CN109342467A - 管道自动探伤定位检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道自动探伤定位检测装置，包括：固定安装板，其具有用于容纳管道的第一收容槽，用于围设在管道外周；定位检测机构，转动连接于固定安装板的第一侧，用于在管道外周转动过程中利用射线穿透管道并以成像的方式显示管道的损伤情况；行走机构，连接于固定安装板上与定位检测机构相反的第二侧，用于滚动和夹持支承于管道的外壁并通过夹持定位位置的改变与滚动行走循环进行的方式以驱动固定安装板并带动定位检测机构沿管道轴向平移行走。本发明可对管道进行自动探伤定位检测，适用于较长管道的检测，无需人工背负检测设备攀爬管道，能够方便、有效地检测管道管路，提高检测工作效率，降低人工工作强度以及压力管道事故的发生率。
Description
技术领域
本发明涉及无损检测技术领域，特别地，涉及一种管道自动探伤定位检测装置。
背景技术
燃气等压力管道安全关乎燃气等压力管道公司以及广大燃气等压力管道用户生命财产的安全，特别是在燃气等压力管道供应和使用过程中，需特别重视燃气等压力管道的安全问题，因此需要对压力管道进行检测。
目前，对压力管道进行检测的方式是通过人工背负重约一百斤的检测设备攀爬到几米高的管道上进行检测。此方式容易造成安全事故，且工作效率低下。因此，如何能够安全有效地检测管道上的损伤以降低燃气等压力管道事故的发生率，是目前亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种管道自动探伤定位检测装置，以解决现有检测方式容易造成安全事故且工作效率低下的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种管道自动探伤定位检测装置，包括：固定安装板，其具有用于容纳管道的第一收容槽，用于围设在管道外周；定位检测机构，转动连接于固定安装板的第一侧，用于在管道外周转动过程中利用射线穿透管道并以成像的方式显示管道的损伤情况；行走机构，连接于固定安装板上与定位检测机构相反的第二侧，用于滚动和夹持支承于管道的外壁并通过夹持定位位置的改变与滚动行走循环进行的方式以驱动固定安装板并带动定位检测机构沿管道轴向平移行走。
进一步地，固定安装板具有供管道进入的第一开口，第一收容槽与第一开口连通；或者固定安装板包括相互拼合固定于管道***的两块弧形板，两块弧形板之间形成第一收容槽。
进一步地，定位检测机构包括旋转板和驱动机构；旋转板具有用于容纳管道的第二收容槽，旋转板转动连接于固定安装板的第一侧，用于围设在管道外周并绕管道外周转动；驱动机构与固定安装板和旋转板连接，用于驱动旋转板相对固定安装板围绕管道周向旋转。
进一步地，驱动机构包括至少四个齿轮以及驱动齿轮转动的电机，至少四个齿轮连接于固定安装板第一侧上，且均匀分布在第一收容槽***；旋转板呈圆形，旋转板上开设有供管道进入的第二开口，第二开口与第二收容槽连通，旋转板装于固定安装板上由齿轮围合形成的圆形区域内，旋转板的外周设置有与固定安装板上的至少三个齿轮啮合连接的齿状边，齿状边受至少三个齿轮的支撑和驱动而绕管道周向旋转。
进一步地，旋转板上于第二收容槽的内壁面沿周向设置有用于滚动支撑至管道外壁的多个凸轮。
进一步地，行走机构包括两套相对扣合在管道两侧的半边组件，且两套半边组件分别位于第一开口的两侧；半边组件包括连接于固定安装板第二侧沿管道轴向延伸的导向机构、连接于导向机构的行走单元、设置在行走单元上用于锁紧至管道外壁的锁紧机构、以及用于驱动行走单元沿管道外壁行走的驱动件。
优选地，导向机构包括并排布设的两根导向蜗杆，导向蜗杆的外周设置有螺旋齿条；半边组件包括沿行走方向前后排布的两个行走单元，每个行走单元包括设置于两根导向蜗杆之间的连接框架，连接框架上设置有用于吸附至管道外壁的多个磁性轮，连接框架的外侧连接有用于套设至导向蜗杆上的杆套，至少其中一个行走单元的杆套上开设有通孔，通孔内设置有外周带齿条的涡轮，涡轮上的齿条与导向蜗杆的螺旋齿条啮合连接；驱动件为输出轴套设于涡轮内的行走电机，行走电机用于驱动涡轮转动从而带动杆套及其连接的连接框架沿导向蜗杆平移，进而带动连接框架上的磁性轮沿管道外壁滚动。
