CN219293965U - 一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人，包括基座，以及集成于基座上的电机驱动及控制系统、摄像图传及存储系统、供电系统及开关；电机驱动及控制系统，包括驱动轮、云梯、云梯电机以及驱动舵机；摄像图传及存储系统，摄像系统包括摄像头和支架，通过摄像头进行实时图像获取，图传及存储系统采用WiFi无线，通过高速储存TF卡，实现100M以上的读写速度；供电系统及开关，供电系统分为驱动系统电源和摄像系统电源两部分，开关，用于控制移动式机器人的开关机。本实用新型用来实现航空发动机叶片裂纹的自动检测，缩短发动机检测周期，保障航空发动机的稳定安全运行。

Description

一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人

技术领域

本实用新型涉及智能检测机器人领域，特别涉及一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人。

背景技术

智能检测机器人技术是未来航空发动机发展的战略方向，是国外先进发动机公司竞争发展的技术高地。因此，研究发动机智能检测机器人体系，实现维护模式由单机-人工-定期维护，向机群-智能-预知维护跨越式发展，不仅是提高发动机维护效率与有效性的关键技术，也是提升我国发动机国际竞争力的战略举措。

针对目前外场分解检查、工业内窥镜检测等技术耗时长、依赖专家经验的问题，国外先进发动机公司争相开展具备高效率、高准确度特点的智能检测机器人技术。具代表性的有：2017年法国赛峰公司开始采用红外检测机器人对A320和A330系列飞机发动机进行红外热成像扫描，整个检验周期缩短了50％。2017年美国GE公司针对其35000台发动机的大量维修任务需求，收购蛇形机器人用于发动机检测；机器人伸展长度超过2.7米，弯曲超过180度，可携带紫外线激光器进入发动机内部进行损伤检测，具备快速损伤检测、甚至损伤修复的功能。英国罗罗公司投资400万欧元研发在位检测机器人技术，将蛇形机器人用于发动机内部损伤检测，可采集发动机内部损伤图像，并远程发送到控制中心进行深度分析；2018年罗罗公司提出智能发动机概念，并架构智能发动机技术体系，基于先进机器人技术的智能检测与预知、自愈维护是智能发动机的核心技术内涵。

对于小型载具机器人，当前的相关研究包括以下内容。腿足式的管道爬行机器人提出于1978年。按照运动部件分为轮式、履带式、关节式。它们分别具有各自的特点：轮式管道爬行机器人具有速度快，机构简单，拖动力大等特点。广泛应用石油、汽油输送管的日常清理和维护中。该类机器人行进特点是需使驱动轮与管道内壁有一定的封闭的正压力才能产生一定的供其行走的摩擦力。该正压力主要来源于机器人的自身重力、弹簧力等等。履带式管道爬行机器人中，履带结构使得该类机器人具有非常好的附着性，所以对于泥泞或有较厚油污的管道也能可靠的行进。但履带式管道爬行机器人由于是履带这种较为复杂的行进方式，不易控制也不易实现自动化。关节式管道爬行机器人则是仿生学在机器人行业应用的典型例子。此类机器人一般具有较为复杂的结构，机器人尺寸相对较大。

目前我国在用于航空发动机裂纹自动识别的机器人方面尚有空缺。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提高发动机维护效率与有效性的关键技术，填补国内在用于航空发动机裂纹自动识别的机器人方面的空缺，目的在于提供一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人，实现航空发动机叶片裂纹自动检测，缩短发动机检测周期。

本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人，包括基座，以及集成于基座上的电机驱动及控制系统、摄像图传及存储系统、供电系统及开关；电机驱动及控制系统，包括驱动轮、云梯、云梯电机以及驱动舵机；摄像图传及存储系统分为摄像系统和图传及存储系统，摄像系统包括摄像头和支架，通过摄像头进行实时图像获取，图传及存储系统采用WiFi无线，通过高速储存TF卡，实现100M以上的读写速度；供电系统及开关，供电系统分为驱动系统电源和摄像系统电源两部分，开关用于控制移动式机器人的开关机。

本实用新型进一步的改进在于，4个驱动轮连接在基座两侧，每侧2个，通过套筒相连。

本实用新型进一步的改进在于，云梯通过转动副连接在所述基座上侧。

本实用新型进一步的改进在于，所述云梯电机以及驱动舵机固定在所述基座内部，通过齿轮传动分别带动所述驱动轮以及云梯。

本实用新型进一步的改进在于，所述支架通过螺栓连接固定在所述基座上。

本实用新型进一步的改进在于，所述摄像头通过万向节与所述支架连接。

本实用新型进一步的改进在于，所述摄像头使用4K高清摄像头，外加2个LED光源以使亮度满足拍摄条件，摄像头支持旋转，以满足多角度拍摄。

本实用新型进一步的改进在于，所述供电系统使用20W的锂电池，电池放电电流达4A。

本实用新型进一步的改进在于，锂电池固定在所述基座内部。

本实用新型至少具有如下有益的技术效果：

1.本实用新型所述的一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人集成度高，能够实现全方位、多角度航空发动机叶片裂纹自动检测，缩短发动机检测周期。

