内，以便对顶盖密封槽的待测面进行检测。检测装置40连接于车体10上，能够在车体10移动时，对待测面上的磕碰、划痕等缺陷进行检测。通过上述的结构，通过设置吸附装置30，使得核电厂爬行检测装置能够对顶盖密封槽进行缺陷检测，从而实现对反应堆压力容器的法兰密封面和顶盖密封槽等不同检测环境的兼容，并能够实现对待测工件远程检测，代替人工检测，实现了高精度缺陷识别及定位，简化了作业步骤，提升了安全性，避免检修人员在辐射强度较高的工况下长时间工作。

如图2和图3所示，在一些实施例中，车体10包括吸附车体101、驱动车体102和从动车体103，吸附装置30置于吸附车体101内，且吸附车体101两端分别设有相背离的第一滑槽1011和第二滑槽1012，第一滑槽1011和第二滑槽1012的延伸方向均为圆弧；驱动车体102连接于吸附车体101的一端，并设有第一滑动凸块1021，滑动凸块与第一滑槽1011相配合，能够在第一滑槽1011内滑动；从动车体103连接于吸附车体101的另一端，并设有第二滑动凸块1031，第二滑动凸块1031与第二滑槽1012相配合，能够在第二滑槽1012内滑动。

车体10包括吸附车体101、驱动车体102和从动车体103，驱动车体102和从动车体103分别连接于吸附车体101的两端。吸附车体101两端分别设有第一滑槽1011和第二滑槽1012，驱动车体102与吸附车体101连接的一端设有与第一滑槽1011相配合的第一滑动凸块1021，从动车体103与吸附车体101连接的一端设有与第二滑槽1012相配合的第二滑动凸块1031。由于第一滑槽1011和第二滑槽1012的延伸方向均为圆弧，且第一滑动凸块1021与第二滑动凸块1031分别与第一滑槽1011和第二滑槽1012在其延伸方向上相配合，使得第一滑动凸块1021与第二滑动凸块1031能够分别沿第一滑槽1011和第二滑槽1012的延伸方向在第一滑槽1011和第二滑槽1012内滑动。使得驱动车体102和从动车体103能够分别相对吸附车体101转动，以实现能够通过调节驱动车体102及从动车体103相对吸附车体101的角度来适应待测面的状况。在一些实施例中，需进行缺陷检测的待测面可以为平面、圆环面和沟槽面。通过调节驱动车体102与从动车体103的角度可实现对不同弧面角度的兼容作业。

在本实施例中，核电厂爬行检测装置还设有卡紧件，当调节驱动车体102，使其相对吸附车体101调整至合适的角度后，使用卡紧件来锁紧第一滑槽1011与第一滑动凸块1021，使其相对固定。当调节从动车体103，使其相对吸附车体101调整至合适的角度后，使用卡紧件来锁紧第二滑槽1012与第二滑动凸块1031，使其相对固定。从而实现当核电厂爬行检测装置放置于待测面运行时，驱动车体102、吸附车体101与从动车体103之间都能保持相对固定，保证运行时候的稳定性和可靠性。根据被测工件结构，驱动车体102和从动车体103能够相对吸附车体101调节±30°内的任意角度，来保证对待测面检测的完整度。

如图1至图3所述，在一些实施例中，驱动轮包括主动驱动轮1022和从动驱动轮1032；驱动车体102安装有成对的主动驱动轮1022，动力装置20安装于驱动车体102内，以驱动主动驱动轮1022相对待测面移动；从动车体103还设有成对的从动驱动轮1032，成对的从动驱动轮1032与成对的主动驱动轮1022联动，以使主动驱动轮1022带动从动驱动轮1032相对待测面移动；从动车体103内设有编码器，用于记录行进距离。

多个驱动轮设于车体10底部，包括成对的主动驱动轮1022和成对的从动驱动轮1032。具体地，主动驱动轮1022至少有一对，设于驱动车体102靠近待测面的底部，由于动力装置20安装于驱动车体102，并能够驱动主动驱动轮1022转动来带动驱动车体102相对待测面移动。从动驱动轮1032能够与主动驱动轮1022联动，当主动驱动轮1022转动时能够带动从动驱动轮1032转动，从而带动从而车体10相对待测面移动，以实现核电厂爬行检测装置的移动。在本实施例中，动力装置20为电机，电机转轴与成对的主动驱动轮1022之间的连接杆通过齿轮连接，电机驱动带动转轴转动，从而带动主动驱动轮1022转动。从动车体103内设有编码器，当核电厂爬行检测装置置于待测面上进行检测时，能够通过编码器来记录核电厂爬行检测装置在检测过程中的行进距离，以配合检测装置40完成检测。