优选地，每个行走单元上分别设置有锁紧机构；锁紧机构包括设置于连接框架上的锁紧电机和与锁紧电机连接的锁紧块，锁紧块具有正对管道外壁的锁紧面，锁紧块在锁紧电机的驱动下朝向或者远离管道外壁运动使得锁紧面压紧至管道外壁以锁定或者远离管道外壁以解锁。
优选地，导向机构的一端通过连接板固定连接于固定安装板，另一端通过弧形固定板支撑连接，其中，弧形固定板和连接板的板面均垂直于导向机构的延伸方向布设，二者的板面上均设有用于调节行走机构与管道外壁之间距离以适应不同直径管道的调节机构，连接板和/或弧形固定板上还设有用于在调节行走机构位置后对导向机构的末端进行固定的固定件。
优选地，定位检测机构还包括：射线机构，固定连接于旋转板自由侧表面的一侧，用于从管道圆周的外侧提供穿透管道的射线；成像机构，固定连接于旋转板自由侧表面的另一侧，与射线机构分别布设在管道两侧且相对布设，用于从管道圆周的外侧接收穿透管道后的射线并成像；射线机构包括固定连接于旋转板自由侧表面的机座，机座上安装有X光机，X光机的射线发射位置正对管道的外壁；机座上还连接有朝向管道所在方向延伸的支座，支座的末端安装有用于滚动支撑于管道外壁的万向轮；成像机构包括固定连接于旋转板自由侧表面的配重安装座，配重安装座的末端设置有用于安装摄像头的成像安装板、以及用于驱动成像安装板沿管道径向靠拢或者远离管道外壁的移位电机。
本发明具有以下有益效果：
本发明的管道自动探伤定位检测装置，通过固定安装板将定位检测机构固定在管道上，由定位检测机构实现对管道周向进行透照和成像，由行走机构驱动整个装置沿管道轴向平移，行走机构的滚动部分在管道表面滚动行走时，滚动部分以外的部分进行夹持固定；滚动部分夹持定位在管道表面时，滚动部分以外的部分带动定位检测机构向滚动部分靠近，以此循环进行以实现整个管道自动探伤定位检测装置在管道上沿轴向行走移动，可以实现对管道(尤其是使用中的管道)进行自动探伤定位检测，可适用于较长管道的检测，无需人工背负检测设备攀爬管道，能够方便、有效地检测管道管路，有效提高检测工作的效率，降低了人工的工作强度以及降低燃气等压力管道事故的发生率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的管道自动探伤定位检测装置的结构示意图；
图2是本发明优选实施例的管道自动探伤定位检测装置安装至管道上时的示意图；
图3是本发明优选实施例的固定安装板的结构示意图；
图4是本发明优选实施例的旋转板的结构示意图；
图5是本发明优选实施例的行走机构的结构示意图；
图6是图5中结构从另一角度的示意图；
图7是本发明优选实施例的弧形固定板的结构示意图。
附图标号说明：
1、固定安装板；10、第一收容槽；11、第一开口；12、基部；13、臂部；14、凸部；
2、旋转板；20、第二收容槽；21、第二开口；22、齿状边；23、凸轮；
3、射线机构；30、机座；31、X光机；32、支座；33、万向轮；
4、成像机构；40、配重安装座；41、成像安装板；42、移位电机；
5、驱动机构；50、齿轮；51、电机；
6、行走机构；60、导向蜗杆；61a、第一行走单元；61b、第二行走单元；62a、第一锁紧机构；62b、第二锁紧机构；63、行走电机；611、连接框架；612、磁性轮；613、杆套；614、涡轮；621、锁紧电机；622、锁紧块；6110、连接杆；
7、连接板；
8、弧形固定板；80、弧形滑槽；
9、管道。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明为了实现对燃气等压力管道的多功能全自动智能探伤定位检测，提供一种管道自动探伤定位检测装置，可用于对使用中的管道外壁进行焊缝缺陷、裂缝、裂纹等的无损检测。所针对的管道的布置方向可以多样，例如可以是水平布置的管道也可以是竖直设置的管道。
