[发明专利]一种海上平台圆柱形桩腿内部缺陷机器人检测系统

说明书

本发明公开了一种海上平台圆柱形桩腿内部缺陷机器人检测系统，由爬壁机器人、激光测距系统、超声测厚系统、视觉检测系统、信息无线传输系统、控制系统构成。本发明中，爬壁机器人可适应海上平台圆柱形桩腿内部结构特点而往复爬行，机器人所搭载的超声测厚系统、视觉检测系统及激光测距系统，能够对桩腿壁厚、桩腿内部外观缺陷及机器人爬行前方障碍进行检测，机器人检测系统可通过无线传输系统与远程监控系统进行信息交换；本发明机器人检测系统可代替人工对海上平台圆柱形桩腿内部进行检测作业，提高检测精度和效率，降低检测成本。

技术领域

本发明涉及机械电子工程技术，特别涉及一种海上平台圆柱形桩腿内部缺陷机器人检测系统。

背景技术

桩腿是维持海上平台稳固与安全的重大基础部件。实际应用中，受平台系统的移位与落座，船舶碰撞，平台系统偏载，海生物附着，海水、风浪、潮流侵蚀等因素的影响，桩腿会出现锈蚀、破裂、变形、局部变薄、应力集中等方面的问题，这些问题若得不到及时处理，会在内外因素共同作用下而不断的恶化与扩大，进而危机桩腿乃至整个平台系统的安全。

目前，对圆柱形桩腿内部的现场检查主要由人工携带检测仪器，由顶部爬入桩腿内部进行检查，检查前需要进行长时间的内部强制通风。人工检测过程属于高空作业，存在一定的危险性；检测的覆盖面较低，容易出现漏检；同时存在检测效率低，主观性较强等方面的问题。以机器人为载体的管道检测系统已取得了一定的应用，但多适用于水平且内部结构较为简单的管道系统。

发明内容

本发明基于海上平台圆柱形桩腿内部结构及检测需求，提供一种海上平台圆柱形桩腿内部缺陷机器人检测系统，本发明系统以机器人为载体，搭载了超声、视觉、激光检测及信息无线传输系统，具备桩腿厚度检测、壁内外观缺陷检测、爬行过程中前方障碍检测及信息无线传输功能，解决了机器人在海上平台圆柱形桩腿内部爬行、检测及信息无线传输问题。

本发明所采用的技术方案是：一种海上平台圆柱形桩腿内部缺陷机器人检测系统，由爬壁机器人、激光测距系统、超声测厚系统、视觉检测系统、信息无线传输系统、控制系统构成。

所述爬壁机器人包括中躯干，所述中躯干的上下两端分别连接有中上伸缩腿和中下伸缩腿，所述中上伸缩腿和所述中下伸缩腿的外侧分别连接有能够相对于所述中躯干作纵向伸缩运动的上伸缩躯干和下伸缩躯干，所述上伸缩躯干和所述下伸缩躯干的端部分别连接有上伸缩腿和下伸缩腿；所述上伸缩腿、所述中上伸缩腿、所述中下伸缩腿和所述下伸缩腿的伸出端部分别设置有上腿吸盘、中上腿吸盘、中下腿吸盘和下腿吸盘；

所述激光测距系统由设置在所述爬壁机器人上的八个激光测距传感器构成；

所述超声测厚系统包括分别设置在所述中上腿吸盘两侧的两个上探头喷嘴机构，分别设置在所述中下腿吸盘两侧的两个下探头喷嘴机构，和与所述上探头喷嘴机构和所述下探头喷嘴机构相连接的耦合剂喷射系统；

所述视觉检测系统由设置在所述下伸缩腿底面上的旋转云台机构和设置在所述旋转云台机构上的图像采集机构构成；

所述信息无线传输系统由设置在所述上伸缩腿顶面上的第一无线网桥模块和设置在海上平台圆柱形桩腿顶部人孔处的第二无线网桥模块构成；

所述控制系统包括与所述爬壁机器人、所述激光测距系统、所述超声测厚系统、所述视觉检测系统和所述信息无线传输系统相连接的PLC系统。

进一步的，所述上伸缩腿、所述中上伸缩腿、所述中下伸缩腿和所述下伸缩腿均由固定部分和能相对于所述固定部分作横向伸缩运动的运动部分组成，所述上腿吸盘、所述中上腿吸盘、所述中下腿吸盘和所述下腿吸盘分别设置在所述上伸缩腿、所述中上伸缩腿、所述中下伸缩腿和所述下伸缩腿的运动部分的端部。