CN210690489U - 杆管缺陷无损检测机器人装置 - Google Patents

Abstract

一种杆管缺陷无损检测机器人装置，它包括爬升系统、轨道系统和检测系统；爬升系统通过轮胎和电机驱动在杆管件表面进行轮式行进；直径调节装置控制支撑架带动轮胎装置轴向移动，夹紧杆管件；数个爬升系统拼接成六方体结构，轨道系统设置在六方体结构顶部；检测系统包括超声波检测仪、无损探伤介质注入装置和探伤设备支架，检测系统与轨道系统上表面连接，绕轨道系统做圆周运动，对杆管表面缺陷进行无损检测。该装置采用轮胎式设计进行爬升，集合了直径调节和油污去除功能，采用导轨式的检测设备运动方式，解决了现有技术效率低，易打滑，只能定点检测，容易错检漏检的问题，具有效率高，可去除油污，可以全方位不间断检测，检测准确的特点。

Description

杆管缺陷无损检测机器人装置

技术领域

本实用新型属于杆管件检测机器人领域，涉及一种杆管缺陷无损检测机器人装置。

背景技术

某些杆件或管件在使用运行过程中会发生锈蚀，有些会被油污等污染，例如水电站液压启闭机活塞杆在经长时间运行过程中，其表面会发生锈蚀等缺陷，锈蚀脱落的污染物将导致油液的污染，也可能导致控制阀门的堵塞和失效，最终将导致启闭机不能正常启闭；有些杆件表面会产生缺陷损伤，这些缺陷损伤会破坏杆管件的受力性能，从而对水电站设备的安全造成威胁。这些问题会极大损害水电站的发电，防洪及大坝安全。因此需要定期对杆管件表面的损伤进行检测，目前，大部分水电站仍然以搭载脚手架为主，即人工检测的方式进行检测，但由于杆管件在水电站中应用十分广泛，数量十分庞大，这种检测手段的检测效率低下，人工成本较高，且安全风险较大；且杆管件表面的损伤有相当一部分是肉眼难以察觉的，采用人工方式会出现较多错检漏检的情况，而且容易对杆管件表面造成二次损伤。若使用爬升机器人，现有技术往往采用往复式的气缸进行爬升，无法实现不间断的爬升和检测一体进行，效率依然很低，而且在布满油污的杆管件表面往往缺乏必须的夹持压力，容易打滑脱落，造成漏检或重复检测。因此设计一种可以规避杆管件表面油污影响，适应不同杆管件直径，且可以实现不间断检测的杆管表面缺陷检测机器人装置，就显得十分必要了。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种杆管缺陷无损检测机器人装置，该装置采用轮胎式设计进行爬升，集合了直径调节和油污去除功能，采用导轨式的检测设备运动方式，解决了现有技术效率低，易受油污影响打滑，只能定点检测，容易错检漏检的问题，具有效率高，可去除油污，可以全方位不间断检测，检测准确的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种杆管缺陷无损检测机器人装置，它包括爬升系统、轨道系统和检测系统；所述爬升系统包括轮胎装置、第一电机、连接板、支撑架和直径调节装置；所述第一电机通过传送带驱动支撑架上的轮胎装置运动；所述直径调节装置控制支撑架带动轮胎装置轴向移动，夹紧杆管件；所述数个爬升系统通过正方形连接板边缘的孔洞拼接成六方体结构，轨道系统设置在六方体结构顶部；所述检测系统包括超声波检测仪、无损探伤介质注入装置和探伤设备支架，检测系统与轨道系统上表面连接，绕轨道系统做圆周运动，对杆管表面缺陷进行无损检测。

所述支撑架前侧设置有朝向杆管件轴心方向的磁吸盘。

所述直径调节装置包括表面刻有螺纹的调节杆、与调节杆配合的调节盘，以及导向杆；调节盘为外表面装设有转轮的螺母，一端与固定在连接板后侧中心孔洞处的刻度盘连接，可绕刻度盘相对转动；调节杆穿过连接板后侧中心的孔洞，一端与支撑架连接，通过旋转调节盘控制调节杆做轴向运动，从而调节轮胎装置的进给量以适应杆管件直径；导向杆穿过连接板，与支撑架连接。

所述连接板后侧面还装设有激光测距传感器，光线方向与六方体结构的中心轴线平行。

所述轨道系统包括导轨和滑动平台，导轨为连接在六方体上表面的圆形环装结构，其内径设置有齿条；滑动平台通过滑槽结构与导轨上表面配合滑动，其一端连接有第二电机，第二电机输出端通过齿轮与导轨内径的齿条配合，驱动滑动平台绕导轨做圆周运动。