参照图1和图2，本发明的优选实施例提供了一种管道自动探伤定位检测装置，包括：固定安装板1，其具有用于容纳管道9的第一收容槽10，用于围设在管道9外周；定位检测机构，转动连接于固定安装板1的第一侧(即图1中的下侧)，用于在管道9外周转动过程中利用射线穿透管道9并以成像的方式显示管道9的损伤情况；行走机构6，连接于固定安装板1上与定位检测机构相反的第二侧(即图1中的上侧)，用于滑动支承于管道9的外壁以驱动固定安装板1并带动定位检测机构沿管道9轴向平移行走。
本发明的管道自动探伤定位检测装置，通过固定安装板将定位检测机构固定在管道上，由定位检测机构实现对管道周向进行透照和成像，由行走机构驱动整个装置沿管道轴向平移，行走机构的滚动部分在管道表面滚动行走时，滚动部分以外的部分进行夹持固定；滚动部分夹持定位在管道表面时，滚动部分以外的部分带动定位检测机构向滚动部分靠近，以此循环进行以实现整个管道自动探伤定位检测装置在管道上沿轴向行走移动，可以实现对管道(尤其是使用中的管道)进行自动检测，可适用于较长管道的检测，无需人工背负检测设备攀爬管道，能够方便、有效地检测管道管路，有效提高检测工作的效率，降低了人工的工作强度以及降低燃气等压力管道事故的发生率。
本优选实施例中，定位检测机构包括旋转板2、射线机构3、成像机构4和驱动机构5。旋转板2具有用于容纳管道9的第二收容槽20，旋转板2转动连接于固定安装板1的第一侧，用于围设在管道9外周并绕管道9外周转动。驱动机构5与固定安装板1和旋转板2连接，用于驱动旋转板2相对固定安装板1围绕管道9周向旋转，从而带动射线机构3对管道9周向进行透照、成像机构4对管道9周向进行成像。射线机构3固定连接于旋转板2自由侧表面的一侧，用于从管道9圆周的外侧提供穿透管道9的射线。成像机构4固定连接于旋转板2自由侧表面的另一侧，与射线机构3分别布设在管道9两侧且相对布设，用于从管道9圆周的外侧接收穿透管道9后的射线并成像。
参照图1和图3，固定安装板1具有供管道9进入的第一开口11，第一开口11与第一收容槽10连通。本实施例中，固定安装板1整体大致呈U型，其包括基部12以及自基部12两端分别延伸的臂部13。两个臂部13的末端之间形成第一开口11，臂部13与基部12的连接部位处则围成弧形的第一收容槽10。本发明的检测装置在安装至管道9上的过程中，管道9由第一开口11进入第一收容槽10中。两个臂部13的末端之间的距离即第一开口11的尺寸不小于管道9的最大外径，以保证管道9能够顺利从第一开口11进入第一收容槽10内。
本实施例中，固定安装板1上均匀布设有四个通孔，用于供驱动机构5中的电机51的输出轴穿过。具体地，基部12的两端分别开设有通孔，臂部13的末端也开设有通孔。当然，通孔的数量还可以适当增加。本实施例中，第一收容槽10的内壁还凸设有三个凸部14，用于安装固定旋转板2的凸轮23上的轴。本发明的固定安装板1结构简单，成型容易，能降低成本，且支撑连接更牢固，安装简便。
在其它实施例中，固定安装板1也可以包括相互拼合固定于管道9***的两块弧形板，两块弧形板之间形成第一收容槽10。每块弧形板上开设两个通孔，用于安装电机51的输出轴。
驱动机构5包括至少四个齿轮50以及驱动齿轮50转动的电机51。至少四个齿轮50连接于固定安装板1的第一侧，且均匀分布在第一收容槽10***。本优选实施例中，驱动机构5采用高精度伺服电机，伺服电机带电机轴锁紧装置(断电制动离合器)有效的保证了断电时电机轴是锁死的。每个伺服电机有一个正限位，一个负限位和一个原点开关，伺服电机控制采用闭环控制方式，以保证精确的定位。
本优选实施例中，固定安装板1上均匀布设有四个通孔。固定安装板1的第二侧(即图1中的上侧)对应每个通孔分别设置有电机51，电机51的输出轴穿过通孔伸出至固定安装板1的第一侧(即图1中的下侧)。每个电机51的输出轴上对应套设有齿轮50，亦即，本实施例中，在固定安装板1的第一侧设置有四个齿轮50，四个齿轮50均匀布设在第一收容槽10的***，用于支撑旋转板2旋转。在其它实施例中，齿轮50的数量可以适当增加。本发明的驱动机构5结构简单，控制方式简便且可靠。在其它实施例中，电机51的数量也可以设置为仅一台，通过旋转板2的传动作用，驱动至少一个齿轮50，即可实现其他齿轮50的同步转动。
