[實用新型]一種用于磁粉探傷檢測的爬壁機器人

有效

• 申請號: 201520220677.6
• 申請日: 2015-04-14
• 公開（公告）號: CN204701687U
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 梁利華;潘柏松;葉宇峰;王偉華;張松松;唐晨;魏靈航;徐俊杰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學;浙江省特種設備檢驗研究院
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;G01N27/84
• 代理公司: 杭州之江專利事務所(普通合伙) 33216
• 代理人: 林蜀

技術領域

本實用新型涉及的是一種用于磁粉探傷檢測的爬壁機器人。

背景技術

高空大型設備，如壓力容器、港口物流設備等，都需要定期進行安全檢測，磁粉探傷是最為常用的無損檢測方法。目前，無損檢測工作主要由人工實現，存在工作繁瑣、效率低下、危險性高等問題。

爬壁機器人是一種能吸附在罐體表面的可移動自動化設備，可以在核工程、消防和大型非結構設備的制造和維護等危險和極限環境下代替工人完成工作。

發明內容

為解決現有技術用人工對設備的進行磁探傷檢測工作繁瑣、效率低下、危險性高等問題，提供一種用于磁粉探傷檢測的爬壁機器人，這種自動化設備能極大地提高磁探傷效率，并且消滅了人員損傷。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種用于磁粉探傷檢測的爬壁機器人，包括行動裝置、噴磁裝置、磁化裝置、打標裝置；

行動裝置包括機架，在機架上安裝有兩組磁吸附輪，每組磁吸附輪分為主動輪和從動輪，主動輪與從動輪通過同步帶連接，主動輪與驅動電機連接；磁吸附輪的轉軸安裝在抱轂上，抱轂上固定有彈簧軸，彈簧軸穿過機架的豎向通孔，彈簧軸頂部設有擋片，在彈簧軸外側、機架的兩側安裝有彈簧；

磁化裝置，磁探頭包括四個E型探頭，這四個E型探頭固定在工字形連接件的末端，柔性連接頭設有上連接板和下連接板，上、下連接板間設有彈簧銷軸，彈簧銷軸外套設有壓簧；上連接板外側固定有帶帽彈簧銷軸，帶帽彈簧銷軸外套設有壓簧，帶帽彈簧銷軸的末端設有用于阻擋彈簧的擋帽；安裝在機架上的步進電機通過同步帶與轉軸連接，轉軸上安裝有偏心凸輪，偏心凸輪安裝在上連接板的偏心輪外架內；磁探頭的工字形連接件穿過柔性連接頭下連接板的磁探頭外架；機架上對應于四個E型探頭固定有四個豎向的導軌；

在機架上固定有打標裝置，打標裝置包括推拉型電磁鐵，在電磁鐵的底部安裝有標記印章。

上述的一種用于磁粉探傷檢測的爬壁機器人，還包括攝錄裝置，在車架上安裝有向壁面照射的照明燈，以及可對照射區域進行攝錄的攝像頭。

上述的一種用于磁粉探傷檢測的爬壁機器人，減震梁板與機架螺紋連接，在減震梁板上開設有兩個豎向通孔，用于磁吸附輪減震的兩支彈簧軸分別穿過減震梁板上的兩個豎向通孔。

上述的一種用于磁粉探傷檢測的爬壁機器人，磁吸附輪的外夾板與轉軸螺紋連接，轉軸為空心鍵軸，同步帶輪與轉軸通過鍵與鍵槽結構連接，內夾板通過螺栓與外夾板連接，陣列磁環內周面安裝有環形導磁軛鐵，陣列磁環的外周面安裝有橡膠墊圈，環形軛鐵固定于外夾板與內夾板的凹槽內；在轉軸外固定有陣列磁環，陣列磁環包括若干組磁陣列單元，每組磁陣列單元依次包括N極向心到S極的徑向磁塊、N極到S極的順時針環向磁塊、N極外向心到S極的徑向磁塊，N板到S極的逆時針環向磁塊。

上述的一種用于磁粉探傷檢測的爬壁機器人，陣列磁環包括四組磁陣列單元。

上述的一種用于磁粉探傷檢測的爬壁機器人，相鄰的徑向磁塊和環向磁塊，環向角度比為0.4-0.8。

上述的一種用于磁粉探傷檢測的爬壁機器人，磁化裝置中的偏心凸輪外固定有兩個軸承，軸承之間設有隔離環，軸承安裝在柔性連接頭上連接板的偏心輪外架內。

磁輪能使爬壁機器人牢牢地吸附于導磁罐體表面，通過本實用新型對磁輪陣列的優化，增強了磁輪的磁吸附力。

環形Halbach的排列方式變化多樣，人們常把一個徑向的N極永磁單元和一個環向的S極永磁單元形成的磁極稱為一個極對。多極的Halbach環形陣列極對數有偶數和奇數兩類，奇數極對數Halbach圓形陣列為對內加強型，偶數極對數Halbach陣列為對外加強型。根據爬壁機器人需要用到外加強型把爬壁機器人吸附在導磁體，通常吸附在鐵罐體上用于檢測鐵罐體的性能使用，故以4，6，8，12，16偶數極對數，進行仿真分析。

附圖18中X為磁輪旋轉角度，單位為°；Y為吸附力，單位為N。由附圖18可知極對數越多，吸附力越趨于平穩，極對數較少的磁輪吸附力大小峰值波動越大。采用8極對數磁輪吸附力波動控制在5%以內，而且磁吸附力也較高。

針對8個極對數組成的磁環，相鄰縱向永磁單元和橫向永磁單元的體積配比對吸附力也有不同的影響。為直觀的反應兩者的大小引入系數環向角度比k，

k=n/(n+m)

上式中：n為徑向永磁單元角度；m為環向永磁單元角度。