CN208498639U - 一种容器爬壁小车检查装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于核反应堆安全壳等大型容器及类似设备的无损检测与维修技术领域，具体涉及一种容器爬壁小车检查装置；该装置包括车体框架、磁力吸盘、视频检查模块和驱动模块；所述驱动模块为多轮驱动装置，所述驱动模块设置在车体框架两侧，所述磁力吸盘设置在车体框架底部，位于车体框架中央靠近前后边线处，所述视频检查模块设置在车体框架前端顶部；磁力吸盘产生吸附力使车体框架吸附在墙壁上，驱动模块提供沿墙壁运动的驱动力，视频检查模块对墙壁进行视频检查。本实用新型永磁性非接触吸附方式能适用于安全壳容器壁部分的视频检查，且具有较好的爬行和越障能力。本实用新型还能搭载液体渗透、超声等多种探头，实施相关的无损检验手段。

Description

一种容器爬壁小车检查装置

技术领域

本发明属于核反应堆安全壳等大型容器及类似设备的无损检测与维修技术领域，具体涉及一种容器爬壁小车检查装置。

背景技术

大型容器目视检查主要是针对大型容器表面外观情况、涂层状态和腐蚀度而实施，典型的受检对象是核反应堆安全壳。对核反应堆安全壳等大型容器实施目视检验，因其受检区域范围跨度大，实施目视检验的环境条件多样，不同的区域需要采用不同的检验手段。对于安全壳立壁部分的目视检验，因为无法搭建脚手架和无法随意拆卸空气导流板等组件，人员无法靠近进行直接目视检验，而受检区域的空间有限，无法使用大型摄像设备。

比如核反应堆安全壳直径有约外表面具有涂层及支撑焊缝。被检区域被分割为若干隔断。如图1和图2所示，检测区域高度超过40米，容器与空气导流板之间距离狭窄仅约300mm。

目前大部分爬壁式移动平台属于轨道式永磁性爬行装置，部分超声检查装置采用了非轨道式永磁性爬行装置，但爬行轮为硬质永磁性材料。而在大容器目视检验过程中进行爬壁动作时，考虑到受检区域表面涂层的保护，轨道和硬质永磁性材料的直接接触都不是理想的选择。另外，大型容器实施目视检验的过程中，爬壁式移动平台的爬行动作需要保持竖直状态运动较长的距离，因此在移动过程中需要及时调整偏移的运动方向，而目前的大容器爬壁式移动平台都没有此类功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种容器爬壁小车检查装置，完成核电现场核反应堆安全壳目视检验，以及其他类似大型容器目视检验。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种容器爬壁小车检查装置，该装置包括车体框架、磁力吸盘、视频检查模块和驱动模块；

所述驱动模块为多轮驱动装置，所述驱动模块设置在车体框架两侧，所述磁力吸盘设置在车体框架底部，位于车体框架中央靠近前后边线处，所述视频检查模块设置在车体框架前端顶部；磁力吸盘产生吸附力使车体框架非接触吸附在墙壁上，驱动模块提供沿墙壁运动的驱动力，视频检查模块对墙壁进行视频检查。

所述车体框架包括防尘罩，小车外壳和底盘；所述底盘为主要承重结构，所述磁力吸盘、视频检查模块和驱动模块设置在底盘上；小车外壳安装在底盘上，小车外壳作为磁力吸盘和驱动模块的外部保护结构，所述防尘罩设置在底盘前后两端，遮蔽小车外壳未曾覆盖的磁力吸盘的安装位。

所述车体框架采用超硬铝合金加工而成。

所述驱动模块包括两台驱动电机，同步带轮，四个车轮模块，联轴器和同步带；两台驱动电机对称设置在底盘上，分别为一侧车轮模块提供驱动力，每一侧驱动电机通过联轴器与同步带轮连接，同步带轮通过同步带将驱动电机传递给同侧的两个车轮模块。

所述车轮模块包括车轮，转轴，锁紧螺母，安装架，轮毂和轴承；

所述转轴外段安装车轮，转轴内段中部与转轴同步带轮连接，转轴同步带轮通过同步带与同步带轮连接；所述车轮内孔呈齿形，车轮内孔与轮毂外圈齿形镶嵌连接；所述转轴外段加工有外螺纹，转轴外螺纹与轮毂中心孔内螺纹配合连接，转轴外端通过锁紧螺母固定在轮毂上；转轴内段通过轴承安装在安装架上，安装架设置在底盘侧部。

