本實用新型屬于機械自動化工程領域，具體地說是一種爬壁檢測機器人。

背景技術：

目前,在石化行業(yè)使用著大量盛裝不同石化產(chǎn)品的儲油罐，因其儲存的物質大多具有易燃、易爆和毒害性，屬高能危害性操作單元。儲油罐在使用一段時間后，原油中的雜質就會沉積在罐底和罐壁上，使儲油罐有效容量減少，影響儲油罐的效率。

隨著我國大型石油儲罐的大量建設和對環(huán)境保護問題的日益重視，人工作業(yè)已不符合環(huán)境和發(fā)展的客觀要求，淘汰人工作業(yè)是歷史的必然。

隨著機器人技術的出現(xiàn)和發(fā)展，人們迫切希望能用機器人代替人工進行作業(yè)。爬壁檢測機器人的出現(xiàn)正好滿足了這樣的要求。爬壁檢測機器人是將移動技術和壁面吸附技術相結合的特種機器人，能實現(xiàn)在垂直壁面等危險環(huán)境移動，并能攜帶檢測工具完成檢測及視察作業(yè)任務，大大擴展了機器人的應用范圍。近三十年來，許多學者在爬壁檢測機器人的結構設計和吸附技術方面進行了研究，研制出了不少可用于大型儲油罐表面檢測和維護、大型船舶等大型設備焊接、檢測的機器人，對提高生產(chǎn)效率、減少工人勞動強度和作業(yè)風險，體現(xiàn)了巨大的應用價值和研究意義。現(xiàn)有研發(fā)生產(chǎn)的爬壁檢測機器人都為履帶形式，對于弧形外壁、內壁吸附的可靠性不高，容易掉落而損壞機器人。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有履帶式爬壁檢測機器人對于弧形內、外壁吸附可靠性差的問題，本實用新型的目的在于提供一種能夠在圓筒內、外壁上和各種曲面上進行攀爬作業(yè)的爬壁檢測機器人。該爬壁檢測機器人具有體積小、方便快捷等優(yōu)點，同時能夠實現(xiàn)多種儀器設備的搭載使用。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：

本實用新型包括探傷及厚度檢測系統(tǒng)、視頻檢測系統(tǒng)和底盤系統(tǒng)，其中底盤系統(tǒng)包括車底平板、從動輪組件、驅動電機及驅動輪部分，所述驅動輪部分與從動輪組件分別安裝在車底平板的前后兩端，該驅動輪部分通過傳動裝置與安裝在所述車底平板上的驅動電機相連；所述視頻檢測系統(tǒng)安裝在車底平板的前端，所述探傷及厚度檢測系統(tǒng)位于該視頻檢測系統(tǒng)的后面，包括檢測固定板、彈性支撐組件、測厚儀組件及磁粉探傷儀，該檢測固定板通過彈性支撐組件與所述車底平板連接，相對于該車底平板可伸縮，所述測厚儀組件與磁粉探傷儀分別穿過車底平板安裝在檢測固定板上，該磁粉探傷儀隨所述檢測固定板的伸縮始終貼合于檢測平面；

所述彈性支撐組件包括彈簧上蓋、彈簧及彈簧底座，該彈簧底座安裝在所述車底平板上，所述彈簧上蓋與檢測固定板相連，所述彈簧容置于彈簧上蓋與彈簧底座圍成的空間內，兩端分別與該彈簧上蓋、彈簧底座連接；所述檢測固定板呈方形，其四角均設有所述彈性支撐組件，所述磁粉探傷儀的頂端通過連桿固接在該檢測固定板的中間位置，下端與檢測平面貼合，所述測厚儀組件位于磁粉探傷儀的側后方，頂端固定在所述檢測固定板上；

所述測厚儀組件包括固定筒、電磁鐵、探測頭及探頭固定座，該固定筒的上端安裝在所述檢測固定板上，所述電磁鐵安裝在固定筒中，該電磁鐵的推桿下端由所述固定筒的下端伸出、連接有探頭固定座，所述探測頭安裝在該探頭固定座中；

