CN217156422U - 超声波探伤检测攀爬小车 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种超声波探伤检测攀爬小车，包括车体以及设置于车体上的磁性轮、驱动机构、探伤液涂刷机构和探伤机构；车体的底部四角处均布有磁性轮，车体下方设置有用于驱动磁性轮转动的驱动机构；车体一侧设置有探伤液涂刷机构，其包括延伸至车体外并能够沿垂直于车体移动方向进行往复运动的刷头；车体另一侧设置有探伤机构，其包括延伸至车体外并能够沿垂直于车体移动方向进行往复运动的超声波探头。本申请能够磁力吸附在风电塔筒表面并在驱动机构的带动下自行攀爬，刷头能够自动往复运动进而涂刷探伤液，超声波探头可以在风电塔筒表面不断扫射以进行自动探伤，一方面解决高处位置不易检测的问题，另一方面提高了探伤检测效率。

Description

超声波探伤检测攀爬小车

技术领域

本申请涉及检测装置技术领域，尤其涉及一种超声波探伤检测攀爬小车。

背景技术

利用风力发电因非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。在风力发电机组中，风电塔架在风力发电机组中作为支撑将风力发电机舱送入高空中以提高风能利用率，同时风电塔架能够吸收机组震动。在风电塔架的制作和现场服役期间的维护中，超声波无损检测是必不可少的一环。

在风电塔架制造的过程中，其主体结构风电塔筒焊接完毕后需对焊缝进行超声波检测，因风电塔筒直径较大(筒体直径在3m至5m之间)，对于平放的风电塔筒，其高处无法达到的位置，焊缝检测时需将风电塔筒平放在滚轮架上，通过滚轮架转动带动风电塔筒转动，将高处位置转到低处位置方可人工探伤。同时，探伤时需要人工一手手持探伤仪、一手手持超声波探头对风电塔筒焊缝附近扫动来进行探伤检测。以上过程中，一方面，因受空间限制要借助滚轮而需要人工搬运滚轮架和将风电塔筒放置其上而占用生产时间；另一方面，人工检测会一定程度上消耗人的体力从而减慢检测效率。综上，现有的对风电塔筒的检测存在效率低的问题。

同时，风电场刚安装或已投入使用的风电塔筒，维护期间需对个别位置的内部进行无损探伤，已经树立起的风电塔筒其高空处人员无法轻易到达，存在不易进行超声波无损探伤检测的问题。

实用新型内容

本申请提供一种超声波探伤检测攀爬小车，用以解决现有的检测装置检测效率低以及高处不易检测的问题。

本申请提供一种超声波探伤检测攀爬小车，包括车体以及设置于车体上的磁性轮、驱动机构、探伤液涂刷机构和探伤机构；

车体的底部四角处均布有能够磁力吸附在风电塔筒表面的磁性轮，车体下方设置有用于驱动磁性轮转动的驱动机构；

车体在沿移动方向的一侧设置有用于向风电塔筒表面涂刷探伤液的探伤液涂刷机构，探伤液涂刷机构包括延伸至车体外并能够沿垂直于车体移动方向进行往复运动的刷头；

车体在与探伤液涂刷机构相对的一侧设置有用于对风电塔筒表面进行探伤检测的探伤机构，探伤机构包括延伸至车体外并能够沿垂直于车体移动方向进行往复运动的超声波探头。

在本申请的一实施例中，驱动机构包括第一电机、驱动齿轮、从动齿轮和转轴，第一电机设置在车体底壁外，第一电机的输出轴安装有驱动齿轮，转轴中部固定穿连有从动齿轮，转轴的两端分别与两个相对的磁性轮的轮心固定连接，驱动齿轮与从动齿轮啮合连接。

在本申请的一实施例中，探伤机构还包括夹持杆、弧形齿条、第二电机和第二齿轮，夹持杆的一端与超声波探头固定连接，夹持杆的另一端与弧形齿条固定连接，夹持杆中部铰接在车体顶壁内，第二电机设置在车体顶壁内，第二电机的输出轴安装有与弧形齿条啮合连接的第二齿轮。

