[发明专利]一种超声相控阵焊缝检测磁吸附爬壁机器人及其工作方法

权利要求书

1.一种超声相控阵焊缝检测磁吸附爬壁机器人，其特征在于：包括移动底盘装置、防倾覆装置、升降组件、扫查架装置、控制与检测系统和耦合剂装置，

所述移动底盘装置包括壳体、橡胶履带、直流减速电机、直流电机驱动器、履带永磁体、驱动轮、从动轮和辅助轮，在所述壳体内设置所述直流减速电机和所述直流电机驱动器，所述直流电机驱动器控制所述直流减速电机的运转，在所述壳体的左右两侧分别安装所述驱动轮、所述从动轮和所述辅助轮，所述驱动轮与所述直流减速电机的输出轴相连，为壳体提供动力，所述驱动轮、所述从动轮和所述辅助轮通过所述橡胶履带相连，从动轮和辅助轮跟随驱动轮转动，在所述橡胶履带上均匀固定所述履带永磁体，用于吸附铁磁材质表面，所述防倾覆装置设置在所述壳体的首尾两端的底部，所述耦合剂装置设置在所述壳体的顶端；

在所述壳体的首端通过所述升降组件设置所述扫查架装置，所述扫查架装置包括夹持架、调节部件和移动体部件，所述夹持架包括活动支杆、横梁、连接架、扭力弹簧、安装支座和固定支杆，在所述固定支杆和所述活动支杆的首端内侧设置有用于安装超声探头的螺钉，所述固定支杆的尾端固定在所述横梁的一端上，所述活动支杆的尾端通过调节螺钉活动安装在所述横梁的另一端，通过调节调节螺钉的松紧使得活动支杆能够在横梁上移动，从而调整开口的距离，满足超声探头夹持的需求，所述横梁与所述连接架相连，所述连接架通过安装螺钉与所述安装支座铰接连接，所述安装支座安装在所述调节部件的首端，在所述安装螺钉上安装所述扭力弹簧，所述调节部件包括基座、齿条、齿轮和步进电机，在所述基座的首端内侧开设有矩形凹槽，在所述矩形凹槽内安装所述齿条，所述齿条与所述安装支座固定相连，所述步进电机安装在所述基座的中后部，在所述步进电机的输出轴上安装所述齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合，以实现对夹持架的动力传输，所述基座的尾端与所述移动体部件固定相连，所述移动体部件包括扫查架装置壳体、橡胶轮和编码器，所述扫查架装置壳体的首端与所述基座尾端固定相连，所述扫查架装置壳体的尾端与所述升降组件相连，在所述扫查架装置壳体的底端均匀安装所述橡胶轮，在所述扫查架装置壳体的底端中部安装所述编码器，用于记录移动位移；

所述控制与检测系统设置在所述壳体的顶端，所述控制与检测系统包括电源转换器、主控制器、探伤数据采集器和WIFI模块，所述电源转换器设置在所述壳体内，用于连接220V交流电源，所述主控制器和所述WIFI模块固定在所述壳体的顶部，所述主控制器分别与所述WIFI模块、所述步进电机驱动器和所述直流电机驱动器相连，所述WIFI模块用于接收外部控制设备的无线控制信号，同时将探伤数据和机器人状态信息上传给控制设备，所述探伤数据采集器安装在所述耦合剂装置上，用于接收探头探伤数据，步进电机驱动器与所述步进电机连接；

所述升降组件包括辅助板、支架、卷筒、支撑板和升降用步进电机，所述支撑板与所述壳体的首端外壁固定相连，在所述支撑板上安装所述升降用步进电机，所述升降用步进电机与所述步进电机驱动器相连，所述升降用步进电机的输出轴与所述卷筒相连，所述卷筒安装在所述支架的中间，在所述卷筒上设置有绳索，所述辅助板通过销钉与所述支撑板的底端相连，在所述辅助板的活动端中部设置有吊环，所述吊环与所述绳索相连，升降用步进电机能够根据主控制器向步进电机驱动器发出的命令由其控制升降用步进电机转动，通过吊环和绳索提升释放辅助板，从而实现扫查架的抬起和释放操作；

所述防倾覆装置包括磁轭板、磁钢块和衔接板，所述磁轭板通过所述衔接板与所述壳体的首尾两端的底部相连，所述磁钢块固定在所述磁轭板的底部；所述防倾覆装置还包括滚珠，所述滚珠均匀安装在所述磁轭板的四角；所述耦合剂装置包括耦合剂储存罐和循环泵，所述耦合剂储存罐和所述循环泵固定在所述壳体的顶端，所述探伤数据采集器安装在所述耦合剂储存罐上，所述循环泵与所述耦合剂储存罐相连，所述循环泵通过软管将耦合剂泵入超声探头与吸附体的接触面。

2.根据权利要求1所述的一种超声相控阵焊缝检测磁吸附爬壁机器人，其特征在于：在所述壳体的首尾两端分别设置有用于搬运或者移动机器人的把手。

3.根据权利要求1所述的一种超声相控阵焊缝检测磁吸附爬壁机器人，其特征在于：在所述驱动轮、所述从动轮和所述辅助轮的外侧安装有用于保护驱动轮、从动轮和辅助轮的护板。