如图2和图3所示，在一些实施例中，核电厂爬行检测装置还包括侧向导向轮501和纵向导向轮502，侧向导向轮501连接于吸附车体101的侧壁，纵向导向轮502可拆卸的连接于吸附车体101，纵向导向轮502用于与顶盖密封槽的槽底的导向槽相配合。

当使用核电厂爬行检测装置对法兰密封面检测时，由于法兰密封面上待测面的侧边高出法兰。侧向导向轮501安装于吸附车体101的侧面，在对法兰密封面进行检测时，侧向导向轮501能够同步沿高于法兰的侧面滑动，以保证核电厂爬行检测装置在运行时的稳定性。在对顶盖密封槽进行检测时，顶盖密封槽的底壁上还具有与顶盖密封槽延伸方向一致的导向槽，通过在吸附车体101的底面上设置可拆卸连接的纵向导向轮502，来与导向槽相配合，使得顶盖密封槽检测时，保证核电厂爬行检测装置运行的稳定性。在核电厂爬行检测装置应用于其他被测工件时，可以拆除纵向导向轮502。从而实现核电厂爬行检测装置对不同被测工况的兼容性。这样的导向轮辅助调节结构，使设备可以兼容应用到法兰密封面和顶盖密封槽。

在本实施例中，多个驱动轮、侧向导向轮501和纵向导向轮502均采用聚氨酯包覆，不仅耐磨损、抗辐射、电绝缘、减震性能好等优点，还能防止损伤被测工件。

如图4所示，在一些实施例中，吸附车体101靠近待测面的底部具有第一开口，吸附装置30包括磁吸件301和调节组件302，磁吸件301置于吸附车体101内，用于吸附于待测面，磁吸件露出于第一开口；调节组件302置于吸附车体101内，用于调节磁吸件301与待测面的距离，使其能够吸附或者释放待检测面。

吸附装置30包括磁吸件301和调节组件302，磁吸件301设于吸附车体101内，并能够露出于吸附车体101靠近待测面的第一开口，使得磁吸件301靠近待测面时能够对待测面进行吸附。通过调节组件302调节磁吸件301的位置，来调节磁吸件301对待测面磁吸力的强弱。当对法兰密封面进行检测时，核电厂爬行检测装置需正置于待测面上，需增加磁吸件301与待测面之间的距离，以解锁磁吸件301减小磁吸力，当对顶盖密封槽进行检测时，核电厂爬行检测装置需倒置于待测面上，此时需使磁吸件301吸附于待测面上。设置吸附装置30使得实现核电厂爬行检测装置能够适应不同状况的被测工件。采用磁吸方式克服了对反应堆压力容器的复合材料厚不锈钢密封面的倒置吸附检测技术。

如图4和图5所示，在一些实施例中，调节组件302包括升降部件3021和锁紧件3022，升降部件3021与磁吸件301连接，用于调节磁吸件301升降；锁紧件3022与升降部件3021联动，用于锁定升降部件3021，以锁定磁吸件301相对待测面的距离。

升降部件3021和锁紧件3022均设于吸附车体101内，其中升降部件3021与磁吸件301相连接，能够对磁吸件301进行升降以调节磁吸件301相对待测面的距离，从而控制磁吸件301对待测面磁吸力的强弱。锁紧件3022能够锁定升降部件3021，使得当调节升降部件3021使磁吸件301相对待测面距离合适时，能够锁定磁吸件301的位置，从而保证核电厂爬行检测装置运行过程中，磁吸件301的稳定性以及对待测面的吸附性。实现磁力输出在线调节。

如图4和图5所示，在一些实施例中，升降部件3021包括转动杆3121、多个偏摆轮3221和至少一对牵引绳3321，转动杆3121可转动地连接于吸附车体101的侧壁上，一端露出于吸附车体101，转动杆3121设于磁吸件301上方，锁紧件3022用于锁定转动杆3121；多个偏摆轮3221转动连接于转动杆3121上，并沿转动杆的轴向依次排布；每对牵引绳3321包括两根牵引绳3321；每根牵引绳3321的两端穿过磁吸件301连接于不同的两个偏摆轮3221上，每对牵引绳3321中的两根牵引绳3321分别连接于磁吸件301的相背离的两端。

