CN220305226U - 一种压力管道内壁面焊缝视觉识别跟踪检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力管道内壁面焊缝视觉识别跟踪检测系统，涉及管道焊缝检测技术领域，包括：用于放置待检管道，并带动待检管道进行转动的滚动架；位于待检管道内壁面底端的焊缝处，对待检管道内壁面底端的焊缝进行检测的焊缝检测装置；位于待检管道端部，对焊缝检测装置检测的待检管道上的焊缝检测点进行定位的定位装置；位于待检管道一侧，其测距端朝向焊缝检测装置对焊缝检测装置进行定位的测距装置。滚动架带动待检管道进行转动，焊缝检测装置位于待检管道内壁面底端的焊缝处，对转动至待检管道内壁面底端处的焊缝进行检测，通过不断转动待检管道，焊缝检测装置依次进行检测，以完成对整个内壁面环形焊缝的检测。

Description

一种压力管道内壁面焊缝视觉识别跟踪检测系统

技术领域

本实用新型涉及管道焊缝检测技术领域，更具体地说涉及一种压力管道内壁面焊缝视觉识别跟踪检测系统。

背景技术

焊缝是利用焊接热源的高温，将焊条和接缝处的金属熔化连接而成的缝，焊缝金属冷却后，即将两个焊件连接成整体。管道焊缝多为环形焊缝，其将两端连接的管道通过焊接连接成一体以不断延长管道。除了对焊接技术和焊接工艺的要求以外，焊接质量检测也是焊接结构质量管理的重要一环，通过对焊接质量进行检测，以确保焊接产品安全可靠的运行。现常见的焊接质量检测方式包括超声检测和磁粉探伤等。

现有技术中，公开号为CN211978894U的专利，公开了一种管道环焊缝无损检测装置，其包括焊缝检测设备，还包括支撑架，所述支撑架上转动连接有用于穿设管道的套管，所述焊缝检测设备设置在所述支撑架的一侧，且所述焊缝检测设备的检测端朝向管道外侧壁，所述套管内周向设置若干用于夹持管道的夹持部件，所述套管的外管壁固定套设齿轮一，所述支撑架上固定有旋转电机，所述旋转电机的输出端同轴心固定有齿轮二，且所述齿轮一和所述齿轮二相啮合。本实用新型具有代替人力自动转动管道进行管道环焊缝检测，提高管道环焊缝检测效率的效果。

上述专利提供的检测装置，只能对管道外壁面的环形焊缝进行检测。对某些大型压力管道容器，内壁面的环形焊缝检测也非常重要，通过对内壁面的环形焊缝进行检测，以确保焊接压力管道产品安全可靠的运行。同时，其没有对管道的转动进行定位的装置，无法得知管道转动到何处，是对管道上环形焊缝的哪个坐标位置进行检测，因而无法得知准确的检测位置。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种压力管道内壁面焊缝视觉识别跟踪检测系统，以解决上述没有对管道内壁面的环形焊缝进行检测、以及无法得知准确的检测位置等缺陷。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：

一种压力管道内壁面焊缝视觉识别跟踪检测系统，包括：

用于放置待检管道，并带动待检管道进行转动的滚动架；

位于待检管道内壁面底端的焊缝处，对待检管道内壁面底端的焊缝进行检测的焊缝检测装置；

位于待检管道端部，对焊缝检测装置检测的待检管道上的焊缝检测点进行定位的定位装置；

位于待检管道一侧，其测距端朝向所述焊缝检测装置对焊缝检测装置进行定位的测距装置。

进一步的是，所述滚动架包括底端的底座和底座上的两个滚动轮，两个滚动轮之间的区域形成待检管道放置区域。

进一步的是，所述定位装置包括位于待检管道端部的码盘定位机构和零点校准机构。

进一步的是，所述测距装置包括位于待检管道一侧的双目测距机构。

进一步的是，所述焊缝检测装置包括轮式平台、升降机构、检测悬臂、滑动机构和检测机构；

所述检测悬臂通过所述升降机构滑动安装在所述轮式平台上，检测悬臂沿轮式平台的竖直方向进行升降，所述检测悬臂向所述轮式平台外侧延伸；所述检测机构通过所述滑动机构滑动安装在所述检测悬臂上，检测机构沿检测悬臂的长度方向进行移动。

进一步的是，所述轮式平台为三轮运动结构，包括车体、车体前端底部的两个差动驱动轮和车体后端底部的一个万向从动轮。

进一步的是，所述升降机构包括丝杆、平台连接块、悬臂连接块、滑轨和滑槽；

所述平台连接块与所述轮式平台固定连接，所述悬臂连接块与所述检测悬臂固定连接，所述丝杆穿过所述平台连接块并与所述平台连接块螺纹连接，丝杆同时穿过所述悬臂连接块并与所述悬臂连接块转动连接；所述滑轨沿轮式平台竖直方向布置在所述轮式平台一侧面的两端，所述滑槽开设在悬臂连接块的两端，并与所述滑轨滑动配合。