结合图4，旋转板2大致呈圆形。旋转板2上自圆周向圆心开设有供管道9进入的第二开口21。弧形的第二收容槽20设置于旋转板2的中心，且第二开口21与第二收容槽20连通。第二开口21的尺寸不小于管道9的最大外径，以保证管道9能够顺利从第二开口21进入第二收容槽20内。在其它实施例中，旋转板2也可以由相互拼合固定于管道9***的两块板组成，两块板之间形成第二收容槽20。
本优选实施例中，旋转板2装于固定安装板1上由齿轮50围合形成的圆形区域内。旋转板2的外周设置有与固定安装板1上的至少三个齿轮50啮合连接的齿状边22，齿状边22受至少三个齿轮50的支撑和驱动而绕管道9周向旋转。本优选实施例中，齿状边22的两个末端之间的距离不大于相邻两个齿轮50之间的距离，从而可以保证不论旋转板2转动至哪个角度时，齿状边22均有至少三个齿轮50支撑驱动，不会从固定安装板1上脱出，保证其旋转带动射线机构3和成像机构4实现对管道9外壁周向的检测。结合图2和图3，本优选实施例中，四个齿轮50支撑在圆形旋转板2的外圆周上，四个齿轮50的连线呈正方形，而位于对角线上的两个齿轮50的连线则穿过圆形旋转板2的圆心。如此设计，可使得齿轮50对旋转板2的支撑更加稳定可靠。
优选地，旋转板2上于第二收容槽20的内壁面沿周向设置有用于滚动支撑至管道9外壁的多个凸轮23。凸轮23的设置可便于旋转板2绕管道9外壁顺畅地转动。具体地，本优选实施例中，第二收容槽20的内壁面位置沿周向设置有三个凸轮23，三个凸轮23分别通过轴连接至固定安装板1上的凸部14上。
如图1和图2中所示，射线机构3固定连接于旋转板2自由侧表面的一侧，用于从管道9圆周的外侧提供穿透管道9的射线。本实施例中，射线机构3包括固定连接于旋转板2自由侧表面(即旋转板2上与固定安装板1相互固定的固定侧相反的表面)的机座30，机座30上安装有X光机31，X光机31的射线发射位置正对管道9的外壁。具体地，机座30设置在旋转板2上正对第二开口21的一侧，其大致呈L型。机座30的末端还连接有朝向管道9所在方向延伸的支座32，支座32的末端安装有用于滚动支撑于管道9外壁的万向轮33。本实施例通过在L型机座30末端设置支座32，并在支座32末端设置万向轮33，可以对管道9外壁起支撑作用，增加了机座30的支撑点，使其更稳固，便于检测工作的进行。
成像机构4固定连接于旋转板2自由侧表面的另一侧，与射线机构3分别布设在管道9两侧且相对布设，用于从管道9圆周的外侧接收穿透管道9后的射线并成像。本实施例中，成像机构4包括固定连接于旋转板2上靠近第二开口21所在侧的配重安装座40，配重安装座40可以平衡旋转板2两端的受力，保证其旋转稳定。配重安装座40的末端设置有用于安装摄像头的成像安装板41、以及用于驱动成像安装板41沿管道9径向靠拢或者远离管道9外壁的移位电机42。移位电机42的输出轴可以通过涡轮蜗杆结构实现与成像安装板41的连接，并以此结构实现成像安装座的移动。本发明中，通过移位电机42驱动成像安装板41远离管道9，可便于行走机构6带动整个装置沿管道9行走以及旋转板2绕管道9周向旋转；通过移位电机42驱动成像安装板41靠拢管道9外壁，可使得其上安装的摄像头贴近管道9外壁对透照的焊缝进行成像。本优选实施例中，成像安装板41上安装多个摄像头，摄像头以无线方式发送图像数据给远程的控制***。摄像头可采用拍照方式成像，也可以采用连续摄像方式成像。
参照图1，行走机构6设置在固定安装板1的第二侧，其通过滚动部分在管道表面滚动行走时，滚动部分以外的部分进行夹持固定；滚动部分夹持定位在管道表面时，滚动部分以外的部分带动定位检测机构向滚动部分靠近，以此循环进行以实现整个管道自动探伤定位检测装置在管道上沿轴向行走移动，实现对管道9延伸方向多处焊缝的检测。本发明的管道自动探伤定位检测装置的行走机构6包括两套相对扣合在管道9两侧的半边组件，且两套半边组件分别设置在第一开口11的两侧，以确保不会阻碍装置安装至管道9。两套半边组件可分别沿管道9的两相对侧的外壁行走。
参照图5和图6，以其中一套半边组件的结构为例进行说明。每套半边组件包括连接于固定安装板1第二侧沿管道9轴向延伸的导向机构、连接于导向机构的行走单元、设置在行走单元上用于锁紧至管道9外壁的锁紧机构、以及用于驱动行走单元沿管道9外壁行走的驱动件。