所述探伤设备支架安装在滑动平台上表面，超声波检测仪和无损探伤介质注入装置安装在探伤设备支架上表面；探伤设备支架包括滑轨配合的下滑板和上滑板；滑轨调节螺杆带动上滑板相对下滑板做直线运动；“L”型支架与上滑板上表面连接，其表面开设有介质注入孔与无损探伤介质注入装置配合，还开设有探头孔供超声波检测仪的探头穿过；探头夹持板连接在探头孔两侧的 “L”型支架表面。

所述“L”型支架竖直平面的四角装设有滚珠支撑柱；滚珠支撑柱为一端带有滚珠的中空圆柱体结构，其带有滚珠的一端朝向杆管件，另一端连接在“L”型支架表面。

一种杆管缺陷无损检测机器人装置，它包括爬升系统、轨道系统和检测系统；所述爬升系统包括轮胎装置、第一电机、连接板、支撑架和直径调节装置；所述第一电机通过传送带驱动支撑架上的轮胎装置运动；所述直径调节装置控制支撑架带动轮胎装置轴向移动，夹紧杆管件；所述数个爬升系统通过正方形连接板边缘的孔洞拼接成六方体结构，轨道系统设置在六方体结构顶部；所述检测系统包括超声波检测仪、无损探伤介质注入装置和探伤设备支架，检测系统与轨道系统上表面连接，绕轨道系统做圆周运动，对杆管表面缺陷进行无损检测。该装置采用轮胎式设计进行爬升，集合了直径调节和油污去除功能，采用导轨式的检测设备运动方式，效率高，可去除油污，可以全方位不间断检测，检测准确。

在优选的方案中，支撑架前侧设置有朝向杆管件轴心方向的磁吸盘。结构简单，使用时，若杆管件为金属类材质，磁吸盘可以提供一定的正压力，进一步增大了摩擦力，防止了装置滑动脱落。

在优选的方案中，直径调节装置包括表面刻有螺纹的调节杆、与调节杆配合的调节盘，以及导向杆；调节盘为外表面装设有转轮的螺母，一端与固定在连接板后侧中心孔洞处的刻度盘连接，可绕刻度盘相对转动；调节杆穿过连接板后侧中心的孔洞，一端与支撑架连接，通过旋转调节盘控制调节杆做轴向运动，从而调节轮胎装置的进给量以适应杆管件直径；导向杆穿过连接板，与支撑架连接。结构简单，使用时，调节盘外的转轮可以方便操作人员调节直径，刻度盘可以反馈杆管件的直径，或者根据已知的直径进行提前的快速直径设置，免去了现场调节的步骤，提高了工作效率，导向杆可以调节轮胎的方向偏移。

在优选的方案中，连接板后侧面还装设有激光测距传感器，光线方向与六方体结构的中心轴线平行。结构简单，使用时，激光测距传感器可以反馈装置爬升的高度坐标，还可以通过反馈数据的线性程度来判断是否发生了打滑。

在优选的方案中，轨道系统包括导轨和滑动平台，导轨为连接在六方体上表面的圆形环装结构，其内径设置有齿条；滑动平台通过滑槽结构与导轨上表面配合滑动，其一端连接有第二电机，第二电机输出端通过齿轮与导轨内径的齿条配合，驱动滑动平台绕导轨做圆周运动。结构简单，使用时，轨道系统可以为检测系统提供360度的全方位运动，使检测系统可以全面的对杆管件表面进行检测，既避免了漏检，又提高了效率。

在优选的方案中，探伤设备支架安装在滑动平台上表面，超声波检测仪和无损探伤介质注入装置安装在探伤设备支架上表面；探伤设备支架包括滑轨配合的下滑板和上滑板；滑轨调节螺杆带动上滑板相对下滑板做直线运动；“L”型支架与上滑板上表面连接，其表面开设有介质注入孔与无损探伤介质注入装置配合，还开设有探头孔供超声波检测仪的探头穿过；探头夹持板连接在探头孔两侧的 “L”型支架表面。结构简单，使用时，调节上滑板，使探头孔内的探头，以及无损探伤介质注入装置与杆管件表面接触，从而开始对杆管件表面进行超声探伤和渗透探伤两种方式的检测，所采集的缺陷数据可通过无线传输功能上传至处理终端进行缺陷识别。