升降部件3021包括转动杆3121、多个偏摆轮3221，和至少一对牵引绳3321，其中转动杆3121置于吸附车体101内，可转动的连接于吸附车体101的侧壁上，即远离待测面的一侧，其中转动杆3121的一端露出于吸附车体101，便于从外部采用专用扳手转动转动杆3121，转动杆3121设于磁吸件301上方，并与磁吸件301平行，便于通过牵引绳3321对磁吸件301进行升降。置于吸附车体101内的转动杆3121上穿设有多个偏摆轮3221，至少一对牵引绳3321中的每根牵引绳3321的两端分别连接于两个偏摆轮3221上，并穿过磁吸件301，以便通过牵引绳3321升降磁吸件301。调节磁吸件301对待检测磁吸力时，通过转动吸附车体101侧壁的转动杆3121来带动偏摆轮3221转动，从而带动偏摆轮3221转动以收紧或释放牵引绳3321，以实现调节磁吸件301相对待测面的距离。当核电厂爬行检测装置需吸附于待测面时，释放牵引绳3321缩小磁吸件301与被测工件之间的间隙，以使磁吸件301贴近待测面增强磁吸力。当待检测的被测工件不需要核电厂爬行检测装置吸附来保证核电厂爬行检测装置在待测面上运行时，收紧牵引绳3321以使磁吸件301远离待测面，减弱磁吸力，以避免核电厂爬行检测装置运行过程中磁吸力的干扰。通过设置偏摆轮3221收放牵引绳3321，使得安装牵引绳3321后，调节牵引绳3321长度使其相等，并在运行中保证磁吸件301的稳定性。

在本实施例中，偏摆轮3221为两对，分别用于连接一对牵引绳3321中的两根牵引绳3321，且同一根牵引绳3321的两端连接的偏摆轮3221相间隔设置。

如图5所示，在本实施例中，调节组件302包括支架3023和定位座3024，转动杆3121端部连接有棘轮3025，锁紧件3022包括锁块3122和拨杆3222，拨杆3222用于控制锁块3122，锁块3122、棘轮3025和拨杆3222安装在支架3023上。通过棘轮3025和锁块3122限制转动杆3121旋转的位置。定位座3024和支架3023分别用于将转动杆3121连接在吸附车体101的两侧，并使转动杆3121和磁吸件301平行。

在其他实施例中，偏摆轮3221也可设置为其他能够收放牵引绳3321的凸轮。转动杆3121上还设有调节螺母，用于调节钢丝绳的涨紧度。

如图4和图6所示，调节组件302还包括一对导杆306，置于吸附车体101内，一对导杆306中的两个导杆306分别平行的设置于转动杆3121的两侧，各导杆306的外周设有环形引导槽，牵引绳3321沿环形引导槽饶设于导杆306。

两个导杆306平行于转动杆3121，分别设置于转动杆3121的两侧，且两端安装在吸附车体101的侧面上，使得连接在转动杆3121偏摆轮3221上的牵引线能够平行于磁吸件301。由于导杆306外周设有环形引导槽，使得牵引绳3321能够沿环形导向槽饶设于导杆306的，并通过环形引导槽连接在磁吸件301的两端。使得通过牵引绳3321来升降磁吸件301时，牵引绳3321在导向槽内移动能够防止牵引绳3321窜动，保证升降过程的稳定性。

如图6所示，在一些实施例中，导杆306上还设有轴承3061、浮动导杆3062、弹簧3063和挡销3064，弹簧3063和浮动导杆3062安装于导杆306内，且互动导杆306能够相对导杆306轴向伸缩，挡销3064用于限制浮动导杆3062的移动距离。以便导杆306能够安装于吸附车体101上。

如图4和图7所示，在一些实施例中，吸附装置30还包括外壳303，外壳303置于吸附车体101内，与第一开口相配合，磁吸件301固定于外壳303，两根牵引绳3321分别连接于外壳303相背离的两端；外壳303上设有多个固定孔，吸附车体101上设有导向孔，导向孔贯穿吸附车体101的顶壁，调节组件302还包括多个导向柱304和多个弹性件305，多个导向柱304置于吸附车体101内，一端滑动连接于导向孔，另一端分别固定连接于对应的固定孔内；多个弹性件305分别套设于对应的导向柱304上，一端与固定孔的底壁抵靠，另一端抵靠于吸附车体101的顶壁