优选地，本优选实施例中，导向机构包括并排布设的两根导向蜗杆60，导向蜗杆60沿管道9轴向延伸。导向蜗杆60的外周设置有螺旋齿条，用于与行走单元配合实现在管道9上的行走。
优选地，半边组件包括沿行走方向前后排布的两个行走单元。每个行走单元包括设置于两根导向蜗杆60之间的连接框架611，连接框架611上设置有用于吸附至管道9外壁的多个磁性轮612，连接框架611的外侧连接有用于套设至导向蜗杆60上的杆套613，至少其中一个行走单元的杆套613上开设有通孔，通孔内设置有外周带齿条的涡轮614，涡轮614上的齿条与导向蜗杆60的螺旋齿条啮合连接。驱动件为输出轴套设于涡轮614内的行走电机63，行走电机63用于驱动涡轮614转动从而带动杆套613及其连接的连接框架611沿导向蜗杆60平移，进而带动连接框架611上的磁性轮612沿管道9外壁滚动。
本优选实施例中，半边组件包括前后排布的第一行走单元61a和第二行走单元61b。以第一行走单元61a为例，第一行走单元61a包括第一连接框架611，第一连接框架611包括沿管道9轴向延伸的两根相对的连接杆6110，两根连接杆6110之间连接有两个磁性轮612，磁性轮612的中心轴的两端分别通过轴承固定在连接杆6110上，以此方式实现磁性轮612的固定同时保证其可沿管道9外壁滚动。每根连接杆6110分别与一根杆套613连接固定。杆套613套设在导向蜗杆60上，杆套613的内壁设置有与导向蜗杆60上的螺旋齿条配合的齿条，可实现杆套613相对导向蜗杆60的运动。
在第一行走单元61a的两根杆套613上还分别开设有通孔，通孔内设置涡轮614，每个涡轮614均连接至行走电机63的输出轴。第一行走单元61a配置有两台大功率的行走电机63，通过行走电机63驱动涡轮614转动从而带动杆套613相对导向蜗杆60平移，进而带动连接框架611平移，并带动第一行走单元61a中的磁性轮612沿管道9外壁滚动。
每个行走单元上分别设置有锁紧机构。锁紧机构包括设置于连接框架611上的锁紧电机621和与锁紧电机621连接的锁紧块622，锁紧块622具有正对管道9外壁的锁紧面，锁紧块622在锁紧电机621的驱动下朝向或者远离管道9外壁运动使得锁紧面压紧至管道9外壁以锁定或者远离管道9外壁以解锁。锁紧机构用于使行走单元锁紧固定至管道9外壁，可便于实现行走机构6沿竖直设置的管道9外壁爬行，而不会因重力原因下沿管道9下滑。本优选实施例中，第一行走单元61a上配置有第一锁紧机构62a，第二行走单元61b上配置有第二锁紧机构62b。锁紧机构采用伺服电机力矩模式加位置双模式控制，保证对管道9的锁紧力矩和精确定位。
本优选实施例中，仅需在第一行走单元61a的杆套613上设置涡轮614和行走电机63，而第二行走单元61b则无需设置此涡轮614及行走电机63。用第一行走单元61a上的第一锁紧机构62a解锁后，通过控制第一行走单元61a上的行走电机63正转时驱动第一行走单元61a沿导向蜗杆60向前平移；当第一行走单元61a行走到位后，可利用第一锁紧机构62a将第一行走单元61a锁紧至管道9外壁上，并解锁第二行走单元61b上的第二锁紧机构62b；再驱动行走电机63反转，即可带动导向蜗杆60向前平移，进而带动连接至导向蜗杆60上的第二行走单元61b一同向前平移。如此可实现一套行走机构6在管道9外壁的爬行动作，并且能够带动与行走机构6连接的固定安装板1及其连接的射线机构3和成像机构4等一同沿管道9外壁行进，实现对管道9延伸方向上不同位置处的焊缝的检测。
相对的另一套半边组件其结构相同，控制方式也相同，此处不再赘述。
本发明中，为方便调整两套半边组件之间的间距以适应在不同直径管道9上的爬行，导向机构的一端通过连接板7固定连接于固定安装板1，另一端通过弧形固定板8支撑连接，其中，弧形固定板8和连接板7的板面均垂直于导向机构的延伸方向布设，二者的板面上均设有用于调节行走机构6与管道9外壁之间距离以适应不同直径管道9的调节机构，连接板7和/或弧形固定板8上还设有用于在调节行走机构6位置后对导向机构的末端进行固定的固定件。
