CN210037667U - 一种探伤机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种探伤机器人，所述探伤机器人包括第一爬壁装置和第二爬壁装置，所述第一爬壁装置上安装有射线发射装置，所述第二爬壁装置上安装有射线接收装置，所述第二爬壁装置与所述第一爬壁装置同步运动，所述射线发射装置与所述射线接收装置分别位于相对于待测壁内外两侧对称的位置。本实用新型中的探伤机器人包括有第一爬壁装置和第二爬壁装置，用于分别搭载射线发射装置和射线接收装置，在工作时，安装有射线发射装置的第一爬壁装置与安装有射线接收装置的第二爬壁装置同步运动，并且，射线发射装置与射线接收装置位于待测壁内外两侧对称的位置，从而可以实现采用自动化手段来替代人工焊缝检测，有效降低防护成本，提高检测效率。

Description

一种探伤机器人

技术领域

本实用新型涉及机器检测技术领域，尤其涉及一种探伤机器人。

背景技术

大型储罐是我们工业生产中经常使用的储存设备，在工业、国防、石油、石化等行业中经常用大型储油罐存储各种油料，而油料多为易燃、易挥发和有毒等性质的介质。因此，储存材料不可避免出现老化、腐蚀，大型储油罐一般为焊接结构件，在装油和卸油的使用中，以及温度和压力变化中，在其壁面上承载频繁的变应力，是容易出现裂纹的区域。为了维护大型储油罐的安全运行，对焊缝的安全检测就显得尤为重要。

现有焊缝检测方法较多，例如磁粉检测、超声波检测、渗透检测和射线检测等。其中射线检测方式在罐体焊缝探伤方面应用较为普及，射线的种类很多，其中易于穿透物质的有X射线、γ射线、中子射线三种。这三种射线都被用于无损检测，其中X射线和γ射线广泛用于锅炉压力容器焊缝和其他工业产品、结构材料的缺陷检测，而中子射线仅用于一些特殊场合。射线检测最主要的应用是探侧试件内部的宏观几何缺陷(探伤)。按照不同特征(例如使用的射线种类、记录的器材、工艺和技术特点等)可将射线检测分为许多种不同的方法。射线照相法是指用X射线或γ射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损的检测方法。其中X射线方法是最基本的，应用最广泛的一种射线检测方法。

利用X射线探伤，其成像直观、照相底片可以长期保存，对薄壁工件探伤灵敏度很高。对体积状缺陷敏感，缺陷影像的平面分布真实、尺寸测量准确。对工件表面光洁度没有严格要求，材料晶粒度对检测结果影响不大，可以适用于各种材料内部缺陷检测。所以在压力容器焊接质量检验中得到广泛应用。但其也存在着射线对人体有害，防护成本高的缺点。因此，采用自动化手段来替代人工焊缝检测势在必行。

实用新型内容

本实用新型实施例为了有效克服现有技术所存在的上述缺陷，创造性地提供一种探伤机器人，所述探伤机器人包括第一爬壁装置和第二爬壁装置，所述第一爬壁装置上安装有射线发射装置，所述第二爬壁装置上安装有射线接收装置，所述第二爬壁装置与所述第一爬壁装置同步运动，所述射线发射装置与所述射线接收装置分别位于相对于待测壁内外两侧对称的位置。

在一可实施方式中，所述射线发射装置与所述射线接收装置分别位于所述第一爬壁装置和所述第二爬壁装置上相对称的位置，所述机器人还包括第一控制装置和第二控制装置，所述第一控制装置安装于所述第一爬壁装置上；所述第二控制装置安装于所述第二爬壁装置上；所述第二爬壁装置位于与所述第一爬壁装置相对于待测壁对称的位置。

在一可实施方式中，所述射线发射装置上设有标识件，所述第二控制装置包括图像识别装置和控制处理器，所述图像识别装置与所述射线接收装置相连接，所述控制处理器与所述图像识别装置相连接。