在本申请的一实施例中，探伤机构还包括气缸和托板，夹持杆包括在竖直方向相互滑动连接的第一夹杆和第二夹杆，第一夹杆与超声波探头相连接，第二夹杆与弧形齿条固定连接，气缸设置在车体内侧底壁上，气缸的输出轴顶端固连有托板，托板顶端与第一夹杆底端相抵接。

在本申请的一实施例中，探伤液涂刷机构还包括连接杆、圆弧齿条、第三电机和第三齿轮，连接杆的一端与刷头固定连接，连接杆的另一端与圆弧齿条固定连接，连接杆中部铰接在车体底壁内，连接杆连接刷头的一端向下折弯，第三电机设置在车体底壁内，第三电机的输出轴安装有与圆弧齿条啮合连接的第三齿轮。

在本申请的一实施例中，超声波探伤检测攀爬小车还包括用于向探伤液涂刷机构进行探伤液输送的供探伤液机构，供探伤液机构包括输液管以及位于地面上的水泵和储液箱，输液管的一端通过水泵与储液箱相连通，输液管的另一端与刷头相连接。

在本申请的一实施例中，刷头包括毛刷以及设置在毛刷上方的带有密集孔的出液喷头，出液喷头与输液管相连通。

在本申请的一实施例中，第二电机为变频往复电机。

在本申请的一实施例中，超声波探伤检测攀爬小车还包括分别与驱动机构、探伤液涂刷机、构探伤机构和供探伤液机构电连接的控制器。

在本申请的一实施例中，超声波探头包括探头本体以及与探头本体相连接的探头驱动电机，探头驱动电机与控制器电连接。

本申请提供的超声波探伤检测攀爬小车，通过在车体的底部四角处均匀设置有磁性轮，攀爬小车通过磁力吸附在风电塔筒表面并在驱动机构的带动下自行攀爬，而无需将风电塔筒平放在滚轮架上转动，风电塔筒不再受限借助于滚轮架等设备，可在任何放置形式下借助攀爬小车对其进行全方位超声波探伤检测。另外，本申请通过在车体移动方向的前、后侧壁上分别设置有探伤液涂刷机构和探伤机构，探伤液涂刷机构包括能够沿垂直于车体移动的方向进行往复运动的刷头，刷头能够在风电塔筒表面的焊缝处往复运动进而涂刷探伤液；探伤机构包括能够沿垂直于车体移动的方向进行往复运动的超声波探头，超声波探头可以在风电塔筒表面不断扫射，发出并接收超声波，以对风电塔筒表面进行自动探伤，可以在一定程度上提高检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的超声波探伤检测攀爬小车的立体结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的超声波探伤检测攀爬小车底部的立体结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的超声波探伤检测攀爬小车内部的立体结构示意图；

图4为本申请另一实施例提供的超声波探伤检测攀爬小车的立体结构示意图。

附图标记说明：

1、车体；

2、磁性轮；

3、驱动机构；31、第一电机；32、驱动齿轮；33、从动齿轮；34、转轴；

4、探伤液涂刷机构；41、刷头；411、毛刷；412、出液喷头；42、连接杆；43、圆弧齿条；44、第三电机；45、第三齿轮；

5、探伤机构；51、超声波探头；511、探头本体；512、探头驱动电机；52、夹持杆；521、第一夹杆；522、第二夹杆；523、直齿条；53、弧形齿条；54、第二电机；55、第二齿轮；56、气缸；57、托板；

6、供探伤液机构；61、输液管；62、水泵；63、储液箱。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，也属于本申请保护的范围。