在优选的方案中，“L”型支架竖直平面的四角装设有滚珠支撑柱；滚珠支撑柱为一端带有滚珠的中空圆柱体结构，其带有滚珠的一端朝向杆管件，另一端连接在“L”型支架表面。结构简单，使用时，滚珠支撑柱可以在探伤设备与杆管件表面接触，且进行圆周运动时进行滑动，减小了探伤设备和杆管件表面发生摩擦磨损的可能性，保证了圆周运动的流畅进行。

一种杆管缺陷无损检测机器人装置，它包括爬升系统、轨道系统和检测系统；所述爬升系统包括轮胎装置、第一电机、连接板、支撑架和直径调节装置；所述第一电机通过传送带驱动支撑架上的轮胎装置运动；所述直径调节装置控制支撑架带动轮胎装置轴向移动，夹紧杆管件；所述数个爬升系统通过正方形连接板边缘的孔洞拼接成六方体结构，轨道系统设置在六方体结构顶部；所述检测系统包括超声波检测仪、无损探伤介质注入装置和探伤设备支架，检测系统与轨道系统上表面连接，绕轨道系统做圆周运动，对杆管表面缺陷进行无损检测。该装置采用轮胎式设计进行爬升，集合了直径调节和油污去除功能，采用导轨式的检测设备运动方式，解决了现有技术效率低，易受油污影响打滑，只能定点检测，容易错检漏检的问题，具有效率高，可去除油污，可以全方位不间断检测，检测准确的特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中驱动装置前侧的结构示意图。

图3为本实用新型中驱动装置后侧的结构示意图。

图4为本实用新型中检测装置的结构示意图。

图中附图标记为：第一电机11，连接板12，支撑架13，直径调节装置2，调节杆21，调节盘22，导向杆23，刻度盘24，超声波检测仪31，无损探伤介质注入装置32，探伤设备支架33，下滑板331，滑轨调节螺杆332，上滑板333，“L”型支架334，探头夹持板335，滚珠支撑柱336，导轨41，滑动平台42，第二电机43，磁吸盘5，激光测距传感器6。

具体实施方式

如图1~图4中，一种杆管缺陷无损检测机器人装置，它包括爬升系统、轨道系统和检测系统；所述爬升系统包括轮胎装置、第一电机11、连接板12、支撑架13和直径调节装置2；所述第一电机11通过传送带驱动支撑架13上的轮胎装置运动；所述直径调节装置2控制支撑架13带动轮胎装置轴向移动，夹紧杆管件；所述数个爬升系统通过正方形连接板12边缘的孔洞拼接成六方体结构，轨道系统设置在六方体结构顶部；所述检测系统包括超声波检测仪31、无损探伤介质注入装置32和探伤设备支架33，检测系统与轨道系统上表面连接，绕轨道系统做圆周运动，对杆管表面缺陷进行无损检测。该装置采用轮胎式设计进行爬升，集合了直径调节和油污去除功能，采用导轨式的检测设备运动方式，效率高，可去除油污，可以全方位不间断检测，检测准确。

优选的方案中，支撑架13前侧设置有朝向杆管件轴心方向的磁吸盘5。结构简单，使用时，若杆管件为金属类材质，磁吸盘5可以提供一定的正压力，进一步增大了摩擦力，防止了装置滑动脱落。

优选的方案中，直径调节装置2包括表面刻有螺纹的调节杆21、与调节杆21配合的调节盘22，以及导向杆23；调节盘22为外表面装设有转轮的螺母，一端与固定在连接板12后侧中心孔洞处的刻度盘24连接，可绕刻度盘24相对转动；调节杆21穿过连接板12后侧中心的孔洞，一端与支撑架13连接，通过旋转调节盘22控制调节杆21做轴向运动，从而调节轮胎装置的进给量以适应杆管件直径；导向杆23穿过连接板12，与支撑架13连接。结构简单，使用时，调节盘22外的转轮可以方便操作人员调节直径，刻度盘24可以反馈杆管件的直径，或者根据已知的直径进行提前的快速直径设置，免去了现场调节的步骤，提高了工作效率，导向杆23可以调节轮胎的方向偏移。

优选的方案中，连接板12后侧面还装设有激光测距传感器6，光线方向与六方体结构的中心轴线平行。结构简单，使用时，激光测距传感器6可以反馈装置爬升的高度坐标，还可以通过反馈数据的线性程度来判断是否发生了打滑。

优选的方案中，轨道系统包括导轨41和滑动平台42，导轨41为连接在六方体上表面的圆形环装结构，其内径设置有齿条；滑动平台42通过滑槽结构与导轨41上表面配合滑动，其一端连接有第二电机43，第二电机43输出端通过齿轮与导轨41内径的齿条配合，驱动滑动平台42绕导轨41做圆周运动。结构简单，使用时，轨道系统可以为检测系统提供360度的全方位运动，使检测系统可以全面的对杆管件表面进行检测，既避免了漏检，又提高了效率。