本优选实施例中，两套半边组件的导向机构的一端均连接至连接板7。连接板7上的调节机构可以为直槽，也可以为按照预定间距设置的多个通孔，通孔的间距设置可合理设置为与不同管道9直径匹配。例如，连接板7上可以设置两条直槽，两条直槽之间的距离与一套半边组件中两根导向蜗杆60之间的间距相等。两套半边组件中位于同一平面的两根导向蜗杆60的一端滑动连接在同一条直槽内。当然，也可以将每条直槽隔断设置分为两条直槽，总共四条直槽。或者也可以在连接板7上设置两排通孔，两排通孔之间的距离与一套半边组件中两根导向蜗杆60之间间距相等，通过将导向机构的末端装入不同的通孔内，即可实现匹配不同直径的管道9。
当导向机构的末端在连接板7上调节位置完成后，可利用固定件将其固定。本优选实施例中，固定件可以为螺栓和螺母。例如，当调节机构为一排通孔时，导向蜗杆60的末端对应设置螺栓孔，通过螺栓穿过导向蜗杆60上的螺栓孔，再采用螺母锁定，即可实现导向蜗杆60末端的固定，防止其从通孔脱出。当调节机构为直槽时，可在导向蜗杆60末端设置穿孔。固定件则包括拉杆、螺栓、螺母、以及设置在连接板7上位于通孔旁侧的螺栓孔等，拉杆两端也设置孔，将拉杆穿过导向蜗杆60上的穿孔，拉杆的两端则通过螺栓和螺母锁固于连接板7上的螺栓孔，同样可实现对调节位置后的导向蜗杆60进行固定。
导向机构的另一端通过弧形固定板8支撑。参照图2和图7，本优选实施例中，在两套半边组件的另一端设置有两块相互独立的弧形固定板8，每块弧形固定板8对两套半边组件中位于同一平面的两个导向蜗杆60进行支撑。弧形固定板8上的调节机构为间隔设置在两端且向中间延伸的弧形滑槽80。当然，调节机构也可以为按照预定间距设置的多个通孔。相应地，可在弧形固定板8上采用与连接板7上所采用的固定件类似结构的固定件实现对调节位置后的导向蜗杆60进行固定，此处不再赘述。
本发明的管道自动探伤定位检测装置，还包括加装在检测装置外部的多个超声波距离传感器。例如可以设置在固定安装板1或者行走机构6上安装超声波距离传感器，超声波距离传感器在运转中检测外部的障碍，用于实现及时停止装置的运行，并发出报警信息。
本发明中的驱动机构5、成像机构4以及行走机构6中的电机采用高精度伺服电机，伺服电机带电机轴锁紧装置(断电制动离合器)，有效的保证了断电时电机轴是锁死的。每个伺服电机有一个正限位，一个负限位和一个原点开关，伺服电机控制采用闭环控制方式，以保证精确的定位。本发明还采用专用的运动控制器与伺服电机连接，为伺服电机发出控制信号；同时伺服电机反馈伺服电机的位置信息到运动控制器，进行闭环控制。同时外部的限位信号、原点信号、超声波距离传感器的信号进入运动控制器。使用控制更精确，更合理。
本发明的成像机构4采用多个摄像头，无线发送图像数据，方便远程实时查看装置的运行情况和及时的调整。摄像头以无线通讯连接方式连接至控制***。成像机构4、驱动机构5以及行走机构6中的伺服电机也无线连接至控制***。本发明采用远程无线控制方案，有效距离可达到数公里。控制***包括有控制台，控制台分为控制操作屏、图像监控屏、紧急急停按钮、控制按钮。控制操作屏集调整按钮、电机状态、参数设置、故障报警于一体。图像监控屏可分屏显示，也可单独放大显示，对于焊缝有“十字”光标，可准确查观查。以上配套使得操作更安全更人性化更科学化。结合人工智能的图像识别技术，能提高管道焊缝缺陷自动识别的效率。
本发明的管道自动探伤定位检测装置，以水平布置的管道9为例，其安装到管道9的流程大致如下：
将装置放置于管道9的下方，使固定安装板1上的第一开口11对准管道9；利用提升机构例如提升电机对装置进行提升，当装置快到管道9时，控制驱动机构5的电机51启动，使之驱动旋转板2旋转，实现自动调整第二开口21的角度，使第二开口21对准管道9，再次上升到位；控制锁紧机构中的锁紧电机621运转，以带动锁紧块622向压紧方向运转，锁在管道9上。
本发明的管道自动探伤定位检测装置，其在管道9上的行走流程大致如下：