进一步的是，所述滑动机构包括滑动杆和安装座，所述滑动杆沿所述检测悬臂长度方向安装在所述检测悬臂内，所述安装座滑动安装在所述滑动杆上。

进一步的是，所述检测机构与所述安装座转动连接，其转动轴上安装有扭转弹簧。

进一步的是，所述检测机构为超声检测机构或者磁粉探伤检测机构。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的压力管道内壁面焊缝视觉识别跟踪检测系统，滚动架带动待检管道进行转动，焊缝检测装置位于待检管道内壁面底端的焊缝处，对转动至待检管道内壁面底端处的焊缝进行检测，通过不断转动待检管道，焊缝检测装置依次进行检测，以完成对整个内壁面环形焊缝的检测，确保焊接产品安全可靠的运行。

本实用新型提供的压力管道内壁面焊缝视觉识别跟踪检测系统，定位装置对焊缝检测装置检测的待检管道上的焊缝检测点进行定位，以准确得知检测的位置信息；测距装置对焊缝检测装置进行定位，以便于对焊缝检测装置进行调整，使其准确地对待检管道内壁面的环形焊缝进行检测。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型焊缝检测装置的示意图；

图4为本实用新型悬臂连接块的示意图；

图5为焊缝检测装置的检测机构为超声检测时的示意图；

图6为焊缝检测装置的检测机构为磁粉探伤时的示意图；

图7为焊缝检测装置在待检管道内的示意图；

附图标记：

1、轮式平台；11、车体；12、差动驱动轮；13、万向从动轮；2、升降机构；21、丝杆；22、平台连接块；23、悬臂连接块；24、滑轨；25、滑槽；3、检测悬臂；4、滑动机构；41、滑动杆；42、安装座；5、检测机构；6、滚动架；61、底座；62、滚动轮；7、定位装置；8、测距装置；9、待检管道。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。

实施例1

一种压力管道内壁面焊缝视觉识别跟踪检测系统，如图1-7所示，包括：

用于放置待检管道9，并带动待检管道9进行转动的滚动架6；

位于待检管道9内壁面底端的焊缝处，对待检管道9内壁面底端的焊缝进行检测的焊缝检测装置；

位于待检管道9端部，对焊缝检测装置检测的待检管道9上的焊缝检测点进行定位的定位装置7；

位于待检管道9一侧，其测距端朝向焊缝检测装置对焊缝检测装置进行定位的测距装置8。

还包括控制装置，控制装置分别与滚动架6、焊缝检测装置、定位装置7和测距装置8连接，控制检测系统的运行。

本实施例中，滚动架6用于带动待检管道9进行转动；焊缝检测装置用于对待检管道9内壁面底端的焊缝进行检测；定位装置7用于对焊缝检测装置检测的待检管道9上的焊缝检测点进行定位；测距装置8用于对焊缝检测装置进行定位；控制装置用于控制检测系统的运行，其可选用工控机+PLC的方式，对检测系统进行控制。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上作进一步的改进，如图1和2所示，滚动架6包括底端的底座61和底座61上的两个滚动轮62，两个滚动轮62之间的区域形成待检管道放置区域。

本实施例中，滚动架6在沿待检管道9的长度方向设置有两个，待检管道9放置在两个待检管道放置区域上，通过滚动轮62带动待检管道9进行转动。滚动轮62可连接有动力机构，如电机，带动滚动轮62滚动，进而带动待检管道9进行转动。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上作进一步的改进，如图1和2所示，定位装置7包括位于待检管道9端部的码盘定位机构和零点校准机构。

本实施例中，焊缝检测装置检测的待检管道9上的焊缝检测点的坐标位置需要在周向上准确定位。在待检管道9端部设置码盘定位机构（图中未画），实时反馈检测的周向运动情况及所含坐标信息。

在焊缝检测装置的检测过程中，待检管道9连续旋转。若仅根据定位计步码盘直径与转子检测面直径的估值关系进行检测位置记录，会产生明显的累计误差。若不对转子旋转进行周期性零点记录校正，所还原的扫查信息将出现失真。

因此另设置零点校准机构，在转子上合适位置进行标记，使用视觉或霍尔传感设备在转子每旋转一周时通过感知标记对检测结果的记录坐标系进行零点校准，以辅助计步码盘对检测结果的周向坐标完成精确记录。

