CN104787139A - 一种基于软轴驱动的细长构件探伤扫描爬行装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于软轴驱动的细长构件探伤扫描爬行装置，该装置包括第一组件和第二组件，第一、二组件通过连接杆连接为整体，第一组件包括两个结构相同的第一组件分部件，第一、第二滚轮组件分别安装在第一半圆形支撑薄板上，第一滚轮组件通过联轴器和软轴与电机相连，两个第一组件分部件通过转铰合页相连，第一半圆形支撑薄板上设有闭合扣；第二组件包括两个结构相同的第二组件分部件，第三、第四滚轮组件分别安装在第二半圆形支撑薄板上，两个第二组件分部件通过转铰合页相连，第二半圆形支撑薄板上设有闭合扣。该装置基于软轴传动设计，具有重量轻、运行平稳、适用性广等优点，可满足不同直径构件以及不同检测环境的在线检测需求。

Description

一种基于软轴驱动的细长构件探伤扫描爬行装置

技术领域

本发明属于细长构件的在线无损检测装置领域，更具体地，涉及一种基于软轴驱动的细长构件探伤扫描爬行装置。

背景技术

众所周知，斜拉桥缆索或细长管杆等细长构件在长期使用过程中，会出现机械损伤或遭受腐蚀等问题，随着这些损伤的积累，会导致其炸裂，造成资源浪费、威胁人身安全，另外，细长构件在生产过程中，不可避免地存在小孔、焊缝等制造缺陷，因此，在出厂前和使用过程中，需要定期对细长构件的性能进行检测和维护，以避免发生事故。

目前，对细长构件的检测途径可分为人工检测法和自动检测法，人工检测法效率低、劳动强度大，且有些场合人工检测不安全，因此，细长构件自动检测装置得到越来越多重视，如公开号CN101138994A，公开日2008年3月12日的专利文献公开了一种轮式永磁吸附管道爬行机器人，其能在铁磁管道外表面沿管道轴线方向按任意路线爬行，操作简便、运动灵活，然而该爬行机器人将电机通过减速器结构对滚轮完成传动，这样将驱动电机布置在驱动装置的上部导致驱动装置的整体重心过高，且安装精度低，在爬行过程中容易发生侧滑现象，检测精度差，适用性不强；申请公布号CN103439415A，申请公布日2013年12月11日的专利文献公开了一种用于外露式管道电磁超声自动检测爬行器，该爬行器能沿着铁磁性管道外壁自动爬行并实现管道的自动超声无损检测，然而，该检测爬行器的驱动轮与电机直接相连，这样的设计，一方面加重了驱动结构本身的自重，同时在爬行过程中运动不平稳，操作不灵活。

总而言之，目前国内外细长构件在线检测爬行装置在结构上仍然存在以下的缺陷：首先，现有的设备安装精度低、占用空间大、重量过重、便携性差；其次，设备整体重心偏高，检测时不平稳，容易发生侧滑现象；再次，现有爬行机器人的制造成本高、整体结构复杂，不适用于细长构件如斜拉桥缆索等现场检测的检测环境。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于软轴驱动的细长构件探伤扫描爬行装置，其中结合爬行装置自身的特点，相应设计了基于软轴驱动的探伤扫描爬行装置，并对其关键组件如第一组件和第二组件的结构及其具体装配方式进行研究和设计，相应的可有效解决装置重量、体积过大、重心偏高以及检测容易发生侧滑的问题，同时还具备检测稳定性好、适应性强的优点，因而尤其适用于细长构件如斜拉桥缆索或细长管杆等的在线无损检测。

为实现上述目的，本发明提出了一种基于软轴驱动的细长构件探伤扫描爬行装置，其特征在于：该装置包括设置于下部的第一组件(Ⅰ)和设置于上部的第二组件(Ⅱ)，所述第一组件(Ⅰ)的上表面和第二组件(Ⅱ)的下表面之间通过多根连接杆(Ⅲ)连接，其中：

该第一组件(Ⅰ)包括两个结构相同且左右对称设置的第一组件分部件，该第一组件分部件包括第一滚轮组件(2)、软轴(3)、电机(4)、联轴器(5)、第二滚轮组件(6)和第一半圆形支撑薄板(7)，其中所述第一滚轮组件(2)和第二滚轮组件(6)依次安装在所述第一半圆形支撑薄板(7)的下表面上，所述半圆形支撑薄板的上表面上安装有检测探靴模块(9)，第二滚轮组件(6)通过联轴器(5)与软轴(3)的一端相连，所述软轴(3)的另一端与电机(4)相连，以此方式，能够使得整个装置的重心后移，并且起到防止装置侧滑，增加检测平稳性的作用；此外，所述两个第一组件分部件通过设置在所述第一半圆形支撑薄板(7)一端上的第一转铰合页(8)相连，而所述第一半圆形支撑薄板(7)的另一端上则安装有第一闭合扣(1)，以此方式，在装置运行过程中闭合第一闭合扣(1)，进而在保持装置稳定性的同时提高检测精度；