所述车轮的加工材料为聚氨酯材料；所述同步带轮和转轴同步带轮为免键超高扭矩型带轮。

所述磁力吸盘包括永磁铁，旋转轴，弹簧柱销，屏蔽框和钢套；所述屏蔽框通过旋转轴和弹簧柱销安装在底盘底部，屏蔽框可绕旋转轴旋转，永磁铁套在屏蔽框内，最外层设置钢套保护。

所述磁力吸盘还包括吸盘扳手，吸盘扳手设置在屏蔽框背面，伸出防尘罩外，进行工作状态的切换时，扳动吸盘扳手，永磁铁绕旋转轴转动，使永磁铁正面相对于底盘平行，通过弹簧柱销进行限位保护，此时永磁铁与被测面产生磁力线闭合，产生正压吸力，产生的摩擦力大于爬壁小车自身重力，爬壁小车不会下坠；当扳动吸盘扳手，永磁铁相对于底盘竖起时，永磁铁产生的磁力线远离检测面，无法形成回路，不会产生吸力。

所述视频检查模块包括摄像头，支架，横杆和可调关节支架；

所述横杆一端通过支架设置在底盘前端顶部一侧，横杆另一端悬空伸出底盘两侧；所述横杆上排列设置多个摄像头，每一个摄像头配有一个可调关节支架，可调关节支架调整摄像头的安装角度和安装高度。

该装置还包括防坠装置，所述防坠装置包括棘轮、转筒、导绳轮、排线器、手柄和支座；

所述支架上设置转筒，转筒一侧连接手柄，所述支架上还设置导绳轮和排线器，导绳轮和排线器位于转筒另一侧，安全钢丝绳通过导绳轮和排线器有序的缠绕在转筒上，转筒连接手柄一侧设置棘轮，在发生意外磁力吸盘消磁时，安全钢丝绳能够拉住车体不至于高空坠落。

本发明的技术效果主要体现在：

(1)本发明一种容器爬壁小车检查装置永磁性非接触吸附方式能适用于安全壳容器壁部分的视频检查，且具有较好的爬行和越障能力。作为视频检查设备搭载平台，本发明可以搭载摄像设备实施间接目视检验。本发明还能搭载液体渗透、超声等多种探头，实施相关的无损检验手段。

(2)本发明一种容器爬壁小车检查装置，采用线缆保护套保护线缆，确保动力和通讯线缆能够顺利通过。

(3)为避免爬壁小车在磁力作用下，由于轮胎材料过软，导致底盘与容器表面的距离变化过大，降低其通过焊缝形成的陡坎，本发明选择硬度合适的聚氨酯作为轮胎材料，增加了爬壁小车越障的能力。

(4)本发明一种容器爬壁小车检查装置，永磁铁套在屏蔽框内，安装于钢套内，基于此结构的磁力吸盘除裸露于外的磁极所在面磁力有所增强以外，磁铁其他包覆面磁力均大幅降低，增加了本发明的安全性。

附图说明

图1为本发明一种容器爬壁小车检查装置示意图；

图2为本发明一种容器爬壁小车检查装置内部示意图；

图3为本发明一种容器爬壁小车检查装置车轮模块示意图；

图4为本发明一种容器爬壁小车检查装置磁力吸盘示意图；

图5为本发明一种容器爬壁小车检查装置磁力吸盘翻转示意图；

图6为本发明一种容器爬壁小车检查装置视频检查模块示意图；

图7为本发明一种容器爬壁小车检查装置防坠结构示意图；

图中：01-空气导流板，02-检查隔断，03-支撑；1-车体框架，2-磁力吸盘， 3-视频检查模块，4-驱动模块，5-吸盘扳手，6-防尘罩，7-小车外壳，8-摄像头， 9-底盘，10-驱动电机，11-同步带轮，12-车轮模块，13-车轮，14-联轴器，15- 同步带，16-转轴，17-锁紧螺母，18-安装架，19-轮毂，20-轴承，21-永磁铁， 22-旋转轴，23-弹簧柱销，24-屏蔽框，25-钢套，26-支架，27-横杆，28-可调关节支架，29-棘轮，30-转筒，31-导绳轮，32-排线器，33-手柄，34-支座。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明一种容器爬壁小车检查装置详细说明。

如图1所示，本发明一种容器爬壁小车检查装置，包括车体框架1、磁力吸盘2、视频检查模块3和驱动模块4；

所述驱动模块4为多轮驱动装置，所述驱动模块4设置在车体框架1两侧，所述磁力吸盘2设置在车体框架1底部，位于车体框架1中央靠近前后边线处，所述视频检查模块3设置在车体框架1前端顶部；磁力吸盘2产生吸附力使车体框架1非接触吸附在墙壁上，驱动模块4提供驱动力，驱动本发明一种容器爬壁小车检查装置沿壁面爬行，视频检查模块3对墙壁进行视频检查；

