一種用于tofd檢測(cè)的行走設(shè)備及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備，屬于無損檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。所述行走設(shè)備包括：掃查機(jī)構(gòu)、支架角度調(diào)節(jié)塊、主機(jī)架、行走機(jī)構(gòu)、編碼器、天線和主控制盒；掃查機(jī)構(gòu)固定在支架角度調(diào)節(jié)塊上；支架角度調(diào)節(jié)塊與行走機(jī)構(gòu)固定連接；主機(jī)架與行走機(jī)構(gòu)固定連接；主控制盒與行走結(jié)構(gòu)和主機(jī)架固定連接；天線安裝在主控制盒上。本發(fā)明還提供了該行走設(shè)備的使用方法。本發(fā)明通過掃查機(jī)構(gòu)的尋跡頭自動(dòng)控制行走設(shè)備的行進(jìn)方向，能夠更加精準(zhǔn)、及時(shí)地糾正行走設(shè)備的行進(jìn)軌跡，有效提高TOFD檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；本發(fā)明通過Zigbee無線通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離遙控行走設(shè)備，大大地提高了TOFD檢測(cè)用行走設(shè)備的操作范圍，有效地提高了檢測(cè)效率。
【專利說明】一種用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無損檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備及其使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]TOFD (Time Of Flight Diffract1n,超聲波衍射時(shí)差法)是一種依靠從待檢試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)(主要是指缺陷)的“端角”和“端點(diǎn)”處得到的衍射能量來檢測(cè)缺陷的方法，用于缺陷的檢測(cè)、定量和定位，可記錄式的將檢測(cè)過程通過圖譜形式表現(xiàn)，更為直觀地觀察檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)部情況。TOFD檢測(cè)技術(shù)采用一發(fā)一收兩個(gè)寬帶窄脈沖探頭進(jìn)行檢測(cè)，探頭相對(duì)于焊縫中心線對(duì)稱布置。發(fā)射探頭產(chǎn)生非聚焦縱波波束以一定角度入射到被檢工件中，其中部分波束沿近表面?zhèn)鞑ケ唤邮仗筋^接收，部分波束經(jīng)底面反射后被探頭接收。接收探頭通過接收缺陷尖端的衍射信號(hào)及其時(shí)差來確定缺陷的位置和自身高度。
[0003]目前TOFD檢測(cè)采用的行走設(shè)備多為磁吸附式小車，該小車具有體積小、重量輕及操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，例如:0LYMPUS WeldROVER產(chǎn)品。但是，該小車需要操作人員通過有線方式控制，手動(dòng)目測(cè)小車前進(jìn)是否偏離焊縫。當(dāng)小車偏離焊縫時(shí)，需要人工操控車上的手柄調(diào)整小車的前進(jìn)方向，若手動(dòng)不及時(shí)就會(huì)影響TOFD檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；當(dāng)小車離操作人員較遠(yuǎn)時(shí)無法進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，這樣也會(huì)影響TOFD檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。另外，這種磁吸附式小車的行進(jìn)距離較短，檢測(cè)效率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有TOFD檢測(cè)用行走設(shè)備存在的檢測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確及測(cè)量效率低等問題，本發(fā)明提供了一種用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備及其使用方法。
[0005]本發(fā)明提供的用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備，包括:掃查機(jī)構(gòu)、支架角度調(diào)節(jié)塊、主機(jī)架、行走機(jī)構(gòu)、編碼器、天線和主控制盒；所述掃查機(jī)構(gòu)固定在所述支架角度調(diào)節(jié)塊上；所述支架角度調(diào)節(jié)塊與所述行走機(jī)構(gòu)固定連接；所述主機(jī)架與所述行走機(jī)構(gòu)固定連接；所述主控制盒與所述行走結(jié)構(gòu)和主機(jī)架固定連接；所述天線安裝在所述主控制盒上；所述編碼器安裝在所述行走機(jī)構(gòu)上。