行走机构6中位于管道9一侧的第一半边组件锁紧；另一侧的第二半边组件向前行走，行走到限位后，第二半边组件停止并锁紧；第一半边组件向前行走，行走到限位后，第一半边组件停止。如此循环，行走速度可调，行走距离可调，当检测到焊缝位置时，装置自动停止。两套半边组件在管道9外壁的爬行动作类似于人的双脚爬杆动作。
当装置检测到焊缝时，进行焊缝精确定位。通过摄像头，可通过无线控制***看到焊缝。当检测到焊缝时，两套半边组件均锁紧管道9。精确对准焊缝后，方可进行探伤检测。探伤检测的过程大致如下：旋转X光机31，回到起始位；设置检测的速度、拍照方式，按下探伤检测按钮。装置开始自动检测直至检测完成。
检测方式有两种。(1)拍照方式：设置要拍照的张数，摄像头及X光机31从起始位开始，拍第一张，第一张完成后，旋转X光机31，启动X光机31，摄像头拍第二张，直到最后一张完成。(2)连续摄像方式：设置旋转的速度，启动X光机31，以设置的速度开始旋转X光机31，直到旋转一周，摄像头连续摄像，保存好视频文件并记录管道9信息，方便后期查看，最后关闭X光机31。
本发明的管道自动探伤定位检测装置，通过固定安装板1将射线机构3和成像机构4固定在管道9上，并由驱动机构5驱动旋转板2相对固定安装板1旋转实现对管道9周向进行透照和成像，且由行走机构6驱动整个装置沿管道9轴向平移，可以实现对使用中的管道9进行自动检测，可适用于较长管道9的检测，无需人工背负检测设备攀爬管道9，能够方便、有效地检测管道9管路，有效提高检测工作的效率，降低了人工的工作强度以及降低燃气等压力管道9事故的发生率。本发明可以对管道进行全自动智能化探伤检测。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方向或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须为具有指定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种管道自动探伤定位检测装置，其特征在于，包括：
固定安装板(1)，其具有用于容纳管道(9)的第一收容槽(10)，用于围设在管道(9)外周；
定位检测机构，转动连接于固定安装板(1)的第一侧，用于在管道(9)外周转动过程中利用射线穿透管道(9)并以成像的方式显示管道(9)的损伤情况；
行走机构(6)，连接于所述固定安装板(1)上与所述定位检测机构相反的第二侧，用于滚动和夹持支承于管道(9)的外壁并通过夹持定位位置的改变与滚动行走循环进行的方式以驱动所述固定安装板(1)并带动所述定位检测机构沿管道(9)轴向平移行走。
2.根据权利要求1所述的管道自动探伤定位检测装置，其特征在于，
所述固定安装板(1)具有供管道(9)进入的第一开口(11)，所述第一收容槽(10)与所述第一开口(11)连通；或者
所述固定安装板(1)包括相互拼合固定于管道(9)***的两块弧形板，两块弧形板之间形成所述第一收容槽(10)。
3.根据权利要求2所述的管道自动探伤定位检测装置，其特征在于，
所述定位检测机构包括旋转板(2)和驱动机构(5)；
所述旋转板(2)具有用于容纳管道(9)的第二收容槽(20)，所述旋转板(2)转动连接于所述固定安装板(1)的第一侧，用于围设在管道(9)外周并绕管道(9)外周转动；
所述驱动机构(5)与所述固定安装板(1)和所述旋转板(2)连接，用于驱动所述旋转板(2)相对所述固定安装板(1)围绕管道(9)周向旋转。
4.根据权利要求3所述的管道自动探伤定位检测装置，其特征在于，
所述驱动机构(5)包括至少四个齿轮(50)以及驱动齿轮(50)转动的电机(51)，所述至少四个齿轮(50)连接于所述固定安装板(1)第一侧上，且均匀分布在第一收容槽(10)***；
所述旋转板(2)呈圆形，所述旋转板(2)上开设有供管道(9)进入的第二开口(21)，所述第二开口(21)与所述第二收容槽(20)连通，所述旋转板(2)装于所述固定安装板(1)上由齿轮(50)围合形成的圆形区域内，所述旋转板(2)的外周设置有与所述固定安装板(1)上的至少三个所述齿轮(50)啮合连接的齿状边(22)，所述齿状边(22)受至少三个齿轮(50)的支撑和驱动而绕管道(9)周向旋转。