如图1所示，所述车体框架1包括防尘罩6，小车外壳7和底盘9；所述底盘9为主要承重结构，所述磁力吸盘2、视频检查模块3和驱动模块4设置在底盘9上；小车外壳7安装在底盘9上，小车外壳7作为磁力吸盘2和驱动模块4 的外部保护结构，所述防尘罩6设置在底盘9前后两端，遮蔽小车外壳7未曾覆盖的磁力吸盘2的安装位；

为了降低车体重量，所述车体框架1采用超硬铝合金加工而成；

如图2所示，所述驱动模块4包括两台驱动电机10，同步带轮11，四个车轮模块12，联轴器14和同步带15；两台驱动电机10对称设置在底盘9上，分别为一侧车轮模块12提供驱动力，每一侧驱动电机10通过联轴器14与同步带轮11连接，同步带轮11通过同步带15将驱动电机传递给同侧的两个车轮模块 12；

如图3所示，所述车轮模块12包括车轮13，转轴16，锁紧螺母17，安装架18，轮毂19和轴承20；

所述转轴16外段安装车轮13，转轴16内段中部与转轴同步带轮连接，转轴同步带轮通过同步带15与同步带轮11连接；所述车轮13内孔呈齿形，车轮 13内孔与轮毂19外圈齿形镶嵌连接，接触面并通过粘合剂粘接；所述转轴16 外段加工有外螺纹，转轴16外螺纹与轮毂19中心孔内螺纹配合连接，转轴16 外端通过锁紧螺母17固定在轮毂19上；转轴16内段通过轴承20安装在安装架18上，安装架18设置在底盘9侧部；

所述车轮13的加工材料为聚氨酯材料；

针对不同直径大小的内壁结构，可更换不同直径尺寸的车轮13，避免底盘 9与被测面接触而导致的刮蹭或搁浅；

所述同步带轮11和转轴同步带轮为免键超高扭矩型带轮；

如图4和图5所示，所述磁力吸盘2包括永磁铁21，旋转轴22，弹簧柱销 23，屏蔽框24和钢套25；所述屏蔽框24通过旋转轴22和弹簧柱销23安装在底盘9底部，屏蔽框24可绕旋转轴22旋转，永磁铁21套在屏蔽框24内，最外层通过钢套25保护；

所述磁力吸盘2除裸露于外的永磁铁21所在面磁力有所增强以外，永磁铁 21其他包覆面磁力均大幅降低，增加了本发明的安全性；

所述磁力吸盘2还包括吸盘扳手5，吸盘扳手5设置在屏蔽框24背面，伸出防尘罩6外，进行工作状态的切换时，扳动吸盘扳手5，永磁铁21绕旋转轴 22转动，使永磁铁21正面相对于底盘9平行，通过弹簧柱销23进行限位保护，此时永磁铁21与被测面产生磁力线闭合，产生正压吸力，产生了大于爬壁小车自身重力的摩擦力，爬壁小车不会下坠；当扳动吸盘扳手5，永磁铁21相对于底盘9竖起时，永磁铁21产生的磁力线远离检测面，无法形成回路，不会产生吸力；

如图6所示，所述视频检查模块3包括摄像头8，支架26，横杆27和可调关节支架28；

所述横杆27一端通过支架26设置在底盘9前端顶部一侧，横杆27另一端悬空伸出底盘9两侧；所述横杆27上排列设置多个摄像头8，每一个摄像头8 配有一个可调关节支架28，可调关节支架28可以调整摄像头8的安装角度和安装高度；

如图7所示，为防止磁力吸盘2的吸附力因不可预知性等原因消失，造成车体高空坠落，本发明还包括防坠装置，所述防坠装置设置在本发明拟检查区域上方，防坠装置通过安全钢丝绳栓接在底盘9上；

所述防坠装置包括棘轮29、转筒30、导绳轮31、排线器32、手柄33和支座34；

所述支架34上设置转筒30，转筒30一侧连接手柄33，所述支架34上还设置导绳轮31和排线器32，导绳轮31和排线器32位于转筒30另一侧，安全钢丝绳通过导绳轮31和排线器32有序的缠绕在转筒30上，转筒30连接手柄 33一侧设置棘轮29，在发生意外磁力吸盘2消磁时，安全钢丝绳能够拉住车体不至于高空坠落。

