CN116818911A - 一种高纯液氦输送管道无损检测机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无损检测技术领域，具体是涉及一种高纯液氦输送管道无损检测机器人，包括箱体、超声波检测组件及行进装置；箱体包括有上部侧壁及底板，上部侧壁与底板围成能装设检测用液的上部空腔；管道穿设于上部空腔内，管道的外壁与箱体的上部侧壁密封滑动连接；上部空腔内安装有两个半环和用于驱动两个半环移动、使之沿管道径向方向实现开合的控制组件；超声波检测组件装设在半环上，行进装置设置在箱体上，控制组件、行进装置的控制端均与控制器电连接。本发明在对管道进行检测时，管道和超声波检测组件均浸没在检测用液中，相比较在管道上涂抹检测用液的方式相比，可极大程度提高超声波检测组件对管道的检测效果。
Description
技术领域
本发明涉及无损检测技术领域，具体是涉及一种高纯液氦输送管道无损检测机器人。
背景技术
316LEP不锈钢内管作为液氮、液氦等高纯度气体的输送管路，在长期的工作过程中，内部形成的电化学、电解等微反应容易造成管道腐蚀形成破损，破损后承受的压强会变差，如果不及早发现容易造成安全事故。
管道缺陷检测常用的方法有涡流检测、超声检测等方法，其中，涡流检测是当下针对管道结构表面/近表面缺陷进行定量无损评估的有效方法，具有对表面及近表面浅缺陷检测能力高、非接触、快速检测等优点，成为保障管道安全运输的重要预控手段，对排除管道风险因素具有重大意义。但是，现有无损检测设备通过涡流对管道结构进行检测，需要从管道的内部进行检测，而液氮、液氦等高纯度气体会对设备造成影响，因此，现有采用涡流检测原理的无损检测设备并不适用于液氮、液氦等高纯度气体管道的无损检测。
虽然超声检测可针对管道外侧的检测，但超声检测通常通过超声波探头进行，由于气体与探头材质之间的声阻抗差异很大，会让超声波发生强反射，因此，超声波探头需要在液态环境下进行，以提高检测的准确性。
而现有的操作一般都是人工或机器将耦合剂涂抹在管道待检测的位置，由于管道一般呈圆柱形，当耦合剂涂抹管道上，耦合剂涂抹的量较难控制以及耦合剂无法良好的保持在管道上，会大大影响超声波探头对于管道的检测效果；另外，反复涂抹也会使得检测操作繁琐、费时费力，不利于长距离管道的检测。
发明内容
针对上述所述的超声检测时，耦合剂涂抹的量较难控制以及耦合剂无法良好的保持在管道上，进而影响超声探头对于管道的检测效果的技术问题，提供一种结构设置巧妙，能够将超声波探头完全浸没在耦合剂中进行检测的高纯液氦输送管道无损检测机器人。
为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：一种高纯液氦输送管道无损检测机器人，包括箱体、用于检测管道缺陷的超声波检测组件及行进装置；所述箱体包括有上部侧壁及底板，上部侧壁与底板围成能装设检测用液的上部空腔；所述管道穿设于所述上部空腔内，所述管道的外壁与箱体的上部侧壁密封滑动连接；所述上部空腔内安装有两个半环和用于驱动两个半环移动、使之沿管道径向方向实现开合的控制组件；所述超声波检测组件装设在所述半环上、且能对所述管道进行检测，所述行进装置设置在箱体上，用于带动所述箱体沿管道的轴向移动，控制组件、行进装置的控制端均与控制器电连接。
本发明在对管道进行检测时，将检测用液装设于上部空腔内，管道穿设于箱体的上部空腔内，管道的外壁与箱体上部侧壁密封滑动连接，超声波检测组件设置在上部空腔内的两个半环上，且能对管道进行检测，检测过程中管道和超声波检测组件均浸没在检测用液中，相比较传统的在管道上涂抹耦合液的方式相比，极大程度提高了超声波检测组件对管道的检测效果，进而提高了检测的准确性；在行进装置的带动下箱体可沿着管道的轴向移动，可实现自动沿管道移动并对管道进行超声检测的效果，自动化程度高，检测操作更加简单，省时省力，大大提高了检测的效率。
优选的，所述箱体还包括有下部侧壁，所述箱体还装设有能驱动底板运动、使底板与下部侧壁围成下部空腔的第一直线驱动组件，且上部空腔的检测用液能随底板的运动进入下部空腔，第一直线驱动组件的控制端与控制器电连接。