外壳303置于吸附车体101内，并与第一开口相配合，使得外壳303能够露出于第一开口，从而磁吸件301能够露出于第一开口，以便磁吸件301能够吸附于待测面上。外壳303上设有多个固定孔，吸附车体101的顶壁上设有多个导向孔，使得导向柱304的一端能够分别固定连接于对应的导向孔内，另一端滑动连接于导向孔，当牵引绳3321牵引外壳303升降时，带动导向柱304在导向孔滑动，导向孔能够为导向柱304以及外壳303的升降起导向作用，保证在调节磁吸件301距离时的可靠性。多个弹性件305套设于对应的导向柱304上，且弹性件305的两端分别抵接于吸附车体101的顶壁和导向孔的底壁，当牵引磁吸件301上升时，由于弹性件305能够同时对吸附车体101的顶壁和外壳303施加弹性力提高调节的精确性，避免影响吸附效果。当使磁吸件301下降时，弹性件305能够使磁吸件301快速回弹以使磁吸件301与待测面之间的间隙缩小，吸附于物体上，提高操作效率。

在本实施例中，磁吸件301为强力磁铁，吸附装置30还包括隔磁板、耐磨片，隔磁板设于外内与磁吸件301贴合的一面，用于消除强磁另一侧的吸力，避免干扰其他部件的运行。耐磨片安装于磁吸件301靠近待测面的一侧，用于保护强磁受外力冲击，起到保护作用。吸附车体101的侧壁上还固定连接有固定座307，固定座307上设有导向孔，以便导向柱304滑动连接在导向孔内。

如图1和图8所示，在一些实施例中，核电厂爬行检测装置还包括车身60，车身60设有容纳腔，车身60连接于吸附车体101远离待测面的一侧；检测装置40包括2D相机组件401，2D相机组件401包括2D连接座4013、2D相机4011、2D相机支架4012和光源件4014，2D连接座4013连接于车身60一端，并能相对车身60转动；2D相机4011连接于2D连接座4013，用于拍摄待测面的平面图像；2D相机支架4012连接于2D连接座4013，2D相机4011安装于2D相机支架4012上；光源件4014连接于2D连接座4013上，用于提供光源。

吸附车体101远离待测面的一侧还连接有车身60，车身60设有容纳腔。2D相机组件401连接于车身60一端，以便在车体10带动车身60运行时，2D相机组件401能够同步移动来对待测面的缺陷进行检测并拍摄平面图像。2D相机组件401包括2D相机4011、2D连接座4013、2D相机支架4012和光源件4014，2D连接座4013固定连接于车身60的一端，2D相机4011及光源件4014固定连接于2D连接座4013上。具体地，2D相机4011通过2D相机支架4012连接于2D连接座4013上。由于2D连接座4013能够相对车身60转动，以便调节2D相机4011的拍摄角度，从而调节2D相机4011和光源件4014与被测工件上待测面之间的距离，光源件4014为2D相机4011拍摄提供光源，保证2D相机4011所拍摄的平面图像的可靠性。

如图9所示，在本实施例中，2D连接座4013包括固定座307和摆动座，固定座307固定连接于车身60的一端，摆动座连接于固定座307上并能相对固定座307摆动。2D相机组件401还包括光源支架4015，光源件4014连接于光源支架4015上，光源支架4015和2D相机支架4012均连接于摆动座上，且摆动座上带有刻度，以便调整2D相机4011拍摄角度使其与光源和被测工件切线重合。且光源件4014、光源支架4015、2D相机4011、2D相机支架4012、摆动座和固定座307等采用高强度铝合金加工成型，以保证实用性。2D相机组件401还包括2D防护罩4016，2D防护罩4016采用PE材料热塑成型，防止设备刚性磕碰，同时起到防沾污保护。2D防护罩4016与2D连接座4013一同安装于车身60的一端，以将2D相机4011、2D连接座4013、2D相机支架4012，光源件4014等罩入其中，防止相机磕碰、沾污，从而起到保护作用。

如图10所示，在一些实施例中，检测装置40包括3D相机组件402，3D相机组件402包括3D连接座4023、3D相机4021和3D相机支架4022，3D连接座4023连接于车身60一端，并能相对车身60转动；3D相机4021连接于3D连接座4023，用于记录待测面数据并生成三维立体图像；3D相机支架4022固定连接于3D连接座4023，3D相机4021安装于3D相机支架4022上。

