CN209607424U - 核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置，包括爬行机器人和上位机工作站，所述爬行机器人包括车体、磁性行走轮和驱动机构，所述驱动机构用于驱动磁性行走轮；所述车体上设有图像采集装置和检测探头，所述驱动机构分别与遥控手柄和所述上位机工作站电路连接，所述图像采集装置和所述检测探头均与所述上位机工作站电路连接。本装置能够通过远程控制对焊缝进行自动检查，并在自动运行过程中进行路线纠偏，保证整个核电厂的安全、可靠、正常的安装、调试及运行。

Description

核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置

技术领域

本实用新型涉及焊缝检测装置，尤其涉及一种核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置。

背景技术

核电厂钢制安全壳是反应堆厂房的内层屏蔽结构，是安全壳容器式反应堆厂房的一道重要安全屏障，也是非能动安全系统中的重要设备之一。

反应堆的钢制安全壳是包在反应堆主要设备外面起保护作用的一个立式圆柱状半球形顶盖或球形的密封金属或混凝土外壳。其内设有喷淋系统以冷凝事故时释放的大量蒸气、吸收放射性碘和冲洗壳内放射性尘埃。反应堆的安全壳是防止放射性物质逸散到环境中的最后一道屏障，须能经受发生失去冷却水事故时产生的压力和温度变化，地震和旋风等自然灾害以及来自内部或外部的碎片撞击等意外情况的影响。

现有核电厂钢制安全壳为碳钢焊接结构，为了保障核电厂的正常运行，防止安全事故的发生，在制造、安装、调试及运行阶段都需要对核电厂钢制安全壳的焊缝进行检查。目前国内外普遍采用的是利用射线拍片或工作人员手工检查的方式在制造阶段对钢制安全壳的焊缝进行检查，但是存在整个作业难度较大、耗费时间、人力成本较大、影响周围作业环境、安装完成后无法进行检查等不足。因此，研究出新的自动检查装置是十分有必要的。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种可靠性更好、操作便利、效率高的核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置，以克服现有技术上的缺陷。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置，包括爬行机器人和上位机工作站，所述爬行机器人包括车体、磁性行走轮和驱动机构，所述驱动机构用于驱动磁性行走轮；所述车体上设有图像采集装置和检测探头，所述驱动机构分别与遥控手柄和所述上位机工作站电路连接，所述图像采集装置和所述检测探头均与所述上位机工作站电路连接。

优选地，所述爬行机器人的驱动机构包括伺服电机模块、电机驱动模块和电机控制模块。

优选地，所述磁性行走轮设有四个，每两个磁性行走轮的转轴通过柔性关节铰接在一起。

优选地，所述图像采集装置是摄像头或录像机。

优选地，所述图像采集装置通过位置可调的摆杆铰接在所述车体上。

优选地，所述车体底部还设有定位副轮。

如上所述，本实用新型核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置，具有以下有益效果：

本装置能够通过远程控制利用爬行机器人携带检查设备在图像采集装置的辅助下对焊缝进行自动检查，并在自动运行过程中进行路线纠偏，保证检查过程及结果的准确性，防止核电厂钢制安全壳在制造、安装及运行阶段出现焊接不牢靠、焊接缺陷等问题，预防可能发生的安全隐患，阻止已经发生的问题进一步扩大，从而保证整个核电厂的安全、可靠、正常的安装、调试及运行。由于本装置同时具有远程遥控手柄和上位机工作站两种控制方式，因此，具备更高的自由度、可靠性更强，能够在远距离工况下长期工作。图像采集装置能够有效防止爬行机器人在长时间运行状态下可能存在的路线偏移。检测探头的使用，改变了过去依靠射线拍片必须疏散周围非作业人员的状况，为多专业、多工种的同时作业提供了有效的、便利的条件。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中爬行机器人结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为本实用新型中磁性行走轮安装结构示意图。