所述視頻檢測系統(tǒng)包括軸流風扇、視頻殼體、攝像頭及固定耳片，該視頻殼體通過所述固定耳片安裝在車底平板上，所述軸流風扇及攝像頭均安裝在視頻殼體內，該軸流風扇位于攝像頭的后方，出風口對準所述攝像頭；所述視頻殼體相對的兩側均通過固定耳片與車底平板相連，所述固定耳片呈“L”形，該“L”形的長邊與所述視頻殼體連接，短邊固定在所述車底平板上，在所述“L”形的長邊上開設有用于調節(jié)攝像頭視頻角度的弧形滑道；

所述從動輪組件、驅動電機、傳動裝置及驅動輪部分為兩組，對稱設置在所述車底平板下表面的左右兩側，每側從前至后依次安裝驅動輪部分、傳動裝置、驅動電機及從動輪組件；所述驅動輪部分包括內外設置的永磁輪片及橡膠輪片，各輪片之間通過螺桿串聯(lián)；所述從動輪組件為偏心萬象輪，通過螺栓桿固定在所述車底平板上；所述驅動輪部分還包括清潔組件，該清潔組件包括固定夾及非金屬刮板，所述固定夾安裝在車底平板上、并夾持有非金屬刮板，該非金屬刮板的前緣與所述永磁輪片及橡膠輪片抵接；所述傳動裝置為錐齒輪傳動裝置，包括彈性聯(lián)軸器、小錐齒輪軸、小錐齒輪、大錐齒輪及大錐齒輪軸，所述驅動電機的輸出軸通過該彈性聯(lián)軸器與小錐齒輪軸相連，所述大錐齒輪軸為驅動輪部分的輪軸延伸而成，所述小錐齒輪及大錐齒輪分別安裝在小錐齒輪軸和大錐齒輪軸上，且相互嚙合傳動。

本實用新型的優(yōu)點與積極效果為：

1.本實用新型能夠實現(xiàn)操作人員遠離檢測現(xiàn)場，并較好地完成設備表面檢測任務。

2.本實用新型的永磁式吸附設計簡單實用，成本較少，適于產(chǎn)品化生產(chǎn)。

3.本實用新型的爬壁檢測機器人采用輪式移動平臺能夠在曲面、圓弧等復雜工作界面實施檢測、檢查等工作。

附圖說明

圖1為本實用新型的立體結構示意圖；

圖2為本實用新型底盤系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3為本實用新型彈性支撐組件的結構示意圖；

圖4為本實用新型探傷及厚度檢測系統(tǒng)的結構示意圖之一；

圖5為本實用新型探傷及厚度檢測系統(tǒng)的結構示意圖之二；

圖6為本實用新型視頻檢測系統(tǒng)的結構示意圖；

圖7為本實用新型底盤系統(tǒng)中安裝在車底平板左右兩側的驅動系統(tǒng)結構的結構示意圖；

圖8為本實用新型底盤系統(tǒng)中單側驅動系統(tǒng)的結構示意圖；

圖9為本實用新型測厚儀組件的結構示意圖；

圖10為本實用新型測厚儀組件的內部結構剖視圖；

其中：1為鎖緊銷，2為檢測固定板，3為視頻檢測系統(tǒng)，4為車底平板，5為從動輪組件，6為磁粉探傷儀，7為驅動電機，8為彈性聯(lián)軸器，9為驅動輪部分，10為測厚儀組件，11為彈簧上蓋，12為彈簧，13為彈簧底座，14為彈性支撐組件，15為連桿，16為軸流風扇，17視頻殼體，18為攝像頭，19為固定耳片，20為小錐齒輪軸，21為小錐齒輪，22為大錐齒輪，23為大錐齒輪軸，24永磁輪片，25為橡膠輪片，26為固定夾，27為非金屬刮板，28為固定筒，29為電磁鐵，30為探測頭，31為探頭固定座，32為弧形滑道，33為頂針，34為推桿。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳述。