所述第二组件(Ⅱ)包括两个结构相同且左右对称设置的第二组件分部件，所述第二组件分部件包括第二半圆形支撑薄板(12)、第三滚轮组件(11)和第四滚轮组件(13)，其中所述第三滚轮组件(11)和第四滚轮组件(13)依次安装在第二半圆形支撑薄板(12)上；此外，所述第二组件分部件通过设置在所述第二半圆形支撑薄板(12)一端的第二转铰合页(14)相连，而所述第二半圆形支撑薄板(12)的另一端上则安装有第二闭合扣(10)，以此方式，在装置运行过程中闭合第二闭合扣(10)，进而在保持装置稳定性的同时进一步提高检测精度。

作为进一步优选地，所述第一滚轮组件(2)、第二滚轮组件(6)、第三滚轮组件(11)和第四滚轮组件(13)的结构相同，均包括带后板U形滚轮支撑板、滚轮轴和滚轮，所述滚轮通过所述滚轮轴安装在所述滚轮支撑板上，所述第二滚轮组件(6)通过各自的滚轮轴分别与联轴器(4)相连。

作为进一步优选地，所述细长构件优选为斜拉桥缆索或细长管杆。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.动力源与执行机构采用软轴连接，可有效的将动力源后撤，从而大大减轻了装置整体结构的体积和重量，动力源布置在整体结构的下部，有效的降低检测装置的重心，使爬行更加平稳、不易发生侧翻；软轴传动的传动结构布置简单，且传递扭矩作用完全满足检测探伤装置的爬行所需，其有效解决了传统齿轮传动等传动方式安装精度等级高、维护不方便、占用空间大等问题，且制造成本低。

2.减少了由于驱动装置重量的限制而造成的驱动动力源传递空间的限制，突破了传统传动方式带来的空间限制，使得动力源与动力执行器件(如滚轮)之间的动力传递路径可随意的变化，有效地提高了检测装置的适用性，可满足不同检测环境的在线检测需求，尤其适用于细长构件如斜拉桥缆索、细长管杆等的现场检测。

3.通过设置转铰合页和闭合扣，不仅可满足不同直径检测件的检测需求，同时可保证爬行装置在运行过程中的稳定性。

附图说明

图1是基于软轴驱动的细长构件探伤扫描爬行装置正视图；

图2是基于软轴驱动的细长构件探伤扫描爬行装置三维图

图3是第一组件装配示意图；

图4是第一组件三维示意图；

图5是第二组件装配示意图；

图6是第二组件三维示意图；

图7是斜拉桥缆索在线检测示意图；

图8是细长管杆在线检测示意图

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

一种基于软轴驱动的细长构件探伤扫描爬行装置，如图1所示，装置包括第一组件Ⅰ、第二组件Ⅱ以及六根连接杆Ⅲ，如图2所示，第一组件Ⅰ与第二组件Ⅱ通过连接杆Ⅲ焊接相连成为一个整体，第一组件Ⅰ如图3、图4所示，由两个结构完全相同且左右对称的第一组件分部件组成，该第一组件分部件包括第一半圆形支撑薄板7、电机4、软轴3、联轴器5、第一滚轮组件2、第二滚轮组件6，其中，第一、第二滚轮组件结构相同，均由带后板U形滚轮支撑板、滚轮轴以及滚轮组成。基于装置运用了软轴传动，在实际检测环境下可以将动力源与检测探头分离开来，具有更加广泛的适用性。

第一组件分部件具体装配关系描述如下：如图3所示，滚轮通过滚轮轴安装在滚轮支撑板上，第一、第二滚轮组件分别安装在第一半圆形支撑薄板7，第一滚轮组件2通过联轴器5和软轴3相连，软轴3和电机4相连，所述两个第一组件分部件通过设置在第一半圆形支撑薄板7上的第一转铰合页8相连，采用两片半圆形薄板环抱式结构，能够满足不同直径构件的检测需求；第一闭合扣1安装在第一半圆形支撑薄板7上，在装置运行过程中闭合扣闭合可保持装置的稳定，检测探靴模块9安装在第一半圆形支撑薄板7上。

第二组件Ⅱ如图5所示，包括两个结构完全相同且左右对称设置的第二组件分部件，所述第二组件分部件包括第二半圆形支撑薄板12、第三滚轮组件11、第四滚轮组件13，其中，第三、第四滚轮组件结构尺寸完全相同，均包括带后板U形滚轮支撑板、滚轮轴以及滚轮。