实施例4

本实施例在实施例3的基础上作进一步的改进，如图3-7所示，焊缝检测装置包括轮式平台1、升降机构2、检测悬臂3、滑动机构4和检测机构5。

检测悬臂3通过升降机构2滑动安装在轮式平台1上，检测悬臂3沿轮式平台1的竖直方向进行升降，检测悬臂3向轮式平台1外侧延伸；检测机构5通过滑动机构4滑动安装在检测悬臂3上，检测机构5沿检测悬臂3的长度方向进行移动。

本实施例中，轮式平台1用于支撑升降机构2、检测悬臂3、滑动机构4和检测机构5，其放置在待检管道9内的环形焊缝处，并在待检管道9内壁面滚动，待检管道9在转动时，轮式平台1与待检管道9相对运动，使轮式平台1一直保持在待检管道9内端的底部。

升降机构2用于调整检测机构5与内壁面底端环形焊缝的相对高度，将检测机构5调整到适当高度进行检测。滑动机构4用于将检测机构5调整到环形焊缝的正上方进行检测。检测机构5用于对环形焊缝进行检测。

检测悬臂3用于悬挂检测机构5。在检测时，为了提高检测质量，不能将较大重量的检测装置放置在焊缝处对焊缝造成影响。本实施例通过设置有检测悬臂3，轮式平台1在环形焊缝外侧，其上的检测悬臂3延伸到环形焊缝上方，再利用检测悬臂3上安装的检测机构5对环形焊缝进行检测，避免了轮式平台1与环形焊缝直接接触，对环形焊缝造成损伤。

实施例5

本实施例在实施例4的基础上作进一步的改进，如图5和6所示，轮式平台1为三轮运动结构，包括车体11、车体11前端底部的两个差动驱动轮12和车体11后端底部的一个万向从动轮13。车体11内可安装动力机构，带动差动驱动轮12转动。通过差动驱动轮12和万向从动轮13，使轮式平台1在管道内壁底端滚动。轮式平台1的行进方向与检测悬臂3的延伸方向垂直，检测悬臂3水平设置，悬挂检测机构5方便。

实施例6

本实施例在实施例5的基础上作进一步的改进，如图3和4所示，升降机构2包括丝杆21、平台连接块22、悬臂连接块23、滑轨24和滑槽25。

平台连接块22与轮式平台1固定连接，悬臂连接块23与检测悬臂3固定连接，丝杆21穿过平台连接块22并与平台连接块22螺纹连接，丝杆21同时穿过悬臂连接块23并与悬臂连接块23转动连接；滑轨24沿轮式平台1竖直方向布置在轮式平台1一侧面的两端，滑槽25开设在悬臂连接块23的两端，并与滑轨24滑动配合。

本实施例中，通过旋转丝杆21，带动悬臂连接块23上下进行升降，以带动与悬臂连接块23连接的检测悬臂3进行升降。滑轨24和滑槽25用于对悬臂连接块23的升降进行导向，使其稳定地进行升降。

实施例7

本实施例在实施例6的基础上作进一步的改进，如图5和6所示，滑动机构4包括滑动杆41和安装座42，滑动杆41沿检测悬臂3长度方向安装在检测悬臂3内，安装座42滑动安装在滑动杆41上。通过使安装座42在滑动杆41上滑动，以将检测机构5调整到环形焊缝的正上方。滑动机构4还可为直线模组等常规的直线运动机构。

检测机构5与安装座42转动连接，其转动轴上安装有扭转弹簧。检测机构5接触内壁凸起时，由于其与安装座42转动连接，其会自动旋转，使检测机构5自适应内壁角度实现贴合，由于设置有扭转弹簧，检测机构5在自然状态下会回到水平状态。

实施例8

本实施例在实施例7的基础上作进一步的改进，如图5所示，检测机构5为超声检测机构，利用超声技术对管道内壁面的环形焊缝进行检测，超声检测机构可为现有常规的超声探头。

实施例9

本实施例在实施例7的基础上作进一步的改进，如图6所示，检测机构5为磁粉探伤检测机构，利用磁粉探伤技术对管道内壁面的环形焊缝进行检测，磁粉探伤检测机构可为现有常规的磁悬液喷管、磁探头等结构。

实施例10

本实施例在实施例7的基础上作进一步的改进，如图1和2所示，测距装置8包括位于待检管道9一侧的双目测距机构。

轮式平台1在待检管道9内部的布置需要保持与待检焊缝特定的水平距离，且控制其与焊缝面的平行方向、前进速度。因此，在待检管道9端部外侧设置双目测距机构。双目测距机构包含两只激光测距单元，并行向轮式平台1发射激光并开展实时测距。