如圖1、圖2所示，本實用新型包括探傷及厚度檢測系統(tǒng)、視頻檢測系統(tǒng)3和底盤系統(tǒng)三部分，探傷及厚度檢測系統(tǒng)和視頻檢測系統(tǒng)3分別安裝在底盤系統(tǒng)上，視頻檢測系統(tǒng)3安裝在底盤系統(tǒng)上表面的前端，探傷及厚度檢測系統(tǒng)安裝在視頻檢測系統(tǒng)3的后面。

底盤系統(tǒng)包括車底平板4、從動輪組件5、驅動電機7、傳動裝置及驅動輪部分9，該從動輪組件5、驅動電機7、傳動裝置及驅動輪部分9為兩組，對稱設置在車底平板4下表面的左右兩側，每側從前至后依次安裝驅動輪部分9、傳動裝置、驅動電機7及從動輪組件5。驅動輪部分9與從動輪組件5分別安裝在車底平板4的前后兩端，該驅動輪部分9通過傳動裝置與安裝在車底平板4上的驅動電機7相連。

如圖2、圖7及圖8所示，從動輪組件5采用偏心萬象輪通過其自帶的螺栓桿固定在車底平板4上；驅動輪部分9包括多片輪片，本實施例的輪片包括內側兩片永磁輪片24及外側一片橡膠輪片25，三個輪片之間通過螺桿串聯(lián)。驅動輪部分9還包括清潔組件，該清潔組件包括固定夾26及非金屬刮板27，固定夾26安裝在車底平板4上、并夾持有非金屬刮板27，該非金屬刮板27的前緣與永磁輪片24及橡膠輪片25抵接，在永磁輪片24及橡膠輪片25旋轉過程中將輪片上的異物刮除。內側的兩片永磁輪片24為永磁材料加工生產(chǎn)，外側的一片橡膠輪片25由非磁性材料加工生產(chǎn)、可以減震吸能。

傳動裝置為錐齒輪傳動裝置，包括彈性聯(lián)軸器8、小錐齒輪軸20、小錐齒輪21、大錐齒輪22及大錐齒輪軸23，驅動電機7固定在車底平板4的下表面上，輸出軸通過彈性聯(lián)軸器8與小錐齒輪軸20相連，小錐齒輪軸20上安裝有小錐齒輪21；大錐齒輪軸23兩端通過軸承與車底平板4轉動連接，中間安裝有大錐齒輪22、與小錐齒輪21嚙合傳動。同時，大錐齒輪軸23向外延伸插入驅動輪部分9中固連，并作為驅動輪輪軸。當驅動電機7旋轉通過錐齒輪傳動裝置將運動傳遞到驅動輪部分9上，驅動爬壁檢測機器人本體前進、轉彎。

如圖1、圖6所示，視頻檢測系統(tǒng)3安裝在車底平板4的前端，包括軸流風扇16、視頻殼體17、攝像頭18及固定耳片19，該視頻殼體17相對的左右兩側均通過固定耳片19安裝在車底平板4上，軸流風扇16及攝像頭18均安裝在視頻殼體17內，該軸流風扇16位于攝像頭18的后方，出風口對準所述攝像頭18。固定耳片19呈“L”形，該“L”形的長邊與視頻殼體17連接，短邊固定在車底平板4上，在“L”形的長邊上開設有弧形滑道32，用來手動調節(jié)攝像頭18的視頻角度。

如圖1、圖3～5所示，探傷及厚度檢測系統(tǒng)位于視頻檢測系統(tǒng)3的后面，包括檢測固定板2、彈性支撐組件14、測厚儀組件10及磁粉探傷儀6，檢測固定板2呈方形，其四角均設有彈性支撐組件14，該檢測固定板2通過四個彈性支撐組件14與車底平板4連接，相對于該車底平板4可伸縮。