优选的，所述箱体的上部侧壁包括两块固定板、两块固定板的两侧都分别装设有两块滑动板，两块滑动板滑动安装在固定板上、且同一侧的两块滑动板均设有半圆弧面，两块滑动板通过第二直线驱动组件驱动实现开合、使半圆弧面夹紧在管道的外壁形成密闭连接，所述底板、两块固定板与固定板两侧的两块滑动板密封围成所述上部空腔；箱体的下部侧壁包括有设置在两侧滑动板下部的两块下部固定板，所述两块下部固定板与所述两块固定板固定连接，所述两块固定板上还滑动安装有两块活动侧板，底板与所述两块活动侧板固定连接，第一直线驱动组件与两块活动侧板连接，第一直线驱动组件驱动两块活动侧板移动，所述底板随活动侧板向下部固定板的底部方向移动时，所述两块下部固定板、两块活动侧板及底板密封围成下部空腔，且上部空腔的检测用液能随底板的运动进入下部空腔。
优选的，所述第一直线驱动组件包括第一旋转驱动器、第一螺杆、第一固定耳及连接杆；所述第一旋转驱动器安装在所述固定板上；所述第一螺杆转动安装在所述固定板上，所述第一螺杆与所述第一旋转驱动器的驱动端同轴固定连接；所述第一固定耳固定安装在所述活动侧板上，所述第一固定耳与第一螺杆螺纹连接；所述连接杆的两端分别与两个活动侧板相连接。
优选的，所述半圆弧面上安装有半圆环状的密封垫圈。
优选的，所述第二直线驱动组件包括第二旋转驱动器、第二螺杆及两个第二固定耳；所述第二旋转驱动器安装在所述固定板上；所述第二螺杆转动安装在所述固定板上，且与所述第二旋转驱动器的驱动端传动连接；两个第二固定耳分别安装在两块滑动板上，所述第二螺杆上开设有两段螺旋方向相反的螺纹段，两个螺纹段分别与两个第二固定耳螺纹连接。
优选的，所述第二螺杆通过对接组件与所述第二旋转驱动器的驱动端传动连接，所述对接组件包括浮块、第一旋转齿轮、对接环、承托架、传动环、第一旋转轴及传动辊；所述浮块滑动安装在所述第二螺杆上；所述第一旋转齿轮安装在所述浮块上，所述对接环安装在所述第一旋转齿轮上，所述对接环上滑动安装有顶块，所述顶块通过压缩弹簧与对接环连接；所述传动环上开设有与所述顶块配合的槽孔；所述承托架安装在所述固定板上，所述传动环转动安装在所述承托架上，所述传动环固定套接在所述第二螺杆上；所述第一旋转轴转动安装在固定板上，且与所述第二旋转驱动器的驱动端同轴固定连接，所述传动辊转动安装在第一旋转轴上，且与第一旋转齿轮传动连接。
优选的，所述超声波检测组件包括超声波发生器、齿条、第三旋转驱动器及第二旋转齿轮；所述两个半环上沿半环的周向开设有供超声波发生器移动的滑轨，超声波发生器与滑轨滑动连接；齿条安装在两个半环上；第三旋转驱动器安装在超声波发生器上；第二旋转齿轮套接在第三旋转驱动器的驱动端上，且与所述齿条传动连接。
优选的，所述箱体的前端处还设有可自动检测障碍物的缓冲机构。
优选的，所述缓冲机构包括前板、检测板及压力传感器；所述前板设于所述箱体的前端上，所述检测板与所述前板滑动连接，所述压力传感器装设于所述检测板上，所述压力传感器与所述控制器电连接。
本申请相比较于现有技术的有益效果是：
1）本发明在对管道进行检测时，管道和超声波检测组件均浸没在检测舱的耦合液中，相比较传统的在管道上涂抹耦合液的方式相比，极大程度提高了超声波检测组件对管道的检测效果，进而提高了检测的准确性；
2）本发明通过行进装置、控制组件、第二直线驱动组件及第一直线驱动组件可实现无损检测机器人对管道的自动化检测，行进装置可带动机器人沿管道的轴向移动，控制组件、第二直线驱动组件及第一直线驱动组件可使得机器人能够顺利通过管接头的位置，进而可实现对管道的连续检测，能够适应长距离管线的检测，结构之间配合巧妙，自动化程度高，操作简单，省时省力，极大程度提高了检测的效率；
3）本发明超声波检测组件可沿两个半环的周向移动，两个半环可沿管道的轴向移动，可实现超声波检测组件可对管道进行全面的检测；
4）本发明缓冲机构的设置能够避免箱体与管接头发生直接碰撞，同时，能够自动识别前进方向的障碍物，进而避免箱体受损，提高无损检测机器人的智能化；
5）本发明对接组件的设置实现了根据液面高度自动连接第二旋转驱动器和第二螺杆的功能，避免出现耦合液未完全下降时滑动板打开导致耦合液泄漏的问题。
附图说明
图1是本发明高纯液氦输送管道无损检测机器人与管道配合的结构示意图；
图2是本发明高纯液氦输送管道无损检测机器人在下部空腔伸展后的结构示意图；
图3是本发明高纯液氦输送管道无损检测机器人在下部空腔收缩时的结构示意图；
图4是本发明高纯液氦输送管道无损检测机器人中第一直线驱动组件的结构示意图；
图5是本发明高纯液氦输送管道无损检测机器人中第二直线驱动组件的结构示意图；
图6是本发明高纯液氦输送管道无损检测机器人中对接组件的结构示意图；
图7是本发明高纯液氦输送管道无损检测机器人中行进装置的结构示意图；
图8是本发明高纯液氦输送管道无损检测机器人中控制组件的结构示意图；
图9是图8中A处的放大示意图；