首先对本申请所涉及的名词进行解释：

超声波探伤：是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

本申请一实施例提供一种超声波探伤检测攀爬小车，如图1和图2所示，包括车体1以及设置于车体1上的磁性轮2、驱动机构3、探伤液涂刷机构4和探伤机构5。

车体1的底部四角处均布有能够磁力吸附在风电塔筒表面的磁性轮2，车体1下方设置有用于驱动磁性轮2转动的驱动机构3。

车体1比如可以是用1mm厚的高强度铝合金材料制成的尺寸为300×150×100的方形箱体，并用于安装驱动机构3、探伤液涂刷机构4和探伤机构5，车体1尺寸小易于移动。

磁性轮2用于磁性吸附在风电塔筒表面保持车体1稳定，本申请提供的超声波探伤检测攀爬小车由于具有磁性轮2，除了适用于风电塔筒表面的探伤检测，还可以适用于其他钢结构表面的探伤检测，例如石油管道、大型压力容器、高架钢结构等，本申请具体适用范围广的特性。

车体1在沿移动方向的一侧设置有用于向风电塔筒表面涂刷探伤液的探伤液涂刷机构4，探伤液涂刷机构4包括延伸至车体1外并能够沿垂直于车体1移动方向进行往复运动的刷头41。探伤液作为超声波探测时的耦合剂，是在超声波探头51与风电塔筒表面之间施加的一层透声介质，探伤液用于排除超声波探头51与风电塔筒表面之间的空气，使超声波能有效地传入所探测位置内部，保证探测面上有足够的声强透射率，以达到检测的目的，在进行超声波探伤前需要先由刷头41涂刷探伤液。为提高探伤效率，车体1常沿着被探伤位置移动，刷头41需要沿垂直于车体1移动的方向进行往复运动，以使得探伤液的涂刷更加均匀。

需要注意的是，移动方向同侧的两个磁性轮2之间的距离大于刷头41摆动方向的距离，以防止磁性轮2沾染到探伤液，进而影响攀爬小车的移动。

车体1在与探伤液涂刷机构4相对的一侧设置有用于对风电塔筒表面进行探伤检测的探伤机构5，探伤机构5包括延伸至车体1外的超声波探头51，超声波探头51可沿着垂直于车体1移动方向进行往复运动，可以从多个方向发射和接收超声波，探测的准确性更高。在实际生产中，超声波探头51常连接有传输探伤信息的数据线(图中未画出)，车体1上方还设置有用于导向并固定数据线的支架(图中未画出)。

本申请提供的超声波探伤检测攀爬小车在使用时，首先将磁性轮2吸附在风电塔筒表面，将带有探伤液涂刷机构4的一侧作为车体1移动方向的前侧，然后启动驱动机构3，驱动机构3带动磁性轮2转动，攀爬小车得以沿风电塔筒表面移动；当攀爬小车移动至所要探伤的位置时，同时启动探伤液涂刷机构4和探伤机构5，刷头41在前往复运动涂刷探伤液，探伤机构5在其后同时动作以进行连续探伤；或先启动探伤液涂刷机构4，将所要检测位置涂刷探伤液后，超声波探头51再移至涂刷探伤液的位置进行定点探伤。

在风电塔筒制造行业中，本申请提供的超声波探伤检测攀爬小车，通过在车体1的底部四角处均匀设置有磁性轮2，攀爬小车通过磁力吸附在风电塔筒表面并在驱动机构3的带动下自行攀爬，而无需将风电塔筒平放在滚轮架上转动，风电塔筒不再受限借助于滚轮架等设备，可在任何放置形式下借助攀爬小车对其进行全方位超声波探伤检测。另外，本申请通过在车体1移动方向的前、后侧壁上分别设置有探伤液涂刷机构4和探伤机构5，探伤液涂刷机构4包括能够沿垂直于车体1移动的方向进行往复运动的刷头41，刷头41能够在风电塔筒表面的焊缝处往复运动进而涂刷探伤液；探伤机构5包括能够沿垂直于车体1移动的方向进行往复运动的超声波探头51，超声波探头51可以在风电塔筒表面不断扫射，发出并接收超声波，以对风电塔筒表面进行自动探伤，可在一定程度上提高检测效率。