在一可实施方式中，所述图像识别装置与所述射线接收装置通过有线或无线的方式相连接，所述控制处理器与所述图像识别装置通过有线或无线的方式相连接。

在一可实施方式中，所述标识件设置于所述射线发射装置的发射窗口处，所述标识件为十字金属丝。

在一可实施方式中，所述机器人还包括监测装置，所述监测装置通过有线或无线的方式分别与所述第一爬壁装置和第二爬壁装置相连接。

在一可实施方式中，所述第一爬壁装置和/或第二爬壁装置为永磁爬壁机器装置。

在一可实施方式中，所述射线发射装置包括X射线发射装置、γ射线发射装置和中子射线发射装置中的一种或多种。

为采用自动化手段来替代人工焊缝检测，本实用新型实施例特提供一种探伤机器人，本实用新型中的探伤机器人包括有第一爬壁装置和第二爬壁装置，用于分别搭载射线发射装置和射线接收装置，在工作时，安装有射线发射装置的第一爬壁装置与安装有射线接收装置的第二爬壁装置同步运动，这样，使得射线发射装置与射线接收装置也能同步运动。并且，本实用新型实施例中，射线发射装置与射线接收装置位于待测壁内外两侧对称的位置，这样，使得从射线发射装置中发射出的射线能够垂直穿透待测壁，当工作局部区域存在缺陷时，穿过此缺陷区域的射线衰减程度与正常区域不同，引起投射射线强度发生变化，这样，就可以通过对射线接收装置接收到的不同强度的射线进行检测，进而判断待测工件中是否存在缺陷，以及缺陷的大小等信息。本实用新型实施例中，还可以通过实时记录第一爬壁装置和第二爬壁装置的位置以及对应射线接收图像的变化，来判断缺陷的位置信息。本实用新型克服了通过人工检测所存在的危害人体，防护成本高的缺点，实现了采用自动化手段来替代人工焊缝检测，有效降低防护成本，提高检测效率。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1为本实用新型一实施例所提供的一种探伤机器人的一种组成结构示意图；

图2为本实用新型一实施例所提供的一种探伤机器人的另一种组成结构示意图；

图3为本实用新型一实施例所提供的一种第一爬壁装置的组成结构示意图；

图4为本实用新型一实施例所提供的一种射线接收图像的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1为本实用新型一实施例所提供的一种探伤机器人的组成结构示意图，请参考图1。

本实用新型提供一种探伤机器人，探伤机器人包括第一爬壁装置101和第二爬壁装置102，第一爬壁装置101上安装有射线发射装置103，第二爬壁装置102上安装有射线接收装置104，第二爬壁装置102与第一爬壁装置101同步运动，射线发射装置103与射线接收装置104分别位于相对于待测壁105内外两侧对称的位置。

为采用自动化手段来替代人工焊缝检测，本实用新型实施例特提供一种探伤机器人，本实用新型实施例中的探伤机器人包括有第一爬壁装置101和第二爬壁装置102，用于分别搭载射线发射装置103和射线接收装置104，在工作时，安装有射线发射装置103的第一爬壁装置101与安装有射线接收装置104的第二爬壁装置102同步运动，这样，使得射线发射装置103与射线接收装置104也能同步运动。并且，本实用新型实施例中，射线发射装置103与射线接收装置104位于待测壁105内外两侧对称的位置，这样，使得从射线发射装置103中发射出的射线能够垂直穿透待测壁105，当工作局部区域存在缺陷时，穿过此缺陷区域的射线衰减程度与正常区域不同，引起投射射线强度发生变化，这样，就可以通过对射线接收装置104接收到的不同强度的射线进行检测，进而判断待测工件中是否存在缺陷，以及缺陷的大小等信息。本实用新型实施例中，还可以通过实时记录第一爬壁装置101和第二爬壁装置102的位置以及对应射线接收图像的变化，来判断缺陷的位置信息。本实用新型实施例克服了通过人工检测所存在的危害人体，防护成本高的缺点，实现了采用自动化手段来替代人工焊缝检测，有效降低防护成本，提高检测效率。

本实用新型实施例中，射线发射装置103与射线接收装置104分别位于相对于待测壁105内外两侧对称的位置，而第一爬壁装置101和第二爬壁装置102同样可以对称位于待测壁105的内外两侧，或者不完全对称位于待测壁105的内外两侧位置。当待测壁105内侧或外侧表面不光洁或有障碍物，使得第一爬壁装置101与第二爬壁装置102无法位于完全对称的位置时，可以通过在第一爬壁装置101上活动连接第一连接件，第一连接件用以连接射线发射装置103，同样的，可以在第二爬壁装置102上活动连接第二连接件，第二连接件用以连接射线接收装置104，这样，当第一爬壁装置101与第二爬壁装置102无法位于完全正对称的位置时，还可以通过控制第一连接件和第二连接件移动一定角度或长度来使得射线发射装置103和射线接收装置104能够位于完全正对称位置。使机器人能够适应各种工作面上的自动化检测，有利于提高机器人的实用性和可靠性。

在一可实施方式中，射线发射装置103与射线接收装置104分别位于第一爬壁装置101和第二爬壁装置102上相对称的位置，机器人还包括第一控制装置和第二控制装置，第一控制装置安装于第一爬壁装置101上，用于控制第一爬壁装置101沿工作面设定路线行进；第二控制装置安装于第二爬壁装置102上，用于控制第二爬壁装置102与第一爬壁装置101同步运动，并使第二爬壁装置102位于与第一爬壁装置101相对于待测壁105对称的位置。