5.根据权利要求3所述的管道自动探伤定位检测装置，其特征在于，
所述旋转板(2)上于所述第二收容槽(20)的内壁面沿周向设置有用于滚动支撑至管道(9)外壁的多个凸轮(23)。
6.根据权利要求1所述的管道自动探伤定位检测装置，其特征在于，
所述行走机构(6)包括两套相对扣合在管道(9)两侧的半边组件，且两套所述半边组件分别位于第一开口(11)的两侧；
所述半边组件包括连接于所述固定安装板(1)第二侧沿管道(9)轴向延伸的导向机构、连接于所述导向机构的行走单元、设置在行走单元上用于锁紧至管道(9)外壁的锁紧机构、以及用于驱动行走单元沿管道(9)外壁行走的驱动件。
7.根据权利要求6所述的管道自动探伤定位检测装置，其特征在于，
所述导向机构包括并排布设的两根导向蜗杆(60)，所述导向蜗杆(60)的外周设置有螺旋齿条；
所述半边组件包括沿行走方向前后排布的两个行走单元，每个行走单元包括设置于两根导向蜗杆(60)之间的连接框架(611)，所述连接框架(611)上设置有用于吸附至管道(9)外壁的多个磁性轮(612)，所述连接框架(611)的外侧连接有用于套设至导向蜗杆(60)上的杆套(613)，至少其中一个行走单元的杆套(613)上开设有通孔，所述通孔内设置有外周带齿条的涡轮(614)，所述涡轮(614)上的齿条与所述导向蜗杆(60)的螺旋齿条啮合连接；
所述驱动件为输出轴套设于所述涡轮(614)内的行走电机(63)，所述行走电机(63)用于驱动涡轮(614)转动从而带动杆套(613)及其连接的连接框架(611)沿导向蜗杆(60)平移，进而带动连接框架(611)上的磁性轮(612)沿管道(9)外壁滚动。
8.根据权利要求7所述的管道自动探伤定位检测装置，其特征在于，
每个所述行走单元上分别设置有所述锁紧机构；
所述锁紧机构包括设置于连接框架(611)上的锁紧电机(621)和与所述锁紧电机(621)连接的锁紧块(622)，所述锁紧块(622)具有正对管道(9)外壁的锁紧面，所述锁紧块(622)在锁紧电机(621)的驱动下朝向或者远离管道(9)外壁运动使得所述锁紧面压紧至管道(9)外壁以锁定或者远离管道(9)外壁以解锁。
9.根据权利要求6所述的管道自动探伤定位检测装置，其特征在于，
所述导向机构的一端通过连接板(7)固定连接于所述固定安装板(1)，另一端通过弧形固定板(8)支撑连接，其中，
所述弧形固定板(8)和所述连接板(7)的板面均垂直于导向机构的延伸方向布设，二者的板面上均设有用于调节行走机构(6)与管道(9)外壁之间距离以适应不同直径管道(9)的调节机构，所述连接板(7)和/或所述弧形固定板(8)上还设有用于在调节行走机构(6)位置后对导向机构的末端进行固定的固定件。
10.根据权利要求3所述的管道自动探伤定位检测装置，其特征在于，
所述定位检测机构还包括：
射线机构(3)，固定连接于所述旋转板(2)自由侧表面的一侧，用于从管道(9)圆周的外侧提供穿透管道(9)的射线；
成像机构(4)，固定连接于所述旋转板(2)自由侧表面的另一侧，与所述射线机构(3)分别布设在管道(9)两侧且相对布设，用于从管道(9)圆周的外侧接收穿透管道(9)后的射线并成像；
所述射线机构(3)包括固定连接于所述旋转板(2)自由侧表面的机座(30)，所述机座(30)上安装有X光机(31)，所述X光机(31)的射线发射位置正对管道(9)的外壁；
所述机座(30)上还连接有朝向管道(9)所在方向延伸的支座(32)，支座(32)的末端安装有用于滚动支撑于管道(9)外壁的万向轮(33)；
所述成像机构(4)包括固定连接于所述旋转板(2)自由侧表面的配重安装座(40)，所述配重安装座(40)的末端设置有用于安装摄像头的成像安装板(41)、以及用于驱动成像安装板(41)沿管道(9)径向靠拢或者远离管道(9)外壁的移位电机(42)。
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| PB01 | Publication | ||
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