图5为本实用新型中磁性行走轮的一种工作状态参考图。

图6为本实用新型中磁性行走轮的另一种工作状态参考图。

图中：

1 爬行机器人 2 上位机工作站

3 图像采集装置 4 检测探头

5 遥控手柄 6 集成插接件

11 车体 12 磁性行走轮

13 柔性关节 14 定位副轮

31 摆杆 100 安全壳

具体实施方式

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

现有核电厂钢制安全壳为碳钢焊接结构，为了保障核电厂的正常运行，防止安全事故的发生，在制造、安装、调试及运行阶段都需要对核电厂钢制安全壳的焊缝进行检查。目前国内外普遍采用的是利用射线拍片或工作人员手工检查的方式在制造阶段对于钢制安全壳的焊缝进行检查，但是存在整个作业难度较大、耗费时间、人力成本较大、影响周围作业环境、安装完成后无法进行检查等不足。基于以上，本实用新型公开一种核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置，如图1-图4所示，包括爬行机器人1和上位机工作站2，所述爬行机器人1包括车体11、磁性行走轮12和驱动机构(驱动机构位于车体的内部，图中未标记)，所述驱动机构用于驱动磁性行走轮12，所述车体11为整个爬行机器人其他零部件的承载部件，所述磁性行走轮12为爬行机器人1与被检查设备接触及固定的部件。所述车体11上设有图像采集装置3和检测探头4，所述图像采集装置3用于采集安全壳焊缝的实际情况图像，检测探头4对安全壳进行无损检测。所述驱动机构分别与遥控手柄5和上位机工作站2电路连接，即通过所述遥控手柄5和上位机工作站2能够分别单独对驱动机构进行控制。所述图像采集装置3和所述检测探头4均与所述上位机工作站2电路连接，即所述图像采集装置3采集的图像和所述检测探头4的检测数据均以电信号的形式传递到上位机工作站2，通过上位机工作站2进行分析处理，并对本装置的后续移动和工作情况发出进一步的指令。本装置中的所述遥控手柄3能够对爬行机器人1进行简单运动控制，帮助爬行机器人1进行远距离寻找被检查部位；所述上位机工作站2能够在爬行机器人1到达被检查部位后，对爬行机器人1、图像采集装置3、检测探头4进行设置，并发出控制指令，结合位置信号反馈及无损检测数据，实现自动检查功能。

本装置同时采用远程遥控手柄5及上位机工作站2进行控制，能够利用遥控手柄5进行远距离对被检查目标的寻路，到达作业目标地点转换为上位机工作站2进行自动检查控制，因此，具备更高的自由度、可靠性更强，能够在远距离工况下长期工作。通过图像采集装置3，能够有效防止爬行机器人1在长时间运行状态下可能存在的路线偏移。检测探头4的使用，改变了传统技术中依靠射线拍片必须疏散周围非作业人员的状况，为多专业、多工种的同时作业提供了有效、便利条件。

结合图1-图4，本装置的使用方法和工作原理是：

(1)首先将图像采集装置3和检测探头4安装在爬行机器人1的车体11上，然后将爬行机器人1通过磁性行走轮12磁吸附安装在安全壳外表面。

(2)在图像采集装置3的辅助下，利用遥控手柄5对爬行机器人1的驱动机构发出指令，控制爬行机器人行走，直到移动至被检查目标区域焊缝，并调整爬行机器人1方位让其正对被检查区域焊缝。

(3)上位机工作站2开始工作，其设置爬行机器人1的运动路线，通过图像采集装置3采集的数据对磁性行走轮12进行控制，即将处理信号发给上位机工作站2，由上位机工作站2根据图像处理信号发出电机控制信号，进而实现自动纠偏，调整位置。

