[发明专利]一种用于外露式管道电磁超声自动检测爬行器

说明书

技术领域

本发明涉及管道自动无损检测领域，具体涉及一种用于外露式管道电磁超声自动检测爬行器，可应用于电力、石油、化工、天然气、供水等行业的外露式压力运输管道的在线自动超声无损检测。

背景技术

管道运输具有环保、运行安全可靠、损耗低及易实现自动化控制等优点，在电力、石油、化工、天然气、供水等重要行业得到广泛应用。受内部运输介质载荷的长期作用及外界环境腐蚀等因素影响，使得管道在使用过程中易出现裂纹、点蚀、缩孔等缺陷，这些缺陷严重时会引发管道泄漏、炸裂等，造成资源浪费、环境污染及威胁人身安全，因此，必须对管道进行定期检测和维护。

超声无损检测是管道检测的最主要手段之一，目前对管道超声检测的途径可分为人工检测法和自动检测法。人工检测法效率低、劳动强度大、数据不易保存，且有些场合人工检测非常不方便或不安全。因此，管道自动检测法和检测装置正逐渐得到越来越多重视。如申请公布号CN102878385A，公布日2013年1月16日的专利文献公开了一种流体驱动自适应管道爬行器，通过搭载检测装置的方式实现管道在线检测，可适应管径在一定范围变化场合，并具有自适应调节爬行速度功能；授权公布号CN100561213C，授权公布日2009年11月18日的专利文献公开了一种石油管道超声检测方法及检测用的机器人，是一种用于石油运输管道的在线检测设备，具有结构简单、能耗低，以及运行距离长等优点；授权公布号CN2545606Y，授权公布日2003年4月16日的专利文献公开了一种自动纠偏管道爬行器，该爬行器可用于管道检测工作，在爬行过程中具有自动纠偏、拐弯，以及防止翻车功能。然而，上述管道在线自动检测装置只能实现管道内壁爬行检测，影响管道的正常运输，且难以适应高温、高压，以及腐蚀性介质运输管道的检测，同时还存在管道外壁近表面裂纹等缺陷检测灵敏度低等问题。因此，研究一种适用于管道外壁爬行自动检测装置具有重要的工程应用价值和意义。如授权公布号CN100503342C，授权公布日2009年6月24日的专利文献公开了一种轮式永磁吸附管道爬行机器人，该爬行机器人通过携带检测传感器进行管道检测，可沿管道外表面按任意路线爬行，但该装置存在承载能力低难以携带较重检测装置、单次检测面积小等缺陷，难以实现高效率检测。此外，目前管道外壁检测装置在对被检管道的适应性方面，如管道竖直、倾斜、弯管等场合，仍存在一些关键技术问题需解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于外露式管道电磁超声自动检测爬行器，该爬行器能沿着铁磁性管道外壁自动爬行并实现管道的自动超声无损检测。通过一次爬行过程即可检测沿途管道的缺陷，且能进行轴向和周向的缺陷定位，提高检测效率。同时该装置能够检测水平、竖直、倾斜等不同布置的外露式管道，且能自适应越过弯管，检测管径可在一定范围内变化，提高对被检管道的适应性。

本发明采用的技术方案：一种用于外露式管道电磁超声自动检测爬行器，包括驱动轮环形支架、辅助轮环形支架、驱动轮组件、辅助轮组件、控制器总成、滑行支座、万向连接组件及探头组件；驱动轮组件通过滑行支座与驱动轮环形支架上的T形槽配合安装；辅助轮组件、探头组件通过滑行支座与辅助轮环形支架上的T形槽配合安装；控制器总成安装在驱动轮环形支架上；万向连接组件安装在驱动轮、辅助轮环形支架的侧耳处。

在驱动轮、辅助轮环形支架上半环的侧耳处开有通孔，下半环侧耳处开有U形通槽；驱动轮、辅助轮环形支架的上半环通过螺钉与万向连接组件中的环架拉座固定连接，下半环通过锁紧机构锁紧在环架拉座上，便于爬行器的安装与拆卸。

驱动轮组件中的驱动轮支架侧边凹槽和辅助轮组件中的辅助轮支架侧边凹槽中均装有减震装置，用于降低爬行过程中因管道表面不平整、焊缝等因素引起的振动，有效提高运动稳定性。

通过调节驱动轮组件、辅助轮组件及探头组件在滑行支座上的安装位置来适应管径在一定范围变化场合。

通过控制器总成实现驱动轮控制、检测信号采集，以及爬行器的远程运动控制等，并在内部安有电源模块，短距离管道检测可通过电源模块内的蓄电池进行供电，长距离管道检测则电源模块需通过外部电缆接入外部电源。

在驱动轮组件中的驱动轮内装有外转子电机，以此驱动爬行器，并实现辅助轮拖动；外转子电机与控制器总成中的电机控制模块相连，实现爬行器的运动控制；通过驱动轮内部的转矩、转速传感器，实时检测每个驱动轮的转矩、转速，并当爬行器出现运动故障时，转矩传感器因超过阈值而自动报警。