3D相机组件402安装于车身60的另一端，且安装于车身60两端的2D相机组件401与3D相机组件402相背离设置。3D相机组件402包括3D连接座4023、3D相机4021和3D相机支架4022,3D连接座4023安装于车身60的另一端，3D相机支架4022固定连接于3D连接座4023上，3D相机4021安装在3D相机支架4022上，由于3D连接座4023能够相对车身60转动，以便调节3D相机4021和被测工件的距离，并生成三维立体图像。3D相机支架4022用于安装3D相机4021且带有刻度，可调整3D相机4021拍摄角度使其与被测工件切线重合。

如图1所示，在本实施例中，3D相机组件402还包括3D防护罩4024，3D防护罩4024采用PE材料热塑成型，防止设备刚性磕碰，同时起到防沾污保护。3D防护罩4024与3D连接座4023一同安装于车身60的另一端上，以将3D相机4021、3D连接座4023、3D相机支架4022罩入其中，防止相机磕碰、沾污，从而起到保护作用。通过融合2D相机组件401及3D相机组件402的检测技术，即可实时获取2D图像及缺陷检测结果也可获取待测模块的3D视图数据。

在一些实施例中，核电厂爬行检测装置还包括控制单元70、蓄电池80和通讯设备90，控制单元70置于容纳腔内，用于控制3D相机4021与2D相机4011，并接受2D相机4011拍摄的平面图像或者3D相机4021生成的三维立体图像；蓄电池80置于容纳腔内，与控制单元70电连接，用于为控制单元70提供电能；通讯设备90置于容纳腔内，为控制单元70接受和发送指令提供转换媒介。

控制单元70、蓄电池80和通讯设备90均设于容纳腔内，控制单元70用于对3D相机4021及2D相机4011发送指令，使得2D相机4011能够对待测面缺陷处进行拍摄并记录或传输所拍摄的平面图像，3D相机4021能够对待测面缺陷处进行扫描并生成三维立体图像记录下来。蓄电池80与控制单元70连接，为控制单元70提供电能，保证核电厂爬行检测装置在运行过程中控制单元70能够正常运行并发送指令。通讯设备90为外部主控设备对控制单元70发送信号及控制单元70对2D相机组件401和3D相机组件402发送指令转换成适合传输介质的信号来提供转换媒介，以便信号传输。

如图8所示，在一些实施例中，车体10包括隔板605与支撑板606；隔板605置于容纳腔内，并将容纳腔分隔为主控舱和第一容纳腔，控制单元70置于主控舱内；支撑板606置于第一容纳腔内，并将第一容纳腔分隔为电池舱和通讯舱，通讯设备90置于通讯舱中，蓄电池80置于电池舱中。

隔板605和支撑板606均设于容纳腔内，隔板605将容纳腔分隔为第一容纳腔和主控舱，且主控舱和第一容纳腔分别位于容纳腔的上下两部分。支撑板606设于第一容纳腔中，将第一容纳腔分割为通讯舱和电池舱。控制单元70置于主控舱中，通讯设备90设置在通讯舱中，蓄电池80设于电池舱中。且支撑板606设于第一容纳腔中，将第一容纳腔分割为左右两个部分外，还用于支撑隔板605。通过设置隔板605和支撑板606对容纳腔进行分隔，以使控制单元70、通讯设备90及蓄电池80能够置于容纳腔中，以采用高度集成、分层布局电控设计，来减少电气元件之间的互相干扰，增加系统的稳定性。

如图8所示，在一些实施例中，车身具有第一侧板601、第二侧板602、第三侧板603及第四侧板604，且均与吸附车体101连接，具体地，车体10还包括底板608，底板608用于连接吸附车体101和上述多个侧板。第一侧板601、第二侧板602、第三侧板603及第四侧板604之间依次采用止口方式拼接成型。由于第二侧板602与第四侧板604相对设置，且2D相机组件401连接于第二侧板602上，3D相机组件402连接于第四侧板604上，并使2D相机组件401与3D相机组件402为相背离设置，以便2D相机组件401和3D相机组件402在核电厂爬行检测装置运行过程中分别进行检测工作。且车身60及连接于车身60的2D相机组件401和3D相机组件402位于车体10上部，这种基于上下位机双自主控制架构设计实现大量视觉数据的实时处理。第一侧板601包括第一面板6011和第二面板6012，其中第二面板6012和第二侧板602及第四侧板604连接以固定第一侧板601，第一面板6011遮盖第一容纳腔在第一侧板601的开口，第二面板6012遮盖通讯舱及电池舱在第一侧板601的开口。由于第一面板6011能够相对第二面板6012滑动，抽拉式的面板使得电池能够露出于车身60，以便对电池舱的电池进行更换，提高便捷性。

