[发明专利]一种基于钢结构超声波探伤的机器人检测系统

权利要求书

1.一种基于钢结构超声波探伤的机器人检测系统，其特征在于：所述基于钢结构超声波探伤的机器人检测系统包括移动模块、控制模块和检测模块；所述移动模块包括一个车架、两个车轮架、四组磁轮、一个第一电池及第一电池固定片，每组磁轮包含一个直流减速电机、一个车轮、六片条形磁铁和一个编码器；所述检测模块包括一个喷淋机构、直流电机、一个第三电池、一个导向板、螺母套、一个超声波传感器固定块、超声波传感器以及激光测距传感器，所述喷淋机构包括两个水泵固定架、一个水泵、一个耦合剂箱盖、耦合剂箱和两根水管；所述控制模块包括一个第二电池及第二电池固定片、模数转换单元、主控单元、GPS单元、惯性导航单元、电机驱动单元、固态继电器和无线通信单元。

2.如权利要求1所述的基于钢结构超声波探伤的机器人检测系统，其特征在于：所述移动模块中，车轮架固定在车架下面，第一电池固定片固定在车架上面，第一电池通过第一电池固定片固定在车架的上面，为四个直流减速电机供电；磁轮的直流减速电机通过螺钉安装固定在车轮架上，直流减速电机的驱动轴与磁轮固定连接，每个直流减速电机驱动一个磁轮；所述移动模块的四组磁轮中，每组磁轮由六片条形磁铁与车轮组成，六片条形磁铁安装在车轮圆周表面上，相邻磁盘表面磁性相反，直流减速电机控制线与电机驱动单元相连，主控单元发出控制信号，通过电机驱动单元控制直流减速电机与磁轮的旋转方向与转速，使得机器人实现前进、后退、转弯和停止动作；编码器在车轮与直流减速电机之间固定在车轮架上，用于测量磁轮的转速信息，并反馈给控制模块。

3.如权利要求1或2所述的基于钢结构超声波探伤的机器人检测系统，其特征在于：所述控制模块通过四根立柱固定在车架上面，天线与无线通信单元相连，模数转换单元、GPS单元、惯性导航单元、电机驱动单元、固态继电器和无线通信单元均通过电路接口与所述主控单元连接，模数转换单元通过高速串行外设接口和主控单元相连接，主控单元发出脉宽调制信号，通过电机驱动单元控制直流减速电机带动磁轮动作；GPS单元、惯性导航单元与无线通信单元通过通用异步接收器和发送器接口和主控单元相连接，惯性导航单元控制检测机器人的行进姿态，GPS单元对检测机器人进行目标定位，主控单元通过无线通信单元与地面服务器传输无线信号；主控单元发出控制信号，通过电机驱动单元控制直流电机，通过固态继电器控制水泵工作；第二电池固定片固定在车架上面，一个第二电池位于控制模块下面，第二电池通过第二电池固定片固定在车架上面，为机器人的控制模块供电。

4.如权利要求1或2所述的基于钢结构超声波探伤的机器人检测系统，其特征在于：所述检测模块的导向板通过螺栓固定在车架的下面，用于限制螺母套转动，水泵通过水泵固定架固定在车架的上面，直流电机固定在车架上面，电机轴穿过车架向下伸出，电机轴与螺母套通过螺纹连接，电机轴转动时，螺母套可以在导向板中上下移动，但由于螺母套的外形为方形，因此螺母套不能在导向板中转动；电机轴的末端安装有用于防止螺母套脱出的限位螺钉；超声波传感器通过超声波传感器固定块固定在螺母套上，激光测距传感器通过激光传感器固定板固定在车架上，用于采集超声波传感器与被测面的距离信息，第三电池为机器人的各传感器以及直流电机供电。

5.如权利要求4所述的钢结构超声波探伤的机器人检测系统，其特征在于：检测机器人通过GPS单元实现对检测目标的定位，通过编码器测量磁轮的转速信息，通过惯性导航单元检测机器人的姿态变化，并将位姿信息反馈给控制模块进行实时调整；检测机器人携带的激光测距传感器，通过激光测距传感器发射激光来判断超声波传感器与结构表面的相对距离，主控单元通过电机驱动单元发出控制信号，对直流电机的转向进行控制，使得超声波传感器与被测表面距离在量程范围之内。