本实用新型实施例中，机器人通过第一控制装置和第二控制装置来控制第一爬壁装置101和第二爬壁装置102的位移，使得第一爬壁装置101和第二爬壁装置102能够始终位于待测壁105内外两侧对称的位置，并实现同步运动。这样，只要分别将射线发射装置103和射线接收装置104安装于第一爬壁装置101和第二爬壁装置102上的对称位置，便能使得射线发射装置103与射线接收装置104也始终相对于待测壁105正对称，从而实现稳定而精准的检测功能。

在一可实施方式中，射线发射装置103上设有标识件，第二控制装置包括图像识别装置和控制处理器，图像识别装置与射线接收装置104相连接，控制处理器与图像识别装置相连接，图像识别装置用于根据标识件的投影计算第二爬壁装置102与第一爬壁装置101的位置偏差，并发送至控制处理器；控制处理器用于将接收的位置偏差转换成驱动控制参数进而根据驱动控制参数控制第二爬壁装置102的位移。

本实用新型实施例中，通过在射线发射装置103上设置标识件，使得射线发射装置103中标识件区域内所发射出的射线因标识件的阻挡而发生强度变化，并反应于射线接收装置104中，从而连接于射线接收装置104的图像识别装置，便能够根据所得到的射线图像中标识件相对于原始位置的偏移量计算得到第二爬壁装置102和第一爬壁装置101的位置偏差，并将位置偏差发送给控制处理器。控制处理器根据所得到的位置偏差进行计算，得到驱动控制参数，并根据驱动控制参数来控制第二爬壁装置102进行位移，从而使得第二爬壁装置102能够始终保持在与第一爬壁装置101相对称的位置，进而有利于实现更加精准的自动化检测效果。

其中，图像识别装置接收到射线接收装置104的射线图像后，先通过形态学滤波对原始图像进行预处理，得到排除了画面中的其他噪音后的纯净原始图像；然后通过遗传算法对纯净原始图像进行分割，得到标识件的初始分割图像数据；接着对标识件的初始分割图像数据的二值化图像进行边缘提取，得到分割边缘图像；最后用Hough变换检测分割边缘图像，得到标识件准确位置。通过这样的图像处理识别后，能够准确地得到标识件的位置，从而有利于提高对第二爬壁装置102和第一爬壁装置101之间位置偏差的计算精确度。

在一可实施方式中，图像识别装置与射线接收装置104通过有线或无线的方式相连接，控制处理器与图像识别装置通过有线或无线的方式相连接。

本实用新型实施例中，具体的，图像识别装置与射线接收装置104可以直接通过数据线进行连接，或者通过无线信号传输的方式进行连接，同样的，控制处理器与图像识别装置也可以直接通过数据线等进行连接或通过无线信号传输的方式进行连接。也就是说，图像识别装置和/或控制处理器可以不直接安装于第二爬壁装置102上，也可以复合在机器人的其他装置上进行远程数据传输和处理，从而提升数据处理性能，便于远程操控。

在一可实施方式中，标识件设置于射线发射装置103的发射窗口处，标识件为十字金属丝。本实用新型实施例通过直接将十字金属丝标识件设置在射线发射装置103的发射窗口处，使得当射线照透待测件壁面上的缺陷时，十字丝影像也出现在射线图像上，请参考图4。并且，当第一爬壁装置101发生运动时，十字金属丝也发生同步运动，那么在第二爬壁装置102的射线接收装置104上便可以判断出标识件开始偏移出图像中央，接着便可以通过图像识别装置和控制处理器根据十字金属丝的位置偏差来调节第二装置进行相应位移，使得第二爬壁装置102能够与第一爬壁装置101进行同步运动。设置十字金属丝作为标识件，不仅结构简单，而且标识清楚，有利于提高机器人的检测准确率。

在一可实施方式中，第二控制装置通过对第二爬壁装置102设定与第一爬壁装置101相同的行进路线来控制第二爬壁装置102与第一爬壁装置101同步运动。本实用新型实施例中，可以通过利用第二控制装置直接设定与第一爬壁装置101相同的行进路线来实现两个爬壁装置同步运动的状态。这种方式简单，适用于工作面光洁无障碍物的情况。

在一可实施方式中，机器人还包括监测装置106，监测装置106通过有线或无线的方式分别与第一爬壁装置101和第二爬壁装置102相连接，监测装置106用于采集并处理第一爬壁装置101和第二爬壁装置102的坐标信息和图像信息。本实用新型实施例中，具体的，机器人的监测装置106与第一爬壁装置101和第二爬壁装置102可以分别通过数据线或无线信号传输的方式进行连接。第一爬壁装置101可以通过实时将自身坐标信息发送至监测装置106，而第二爬壁装置102实时地将自身坐标信息以及接收到的射线图像信息实时传输至监测装置106，使得监测装置106得以了解待测件壁上两个爬壁装置的实况，并有利于数据进行进一步加工处理或保存。或者，监测装置106可以通过全站仪107等装置来自行监测位置信息。