在一些实施例中，如图1和图2所示，驱动机构3包括第一电机31、驱动齿轮32、从动齿轮33和转轴34，第一电机31横向设置在车体1底壁外，第一电机31的输出轴安装有驱动齿轮32，转轴34中部固定穿连有从动齿轮33，转轴34的两端分别与车体1移动方向一侧的两个相对的磁性轮2的轮心固定连接，驱动齿轮32与从动齿轮33啮合连接。驱动机构3在使用时，启动第一电机31，第一电机31输出轴旋转带动驱动齿轮32旋转，驱动齿轮32带动与其啮合连接的从动齿轮33旋转，从动齿轮33带动与其固连的转轴34旋转，转轴34带动其两端固连的两个相对的磁性轮2旋转，车体1得以移动，攀爬小车通过驱动机构3实现了自行攀爬。

在一些实施例中，如图1和图3所示，探伤机构5还包括夹持杆52、弧形齿条53、第二电机54和第二齿轮55，夹持杆52的一端与超声波探头51固定连接，夹持杆52的另一端与弧形齿条53固定连接，夹持杆52中部铰接在车体1顶壁内，第二电机54纵向设置在车体1顶壁上，第二电机54的输出轴安装有与弧形齿条53啮合连接的第二齿轮55。探伤机构5在使用时，启动第二电机54，第二电机54输出轴旋转带动第二齿轮55旋转，第二齿轮55带动与其啮合连接的弧形齿条53旋转，进而带动夹持杆52绕其与车体1顶壁的铰接点旋转，同时夹持杆52另一端夹持的超声波探头51进行往复运动，进行自动探伤。

在一些实施例中，如图1和图3所示，第二电机54为变频往复电机。第二电机54往复运转以带动超声波探头51进行往复移动，第二电机54为变频电机，可以控制超声波探头51进行往复移动的速度，以适用于风电塔筒表面不同尺寸的焊缝的探测。

在一些实施例中，如图1和图3所示，探伤机构5还包括气缸56和托板57，夹持杆52包括在竖直方向相互滑动连接的第一夹杆521和第二夹杆522，第一夹杆521与超声波探头51相连接，第二夹杆522与弧形齿条53固定连接，气缸56设置在车体1内侧底壁上，气缸56的输出轴顶端固连有托板57，托板57顶端与第一夹杆521底端相抵接。使用时，当攀爬小车在风电塔筒表面移动时，气缸56的输出轴上升，进而带动其顶端的托板57以及托板57顶端的第一夹杆521上升，能够避免超声波探头51在风电塔筒表面发生磨损；当攀爬小车移动至所要探伤的位置后启动气缸56，气缸56的输出轴下降，进而带动气缸56输出轴顶端的托板57以及托板57顶端的第一夹杆521下降，使得超声波探头51能够贴近所要探伤的位置。

在一些实施例中，如图1和图3所示，探伤液涂刷机构4还包括连接杆42、圆弧齿条43、第三电机44和第三齿轮45，连接杆42的一端与刷头41固定连接，连接杆42的另一端与圆弧齿条43固定连接，连接杆42中部铰接在车体1顶壁内，连接杆42连接刷头41的一端向下折弯，第三电机44设置在车体1顶壁上，第三电机44的输出轴安装有与圆弧齿条43啮合连接的第三齿轮45。探伤液涂刷机构4在使用时，启动第三电机44，第三电机44输出轴旋转带动与其连接的第三齿轮45旋转，进而带动圆弧齿条43旋转，进而带动连接杆42绕其与车体1顶壁的铰接点旋转，同时连接杆42另一端的刷头41进行往复运动，进行自动涂刷。

