[发明专利]一种焊缝损伤弱磁检测机器人及检测方法

说明书

本发明提供了一种焊缝损伤弱磁检测机器人及检测方法，用于钢铁、化工、汽车、航空等工业领域的焊缝残余应力的检测，包括机器人本体、控制单元、应力检测单元和供电装置，应力检测单元设置在机器人本体上，机器人本体和应力检测单元均与控制单元相连接，机器人本体包括行进单元、循迹单元、爬壁单元和避障单元，行进单元包括车身底板、多个万向轮和电动机，通过在机器人上布置多个与被测构件平行的弱磁传感器并以焊缝为循迹轨道做循迹式前进，从而获取精确的被测构件焊缝的弱磁信号，解决传统的应力检测由检测人员手持检测设备沿焊缝进行，此种检测方法检测效率低，检测精度差，受人为因素的影响导致检测误差大的问题。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体涉及一种焊缝损伤弱磁检测机器人及检测方法。

背景技术

铁磁性材料的焊接是当代工业的基础，已广泛应用于冶金能源、自动化、机械、汽车、铁路、道路桥梁、石油化工等领域，磁铁材料如铁路钢轨、桥梁支架、及车轮毂、石油化工等领域，铁磁性材料如铁路钢轨、桥梁支架、机车轮毂、输油管道等压力容器，在焊接过程中，因为焊接速度、功率、工件焊接处状况等原因，容易在焊缝处出现各种缺陷残余应力。

铁磁性材料尤其是金属材料焊缝处存在焊缝缺陷过多或残余应力过大极易引起相关安全事故，为预防和减少相关安全事故的发生，在焊接设备投入工作之前都会对其进行缺陷或残余应力检测，以此保障设备安全运行、延长使用寿命。

但传统的应力检测由检测人员手持检测设备沿焊缝进行，此种检测方法检测效率低，检测精度差，受人为因素的影响导致检测误差大。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种焊缝损伤弱磁检测机器人及检测方法，能够解决传统的应力检测由检测人员手持检测设备沿焊缝进行，此种检测方法检测效率低，检测精度差，受人为因素的影响导致检测误差大的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种焊缝损伤弱磁检测机器人，用于钢铁、化工、汽车、航空等工业领域的金属构件焊缝残余应力的检测，包括机器人本体、控制单元、应力检测单元和供电装置，应力检测单元设置在机器人本体上，机器人本体和应力检测单元均与控制单元相连接；

机器人本体包括行进单元、循迹单元、爬壁单元和避障单元；

行进单元包括车身底板、多个万向轮和电动机，电动机与多个万向轮相连接，多个万向轮以车身底板的中心线对称活动安装在车身底板的上，以使万向轮通过电动机驱动车身底板运行；

循迹单元包括多个舵机云台和摄像头，每个舵机云台与万向轮连接，舵机云台与万向轮一一对应，以使万向轮通过舵机云台改变运行角度，摄像头安装在车身底板的前端；

爬壁单元包括多个旋翼，多个旋翼均设置在车身底板上，多个旋翼呈直线排布，电动机和多个旋翼相连接形成离心式风机系统，以使车身底板贴附被测构件侧壁运行；

避障单元包括超声波避障传感器，超声波避障传感器安装在车身底板的前端，以使车身底板通过超声波避障传感器躲避障碍物；

控制单元包括单片机、循迹模块、超声波避障模块、电动机模块和舵机云台模块，单片机安装在车身底板的顶部，其中，电动机与电动机模块信号连接、舵机云台与舵机云台模块信号连接、摄像头与循迹模块信号连接、超声波避障传感器和电动机均与超声波避障模块信号连接，应力检测单元、循迹模块、超声波避障模块、电动机模块和舵机云台模块均与单片机信号连接；

电动机、舵机云台、摄像头、超声波模块、控制单元和应力检测单元均与供电装置电性连接，供电装置安装在车身底板上。

可选的，应力检测单元包括多个弱磁传感器和多个支撑架，多个支撑架设置在车身底板顶部中部，沿着车体轴向均匀排布，每个支撑架上安装两个弱磁传感器，且穿过车身底板，每个弱磁传感器与被测构件侧壁平行设置，弱磁传感器与控制单元信号连接，弱磁传感器与供电装置电性连接。