[0006]所述掃查機(jī)構(gòu)包括尋跡頭、彈簧支臂、尋跡頭支架和掃查支架；所述尋跡頭安裝在所述彈簧支臂上；所述彈簧支臂與所述尋跡頭支架相連；所述尋跡頭支架固定在所述掃查支架上；所述掃查支架固定在所述支架角度調(diào)節(jié)塊上。
[0007]所述尋跡頭上安裝有多個(gè)紅外發(fā)射接收器。
[0008]所述行走機(jī)構(gòu)包括:電機(jī)支架、直流電機(jī)、磁輪、行走齒輪箱和曲率齒輪箱；所述電機(jī)支架與所述支架角度調(diào)節(jié)塊連接；所述磁輪安裝在所述行走齒輪箱上，所述行走齒輪箱通過法蘭與所述曲率齒輪箱連接；所述直流電機(jī)安裝在所述電機(jī)支架上，且與所述曲率齒輪箱連接；所述直流電機(jī)通過所述行走齒輪箱和曲率齒輪箱驅(qū)動(dòng)所述磁輪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述編碼器安裝在所述直流電機(jī)的輸出軸上。
[0009]所述主控制盒與所述電機(jī)支架和主機(jī)架固定連接；所述主控制盒上端安裝有托盤，所述托盤用于安裝TOFD檢測(cè)設(shè)備。
[0010]所述行走設(shè)備還包括把手和主機(jī)架拉手；所述主機(jī)架拉手和把手固定連接在所述主機(jī)架上。
[0011]本發(fā)明還提供了一種上述用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備的使用方法，包括:在行走設(shè)備經(jīng)過的路線上預(yù)先鋪設(shè)黑色磁條，將行走設(shè)備上的尋跡頭對(duì)準(zhǔn)所述磁條的中心位置；主控制盒通過天線接收控制指令，并根據(jù)所述控制指令設(shè)定直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速；直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述尋跡頭沿著所述磁條的中心位置行進(jìn)；所述尋跡頭上安裝的紅外發(fā)射接收器發(fā)送紅外光至所述磁條；當(dāng)所述尋跡頭移出所述磁條的中心位置時(shí)，所述紅外發(fā)射接收器接收到反射回的紅外光，所述尋跡頭生成位置編碼，并將所述位置編碼發(fā)送至所述主控制盒；所述主控制盒根據(jù)所述位置編碼，調(diào)整所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使所述尋跡頭返回到所述磁條的中心位置。
[0012]本發(fā)明提供的用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備及其使用方法，通過掃查機(jī)構(gòu)的尋跡頭自動(dòng)控制行走設(shè)備的行進(jìn)方向，從而能夠更加精準(zhǔn)、及時(shí)地糾正行走設(shè)備的行進(jìn)軌跡，使行走設(shè)備上安裝的TOFD檢測(cè)設(shè)備始終保持在焊縫的中心位置，有效提高TOFD檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；同時(shí)，本發(fā)明通過Zigbee無線通訊協(xié)議，發(fā)送控制指令，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離遙控行走設(shè)備，大大地提高了 TOFD檢測(cè)用行走設(shè)備的操作范圍，有效地提高了檢測(cè)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備的前左軸側(cè)圖；
[0014]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備的后右軸側(cè)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
[0016]參見圖1和圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備，包括:掃查機(jī)構(gòu)、支架角度調(diào)節(jié)塊5、主機(jī)架7、行走機(jī)構(gòu)、編碼器、天線12和主控制盒9 ;掃查機(jī)構(gòu)固定在支架角度調(diào)節(jié)塊5上；支架角度調(diào)節(jié)塊5與行走機(jī)構(gòu)固定連接；主機(jī)架7與行走機(jī)構(gòu)固定連接；主控制盒9與行走結(jié)構(gòu)和主機(jī)架7固定連接；天線安裝在主控制盒9上，用于接收遙控指令；編碼器安裝在行走機(jī)構(gòu)上。