Claims (10)

1.一种容器爬壁小车检查装置，其特征在于：该装置包括车体框架、磁力吸盘、视频检查模块和驱动模块；

所述驱动模块为多轮驱动装置，所述驱动模块设置在车体框架两侧，所述磁力吸盘设置在车体框架底部，位于车体框架中央靠近前后边线处，所述视频检查模块设置在车体框架前端顶部；磁力吸盘产生吸附力使车体框架非接触吸附在墙壁上，驱动模块提供沿墙壁运动的驱动力，视频检查模块对墙壁进行视频检查。

2.根据权利要求1所述的一种容器爬壁小车检查装置，其特征在于：所述车体框架包括防尘罩，小车外壳和底盘；所述底盘为主要承重结构，所述磁力吸盘、视频检查模块和驱动模块设置在底盘上；小车外壳安装在底盘上，小车外壳作为磁力吸盘和驱动模块的外部保护结构，所述防尘罩设置在底盘前后两端，遮蔽小车外壳未曾覆盖的磁力吸盘的安装位。

3.根据权利要求1或2所述的一种容器爬壁小车检查装置，其特征在于：所述车体框架采用超硬铝合金加工而成。

4.根据权利要求2所述的一种容器爬壁小车检查装置，其特征在于：所述驱动模块包括两台驱动电机，同步带轮，四个车轮模块，联轴器和同步带；两台驱动电机对称设置在底盘上，分别为一侧车轮模块提供驱动力，每一侧驱动电机通过联轴器与同步带轮连接，同步带轮通过同步带将驱动电机传递给同侧的两个车轮模块。

5.根据权利要求4所述的一种容器爬壁小车检查装置，其特征在于：所述车轮模块包括车轮，转轴，锁紧螺母，安装架，轮毂和轴承；

所述转轴外段安装车轮，转轴内段中部与转轴同步带轮连接，转轴同步带轮通过同步带与同步带轮连接；所述车轮内孔呈齿形，车轮内孔与轮毂外圈齿形镶嵌连接；所述转轴外段加工有外螺纹，转轴外螺纹与轮毂中心孔内螺纹配合连接，转轴外端通过锁紧螺母固定在轮毂上；转轴内段通过轴承安装在安装架上，安装架设置在底盘侧部。

6.根据权利要求5所述的一种容器爬壁小车检查装置，其特征在于：所述车轮的加工材料为聚氨酯材料；所述同步带轮和转轴同步带轮为免键超高扭矩型带轮。

7.根据权利要求4所述的一种容器爬壁小车检查装置，其特征在于：所述磁力吸盘包括永磁铁，旋转轴，弹簧柱销，屏蔽框和钢套；所述屏蔽框通过旋转轴和弹簧柱销安装在底盘底部，屏蔽框可绕旋转轴旋转，永磁铁套在屏蔽框内，最外层设置钢套保护。

8.根据权利要求7所述的一种容器爬壁小车检查装置，其特征在于：所述磁力吸盘还包括吸盘扳手，吸盘扳手设置在屏蔽框背面，伸出防尘罩外，进行工作状态的切换时，扳动吸盘扳手，永磁铁绕旋转轴转动，使永磁铁正面相对于底盘平行，通过弹簧柱销进行限位保护，此时永磁铁与被测面产生磁力线闭合，产生正压吸力，产生的摩擦力大于爬壁小车自身重力，爬壁小车不会下坠；当扳动吸盘扳手，永磁铁相对于底盘竖起时，永磁铁产生的磁力线远离检测面，无法形成回路，不会产生吸力。

9.根据权利要求7所述的一种容器爬壁小车检查装置，其特征在于：所述视频检查模块包括摄像头，支架，横杆和可调关节支架；

所述横杆一端通过支架设置在底盘前端顶部一侧，横杆另一端悬空伸出底盘两侧；所述横杆上排列设置多个摄像头，每一个摄像头配有一个可调关节支架，可调关节支架调整摄像头的安装角度和安装高度。

10.根据权利要求9所述的一种容器爬壁小车检查装置，其特征在于：该装置还包括防坠装置，所述防坠装置包括棘轮、转筒、导绳轮、排线器、手柄和支座；

所述支架上设置转筒，转筒一侧连接手柄，所述支架上还设置导绳轮和排线器，导绳轮和排线器位于转筒另一侧，安全钢丝绳通过导绳轮和排线器有序的缠绕在转筒上，转筒连接手柄一侧设置棘轮，在发生意外磁力吸盘消磁时，安全钢丝绳能够拉住车体不至于高空坠落。