图10是本发明高纯液氦输送管道无损检测机器人在越障过程中的结构示意图。
附图中：1-箱体；11-上部空腔；111-固定板；112-滑动板；1121-半圆弧面；113-密封垫圈；12-下部空腔；121-下部固定板；122-活动侧板；123-底板；13-超声波检测组件；131-滑轨；132-超声波发生器；133-齿条；134-第三旋转驱动器；135-第二旋转齿轮；14-半环；15-控制组件；151-第三固定耳；152-第三螺杆；153-滑动支撑架；154-第四旋转驱动器；155-导向杆；156-锥齿轮；157-第五旋转驱动器；158-第四螺杆；16-警报灯；21-第二直线驱动组件；211-第二旋转驱动器；212-第二螺杆；213-第二固定耳；22-第一直线驱动组件；221-第一旋转驱动器；222-第一螺杆；223-第一固定耳；224-连接杆；23-对接组件；231-浮块；232-第一旋转齿轮；233-对接环；2331-顶块；234-承托架；235-传动环；236-第一旋转轴；237-传动辊；3-行进装置；31-支撑架；32-第二旋转轴；33-滚轮；34-驱动电机；4-缓冲机构；41-前板；42-检测板；43-压力传感器；5-管道；6-管接头。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等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发明和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1
如图1-图10所示为一种高纯液氦输送管道无损检测机器人，包括箱体1、超声波检测组件13、控制组件15和行进装置3；箱体1包括上部空腔11；箱体1包括有上部侧壁及底板123，上部侧壁与底板123围成能装设检测用液的上部空腔11，使用时，上部空腔11内盛放有检测用液，本实施例中检测用液为耦合液，管道5穿设于上部空腔11内，在检测过程中，管道5浸没于检测用液中，管道5内输送高纯液氦。
箱体1还包括有下部侧壁，箱体1还装设有能驱动底板123运动、使底板123与下部侧壁围成下部空腔12的第一直线驱动组件22，且上部空腔11的检测用液能随底板123的运动进入下部空腔12，第一直线驱动组件22的控制端与控制器电连接。
箱体1的上部侧壁包括两块固定板111，两块固定板111的两侧都分别装设有两块滑动板112，两块滑动板滑动安装在固定板111上，底板123、两块固定板111与固定板111两侧的两块滑动板112密封围成上部空腔11，同一侧的两块滑动板112均设有半圆弧面1121，两块滑动板112通过第二直线驱动组件21驱动实现开合、使半圆弧面1121夹紧在管道5的外壁形成密封连接。
当第二直线驱动组件21驱动同一侧的两个半圆弧面1121相互靠近对合时，同一侧的两个半圆弧面1121夹紧配合与管道5密闭连接；当第二直线驱动组件21驱动同一侧的两个半圆弧面1121相互远离张开时，管道5上的管接头6可从两个半圆弧面1121之间通过，本实施例中第二直线驱动组件21供设置两组，两组第二直线驱动组件21分别用于驱动两侧的两块滑动板112的开合运动。
箱体1的下部侧壁包括有设置在两侧滑动板112下部的两块下部固定板121，两块下部固定板121与两块固定板111固定连接，两块固定板111上还滑动安装有两块活动侧板122，底板123与两块活动侧板122固定连接，第一直线驱动组件22与两块活动侧板122连接，第一直线驱动组件22驱动两块活动侧板122移动，底板123随活动侧板122向下部固定板121的底部方向移动时，两块下部固定板121、两块活动侧板122及底板123密封围成下部空腔12，且上部空腔11的检测用液能随底板123的运动进入下部空腔12。
本实施例中两块固定板111上均设有沿固定板111高度方向设置的滑槽，滑动板112的两端分别滑动插设在两个固定板111上的滑槽内，第二直线驱动组件21可驱动同一侧的两块滑动板112在固定板111的滑槽移动。两块下部固定板121分别位于两侧滑动板112所在的位置同侧，下部固定板121的顶部与固定板111的底部固定连接，两块活动侧板122分别位于两块固定板111所在位置的同侧，且活动侧板122可沿着固定板111的外侧壁滑动，具体的，下部固定板121的左、右两端沿下部固定板121的高度方向设有滑条，活动侧板122的内侧沿活动侧板122的高度方向设有滑槽，下部固定板121上的滑条位于活动侧板122的滑槽内，第一直线驱动组件22可驱动活动侧板122沿固定板111的高度方向移动，即活动侧板122沿下部固定板121上的滑条移动。活动侧板122的底部固定连接有底板123，底板123跟随活动侧板122移动时，底板123与下部固定板121密封滑动配合。作为另外的实施方式，下部固定板121也可固定设置在固定板111的下方，即两块下部固定板121分别设置在两块固定板111所在位置的同侧，而活动侧板122滑动连接于滑动板112上。