[0017]其中，掃查機(jī)構(gòu)包括尋跡頭1、彈簧支臂2、尋跡頭支架3和掃查支架4 ；尋跡頭I螺接在彈簧支臂2上，用于根據(jù)預(yù)置磁條的高低位置自動(dòng)調(diào)整與磁條的間隙，能隨焊縫起伏，緊貼焊縫；彈簧支臂2與尋跡頭支架3通過螺栓相連；尋跡頭支架3螺接在掃查支架4上；掃查支架4螺接在支架角度調(diào)節(jié)塊5上，通過支架角度調(diào)節(jié)塊5來調(diào)節(jié)角度以適應(yīng)不同曲面。
[0018]其中，行走機(jī)構(gòu)包括:電機(jī)支架6、直流電機(jī)13、磁輪16、行走齒輪箱14和曲率齒輪箱15 ；電機(jī)支架6與支架角度調(diào)節(jié)塊5螺接；磁輪16安裝在行走齒輪箱14上，行走齒輪箱14通過法蘭17與曲率齒輪箱15連接；直流電機(jī)13安裝在電機(jī)支架6上，且與曲率齒輪箱15連接；直流電機(jī)13通過行走齒輪箱14和曲率齒輪箱15驅(qū)動(dòng)磁輪16轉(zhuǎn)動(dòng)。曲率齒輪箱15可根據(jù)不同曲面自動(dòng)調(diào)整角度。主控制盒9與主機(jī)架7和電機(jī)支架6螺接。主控制盒9上端與托盤10螺接，托盤10用于安裝TOFD檢測(cè)設(shè)備。編碼器安裝在直流電機(jī)13的輸出軸上。
[0019]在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)施例的磁輪16為兩組，分別設(shè)置在電機(jī)支架6的左右兩側(cè)；相應(yīng)地，直流電機(jī)13、行走齒輪箱14、法蘭17和曲率齒輪箱15均為兩個(gè)；每個(gè)直流電機(jī)13均通過曲率齒輪箱15和行走齒輪箱14驅(qū)動(dòng)磁輪16轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0020]為了方便行走設(shè)備的搬運(yùn)，本發(fā)明實(shí)施例的行走設(shè)備還包括把手11和主機(jī)架拉手8，主機(jī)架拉手8和把手11通過螺栓固定連接在主機(jī)架7上。
[0021]本實(shí)施例的用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備的使用方法，包括:在行走設(shè)備經(jīng)過的路線上預(yù)先鋪設(shè)黑色不反光的磁條，將行走設(shè)備上的尋跡頭對(duì)準(zhǔn)磁條的中心位置；主控制盒通過天線接收控制指令，并根據(jù)控制指令設(shè)定直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速；直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使尋跡頭沿著磁條的中心位置行進(jìn)；尋跡頭上安裝的紅外發(fā)射接收器發(fā)送紅外光至磁條；當(dāng)尋跡頭移出磁條的中心位置時(shí)，紅外發(fā)射接收器接收到反射回的紅外光，尋跡頭生成位置編碼，并將位置編碼發(fā)送至主控制盒；主控制盒根據(jù)位置編碼，調(diào)整直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使尋跡頭返回到磁條的中心位置。
[0022]在使用過程中，操作人員使用內(nèi)置有Zigbee模塊的無線遙控器，通過Zigbee無線通訊協(xié)議向行走設(shè)備的主控制盒發(fā)送帶有校驗(yàn)字節(jié)的控制指令，指令內(nèi)容包括起始命令、停止命令和起始速度、自動(dòng)行走指令、手動(dòng)行走指令等，使行走設(shè)備實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)彎等等。本實(shí)施例利用尋跡頭的紅外反射原理，對(duì)行走設(shè)備的運(yùn)行軌跡進(jìn)行自動(dòng)糾偏，具體表現(xiàn)在:當(dāng)尋跡頭沿著磁條的中心位置行進(jìn)時(shí)，由于紅外發(fā)射接收器發(fā)出的紅外光被黑色磁條吸收，因此紅外發(fā)射接收器無法接收到反射回的紅外光；當(dāng)尋跡頭移出磁條的中心位置時(shí)，由于紅外發(fā)射接收器發(fā)出的紅外光無法被黑色磁條吸收，因此紅外發(fā)射接收器會(huì)接收到反射回的紅外光。由此可見，通過紅外發(fā)射接收器是否接收到反射回的紅外光，就能夠自動(dòng)判斷出尋跡頭是否沿著焊縫行進(jìn)；同時(shí)，當(dāng)尋跡頭上的紅外發(fā)射接收器接收到反射回的紅外光時(shí)，會(huì)產(chǎn)生位置編碼，主控制盒根據(jù)位置編碼，及時(shí)調(diào)整直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，修正尋跡頭返回到磁條的中心位置。相比于人工目測(cè)和手動(dòng)操控的方式，能夠更加精準(zhǔn)、及時(shí)地糾正行走設(shè)備的行進(jìn)軌跡，有效提高TOFD檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。另外，本發(fā)明實(shí)施例的行走設(shè)備通過Zigbee無線通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離遙控行走設(shè)備，克服了現(xiàn)有磁吸附式小車的行進(jìn)距離較短，無法遠(yuǎn)距離操控的缺陷，大大地提高了 TOFD檢測(cè)用行走設(shè)備的操作范圍，有效地提高了檢測(cè)效率。