在一些实施例中，如图1和图4所示，超声波探伤检测攀爬小车还包括用于向探伤液涂刷机构4进行探伤液输送的供探伤液机构6，供探伤液机构6包括输液管61以及位于地面上的水泵62和储液箱63，输液管61的一端通过水泵62与储液箱63相连通，输液管61的另一端与刷头41相连接。使用时，当攀爬小车移动至所要探伤的位置时再启动水泵62，水泵62将储液箱63内的探伤液通过输液管61输送至刷头41处。储液箱63用于储存探伤液，输液管61为软管并用于将储液箱63中的探伤液输送至攀爬小车的刷头41处，水泵62用于为输液管61内探伤液的流动提供动力。设置供探伤液机构6可以在完成涂刷探伤液的情况下使得攀爬到高处的车体1本身携带更少的探伤液，有益于降低车体1重量，方便移动。

在一些实施例中，如图4所示，刷头41包括毛刷411以及设置在毛刷411上方的带有密集孔的出液喷头412，出液喷头412与输液管61相连通。出液喷头412比如可以是围绕设置在毛刷411上方的连接杆42上，出液喷头412的下表面在毛刷411两侧设置有密集孔。带有密集孔的出液喷头412用于将输液管61内的探伤液均匀分流出来，以便于毛刷411的涂刷，使得风电塔筒表面的探伤液分布均匀，有利于探测。

在一些实施例中，如图2至图4所示，超声波探伤检测攀爬小车还包括分别与驱动机构3、探伤液涂刷机构4、探伤机构5和供探伤液机构6电连接的控制器，控制器内部设置有遥控电路模块，控制器内的遥控电路模块分别与驱动机构3内的第一电机31、探伤液涂刷机构4内的第三电机44、探伤机构5内的第二电机54和气缸56、供探伤液机构6内的水泵62电连接，并且可以远距离分别控制各电器的启停，控制器还用于控制第二电机54的运行速度，进而控制夹持杆52和超声波探头51的探测移动速度。另外，在实际生产中，车体1上还设置有供电机构(图中未画出)，供电机构分别与驱动机构3、探伤液涂刷机构4、探伤机构5电连接，用于为各电器的动作提供动力，供电机构比如可以是充电电源，还可以是在车体1外部外接电源。

在一些实施例中，如图3所示，超声波探头51包括探头本体511以及与探头本体511相连接的探头驱动电机512，具体的，探头驱动电机512与第一夹杆521相连接，探头驱动电机512的输出轴与探头本体511相连接，探头驱动电机512能够带动探头本体511进行旋转，进而探测出焊缝内缺陷的类型。探头驱动电机512与控制器电连接，控制器能够在探伤机构5内的夹持杆52往复摆动探测到焊缝内的缺陷位置后控制探头驱动电机512进行缓慢转动，进而带动探头本体511在焊缝的缺陷处在水平面内缓慢旋转一定角度，使探头本体511发射的超声波与缺陷面呈一定角度，从而进一步探测投影方向为线状或点状类缺陷。

最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种超声波探伤检测攀爬小车，其特征在于，包括车体(1)以及设置于所述车体(1)上的磁性轮(2)、驱动机构(3)、探伤液涂刷机构(4)和探伤机构(5)；

所述车体(1)的底部四角处均布有能够磁力吸附在风电塔筒表面的所述磁性轮(2)，所述车体(1)下方设置有用于驱动所述磁性轮(2)转动的所述驱动机构(3)；

所述车体(1)在沿移动方向的一侧设置有用于向风电塔筒表面涂刷探伤液的所述探伤液涂刷机构(4)，所述探伤液涂刷机构(4)包括延伸至所述车体(1)外并能够沿垂直于所述车体(1)移动方向进行往复运动的刷头(41)；

所述车体(1)在与所述探伤液涂刷机构(4)相对的一侧设置有用于对风电塔筒表面进行探伤检测的所述探伤机构(5)，所述探伤机构(5)包括延伸至所述车体(1)外并能够沿垂直于所述车体(1)移动方向进行往复运动的超声波探头(51)。