上部空腔11内安装有两个半环14，控制组件15用于驱动两个半环14移动，使之沿管道的径向方向实现开合，当两个半环14相互远离处于张开状态时，管道5上的管接头6可从两个半环14之间通过，当两个半环14相互靠近处于对合状态时，两个半环14可使得固定板111与管道5稳定连接。超声波检测组件13装设在半环14上，超声波检测组件13浸没于上部空腔11内的检测用液中，能对管道5进行检测，行进装置3设置在箱体1上，用于带动箱体1沿管道5的轴向移动。
本发明可实现了自动化检测管道5受损情况的功能，达到自动沿管道5移动并可将管道5和超声波检测组件13浸没在检测用液中进行超声波检测的效果，自动化程度高，操作简单，适用性强，极大程度提高了对管道的检测效果，解决了传统超声波检测步骤繁琐的问题，且可对管道实现连续检测，大大提高了检测的效率。
其中，超声波检测组件13、控制组件15、第二直线驱动组件21、第一直线驱动组件22和行进装置3的控制端均与控制器电连接；操作人员先将上部空腔11内注入检测用液，使得检测用液覆盖管道5和超声波检测组件13，启动无损检测机器人后，控制器发送信号给超声波检测组件13和行进装置3，行进装置3收到信号后驱动箱体1沿管道5移动，同时，超声波检测组件13对管道5进行检测，当箱体1移动至管接头6处时，操作人员通过控制器发送信号给控制组件15，控制组件15收到信号后控制两个半环14朝管道5靠近，并通过两个半环14的配合使得固定板111与管道5稳定连接，接着控制器发送信号给第一直线驱动组件22，第一直线驱动组件22收到信号后驱动活动侧板122下降，活动侧板122带动底板123移动，进而通过活动侧板122、底板123和下部固定板121的配合构成下部空腔12，下部空腔12的容积增大，检测用液从上部空腔11移动至下部空腔12内，接着控制器发送信号给第二直线驱动组件21，第二直线驱动组件21收到信号后驱动箱体1前端的两块滑动板112相互远离，接着行进装置3控制箱体1继续移动，在箱体1前端越过管接头6后，第二直线驱动组件21再控制箱体1前端的两块滑动板112相互靠近，与管道5之间形成密闭连接，接着再通过第一直线驱动组件22驱动活动侧板122复位，活动侧板122带动底板123移动，使得检测用液再次将管道5和超声波检测组件13淹没，再通过超声波检测组件13对管接头6处进行检测，检测完成后，操作人员再通过控制器发送信号给第二直线驱动组件21，同上述步骤，通过箱体1前端的滑动板112和半环14支撑箱体1，并通过行进装置3的驱动通过管接头6。
如图1、图2和图5所示：第二直线驱动组件21包括第二旋转驱动器211、第二螺杆212和第二固定耳213；第二旋转驱动器211安装在固定板111上；第二螺杆212转动安装在固定板111上，且其与第二旋转驱动器211的驱动端传动连接；第二固定耳213安装在滑动板112上，第二螺杆212上开设有两段螺旋方向相反的螺纹段，两个螺纹段分别与两个第二固定耳213螺纹连接。
本发明通过第二旋转驱动器211、第二螺杆212和第二固定耳213实现了控制滑动板112移动的功能，达到驱动滑动板112移动的效果。第二旋转驱动器211优选为伺服电机，伺服电机与控制器电连接；当箱体1移动至管接头6处时，操作人员通过控制器发送信号给控制组件15，控制组件15收到信号后控制两个半环14朝管道5靠近，并通过两个半环14的配合使得固定板111与管道5稳定连接，接着控制器发送信号给第一直线驱动组件22，第一直线驱动组件22收到信号后驱动活动侧板122下降，活动侧板122带动底板123移动，进而通过活动侧板122、底板123和下部固定板121的配合构成下部空腔12，下部空腔12的容积增大，检测用液从上部空腔11移动至下部空腔12内，接着控制器发送信号给第二旋转驱动器211，第二旋转驱动器211收到信号后驱动第二螺杆212转动，第二螺杆212驱动与其螺纹连接的两个第二固定耳213移动，两个第二固定耳213分别带动两块滑动板112相互远离，接着行进装置3控制箱体1继续移动，在箱体1前端越过管接头6后，第二直线驱动组件21再控制箱体1前端的两块滑动板112相互靠近，与管道5之间形成密闭连接完成越障动作。