优选的方案中，探伤设备支架33安装在滑动平台42上表面，超声波检测仪31和无损探伤介质注入装置32安装在探伤设备支架33上表面；探伤设备支架33包括滑轨配合的下滑板331和上滑板333；滑轨调节螺杆332带动上滑板333相对下滑板331做直线运动；“L”型支架334与上滑板333上表面连接，其表面开设有介质注入孔与无损探伤介质注入装置32配合，还开设有探头孔供超声波检测仪31的探头穿过；探头夹持板335连接在探头孔两侧的“L”型支架334表面。结构简单，使用时，调节上滑板333，使探头孔内的探头，以及无损探伤介质注入装置32与杆管件表面接触，从而开始对杆管件表面进行超声探伤和渗透探伤两种方式的检测，所采集的缺陷数据可通过无线传输功能上传至处理终端进行缺陷识别。

优选的方案中，“L”型支架334竖直平面的四角装设有滚珠支撑柱336；滚珠支撑柱336为一端带有滚珠的中空圆柱体结构，其带有滚珠的一端朝向杆管件，另一端连接在“L”型支架334表面。结构简单，使用时，滚珠支撑柱336可以在探伤设备与杆管件表面接触，且进行圆周运动时进行滑动，减小了探伤设备和杆管件表面发生摩擦磨损的可能性，保证了圆周运动的流畅进行。

如上所述的杆管缺陷无损检测机器人装置，安装使用时，所述爬升系统包括轮胎装置、第一电机11、连接板12、支撑架13和直径调节装置2；所述第一电机11通过传送带驱动支撑架13上的轮胎装置运动；所述直径调节装置2控制支撑架13带动轮胎装置轴向移动，夹紧杆管件；所述数个爬升系统通过正方形连接板12边缘的孔洞拼接成六方体结构，轨道系统设置在六方体结构顶部；所述检测系统包括超声波检测仪31、无损探伤介质注入装置32和探伤设备支架33，检测系统与轨道系统上表面连接，绕轨道系统做圆周运动，对杆管表面缺陷进行无损检测。该装置采用轮胎式设计进行爬升，集合了直径调节和油污去除功能，采用导轨式的检测设备运动方式，效率高，可去除油污，可以全方位不间断检测，检测准确。

使用时，支撑架13前侧设置有朝向杆管件轴心方向的磁吸盘5，若杆管件为金属类材质，磁吸盘5可以提供一定的正压力，进一步增大了摩擦力，防止了装置滑动脱落。

使用时，直径调节装置2包括表面刻有螺纹的调节杆21、与调节杆21配合的调节盘22，以及导向杆23；调节盘22为外表面装设有转轮的螺母，一端与固定在连接板12后侧中心孔洞处的刻度盘24连接，可绕刻度盘24相对转动；调节杆21穿过连接板12后侧中心的孔洞，一端与支撑架13连接，通过旋转调节盘22控制调节杆21做轴向运动，从而调节轮胎装置的进给量以适应杆管件直径；导向杆23穿过连接板12，与支撑架13连接，调节盘22外的转轮可以方便操作人员调节直径，刻度盘24可以反馈杆管件的直径，或者根据已知的直径进行提前的快速直径设置，免去了现场调节的步骤，提高了工作效率，导向杆23可以调节轮胎的方向偏移。

使用时，连接板12后侧面还装设有激光测距传感器6，光线方向与六方体结构的中心轴线平行，激光测距传感器6可以反馈装置爬升的高度坐标，还可以通过反馈数据的线性程度来判断是否发生了打滑。

使用时，轨道系统包括导轨41和滑动平台42，导轨41为连接在六方体上表面的圆形环装结构，其内径设置有齿条；滑动平台42通过滑槽结构与导轨41上表面配合滑动，其一端连接有第二电机43，第二电机43输出端通过齿轮与导轨41内径的齿条配合，驱动滑动平台42绕导轨41做圆周运动，轨道系统可以为检测系统提供360度的全方位运动，使检测系统可以全面的对杆管件表面进行检测，既避免了漏检，又提高了效率。