在本实施例中，车体10还设有锁紧部件，锁紧部件安装于支撑板606上，用于锁紧电池，避免核电厂爬行检测装置运行过程中电池发生晃动。车体10还包括盖板607，盖板607置于第一侧板601、第二侧板602、第三侧板603及第四侧板604的上部，且在盖板607顶部还安装有通讯天线901。第一侧板601、第二侧板602、第三侧板603及第四侧板604、隔板605、支撑板606、盖板607、底板608和锁紧部件等采用高强度铝合金加工成型后组装。盖板607与第二面板6012、第二侧板602、第三侧板603及第四侧板604采用止口连接。

如图8所示，在一些实施例中，核电厂爬行检测装置还包括电源开关110和充电接口120，充电接口120与电源开关110设于第二面板6012上，充电接口120与蓄电池80电连接，以便为外部电源对蓄电池80传输电能提供操作口，电源开关110与控制单元电连接，用于控制控制单元的通断。

电控系统作为设备的核心控制系统，还包括主控单元，主控单元和控制单元70均为核电厂爬行检测装置电控系统的一部分。电控系统用于实现设备的移动、拍照及扫描等作业功能，由硬件系统及软件系统组成。其中，硬件系统作为电控系统的实体构建整个功能框架，包括远程控制模块、无线通讯模块、车载控制模块、驱动模块、2D检测模块、3D检测模块、无线客户端模块及供电模块。其中，主控单元为远程控制模块，设置通讯设备90及通讯天线901为无线通讯模块和无线客户端模块，控制单元70为车载控制模块，驱动车体102的动力装置20为驱动模块，2D相机组件401为2D检测模块，3D相机组件402为3D检测模块，电池和充电接口120为供电模块。从而电控系统具备半自主作业功能，检测作业过程中无需人员介入，简单操作方法，技能水平要求低。

软件系统按功能分为上位机软件、下位机软件及三维扫描软件三部分，各部分通过TCP/IP协议进行通讯。其中，上位机软件运行在远程控制模块，用于接受、处理操作人员的操作并下发给下位机软件；同时接收下位机软件反馈的信息供操作人员参考。下位机软件运行在机器人本体部分车体10控制模块，用于接收、分析上位机软件的指令并控制设备的其他模块。三维扫描软件用于接收下位机软件的控制指令、返回三维扫描设备工作状态及编码器脉冲数并对三维扫描数据进行处理。

在使用核电厂爬行检测装置对待测工件存在的缺陷进行检测时，首先将吸附组件解锁，并调节至磁性减弱状态。具体地，施加作用力于转动杆3121，转动露出于吸附车体101的转动杆3121的端部，以带动偏摆轮3221转动，同时收紧一端缠绕于偏摆轮3221的牵引绳3321，使得牵引绳3321另一端连接的磁吸件301上升，向靠近车身60的方向移动。当磁吸件301调节至吸附车体101的高位时，锁紧升降部件3021以锁定磁吸件301相对吸附车体101的位置。