如图1、图3和图4所示：第一直线驱动组件22包括第一旋转驱动器221、第一螺杆222、第一固定耳223和连接杆224；第一旋转驱动器221安装在固定板111上；第一螺杆222转动安装在固定板111上，第一螺杆222与第一旋转驱动器221的驱动端同轴固定连接；活动侧板122设有两个且其分别位于箱体1的两侧，第一固定耳223安装在其中一个活动侧板122上，第一固定耳223与第一螺杆222螺纹连接；连接杆224的两端分别与两个活动侧板122连接。
本发明通过第一旋转驱动器221、第一螺杆222、第一固定耳223和连接杆224实现了控制活动侧板122移动的功能，达到调节下部空腔12容量的效果。第一旋转驱动器221优选为伺服电机，伺服电机与控制器电连接；当箱体1移动至管接头6处时，操作人员通过控制器发送信号给控制组件15，控制组件15收到信号后控制两个半环14朝管道5靠近，并通过两个半环14的配合使得固定板111与管道5稳定连接，接着控制器发送信号给第一旋转驱动器221，第一旋转驱动器221收到信号后驱动第一螺杆222转动，第一螺杆222驱动与其螺纹连接的第一固定耳223移动，第一固定耳223带动活动侧板122下降，两个活动侧板122之间通过底板123和连接杆224连接，因此两个活动侧板122同步移动，活动侧板122带动底板123移动，进而通过活动侧板122、底板123和下部固定板121的配合构成下部空腔12，下部空腔12的容积增大，检测用液从上部空腔11移动至下部空腔12内，接着控制器发送信号给第二旋转驱动器211，第二旋转驱动器211收到信号后驱动第二螺杆212转动，第二螺杆212驱动与其螺纹连接的两个第二固定耳213移动，两个第二固定耳213分别带动两块滑动板112相互远离，接着行进装置3控制箱体1继续移动，在箱体1前端越过管接头6后，第二直线驱动组件21再控制箱体1前端的两块滑动板112相互靠近，与管道5之间形成密闭连接，完成越障动作。
如图3、图5和图6所示：第二螺杆212通过对接组件23与第二旋转驱动器211的驱动端传动连接，对接组件23包括浮块231、第一旋转齿轮232、对接环233、承托架234、传动环235、第一旋转轴236和传动辊237；浮块231滑动安装在第二螺杆212上；第一旋转齿轮232安装在浮块231上，对接环233安装在第一旋转齿轮232上，对接环233上滑动安装有顶块2331，顶块2331通过压缩弹簧与对接环233连接，传动环235上开设有与顶块2331配合的槽孔；承托架234安装在固定板111上，传动环235转动安装在承托架234上，传动环235固定套接在第二螺杆212上；第一旋转轴236转动安装在固定架上且其与第二旋转驱动器211的驱动端同轴固定连接，传动辊237转动安装在第一旋转轴236上且其与第一旋转齿轮232传动连接。
本发明通过浮块231、第一旋转齿轮232、对接环233、承托架234、传动环235、第一旋转轴236和传动辊237实现了根据液面高度自动连接第二旋转驱动器211和第二螺杆212的功能，避免出现检测用液未完全下降时滑动板112打开导致检测用液泄漏的问题。
当箱体1移动至管接头6处时，操作人员通过控制器发送信号给控制组件15，控制组件15收到信号后控制两个半环14朝管道5靠近，并通过两个半环14的配合使得固定板111与管道5稳定连接，接着控制器发送信号给第一旋转驱动器221，第一旋转驱动器221收到信号后驱动第一螺杆222转动，第一螺杆222驱动与其螺纹连接的第一固定耳223移动，第一固定耳223带动活动侧板122下降，两个活动侧板122之间通过底板123和连接杆224连接，因此两个活动侧板122同步移动，活动侧板122带动底板123移动，下部空腔12的容积增大，检测用液从上部空腔11移动至下部空腔12内，液面相对降低，浮块231失去浮力作用，在重力作用下下降，第一旋转齿轮232和对接环233也随之下降，接着控制器发送信号给第二旋转驱动器211，第二旋转驱动器211收到信号后驱动第一旋转轴236转动，第一旋转轴236带动传动辊237转动，传动辊237驱动与其传动连接的第一旋转齿轮232转动，第一旋转齿轮232带动对接环233转动，随着对接环233的转动，顶块2331在压缩弹簧的弹力作用下卡入传动环235的槽孔内，接着带动传动环235转动，传动环235带动第二螺杆212转动，第二螺杆212驱动与其螺纹连接的两个第二固定耳213移动，两个第二固定耳213分别带动两块滑动板112相互远离，接着行进装置3控制箱体1继续移动，在箱体1前端越过管接头6后，第二直线驱动组件21再控制箱体1前端的两块滑动板112相互靠近，与管道5之间形成密闭连接，完成越障动作；通过浮块231的作用，使得检测用液在未降低至浮块231下方时，第二旋转驱动器211无法驱动第二螺杆212转动，进而无法打开滑动板112，进一步避免检测用液泄漏的问题。