轮式平台1在运动时，滚动架6也驱动待检管道9滚动。轮式平台1保持在待检管道9内壁最下端相对静止位置，且保持初始焊缝偏距（以确保检测探头位于焊缝中心面的预设距离）。但运行过程中可能出现平台驱动轮速度过快或过慢，或者方向偏移、水平位置偏离等误差。为此，通过双目激光的并行测距，如果下方激光测距突然跃升或超出量程（即说明轮式平台1驱动过快），则触发减速指令；如果上方激光测距突然跃升或超出量程（即说明轮式平台1驱动过慢），则触发加速指令；如果两测距距离与原始距离出现增减（即说明轮式平台1方向偏移且将导致水平位置偏移），则触发移动轮式平台1两驱动轮差动指令，调节轮式平台1回到原始方向与位置。由此通过算法引导轮式平台1以合适的速度保持其空间位置相对静止，完成要求的焊缝位检测。

为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

在使用时，将焊缝检测装置放置在待检管道9内底端的焊缝处，如图7所示，图7中双曲线表示环形焊缝。再通过旋转升降机构2的丝杆21，调整检测机构5与内壁面底端环形焊缝的相对高度，将检测机构5调整到适当高度。通过滑动滑动机构4的安装座42，将检测机构5调整到环形焊缝的正上方。

在检测时，滚动架6带动待检管道9进行转动，轮式平台1在待检管道9内壁底部滚动，轮式平台1一直保持在待检管道9内壁底部，轮式平台1在运动的同时，检测机构5对其下方经过的环形焊缝进行检测。通过不断转动待检管道9，检测机构5依次进行检测，以完成对整个内壁面环形焊缝的检测。

在检测的同时，定位装置7对焊缝检测装置检测的待检管道9上的焊缝检测点进行定位，测距装置8对焊缝检测装置进行定位，并对轮式平台1进行调整，使轮式平台1一直保持在待检管道9内壁底部。

以上对本实用新型的实施方式进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种等同变型或替换，这些等同或替换均包含在本实用新型权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种压力管道内壁面焊缝视觉识别跟踪检测系统，其特征在于，包括：

用于放置待检管道（9），并带动待检管道（9）进行转动的滚动架（6）；

位于待检管道（9）内壁面底端的焊缝处，对待检管道（9）内壁面底端的焊缝进行检测的焊缝检测装置；

位于待检管道（9）端部，对焊缝检测装置检测的待检管道（9）上的焊缝检测点进行定位的定位装置（7）；

位于待检管道（9）一侧，其测距端朝向所述焊缝检测装置对焊缝检测装置进行定位的测距装置（8）。

2.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述滚动架（6）包括底端的底座（61）和底座（61）上的两个滚动轮（62），两个滚动轮（62）之间的区域形成待检管道放置区域。

3.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述定位装置（7）包括位于待检管道（9）端部的码盘定位机构和零点校准机构。

4.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述测距装置（8）包括位于待检管道（9）一侧的双目测距机构。

5.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述焊缝检测装置包括轮式平台（1）、升降机构（2）、检测悬臂（3）、滑动机构（4）和检测机构（5）；

所述检测悬臂（3）通过所述升降机构（2）滑动安装在所述轮式平台（1）上，检测悬臂（3）沿轮式平台（1）的竖直方向进行升降，所述检测悬臂（3）向所述轮式平台（1）外侧延伸；所述检测机构（5）通过所述滑动机构（4）滑动安装在所述检测悬臂（3）上，检测机构（5）沿检测悬臂（3）的长度方向进行移动。

6.如权利要求5所述的检测系统，其特征在于，所述轮式平台（1）为三轮运动结构，包括车体（11）、车体（11）前端底部的两个差动驱动轮（12）和车体（11）后端底部的一个万向从动轮（13）。

7.如权利要求5所述的检测系统，其特征在于，所述升降机构（2）包括丝杆（21）、平台连接块（22）、悬臂连接块（23）、滑轨（24）和滑槽（25）；

所述平台连接块（22）与所述轮式平台（1）固定连接，所述悬臂连接块（23）与所述检测悬臂（3）固定连接，所述丝杆（21）穿过所述平台连接块（22）并与所述平台连接块（22）螺纹连接，丝杆（21）同时穿过所述悬臂连接块（23）并与所述悬臂连接块（23）转动连接；所述滑轨（24）沿轮式平台（1）竖直方向布置在所述轮式平台（1）一侧面的两端，所述滑槽（25）开设在悬臂连接块（23）的两端，并与所述滑轨（24）滑动配合。

8.如权利要求5所述的检测系统，其特征在于，所述滑动机构（4）包括滑动杆（41）和安装座（42），所述滑动杆（41）沿所述检测悬臂（3）长度方向安装在所述检测悬臂（3）内，所述安装座（42）滑动安装在所述滑动杆（41）上。

9.如权利要求8所述的检测系统，其特征在于，所述检测机构（5）与所述安装座（42）转动连接，其转动轴上安装有扭转弹簧。

10.如权利要求5所述的检测系统，其特征在于，所述检测机构（5）为超声检测机构或者磁粉探伤检测机构。