此时若对顶盖密封槽进行检测，安装纵向导向轮502，并调整纵向导向轮502的高度，使其能够与顶盖密封槽的槽底的导向槽相配合。由于顶盖密封槽为o环槽，还需调节驱动车体102和从动车体103相对吸附车体101的角度，使其能够适应待测环境，调整至合适位置后，采用卡紧件来分别锁定锁紧第一滑槽1011与第一滑动凸块1021，以及第二滑槽1012与第二滑动凸块1031，以锁定驱动车体102和从动车体103相对吸附车体101的角度。同时调整2D相机4011和3D相机4021的角度与车体10行进方向相一致，便于2D相机4011和3D相机4021在核电厂爬行检测装置行进过程中拍摄图像。而后由于顶盖密封槽需进行检测的待测面位于压力容器的顶盖的下侧，核电厂爬行检测装置需倒置于顶盖密封槽内。因此调节磁吸件301的位置，施加作用力于转动杆3121，以带动偏摆轮3221转动，释放一端缠绕于偏摆轮3221的牵引绳3321，使得牵引绳3321另一端吊起的磁吸件301下降，向远离车身60的方向移动。当磁吸件301调节至吸附车体101的低位，调节锁紧件3022锁紧升降部件3021，锁定磁吸件301在吸附车体101的低位。将核电厂爬行检测装置置于顶盖密封槽内，倒置的吸附于待测面上，并根据吸附位置对驱动车体102和从动车体103相对吸附车体101的角度进行调整。通过上述操作使得核电厂爬行检测装置能够吸附于顶盖密封槽的待测面上，并保证核电厂爬行检测装置倒置于顶盖密封槽内沿槽的弧面运行。此时进行2D相机4011拍摄，根据拍摄效果调整光源曝光直至效果稳定。准备就绪后，远程控制控制单元70打开“开始拍照”“开始扫描”，并启动动力装置20，使得设备自动运行一周并自动停止。在2D相机4011和3D相机4021的拍照和扫描完成后将吸附组件解锁调节至低磁性状态，取下核电厂爬行检测装置，完成检测后在低辐射区域进行数据后处理。

在对法兰密封面进行缺陷检测时，无需安装纵向导向轮502，使侧向导向轮501与高出法兰的侧面能够贴合，将核电厂爬行检测装置正方在法兰密封面的待测面上，保持磁吸件301处于车体10的高位，此时进行2D相机4011拍摄，根据拍摄效果调整光源曝光直至效果稳定。准备就绪后，远程控制控制单元70打开“开始拍照”“开始扫描”，并启动动力装置20，使得设备自动运行一周并自动停止。取下核电厂爬行检测装置，完成检测后在低辐射区域进行数据后处理。

通过如上的核电厂爬行检测装置，设置吸附车体10120、动力装置20、蓄电池80、控制单元70、2D相机组件401、3D相机组件402以及通讯设备90，解决了反应堆压力容器法兰密封面和顶盖密封槽检测精度低，人工作业存在辐照风险等问题，提出基于视觉的磁吸式密封面缺陷检测设备及工艺。能够分别针对法兰密封面和顶盖O环密封槽在检修过程中产生的磕碰、划痕等缺陷进行自动识别、精准定位及三维重构。设备结构精巧，稳定性好，兼容性高。通过部件功能复用，减少系统复杂度，操作界面简单，对人员技术水平要求低。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种核电厂爬行检测装置，其特征在于，所述核电厂爬行检测装置包括：

车体，底部设置有多个驱动轮；

动力装置，安装于所述车体内，用于驱动所述驱动轮在待测面上移动；

吸附装置，置于所述车体靠近所述待测面的底面上，用于吸附所述待测面；

检测装置，连接于所述车体上，用于检测所述待测面的缺陷。

2.根据权利要求1所述的核电厂爬行检测装置，其特征在于，所述车体包括：

吸附车体，所述吸附装置置于所述吸附车体内，且所述吸附车体两端分别设有相背离的第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽和所述第二滑槽的延伸方向均为圆弧；

驱动车体，连接于所述吸附车体的一端，并设有第一滑动凸块，所述第一滑动凸块与所述第一滑槽相配合，能够在所述第一滑槽内滑动；

从动车体，连接于所述吸附车体的另一端，并设有第二滑动凸块，所述第二滑动凸块与所述第二滑槽相配合，能够在所述第二滑槽内滑动。

3.根据权利要求2所述的核电厂爬行检测装置，其特征在于，所述驱动轮包括主动驱动轮和从动驱动轮；

所述驱动车体安装有成对的所述主动驱动轮，所述动力装置安装于所述驱动车体内，以驱动所述主动驱动轮相对所述待测面移动；

所述从动车体还设有成对的所述从动驱动轮，成对的所述从动驱动轮与成对的所述主动驱动轮联动，以使所述主动驱动轮带动所述从动驱动轮相对所述待测面移动；

所述从动车体内设有编码器，用于记录行进距离。

4.根据权利要求2所述的核电厂爬行检测装置，其特征在于，所述核电厂爬行检测装置还包括侧向导向轮和纵向导向轮，所述侧向导向轮连接于所述吸附车体的侧壁，所述纵向导向轮可拆卸的连接于所述吸附车体，所述纵向导向轮与顶盖密封槽的槽底的导向槽相配合。