如图3和图7所示：本发明还包括缓冲机构4，缓冲机构4包括前板41、检测板42和压力传感器43；前板41安装在滑动板112上，检测板42滑动安装在前板41上，检测板42通过压缩弹簧与前板41连接；压力传感器43安装在检测板42上，压力传感器43与控制器电连接。
本发明通过前板41、检测板42和压力传感器43实现了自动检测障碍物的功能，达到在箱体1移动过程中自动感应管接头6的效果。在行进装置3驱动箱体1移动的过程中，随着箱体1靠近管接头6，检测板42与管接头6接触，受到管接头6的阻碍，压力传感器43反馈信号给控制器，控制器收到信号后通过第二直线驱动组件21、第一直线驱动组件22和控制组件15的配合进行越障动作；利用缓冲机构4能够避免箱体1与管接头6发生直接碰撞，同时，能够自动识别前进方向的障碍物，进而避免箱体1受损，提高无损检测机器人的智能化。
如图1、图7和图10所示：行进装置3包括支撑架31、第二旋转轴32、滚轮33和驱动电机34；支撑架31安装在滑动板112上；第二旋转轴32转动安装在支撑架31上；滚轮33套接在第二旋转轴32上；驱动电机34安装在支撑架31上且其驱动端与第二旋转轴32传动连接。
本发明通过支撑架31、第二旋转轴32、滚轮33和驱动电机34实现了推动箱体1行进的功能。驱动电机34与控制器电连接；操作人员先将下部空腔12内注入检测用液，使得检测用液覆盖管道5和超声波检测组件13，启动无损检测机器人后，控制器发送信号给超声波检测组件13和驱动电机34，驱动电机34收到信号后驱动第二旋转轴32转动，第二旋转轴32带动滚轮33转动，通过滚轮33与管道5之间的摩擦力推动箱体1沿管道5移动，同时，超声波检测组件13对管道5进行检测。由于箱体1内部注有检测用液，且下部空腔12位于箱体1的底部，因此箱体1的重心始终位于箱体1的下方，进而避免箱体1发生倾斜，进一步避免检测用液的泄漏，提高无损检测机器人的工作稳定性。
如图2、图8和图9所示：超声波检测组件13包括超声波发生器132、齿条133、第三旋转驱动器134和第二旋转齿轮135；两个半环14上沿半环14的周向开设有供超声波发生器132转动的滑轨131，超声波发生器132与滑轨131滑动连接；齿条133安装在两个半环14上；第三旋转驱动器134安装在超声波发生器132上；第二旋转齿轮135套接在第三旋转驱动器134的驱动端上且其与齿条133传动连接。
本发明通过滑轨131、超声波发生器132、齿条133、第三旋转驱动器134和第二旋转齿轮135实现了对管道5进行全面检测的功能。第三旋转驱动器134优选为伺服电机，伺服电机和超声波发生器132与控制器电连接；操作人员启动无损检测机器人后，控制器发送信号给第三旋转驱动器134，第三旋转驱动器134驱动第二旋转齿轮135转动，第二旋转齿轮135与齿条133传动连接，而齿条133固定，因此，第二旋转齿轮135的转动会驱动超声波发生器132沿滑轨131滑动，对管道5进行全面检测。
如图1、图2、图4、图8和图9所示：控制组件15包括第三螺杆152、滑动支撑架153、第四旋转驱动器154、导向杆155、锥齿轮156、第五旋转驱动器157和第四螺杆158；半环14的两侧分别设有一个第三固定耳151，第三螺杆152转动安装在滑动支撑架153上，第三螺杆152上开设有两段螺旋方向相反的螺纹段，两段螺纹段分别与两个半环14上同一侧的第三固定耳151螺纹连接；滑动支撑架153滑动安装在固定板111上，第四旋转驱动器154安装在滑动支撑架153上；导向杆155安装在滑动支撑架153上，导向杆155与半环14上远离第三螺杆152一侧的第三固定耳151滑动配合；锥齿轮156设有两个，两个锥齿轮156分别套接在第四旋转驱动器154的驱动端和第三螺杆152上；第五旋转驱动器157安装在固定板111上，第四螺杆158转动安装在固定板111上，第五旋转驱动器157的驱动端与第四螺杆158同轴固定连接。
