[发明专利]一种用于立式金属罐容量检定的爬壁机器人

说明书

本发明公开了一种用于立式金属罐容量检定的爬壁机器人，属于大型金属容器容积计量技术领域，包括机器人本体，机器人本体包括底盘和外壳，底盘的两侧设有驱动车轮，机器人本体上设有：吸附单元，包括用于吸附金属罐壁的若干磁体，磁体通过连接器连接成网状并活动在底盘的底部；测量单元，包括设置在底盘并露出于外壳顶部的折叠标尺；除锈单元，包括设置在机器人本体前端的除锈铲斗以及驱动除锈铲斗抬起和放下的驱动器；和控制单元，包括微控制器、姿态检测器、障碍检测器、用于检测磁体吸附力的吸力检测器、用于测量外壳顶部到金属罐壁之间距离的距离传感器以及通讯装置。可以避免在金属罐表面留下压痕，避免机器人受到金属罐壁面锈迹影响的问题。

技术领域

本发明涉及大型金属容器容积计量技术领域，具体地说，涉及一种用于立式金属罐容量检定的爬壁机器人。

背景技术

立式金属罐是国内外石油化工产品贸易结算的主要计量器具之一，其容量的准确计量以及罐体检测具有重要意义。大型金属油罐通常由许多金属板焊接而成，因此内壁存在不同程度的凹凸，对于金属罐实际的容量大小影响甚大，根据国家计量检定标准JJG168-2018《立式金属罐容量》规定，大型立式金属罐的容量应进行首次检定、后续检定和使用中检定等多次检定。

在所有的检定项目中，圈板直径测量是一项重要的内容，也是计算金属罐容量的主要数据来源。按照国家计量检定标准JJG168-2018《立式金属罐容量》的规定，光学垂准线法是测量圈板直径的主要方法之一。其常规做法为：首先根据罐体的大小与变形情况确定水平测站数与垂直测站数，在水平测站的罐顶部安装滑轮，在水平测站的底部安装光学垂准仪，操作人员在罐底拉动绳索，该绳索通过滑轮并且另一端固定在一个携带标尺的磁性滑车上来进行测量。在测量过程中，人力拉动磁性滑车使其自下而上运动，并在每一个垂直测站(通常为金属油罐每圈板的1/4和3/4位置)停留，并利用罐底的光学垂准仪以及磁性滑车上的标尺对各垂直测站的径向偏差进行测量。按以上步骤逐一测量各水平测站上全部垂直测站的径向偏差直至全部完成。

该方法在实施中遇到的主要困难为：一方面，大型立式金属罐体积巨大，需要的测点非常多，人工操作费时费力，且有高空作业的风险；另一方面，由于人力很难控制磁性滑车保持静止，也会造成测量准确度的降低。

使用爬壁机器人来代替手动提拉上升的磁性小车是改善光学垂准线法的思路之一。已有一些爬壁机器人被发明并用于立式金属罐的检测、测量中，例如公告号为CN206177250U、CN201710323459.9的中国专利文献公开的一种金属罐径向偏差测量机器人，但在该发明中，存在一些固有问题，诸如：无法实时准确获得吸力情况，导致金属履带在罐表面留下压痕，标尺过高无法通过一些消防管线，以及机器人受到金属罐壁面锈迹影响等等。

发明内容

本发明的目的为提供一种用于立式金属罐容量检定的爬壁机器人，可以改善一般光学垂准线法中劳动强度大，危险性高，测量准确度不够稳定的问题，此外，可以准确对吸力进行调节，避免在金属罐表面留下压痕，可折叠的标尺可以通过一些消防管线，并且避免了机器人受到金属罐壁面锈迹影响的问题。

为了实现上述目的，本发明提供的用于立式金属罐容量检定的爬壁机器人包括机器人本体，机器人本体包括底盘和外壳，底盘的两侧设有驱动车轮，机器人本体上设有：

吸附单元，包括用于吸附金属罐壁的若干磁体，磁体通过连接器连接成网状并活动在底盘的底部；

测量单元，包括设置在底盘并露出于外壳顶部的可折叠标尺；

除锈单元，包括设置在机器人本体前端的除锈铲斗以及驱动除锈铲斗抬起和放下的驱动器；

和控制单元，包括微控制器、姿态检测器、障碍检测器、用于检测磁体吸附力的吸力检测器、用于测量底盘到金属罐壁之间距离的距离传感器以及通讯装置。