5.根据权利要求2所述的核电厂爬行检测装置，其特征在于，所述吸附车体靠近待测面的底部具有第一开口，所述吸附装置包括：

磁吸件，置于所述吸附车体内，用于吸附于待测面，所述磁吸件露出于所述第一开口；

调节组件，置于所述吸附车体内，用于调节所述磁吸件与所述待测面的距离，使其能够吸附或者释放所述待测面。

6.根据权利要求5所述的核电厂爬行检测装置，其特征在于，所述调节组件包括：

升降部件，与所述磁吸件连接，用于调节所述磁吸件升降；

锁紧件，固定安装于所述吸附车体的侧壁上，用于锁定所述升降部件，以锁定所述磁吸件相对所述待测面的距离。

7.根据权利要求6所述的核电厂爬行检测装置，其特征在于，所述升降部件包括：

转动杆，可转动地连接于所述吸附车体的侧壁上，其中一端露出于所述吸附车体，所述转动杆设于所述磁吸件上方，所述锁紧件用于锁定所述转动杆；

多个偏摆轮，转动连接于所述转动杆上并沿所述转动杆的轴向依次排布；

至少一对牵引绳，每对所述牵引绳包括两根所述牵引绳；每根所述牵引绳的两端穿过所述磁吸件连接于不同的两个所述偏摆轮上，每对所述牵引绳中的两根所述牵引绳分别连接于所述磁吸件的相背离的两端。

8.根据权利要求7所述的核电厂爬行检测装置，其特征在于，所述调节组件还包括一对导杆，置于所述吸附车体内，一对所述导杆中的两个所述导杆分别平行的设置于所述转动杆的两侧，各所述导杆的外周设有环形引导槽，所述牵引绳沿所述环形引导槽绕设于所述导杆。

9.根据权利要求7所述的核电厂爬行检测装置，其特征在于，所述吸附装置还包括外壳，所述外壳置于所述吸附车体内，与所述第一开口相配合，所述磁吸件固定于所述外壳，两根所述牵引绳分别连接于所述外壳的相背离的两端；

所述外壳上设有多个固定孔，所述吸附车体的顶壁上设有导向孔，所述导向孔贯穿所述吸附车体的顶壁，所述调节组件还包括：

多个导向柱，置于所述吸附车体内，一端滑动连接于所述导向孔，另一端分别固定连接于对应的所述固定孔内；

多个弹性件，分别套设于对应的所述导向柱上，一端与所述固定孔的底壁抵靠，另一端抵靠于所述吸附车体的顶壁。

10.根据权利要求2所述的核电厂爬行检测装置，其特征在于，所述核电厂爬行检测装置还包括车身，所述车身设有容纳腔，所述车身连接于所述吸附车体远离所述待测面的一侧；

所述检测装置包括2D相机组件，所述2D相机组件包括：

2D连接座，连接于所述车身的一端，并能相对所述车身转动；

2D相机，连接于所述2D连接座，用于拍摄所述待测面的平面图像；

2D相机支架，连接于所述2D连接座，所述2D相机安装于所述2D相机支架上；

光源件，连接于所述2D连接座上，用于提供光源。

11.根据权利要求10所述的核电厂爬行检测装置，其特征在于，所述检测装置包括3D相机组件，所述3D相机组件包括：

3D连接座，连接于所述车身的另一端，并能相对所述车身转动；

3D相机，连接于所述3D连接座，用于记录所述待测面数据并生成三维立体图像；

3D相机支架，连接于所述3D连接座，所述3D相机安装于所述3D相机支架上。

12.根据权利要求11所述的核电厂爬行检测装置，其特征在于，所述核电厂爬行检测装置还包括：

控制单元，置于所述容纳腔内，用于控制所述3D相机与所述2D相机，并接收所述2D相机拍摄的平面图像以及所述3D相机生成的三维立体图像；

蓄电池，置于所述容纳腔内，与所述控制单元电连接，为所述控制单元提供电能；

通讯设备，置于所述容纳腔内，为所述控制单元接收和发送指令提供转换接口。

13.根据权利要求12所述的核电厂爬行检测装置，其特征在于，所述车体包括隔板与支撑板；

所述隔板置于所述容纳腔内，并将所述容纳腔分隔为主控舱和第一容纳腔，所述控制单元置于所述主控舱内；

所述支撑板置于所述第一容纳腔内，并将第一容纳腔所述分隔为电池舱和通讯舱，所述通讯设备置于所述通讯舱中，所述蓄电池置于所述电池舱中。