[发明专利]一种TOFD探伤爬壁机器人

说明书

技术领域

本发明属于特种工业机器人技术领域，特别是涉及一种TOFD探伤爬壁机器人。

背景技术

随着科技的发展，机器人代替人完成简单重复、高危险性、高强度的劳动逐渐变成了主流趋势。间隙式永磁吸附爬壁机器人是一种广泛应用于核工业、石化、造船等其他危险行业的特种机器人。超声波衍射时差法(Time Of Flight Diffraction，TOFD)，是一种依靠从待检试件内部结构(主要是指缺陷)的“端角”和“端点”处得到的衍射能量来检测缺陷的方法，主要用于缺陷的检测、定量和定位。随着作业要求的提高和作业危险性的逐步提升，尤其是在石油化工行业中，在对大型钢制容器的制造过程中，由于球壳是由多块压制成球面的球瓣以橘瓣式分瓣法、足球式分瓣法或足球橘瓣混合式分瓣法组焊而成，导致球罐存在大量的焊缝，为保证制造完成后，生产的安全性，需要对球罐表面的所有焊缝进行无损探伤，以检测焊缝内部缺陷。该工作量大，户外工作条件恶劣，要求检测标准高，人工完成的难度可想而知，故亟需一种自动的TOFD爬壁机器人来完成工作。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种TOFD探伤爬壁机器人，以解决现有技术中存在的技术问题，实现对球罐表面的所有焊缝进行无损探伤检测，减少人工操作劳动量，适应恶劣的户外工作条件，避免人工检测时事故发生的危险，满足严格的焊缝缺陷检测标准，保证检测过程中机器人的安全可靠行走定位。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种TOFD探伤爬壁机器人，包括电气部件、爬行部件和探伤部件，电气部件设置在一安装板一侧，爬行部件和探伤部件设置在安装板另一侧，探伤部件能沿平行于安装板的板面进行直线运动；爬行部件包括能吸附于爬行面的吸附体和爬行轮，爬行轮突出于吸附体的吸附表面；其中探伤部件用于对焊缝进行检测，电气部件用于控制探伤部件、爬行部件动作；爬行部件用于驱动整个机器人行进；

优选的，电气部件包括探伤控制器、运动控制器、电机驱动器，探伤部件包括直线驱动电机、直线模组和扫查架组件，扫查架组件可直线移动的设置在直线模组上，直线驱动电机设置在直线模组一端控制扫查架组件的运动；实现扫查架组件的直线运动，对焊缝进行检测；爬行轮包括两组驱动轮组件、两组从动轮组件和驱动轮电动机，驱动轮组件设置在驱动轮电动机上，作为主动轮组驱动整体结构行进；控制探伤控制器用于控制扫查架组件动作实现缺陷检测，运动控制器控制爬行轮和直线驱动电机，电机驱动器与直线驱动电机和驱动轮电动机电联接；

优选的，直线模组包括直线模组固定板、丝杠和端限位部件，端限位部件设置在直线模组固定板的两端，丝杠以可旋转的且平行于直线模组固定板的平面方式设置在两端限位部件之间，在丝杠上设有扫查架活动座并以螺纹方式连接，扫查架组件安装在扫查架活动座上；丝杠的一端通过联轴器与直线驱动电机连接，直线驱动电机通过电机安装架固定在端限位部件外；

优选的，还包括支撑杠，支撑杠穿过扫查架活动座，辅助扫查架活动座的直线运动；

优选的，驱动轮组件包括驱动轮、减速器、驱动轴、驱动轮架和轴连接组件，驱动轮通过驱动轴设置在驱动轮架上，驱动轮与驱动轴为法兰方式连接，减速器固定在驱动轮架上，且减速器的输出轴与驱动轮的轮轴相连，减速器的输入轴端通过轴连接组件与驱动轮电动机连接，驱动轮电动机的固定端固定；

优选的，从动轮组件包括从动轮、从动轴和轮轴安装架，从动轮通过从动轴设置在轮轴安装架上，从动轮与从动轴为法兰方式连接；从动轴与轮轴安装架间设有轴承，驱动轮电动机的固定端固定在轮轴安装架上；

优选的，吸附体包括磁铁和磁轭板；在轮轴安装架下方设有磁轭板，磁轭板下帖附有磁铁；在驱动轮组件处的磁轭板上设有若干磁铁，磁铁间隙设置，且磁铁的N极、S极交错排布，且相邻两磁铁间隙排布，使其形成闭合的磁场，从动轮和驱动轮的爬行外轮面均突出于磁铁的外面。

优选的，在电气部件上设有电源连接器和信号连接器；安装板上还设有把手；磁铁为钕铁硼磁铁；驱动轮和从动轮为铝合金材质，轮毂上设有减重孔，轮外包胶聚氨酯；磁铁与爬行面间隙距离大于5mm；