[发明专利]一种基于钢结构超声波探伤的机器人检测系统

说明书

一种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，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；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；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。本发明成本不高，利用小车的优点，再通过其携带的检测模块对被测表面进行钢结构损伤检测工作，其具有检测方式灵活、体积小、机动性强、检测更为全面等特点。

技术领域

本发明属于机器人领域，具体涉及一种基于钢结构超声波探伤的机器人检测系统。

背景技术

随着我国经济建设迅猛发展，各种复杂大型钢结构建筑不断出现。其中，钢结构被广泛应用于大型桥梁、大型空间结构、高层建筑、大型铁路交通枢纽、石油管道、核电站等。由于这些钢结构建筑对于结构健康要求较高，因此，加强钢结构健康检测，及时进行维修显得尤为重要。

超声波无损检测是在不损坏零件或原材料工作状态的前提下，使用超声波对不能被直观检验到的表面和内部质量进行检查的一种检测手段。超声波检测的原理是，如果金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷(缺陷中有气体)，超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射，反射回来的超声波被探头接收，通过仪器内部的电路处理，在仪器的荧光屏上就会显示出不同高度和有一定间距的波形，可以根据波形的变化特征判断缺陷在零件中的深度、位置和形状。超声波检测的优点是检测厚度大、灵敏度高、速度块、成本低、对人体无害，并且能对缺陷进行定位和定量。

现有的超声波检测通常是由检测人员手工进行操作、记录和标记。通常零件被置于重型辊台上，由辊台的动力驱动零件旋转，检测人员手持检测标准规定的超声波传感器，在涂有耦合剂的零件上往复运动，进行检验标准规定的检测。这种检测方法劳动强度大，检测结果受操作人员的技术水平、疲劳程度、情绪波动等因素影响，检测结果是通过检验人员手工根据仪器指示的指标进行记录，手工对缺陷点进行标记，误差往往比较大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提高超声波检测的可靠性，降低检测人员的劳动强度，特别地，本发明的目的是要实现零件超声波检测的自动化，对检测结果采用计算机自动记录，提高检测效率和检测的可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种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；所述检测模块包含一个喷淋机构、直流电机、一个第三电池、一个导向板、螺母套、超声波传感器固定块、一个超声波传感器以及激光测距传感器，所述喷淋机构包括一个耦合剂箱、耦合剂箱盖、两根水管、一个水泵和两个水泵固定架，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、无线通信单元、GPS单元、电机驱动单元、固态继电器和惯性导航单元。

进一步，所述移动模块的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、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。