(4)所述上位机工作站2控制检测探头4开始工作，通过上位机工作站2的信号收发系统开始进行目标区域焊缝检查。

(5)工作人员根据上位机工作站2接收到的信号和图像进行记录，用于后续对安全壳进行维护修理。

在优选实施例中，所述爬行机器人1的驱动机构包括伺服电机模块、电机驱动模块和电机控制模块。所述伺服电机模块是整个爬行机器人1的动力来源部件，所述电机驱动模块是伺服电机的驱动部件，所述电机控制模块是电机驱动模块的信号指令部件。传输电缆为电路连接部件，是整个爬行机器人1的电源及信号传输部件。参考图1和图2，传输电缆通过集成插接件6进行电路连接。

结合图2-图4，所述磁性行走轮12设有四个，每两个磁性行走轮12的转轴通过柔性关节13铰接在一起。参考图5，当安全壳100表面平整时，同一柔性关节13上的两个磁性行走轮12在同一轴线上，参考图6，当安全壳100表面是曲面或不平整时，同一柔性关节13上的两个磁性行走轮12能够产生相对转动，使得每个磁性行走轮12始终吸附在安全壳100表面，实现了本装置与不同类型的检测表面进行有效贴合，具备自适应性，防止了爬行机器人1托底及磁性行走轮12打滑现象的发生，保证了整个装置的安全以及爬行机器人运动过程的精确定位。本实施例中的磁性行走轮12采用永磁铁制作。

在实际使用时，所述图像采集装置3通过图像处理模块与所述上位机工作站2电路连接。所述图像处理模块是对图像采集装置3采集的电信号进行转换的部件，所述图像处理模块通过内置的图像处理软件为对图像采集装置3采集的图像进行处理，处理后的电信号传递到上位机工作站2。本装置中的图像采集装置3和图像处理模块都集成在爬行机器人上，利用无线进行通信。

本装置中的所述图像采集装置3是摄像头或录像机。

如图2所示，所述图像采集装置3通过位置可调的摆杆31铰接在所述车体11上，进而在不同工况下可以对图像采集装置3的位置进行有效调整。所述摆杆31的摆动方向可以是如图2所示的左右方向进行摆动，并且能够锁紧位置。此外，为了增加亮度，提高图像采集的清晰度，所述车体11上还可以设置LED灯或其他光源结构，光源也通过上位机工作站2进行控制。

在优选实施例中，所述车体11底部还设有定位副轮14，定位副轮14也可采用永磁铁制作，其尺寸小于磁性行走轮12，而且位于车体11底部的中间位置，能够增加本装置移动过程中的稳定性。

在优选实施例中，所述爬行机器人1上设置画笔或者喷涂液等能够标记的结构，对当发现安全壳焊缝存在问题时进行合理标记，其通过上位机工作站2进行控制。

综上所述，本实用新型核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置，能够解决整个作业难度较大、耗费时间人力成本较大、影响周围作业环境问题，所以，本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施方式仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。本实用新型还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置，其特征在于：包括爬行机器人(1)和上位机工作站(2)，所述爬行机器人(1)包括车体(11)、磁性行走轮(12)和驱动机构，所述驱动机构用于驱动磁性行走轮(12)；所述车体(11)上设有图像采集装置(3)和检测探头(4)，所述驱动机构分别与遥控手柄(5)和所述上位机工作站(2)电路连接，所述图像采集装置(3)和所述检测探头(4)均与所述上位机工作站(2)电路连接。

2.根据权利要求1所述的核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置，其特征在于：所述爬行机器人(1)的驱动机构包括伺服电机模块、电机驱动模块和电机控制模块。

3.根据权利要求1所述的核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置，其特征在于：所述磁性行走轮(12)设有四个，每两个磁性行走轮(12)的转轴通过柔性关节(13)铰接在一起。

4.根据权利要求1所述的核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置，其特征在于：所述图像采集装置(3)是摄像头或录像机。

5.根据权利要求1所述的核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置，其特征在于：所述图像采集装置(3)通过位置可调的摆杆(31)铰接在所述车体(11)上。

6.根据权利要求1所述的核电厂钢制安全壳焊缝自动检查装置，其特征在于：所述车体(11)底部还设有定位副轮(14)。