本发明通过第三固定耳151、第三螺杆152、滑动支撑架153、第四旋转驱动器154、导向杆155、锥齿轮156、第五旋转驱动器157和第四螺杆158实现了控制半环14移动的功能，第四旋转驱动器154和第五旋转驱动器157优选为伺服电机，伺服电机与控制器电连接；在无损检测机器人正常移动时，两个半环14抵紧配合，超声波发生器132沿半环14上的滑轨131滑动，同时对管道5进行检测，同时，控制器发送信号给第五旋转驱动器157，第五旋转驱动器157驱动第四螺杆158转动，第四螺杆158驱动与其螺纹连接的滑动支撑架153移动，滑动支撑架153带动第三螺杆152、导向杆155、第三固定耳151和半环14移动，进而控制超声波发生器132移动，对管道5进行检测，而在需要越过管接头6时，控制器发送信号给第四旋转驱动器154，第四旋转驱动器154收到信号后通过锥齿轮156的传动驱动第三螺杆152转动，第四螺杆158驱动与其螺纹连接的两个第三固定耳151朝远离管道5的方向移动，进而避免管接头6与两个半环14发生碰撞。
实施例2
本实施例为一种高纯液氦输送管道无损检测机器人的实施例2，本实施例与实施例1的不同之处在于：如图3和图5所示，滑动板112的半圆弧面1121上安装有半圆环状的密封垫圈113。本实施例通过密封垫圈113实现了提高滑动板112与管道5连接处的密封性的功能，达到进一步避免检测用液泄漏的效果。密封垫圈113优选为橡胶材质；无损检测机器人通过行进装置3驱动箱体1移动，同时通过超声波检测组件13和控制组件15的配合对该段管道5进行检测；利用密封垫圈113与管道5的配合，避免箱体1在移动过程中检测用液沿固定板111和管道5之间的缝隙泄漏。
实施例3
本实施例为一种高纯液氦输送管道无损检测机器人的实施例3，本实施例与实施例1的不同之处在于：如图1、图2和图4所示，固定板111上安装有警报灯16，警报灯16与控制器电连接。本实施例通过警报灯16实现了发出声光信号的功能。无损检测机器人实现了远程自动检测管道5的功能，在无损检测机器人检测到管道5受损后停止移动，同时控制器发送信号给警报灯16，警报灯16发出声光信号，以便于操作人员快速定位无损检测机器人的位置，对管道5受损处进行维修。
以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种高纯液氦输送管道无损检测机器人，其特征在于，包括箱体（1）、用于检测管道（5）缺陷的超声波检测组件（13）及行进装置（3）；所述箱体（1）包括有上部侧壁及底板（123），上部侧壁与底板（123）围成能装设检测用液的上部空腔（11）；所述管道（5）穿设于所述上部空腔（11）内，所述管道（5）的外壁与箱体（1）的上部侧壁密封滑动连接；所述上部空腔（11）内安装有两个半环（14）和用于驱动两个半环（14）移动、使之沿管道（5）径向方向实现开合的控制组件（15）；所述超声波检测组件（13）装设在所述半环（14）上、且能对所述管道（5）进行检测，所述行进装置（3）设置在箱体（1）上，用于带动所述箱体（1）沿管道（5）的轴向移动，控制组件（15）、行进装置（3）的控制端均与控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种高纯液氦输送管道无损检测机器人，其特征在于，所述箱体（1）还包括有下部侧壁，所述箱体（1）还装设有能驱动底板（123）运动、使底板（123）与下部侧壁围成下部空腔（12）的第一直线驱动组件（22），且上部空腔（11）的检测用液能随底板（123）的运动进入下部空腔（12），第一直线驱动组件（22）的控制端与控制器电连接。
3.根据权利要求2所述的一种高纯液氦输送管道无损检测机器人，其特征在于，所述箱体（1）的上部侧壁包括两块固定板（111）、两块固定板（111）的两侧都分别装设有两块滑动板（112），两块滑动板（112）滑动安装在固定板（111）上、且同一侧的两块滑动板（112）均设有半圆弧面（1121），两块滑动板（112）通过第二直线驱动组件（21）驱动实现开合、使半圆弧面（1121）夹紧在管道（5）的外壁形成密闭连接，所述底板（123）、两块固定板（111）与固定板（111）两侧的两块滑动板（112）密封围成所述上部空腔（11）；箱体（1）的下部侧壁包括有设置在两侧滑动板（112）下部的两块下部固定板（121），所述两块下部固定板（121）与所述两块固定板（111）固定连接，所述两块固定板（111）上还滑动安装有两块活动侧板（122），底板（123）与所述两块活动侧板（122）固定连接，第一直线驱动组件（22）与两块活动侧板（122）连接，第一直线驱动组件（22）驱动两块活动侧板（122）移动，所述底板（123）随活动侧板（122）向下部固定板（121）的底部方向移动时，所述两块下部固定板（121）、两块活动侧板（122）及底板（123）密封围成下部空腔（12），且上部空腔（11）的检测用液能随底板（123）的运动进入下部空腔（12）。