[0023]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備，其特征在于，包括:掃查機(jī)構(gòu)、支架角度調(diào)節(jié)塊、主機(jī)架、行走機(jī)構(gòu)、編碼器、天線和主控制盒；所述掃查機(jī)構(gòu)固定在所述支架角度調(diào)節(jié)塊上；所述支架角度調(diào)節(jié)塊與所述行走機(jī)構(gòu)固定連接；所述主機(jī)架與所述行走機(jī)構(gòu)固定連接；所述主控制盒與所述行走結(jié)構(gòu)和主機(jī)架固定連接；所述天線安裝在所述主控制盒上；所述編碼器安裝在所述行走機(jī)構(gòu)上。
2.如權(quán)利要求1所述的用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備，其特征在于，所述掃查機(jī)構(gòu)包括尋跡頭、彈簧支臂、尋跡頭支架和掃查支架；所述尋跡頭安裝在所述彈簧支臂上；所述彈簧支臂與所述尋跡頭支架相連；所述尋跡頭支架固定在所述掃查支架上；所述掃查支架固定在所述支架角度調(diào)節(jié)塊上。
3.如權(quán)利要求2所述的用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備，其特征在于，所述尋跡頭上安裝有多個(gè)紅外發(fā)射接收器。
4.如權(quán)利要求1所述的用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備，其特征在于，所述行走機(jī)構(gòu)包括:電機(jī)支架、直流電機(jī)、磁輪、行走齒輪箱和曲率齒輪箱；所述電機(jī)支架與所述支架角度調(diào)節(jié)塊連接；所述磁輪安裝在所述行走齒輪箱上，所述行走齒輪箱通過法蘭與所述曲率齒輪箱連接；所述直流電機(jī)安裝在所述電機(jī)支架上，且與所述曲率齒輪箱連接；所述直流電機(jī)通過所述行走齒輪箱和曲率齒輪箱驅(qū)動(dòng)所述磁輪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述編碼器安裝在所述直流電機(jī)的輸出軸上。
5.如權(quán)利要求4所述的用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備，其特征在于，所述主控制盒與所述電機(jī)支架和主機(jī)架固定連接；所述主控制盒上端安裝有托盤，所述托盤用于安裝TOFD檢測(cè)設(shè)備。
6.如權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備，其特征在于，所述行走設(shè)備還包括把手和主機(jī)架拉手；所述主機(jī)架拉手和把手固定連接在所述主機(jī)架上。
7.—種如權(quán)利要求1所述的用于TOFD檢測(cè)的行走設(shè)備的使用方法，其特征在于，包括:在行走設(shè)備經(jīng)過的路線上預(yù)先鋪設(shè)黑色磁條，將行走設(shè)備上的尋跡頭對(duì)準(zhǔn)所述磁條的中心位置；主控制盒通過天線接收控制指令，并根據(jù)所述控制指令設(shè)定直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速；直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述尋跡頭沿著所述磁條的中心位置行進(jìn)；所述尋跡頭上安裝的紅外發(fā)射接收器發(fā)送紅外光至所述磁條；當(dāng)所述尋跡頭移出所述磁條的中心位置時(shí)，所述紅外發(fā)射接收器接收到反射回的紅外光，所述尋跡頭生成位置編碼，并將所述位置編碼發(fā)送至所述主控制盒；所述主控制盒根據(jù)所述位置編碼，調(diào)整所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使所述尋跡頭返回到所述磁條的中心位置。
【文檔編號(hào)】G01N29/265GK104049632SQ201410228460
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】張宏亮, 王寶忠, 祁香文, 郭佩忠, 趙凱, 曹立江, 李健 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油天然氣管道局