第二组件Ⅱ具体装配关系描述如下：如图5所示，滚轮通过滚轮轴安装在滚轮支撑板上，第三滚轮组件11、第四滚轮组件13分别安装在第二半圆形支撑薄板上12；如图5所示，所述第二组件分部件通过设置在所述第二半圆形支撑薄板12上的第二转铰合页14相连，满足不同直径钻杆检测需求，第二闭合扣10安装在第二半圆形支撑薄板12上，在装置运行过程中闭合扣闭合以保持稳定。

图7是采用本发明装置对斜拉桥缆索进行在线检测的示意图,在进行斜拉桥缆索15检测之前，根据缆索的直径大小，选择与之相匹配的闭合扣档位，将携带检测探头的基于软轴驱动的细长构件探伤扫描爬行装置环抱在缆索上，确保该装置各组滚轮能够与之良好接触，以保证装置能够沿着缆索移动；此时启动电机4，调节电机4的转速，当滚轮驱动力大于装置自身重力的时候即可驱动装置向上运动，从而对斜拉桥缆索进行在线检测；待检测结束之后，调节电机4转速，使得滚轮向上的驱动力与装置自身重力平衡，整个装置在自身重力作用下沿着斜拉桥缆索15下滑，由于电机布置在整体结构的下部，从而大大减轻了装置整体结构的体积和重量，有效的降低检测装置的重心，使爬行更加平稳、不易发生侧翻，同时调节电机转速可使得装置能够以比较缓慢的速度下滑，并不会造成惯性冲击损伤，从而即可收回该爬行装置。

图8是采用本发明装置对细长管杆进行在线检测的示意图,在对水平细长管杆进行检测时，检测机理与上述斜拉桥缆索检测机理相似，根据细长管杆16的直径选择合适的闭合扣档位，使得装置各组滚轮能够与管杆良好接触，启动电机，即可驱动携带检测探头的爬行装置沿着管杆运动，从而对其进行检测；当检测结束后，调节电机转向，使得驱动滚轮向相反方向转动，即可收回该装置，达到在线检测的目的。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于软轴驱动的细长构件探伤扫描爬行装置，其特征在于：该装置包括设置于下部的第一组件(Ⅰ)和设置于上部的第二组件(Ⅱ)，所述第一组件(Ⅰ)的上表面和第二组件(Ⅱ)的下表面之间通过多根连接杆(Ⅲ)连接，其中：

该第一组件(Ⅰ)包括两个结构相同且左右对称设置的第一组件分部件，该第一组件分部件包括第一滚轮组件(2)、软轴(3)、电机(4)、联轴器(5)、第二滚轮组件(6)和第一半圆形支撑薄板(7)，其中所述第一滚轮组件(2)和第二滚轮组件(6)依次安装在所述第一半圆形支撑薄板(7)的下表面上，所述半圆形支撑薄板的上表面上安装有检测探靴模块(9)，所述第二滚轮组件(6)通过联轴器(5)与软轴(3)的一端相连，所述软轴(3)的另一端与电机(4)相连，以此方式，能够使得整个装置的重心后移，并且起到防止装置侧滑，增加检测平稳性的作用；此外，所述两个第一组件分部件通过设置在所述第一半圆形支撑薄板(7)一端上的第一转铰合页(8)相连，而所述第一半圆形支撑薄板(7)的另一端上则安装有第一闭合扣(1)，以此方式，在装置运行过程中闭合第一闭合扣(1)，进而在保持装置稳定性的同时提高检测精度；

所述第二组件(Ⅱ)包括两个结构相同且左右对称设置的第二组件分部件，所述第二组件分部件包括第二半圆形支撑薄板(12)、第三滚轮组件(11)和第四滚轮组件(13)，其中所述第三滚轮组件(11)和第四滚轮组件(13)依次安装在第二半圆形支撑薄板(12)上；此外，所述第二组件分部件通过设置在所述第二半圆形支撑薄板(12)一端的第二转铰合页(14)相连，而所述第二半圆形支撑薄板(12)的另一端上则安装有第二闭合扣(10)，以此方式，在装置运行过程中闭合第二闭合扣(10)，进而在保持装置稳定性的同时进一步提高检测精度。

2.如权利要求1所述的一种基于软轴驱动的细长构件探伤扫描爬行装置，其特征在于，所述第一滚轮组件(2)、第二滚轮组件(6)、第三滚轮组件(11)和第四滚轮组件(13)的结构相同，均包括带后板U形滚轮支撑板、滚轮轴和滚轮，所述滚轮通过所述滚轮轴安装在所述滚轮支撑板上，所述第二滚轮组件(6)通过各自的滚轮轴分别与联轴器(4)相连。

3.如权利要求1或2所述的一种基于软轴驱动的细长构件探伤扫描爬行装置，其特征在于，所述细长构件优选为斜拉桥缆索或细长管杆。