2.本实用新型所述的电机驱动系统可同时驱动机器人后轮移动和前轮转向，从而控制机器人的行进方向，轮式驱动可避免运行时翻车，具有较强移动和越障能力。

3.本实用新型所述的控制系统通过无线连接控制驱动舵机和云梯电机，可遥控或程序定制行进路线，提高了机器人的灵活性和移动性。

4.本实用新型所述的摄像图传及存储系统具备高清晰度、自调节适应、无线传输、快速储存的特点，能够提高检测精度和快速处理能力。

附图说明

图1是本实用新型一个实施方式的用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人结构示意图。

图2是该裂纹自动识别移动式机器人底面图。

附图中标记及对应的零部件名称：

101-基座，201-前驱动轮，202-后驱动轮，203-云梯，204-云梯电机，205-驱动舵机，206-控制天线，301-摄像头，302-支架，303-摄像头天线，401-供电系统，402-开关。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例中的附图，对本实用新型作进一步的详细说明。本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

如图1和图2所示，本实用新型提供的一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人，包括基座101，前驱动轮201，后驱动轮202，云梯203，云梯电机204，驱动舵机205，控制天线206，摄像头301，支架302，摄像头天线303，供电系统401，以及开关402。

其中，基座101与前驱动轮201以及后驱动轮202通过套筒连接，前驱动轮201与后驱动轮202通过齿轮传动连接，由驱动舵机205控制后驱动轮202的转速，进而带动前驱动轮201，驱动舵机205同时控制前驱动轮201的转向，从而控制机器人的行进方向，同时驱动舵机带有1：100减速器，使电机以最佳转速运行，可实现10m/min的机器人行进速度。采用轮式驱动的目的是防止该裂纹自动识别移动式机器人运动时翻车。云梯203通过一转动副连接在基座101上侧，由云梯电机204带动云梯摇臂，可实现180°范围内的旋转。支架302与云梯203固连，摄像头301与支架302通过万向节连接，可满足多角度拍摄的要求。控制天线206与基座101固连，可实现2.4G无线连接，对驱动舵机205进行控制，进而实现对后驱动轮202以及前驱动轮201的控制。摄像头天线303与基座101固连，可实现WiFi无线连接，对云梯电机204进行控制，可控制其在180°范围内的旋转。供电系统401固连在基座101内部，并与开关402连接。开关402高度不超过机器人外壳高度，其作用是控制供电系统的接通与断开。

优选的，所述基座101以及外壳采用不锈钢材质，使该移动式机器人具有一定的防爆、防热、防水功能。

优选的，所述摄像头301采用4K高清摄像头，分辨率达5MP(2448×2048)以上，采集速度大于16fps，可调焦距。通过摄像头进行实时图像获取，图传及存储系统采用WiFi无线，通过高速储存TF卡，实现100M以上的读写速度。

优选的，所述摄像头301配有2个LED光源，可实现白色环形光带，2000～3000可调节流明亮度。

优选的，所述控制系统可无线遥控或通过程序定制行进路线，行进精度在±0.5cm。

优选的，所述驱动装置有较好的防滑以及越障能力，可越过高度±0.5cm的障碍且行进速度不低于30mm/s，能轻松行进在油污，灰尘等场景。

优选的，所述摄像头301可通过无线实时图传，储存卡内存大于64GB。

优选的，所述供电系统分为驱动控制电源和摄像电源两个部分，使用20W的锂电池，电池放电电流达4A，连续工作时间可达8小时以上。

工作时，打开开关40²，将机器人放入航空发动机内部，通过遥控或者程序定制传递给控制天线206，从而控制机器人按照指定路线移动，此时驱动舵机205同时控制前驱动轮201转向与后驱动轮202转动；在移动过程中，摄像头天线303控制云梯电机204带动云梯203摇臂，搭配通过万向节连接的摄像头301，多角度拍摄航空发动机叶片各个位置的图像；利用申请号为201811237173X，实用新型名称为一种针对工业结构缺陷智能识别模型的检验方法，对采集后的图像数据进行识别，实现叶片裂纹自动检测；在拍摄时，摄像头301实时将拍摄后的图像通过无线传送，并利用高速储存卡读写。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所述技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和替换，都应当视为属于由本实用新型提交的权利要求书所确定的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人，其特征在于，包括基座，以及集成于基座上的电机驱动及控制系统、摄像图传及存储系统、供电系统及开关；电机驱动及控制系统，包括驱动轮、云梯、云梯电机以及驱动舵机；摄像图传及存储系统分为摄像系统和图传及存储系统，摄像系统包括摄像头和支架，通过摄像头进行实时图像获取，图传及存储系统采用WiFi无线，通过高速储存TF卡，实现100M以上的读写速度；供电系统及开关，供电系统分为驱动系统电源和摄像系统电源两部分，开关用于控制移动式机器人的开关机。

2.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人，其特征在于，4个驱动轮连接在基座两侧，每侧2个，通过套筒相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人，其特征在于，云梯通过转动副连接在所述基座上侧。

4.根据权利要求3所述的一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人，其特征在于，所述云梯电机以及驱动舵机固定在所述基座内部，通过齿轮传动分别带动所述驱动轮以及云梯。

5.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人，其特征在于，所述支架通过螺栓连接固定在所述基座上。

6.根据权利要求5所述的一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人，其特征在于，所述摄像头通过万向节与所述支架连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人，其特征在于，所述摄像头使用4K高清摄像头，外加2个LED光源以使亮度满足拍摄条件，摄像头支持旋转，以满足多角度拍摄。

8.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人，其特征在于，所述供电系统使用20W的锂电池，电池放电电流达4A。

9.根据权利要求8所述的一种用于航空发动机叶片裂纹自动识别的移动式机器人，其特征在于，锂电池固定在所述基座内部。

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