4.根据权利要求3所述的一种高纯液氦输送管道无损检测机器人，其特征在于，所述第一直线驱动组件（22）包括第一旋转驱动器（221）、第一螺杆（222）、第一固定耳（223）及连接杆（224）；所述第一旋转驱动器（221）安装在所述固定板（111）上；所述第一螺杆（222）转动安装在所述固定板（111）上，所述第一螺杆（222）与所述第一旋转驱动器（221）的驱动端同轴固定连接；所述第一固定耳（223）固定安装在所述活动侧板（122）上，所述第一固定耳（223）与第一螺杆（222）螺纹连接；所述连接杆（224）的两端分别与两个活动侧板（122）相连接。
5.根据权利要求3所述的一种高纯液氦输送管道无损检测机器人，其特征在于，所述半圆弧面（1121）上安装有半圆环状的密封垫圈（113）。
6.根据权利要求3所述的一种高纯液氦输送管道无损检测机器人，其特征在于，所述第二直线驱动组件（21）包括第二旋转驱动器（211）、第二螺杆（212）及两个第二固定耳（213）；所述第二旋转驱动器（211）安装在所述固定板（111）上；所述第二螺杆（212）转动安装在所述固定板（111）上，且与所述第二旋转驱动器（211）的驱动端传动连接；两个第二固定耳（213）分别安装在两块滑动板（112）上，所述第二螺杆（212）上开设有两段螺旋方向相反的螺纹段，两个螺纹段分别与两个第二固定耳（213）螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的一种高纯液氦输送管道无损检测机器人，其特征在于，所述第二螺杆（212）通过对接组件（23）与所述第二旋转驱动器（211）的驱动端传动连接，所述对接组件（23）包括浮块（231）、第一旋转齿轮（232）、对接环（233）、承托架（234）、传动环（235）、第一旋转轴（236）及传动辊（237）；所述浮块（231）滑动安装在所述第二螺杆（212）上；所述第一旋转齿轮（232）安装在所述浮块（231）上，所述对接环（233）安装在所述第一旋转齿轮（232）上，所述对接环（233）上滑动安装有顶块（2331），所述顶块（2331）通过压缩弹簧与对接环（233）连接；所述传动环（235）上开设有与所述顶块（2331）配合的槽孔；所述承托架（234）安装在所述固定板（111）上，所述传动环（235）转动安装在所述承托架（234）上，所述传动环（235）固定套接在所述第二螺杆（212）上；所述第一旋转轴（236）转动安装在固定板（111）上，且与所述第二旋转驱动器（211）的驱动端同轴固定连接，所述传动辊（237）转动安装在第一旋转轴（236）上，且与第一旋转齿轮（232）传动连接。
8.根据权利要求1至7任一所述的一种高纯液氦输送管道无损检测机器人，其特征在于，所述超声波检测组件（13）包括超声波发生器（132）、齿条（133）、第三旋转驱动器（134）及第二旋转齿轮（135）；所述两个半环（14）上沿半环（14）的周向开设有供超声波发生器（132）移动的滑轨（131），超声波发生器（132）与滑轨（131）滑动连接；齿条（133）安装在两个半环（14）上；第三旋转驱动器（134）安装在超声波发生器（132）上；第二旋转齿轮（135）套接在第三旋转驱动器（134）的驱动端上，且与所述齿条（133）传动连接。
9.根据权利要求1至7任一所述的一种高纯液氦输送管道无损检测机器人，其特征在于，所述箱体（1）的前端处还设有可自动检测障碍物的缓冲机构（4）。
10.根据权利要求9所述的一种高纯液氦输送管道无损检测机器人，其特征在于，所述缓冲机构（4）包括前板（41）、检测板（42）及压力传感器（43）；所述前板（41）设于所述箱体（1）的前端上，所述检测板（42）与所述前板（41）滑动连接，所述压力传感器（43）装设于所述检测板（42）上，所述压力传感器（43）与所述控制器电连接。
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