其中，监测装置106可以通过分别与第一控制装置和第二控制装置进行连接来实现信息数据的采集。进一步的，监测装置106可以通过有线或无线电的方式与射线接收装置104相连接，并且用于监测标识件的图像识别装置可以连接在监测装置106上，这样，当射线接收装置104将射线图像数据发送至监测装置106上时，监测装置106一方面可以直接通过复合连接在监测装置106上的图像识别装置来进行图像处理，精确识别标识件的位置偏差，再将所得到的位置偏差发送至连接于监测装置106的控制处理器，这样，有利于提高监测装置106的综合处理功能和远程实时监控的效果；另一方面，监测装置106可以通过自身的图像处理装置对射线发射装置103所发送的射线图像数据进行再处理，准确得到缺陷区域图像的位置以及大小等数据，有效提高了检测效率实现可视化的缺陷区域资料。

请参考图2，在一可实施方式中，监测装置106包括全站仪107，监测装置106通过全站仪107来采集第一爬壁装置101和第二爬壁装置102的位置信息。本实用新型实施例中，当探伤机器人通过全站仪107来监测第一爬壁装置101和第二爬壁装置102的位置信息时，可以将全站仪107布置在待测罐体内部，将机器人各个装置连接好后，启动定位功能，实时监测罐壁上第一爬壁装置101和第二爬壁装置102的坐标位置。

请参考图3，在一可实施方式中，第一爬壁装置101和/或第二爬壁装置102为永磁爬壁机器装置。永磁爬壁机器装置整体结构由两个独立的高性能磁轮108通过铰链机构109与主体110连接，当第一爬壁装置101和第二爬壁装置102均为永磁爬壁机器装置时，射线发射装置103与射线接收装置104分别位于两个永磁爬壁机器装置主体110上相对称的位置。优选的，射线发射装置103与射线接收装置104分别位于两个永磁爬壁机器装置主体110上的搭载机构111上，以加强搭载可靠性。本实用新型实施例的永磁爬壁机器装置可以实现圆弧内外壁面的自由行走，并且永磁爬壁机器装置是使用稀土磁体制作的高强度永磁轮，即使出现意外断电，也不会发生车体在高处跌落的危险。机器人可以可靠地吸附在钢体表面，可以安全的进行水平、垂直甚至倒置等不同形态的扫描检测和其他任务执行。本实用新型实施例中，第一爬壁装置101、第二爬壁装置102优选为永磁爬壁机器装置，永磁爬壁机器装置车身小巧、磁吸力超强、适用范围极广、高精度的操控性、兼容所有无损检测手段、分体车身设计、精准的激光定位、高性能动力传输等。

在一可实施方式中，射线发射装置103包括X射线发射装置、γ射线发射装置和中子射线发射装置中的一种或多种。其中X射线、γ射线、中子射线这三种射线均易穿透物质，经常被用于无损检测，其中X射线和γ射线广泛用于锅炉压力容器焊缝和其他工业产品、结构材料的缺陷检测，而中子射线仅用于一些特殊场合，具体可以根据不同的应用场景来选择相应合适的射线发射装置。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种探伤机器人，所述探伤机器人包括第一爬壁装置和第二爬壁装置，所述第一爬壁装置上安装有射线发射装置，所述第二爬壁装置上安装有射线接收装置，所述第二爬壁装置与所述第一爬壁装置同步运动，所述射线发射装置与所述射线接收装置分别位于相对于待测壁内外两侧对称的位置。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述射线发射装置与所述射线接收装置分别位于所述第一爬壁装置和所述第二爬壁装置上相对称的位置，所述机器人还包括第一控制装置和第二控制装置，所述第一控制装置安装于所述第一爬壁装置上；所述第二控制装置安装于所述第二爬壁装置上；所述第二爬壁装置位于与所述第一爬壁装置相对于待测壁对称的位置。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述射线发射装置上设有标识件，所述第二控制装置包括图像识别装置和控制处理器，所述图像识别装置与所述射线接收装置相连接，所述控制处理器与所述图像识别装置相连接。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述图像识别装置与所述射线接收装置通过有线或无线的方式相连接，所述控制处理器与所述图像识别装置通过有线或无线的方式相连接。

5.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述标识件设置于所述射线发射装置的发射窗口处，所述标识件为十字金属丝。

6.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括监测装置，所述监测装置通过有线或无线的方式分别与所述第一爬壁装置和第二爬壁装置相连接。

7.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，所述第一爬壁装置和/或第二爬壁装置为永磁爬壁机器装置。

8.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，所述射线发射装置包括X射线发射装置、γ射线发射装置和中子射线发射装置中的一种或多种。

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