[实用新型]管道检测机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及的一种机器人，特别是一种应用多种传感检测技术，对工作状态中油气管道进行腐蚀、裂纹、圆度等缺陷检测，以保障管道安全平稳运行的管道检测机器人。

背景技术

管道检测机器人是针对油气管道的清理、检测、维护而研制的一种特种检测装置，它集成了智能移动技术与无损检测技术，对工作状态中的油气管道进行无损检测，以保障管道安全稳定工作。按照机器人运动方式的不同分为主动运行机器人和被动运行机器人，主动运行机器人有履带式、仿生式、车型式和支撑轮式，被动运动机器人是凭借管道介质压差为驱动。非接触无损检测技术有漏磁检测技术、涡流检测技术、磁记忆检测技术、电磁超声检测技术和激光检测技术。

目前国内外油气管道检测机器人大多采用单一检测手段，这写方法虽然能够检测出管道缺陷，但考虑到漏磁检测技术只能对单一方向缺陷进行检测，涡流检测技术需要耦合剂且环境与人员因素影响较大，磁记忆检测技术尚不成熟等原因。所以研制出一种基于多传感器的在线非接触检测管道变形、表面腐蚀、壁厚、裂纹等缺陷的油气管道检测机器人，具有重要的意义。

发明内容

根据背景技术所述，本实用新型的目的在于提供一种采用支撑轮行走方式，应用激光检测技术和电磁超声检测技术，机器人具有一定的转弯能力和管径适应能力，能够在线对油气管道进行无损检测，确保管道安全平稳工作的管道检测机器人。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种管道检测机器人，主要由激光检测机构（1）、牵引机构（2）、电磁超声机构（3）和电子舱（4）组成，其中：激光检测机构（1）、牵引机构（2）、电磁超声机构（3）、电子舱（4）通过连接铰轴相连，组成一个模块化机器人结构。

所述的激光检测机构（1）由激光位移传感器（11）、传感器固定架（12）、旋转臂（13）、配重块（14）、支撑筒体（15）和行走轮组（16）组成，采用激光点扫描技术，激光位移传感器（11）通过传感器固定架（12）固定在旋转臂上（13），旋转臂（13）通过联轴器与电机轴相连绕机器人中心旋转；行走轮（16）采用并行四连杆机构，双排双轮形式，固定在支撑筒体上。旋转臂中心固定激光发射器，标定管道中心在光栅中的位置，通过手轮调节激光点在光栅中的位置，使机器人中心与管道中心重合。

所述的牵引机构（2）由涡轮（22）、蜗杆（21）、同步带轮（23）、同步带（24）、驱动轮（27）、滚珠丝杠（29）、碟簧（212）、压力传感器（213）、固定轮毂（28）、滑动轮毂（211）和底座（214）组成，采用单电机全驱动方式，蜗杆（21）通过滚珠轴承固定在固定轮毂（28）上，三个涡轮成120°均匀布置；同步带轮（23）通过螺栓与涡轮（22）相连，通过同步带（24）将运动传递给驱动轮（27）；通过压力传感器（213）测量驱动轮（27）压力，负反馈控制电机的转动，控制丝杠螺母（210）在丝杠（29）中的位置，完成支撑臂（25）的收缩与打开。

所述的电磁超声检测机构（3）由探头（31）、探头固定板（32）、支撑臂（37）、滚珠丝杠（33）、固定轮毂（34）、滑动轮毂（36）和导轨（35）组成，支撑臂（37）与探头固定架（32）通过铰接板相连，探头固定架（32）两端固定磁探头（31），一个激励探头一个收发探头；探头上安装固定轮，保持探头表面与管壁的距离；支撑臂（37）用于支撑和收缩探头，铰接板有导向孔用于保持探头固定架的平衡。

所述的电子舱结构（4）由筒体（41）、线性导轨（42）、滚珠丝杠（43）、手轮（44）、支撑臂（47）、辅助行走轮（46）和霍尔传感器（45）组成，用于携带步进电机控制器、伺服电机控制器、FPGA控制板和电源；电子舱安装有里程轮，通过霍尔传感器（45）记忆行走轮转动圈数，换算检测机器人行走距离；滚珠丝杆（43）通过卡紧装置与支座相连，保障里程轮与管壁接触。

由于采用以上技术方案，本实用新型具有以下优点和效果：

1、本实用新型搭载激光检测机构和电磁超声检测机构，弥补了单一检测手法测量的局限性，能够检测油气管道腐蚀、裂纹、变形等缺陷；

2、本实用新型采用非接触测量，测量精度高、操作方便，且能够适应一定的管径变化及通过一定曲率的弯道；

3、本实用新型通过压力传感器反馈控制支撑臂的打开和收缩，防止机构过载。

附图说明

图1为本实用新型机器人总体结构示意图；

图2为本实用新型激光检测结构示意图；