2.根据权利要求1所述的超声波探伤检测攀爬小车，其特征在于，所述驱动机构(3)包括第一电机(31)、驱动齿轮(32)、从动齿轮(33)和转轴(34)，所述第一电机(31)设置在所述车体(1)底壁外，所述第一电机(31)的输出轴安装有所述驱动齿轮(32)，所述转轴(34)中部固定穿连有所述从动齿轮(33)，所述转轴(34)的两端分别与两个相对的所述磁性轮(2)的轮心固定连接，所述驱动齿轮(32)与所述从动齿轮(33)啮合连接。

3.根据权利要求1或2所述的超声波探伤检测攀爬小车，其特征在于，所述探伤机构(5)还包括夹持杆(52)、弧形齿条(53)、第二电机(54)和第二齿轮(55)，所述夹持杆(52)的一端与所述超声波探头(51)固定连接，所述夹持杆(52)的另一端与所述弧形齿条(53)固定连接，所述夹持杆(52)中部铰接在所述车体(1)顶壁内，所述第二电机(54)设置在所述车体(1)顶壁上，所述第二电机(54)的输出轴安装有与所述弧形齿条(53)啮合连接的所述第二齿轮(55)。

4.根据权利要求3所述的超声波探伤检测攀爬小车，其特征在于，所述探伤机构(5)还包括气缸(56)和托板(57)，所述夹持杆(52)包括在竖直方向相互滑动连接的第一夹杆(521)和第二夹杆(522)，所述第一夹杆(521)与所述超声波探头(51)相连接，所述第二夹杆(522)与所述弧形齿条(53)固定连接，所述气缸(56)设置在所述车体(1)内侧底壁上，所述气缸(56)的输出轴顶端固连有所述托板(57)，所述托板(57)顶端与所述第一夹杆(521)底端相抵接。

5.根据权利要求1所述的超声波探伤检测攀爬小车，其特征在于，所述探伤液涂刷机构(4)还包括连接杆(42)、圆弧齿条(43)、第三电机(44)和第三齿轮(45)，所述连接杆(42)的一端与所述刷头(41)固定连接，所述连接杆(42)的另一端与所述圆弧齿条(43)固定连接，所述连接杆(42)中部铰接在所述车体(1)顶壁内，所述连接杆(42)连接所述刷头(41)的一端向下折弯，所述第三电机(44)设置在所述车体(1)顶壁上，所述第三电机(44)的输出轴安装有与所述圆弧齿条(43)啮合连接的所述第三齿轮(45)。

6.根据权利要求1或5所述的超声波探伤检测攀爬小车，其特征在于，还包括用于向所述探伤液涂刷机构(4)进行探伤液输送的供探伤液机构(6)，所述供探伤液机构(6)包括输液管(61)以及位于地面上的水泵(62)和储液箱(63)，所述输液管(61)的一端通过所述水泵(62)与所述储液箱(63)相连通，所述输液管(61)的另一端与所述刷头(41)相连接。

7.根据权利要求6所述的超声波探伤检测攀爬小车，其特征在于，所述刷头(41)包括毛刷(411)以及设置在所述毛刷(411)上方的带有密集孔的出液喷头(412)，所述出液喷头(412)与所述输液管(61)相连通。

8.根据权利要求3所述的超声波探伤检测攀爬小车，其特征在于，所述第二电机(54)为变频往复电机。

9.根据权利要求6所述的超声波探伤检测攀爬小车，其特征在于，还包括分别与所述驱动机构(3)、所述探伤液涂刷机构(4)、所述探伤机构(5)和所述供探伤液机构(6)电连接的控制器。

10.根据权利要求9所述的超声波探伤检测攀爬小车，其特征在于，所述超声波探头(51)包括探头本体(511)以及与所述探头本体(511)相连接的探头驱动电机(512)，所述探头驱动电机(512)与所述控制器电连接。

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