彈性支撐組件14包括彈簧上蓋11、彈簧12及彈簧底座13，該彈簧底座13固定在底盤系統(tǒng)的車底平板4上，彈簧上蓋11與檢測固定板2相連，彈簧12容置于彈簧上蓋11與彈簧底座13圍成的空間內，兩端分別與該彈簧上蓋11、彈簧底座13連接。測厚儀組件10與磁粉探傷儀6分別穿過車底平板4安裝在檢測固定板2上，車底平板4中間位置鏤空，鏤空的形狀與測厚儀組件10和磁粉探傷儀6相對應。磁粉探傷儀6的頂端通過四個連桿15固定在檢測固定板2的中間位置，下端與檢測平面貼合，測厚儀組件10位于磁粉探傷儀6的側后方，頂端固定在檢測固定板2上。

如圖4、圖5、圖9及圖10所示，測厚儀組件10包括鎖緊銷1、固定筒28、電磁鐵29、探測頭30及探頭固定座31，該固定筒28的上端加工有兩個錐孔，并在上端加工有臺肩，臺肩用于卡在檢測固定板2上，兩個錐孔對稱加工用于與兩個鎖緊銷1相配合，并通過兩個鎖緊銷1固定在檢測固定板2上防止固定筒28上下運動及左右旋轉。電磁鐵29安裝在固定筒28中，該電磁鐵29的推桿34下端由固定筒28的下端伸出，并與圓筒狀的探頭固定座31固定連接，探測頭30安裝在圓筒狀探頭固定座31中，并通過頂絲33固定。當電池鐵29通電，探測頭30及探頭固定座31一同向下運動接觸金屬工作表面進行測厚；當電磁鐵29斷電，探測頭30及探頭固定座31一同向上恢復原位。

本發(fā)明的磁粉探傷儀6為市購產(chǎn)品，購置于射陽縣玖宏無損檢測設備制造有限公司，型號為CDX；本發(fā)明的探測頭30為市購產(chǎn)品，購置于常州超聲電子有限公司超聲波測厚儀，型號為CST-2600；本發(fā)明的電磁鐵29為市購產(chǎn)品，購置于軒睿寧電器有限公司，型號為XRN-36/70T。

本實用新型的工作原理為：

本實用新型除探傷及厚度檢測系統(tǒng)都是關于中間垂直面左右對稱，驅動電機7旋轉通過錐齒輪傳動裝置將運動傳遞到驅動輪部分9上，驅動爬壁檢測機器人本體前進、轉彎，驅動輪部分9中的永磁輪片24牢固地吸附在金屬工作表面。

當爬壁檢測機器人在球罐、圓筒外壁進行檢測作業(yè)時，爬壁檢測機器人前后兩端的路面低而中間的路面高，爬壁檢測機器人的驅動輪部分9和從動輪組件5因為具有磁力所以緊緊吸附在金屬表面，這時中間的高路面將與之接觸的磁粉探傷儀6頂起。因磁粉探傷儀6與檢測固定板2剛性連接，所以檢測固定板2也一同向上運動；檢測固定板2是通過四個彈性支撐組件14與車底平板4相連，所以當檢測固定板2向上運動帶動彈性支撐組件14中的彈簧12拉伸，使檢測固定板2能夠進行設定范圍內的微調同時可使磁粉探傷儀6能夠很好地貼合檢測平面，在爬壁檢測機器人行走的通道上對金屬平板或管壁進行探傷檢測等操作。

測厚儀組件10中的電池鐵29通電，探測頭30及探頭固定座31一同向下運動接觸金屬工作表面進行測厚；當電磁鐵29斷電，探測頭30及探頭固定座31一同向上恢復原位。

攝像頭18可拍攝檢測表面的視頻情況，以便遠離檢測現(xiàn)場的操作人員控制爬壁檢測機器人的移動。