使用时，探伤设备支架33安装在滑动平台42上表面，超声波检测仪31和无损探伤介质注入装置32安装在探伤设备支架33上表面；探伤设备支架33包括滑轨配合的下滑板331和上滑板333；滑轨调节螺杆332带动上滑板333相对下滑板331做直线运动；“L”型支架334与上滑板333上表面连接，其表面开设有介质注入孔与无损探伤介质注入装置32配合，还开设有探头孔供超声波检测仪31的探头穿过；探头夹持板335连接在探头孔两侧的 “L”型支架334表面，调节上滑板333，使探头孔内的探头，以及无损探伤介质注入装置32与杆管件表面接触，从而开始对杆管件表面进行超声探伤和渗透探伤两种方式的检测，所采集的缺陷数据可通过无线传输功能上传至处理终端进行缺陷识别。

使用时，“L”型支架334竖直平面的四角装设有滚珠支撑柱336；滚珠支撑柱336为一端带有滚珠的中空圆柱体结构，其带有滚珠的一端朝向杆管件，另一端连接在“L”型支架334表面，滚珠支撑柱336可以在探伤设备与杆管件表面接触，且进行圆周运动时进行滑动，减小了探伤设备和杆管件表面发生摩擦磨损的可能性，保证了圆周运动的流畅进行。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种杆管缺陷无损检测机器人装置，其特征是：它包括爬升系统、轨道系统和检测系统；所述爬升系统包括轮胎装置、第一电机（11）、连接板（12）、支撑架（13）和直径调节装置（2）；所述第一电机（11）通过传送带驱动支撑架（13）上的轮胎装置运动；所述直径调节装置（2）控制支撑架（13）带动轮胎装置轴向移动，夹紧杆管件；所述爬升系统设置有多个，通过正方形连接板（12）边缘的孔洞相互拼接成六方体结构，轨道系统设置在六方体结构顶部；所述检测系统包括超声波检测仪（31）、无损探伤介质注入装置（32）和探伤设备支架（33），检测系统与轨道系统上表面连接，绕轨道系统做圆周运动，对杆管表面缺陷进行无损检测。

2.根据权利要求1所述的杆管缺陷无损检测机器人装置，其特征是：所述支撑架（13）前侧设置有朝向杆管件轴心方向的磁吸盘（5）。

3.根据权利要求1所述的杆管缺陷无损检测机器人装置，其特征是：所述直径调节装置（2）包括表面刻有螺纹的调节杆（21）、与调节杆（21）配合的调节盘（22），以及导向杆（23）；调节盘（22）为外表面装设有转轮的螺母，一端与固定在连接板（12）后侧中心孔洞处的刻度盘（24）连接，可绕刻度盘（24）相对转动；调节杆（21）穿过连接板（12）后侧中心的孔洞，一端与支撑架（13）连接，通过旋转调节盘（22）控制调节杆（21）做轴向运动，从而调节轮胎装置的进给量以适应杆管件直径；导向杆（23）穿过连接板（12），与支撑架（13）连接。

4.根据权利要求1所述的杆管缺陷无损检测机器人装置，其特征是：所述连接板（12）后侧面还装设有激光测距传感器（6），光线方向与六方体结构的中心轴线平行。

5.根据权利要求1所述的杆管缺陷无损检测机器人装置，其特征是：所述轨道系统包括导轨（41）和滑动平台（42），导轨（41）为连接在六方体上表面的圆形环装结构，其内径设置有齿条；滑动平台（42）通过滑槽结构与导轨（41）上表面配合滑动，其一端连接有第二电机（43），第二电机（43）输出端通过齿轮与导轨（41）内径的齿条配合，驱动滑动平台（42）绕导轨（41）做圆周运动。

6.根据权利要求1所述的杆管缺陷无损检测机器人装置，其特征是：所述探伤设备支架（33）安装在滑动平台（42）上表面，超声波检测仪（31）和无损探伤介质注入装置（32）安装在探伤设备支架（33）上表面；探伤设备支架（33）包括滑轨配合的下滑板（331）和上滑板（333）；滑轨调节螺杆（332）带动上滑板（333）相对下滑板（331）做直线运动；“L”型支架（334）与上滑板（333）上表面连接，其表面开设有介质注入孔与无损探伤介质注入装置（32）配合，还开设有探头孔供超声波检测仪（31）的探头穿过；探头夹持板（335）连接在探头孔两侧的“L”型支架表面。

7.根据权利要求6所述的杆管缺陷无损检测机器人装置，其特征是：所述“L”型支架（334）竖直平面的四角装设有滚珠支撑柱（336）；滚珠支撑柱（336）为一端带有滚珠的中空圆柱体结构，其带有滚珠的一端朝向杆管件，另一端连接在“L”型支架（334）表面。

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