[發(fā)明專(zhuān)利]履帶式磁聲復(fù)合檢測(cè)機(jī)器人及檢測(cè)方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710061664.2
• 申請(qǐng)日: 2017-01-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106645418A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭陽(yáng);沈功田;譚繼東;張宗健
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01N29/06
• 分類(lèi)號(hào): G01N29/06;G01N27/83;G01B17/02;B62D55/18
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 韓建偉,張永明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種履帶式磁聲復(fù)合檢測(cè)機(jī)器人及檢測(cè)方法和裝置。

背景技術(shù)

目前，能源安全已成為全世界廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)，如何提高大型石油和石化設(shè)備以及油氣輸送管道的使用周期，降低停產(chǎn)損失，并保障其安全運(yùn)行是各國(guó)科技工作者研究的熱點(diǎn)。因而，對(duì)大型常壓儲(chǔ)罐(例如，國(guó)家原油戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備庫(kù)、千萬(wàn)噸煉油、百萬(wàn)噸乙烯工程等擁有的數(shù)量眾多的儲(chǔ)罐)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要進(jìn)行的一項(xiàng)十分重要的工程。

我國(guó)擁有大型常壓儲(chǔ)罐(容積大于等于5000立方米，直徑大于等于12.5米的儲(chǔ)油罐)20多萬(wàn)臺(tái)，而原油戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備庫(kù)直徑達(dá)100米以上，高度達(dá)幾十米，在這些儲(chǔ)罐壁面的檢測(cè)中，主要關(guān)心的是其腐蝕導(dǎo)致壁厚的減薄，以及表面裂紋等缺陷進(jìn)行檢測(cè)。其儲(chǔ)罐(一般為圓柱型儲(chǔ)罐)的外壁除爬梯以外無(wú)任何可攀登附著處，對(duì)于儲(chǔ)罐外壁缺陷的檢測(cè)，傳統(tǒng)的手段是采用人工檢測(cè)的方式，使用吊索將檢測(cè)人員懸吊至被檢儲(chǔ)罐外壁的壁面，這種檢測(cè)方式需要檢測(cè)人員進(jìn)行高空作業(yè)，較危險(xiǎn)，且效率低下。

為了保障檢測(cè)人員的人身安全，使用爬壁機(jī)器人對(duì)大型儲(chǔ)罐進(jìn)行檢測(cè)是一種很好的解決方法。目前已有研究人員對(duì)爬壁機(jī)器人進(jìn)行了一些設(shè)計(jì)，關(guān)于爬壁機(jī)器人研究如下：

公開(kāi)號(hào)為US4664212的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種真空壁履帶，公開(kāi)號(hào)為EP2653864A1的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種用于腐蝕監(jiān)測(cè)的爬升機(jī)器人和用于電位測(cè)繪的傳感器，公開(kāi)號(hào)為US 9193068 B2的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種結(jié)構(gòu)評(píng)估，維護(hù)和修理裝置和方法，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210130261的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種爬壁機(jī)器人，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201410645993的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種磁吸附爬壁機(jī)器人。這些文獻(xiàn)公開(kāi)的機(jī)器人主要依靠磁吸附或負(fù)壓吸附作用，且為通用機(jī)器人結(jié)構(gòu)，還未考慮針對(duì)不同檢測(cè)需求進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，且不具備檢測(cè)能力，若將其用于檢測(cè)，只能攜帶檢測(cè)儀器或設(shè)備，這將增加整機(jī)的體積與重量，若同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)檢測(cè)，整機(jī)重量大大增加，這對(duì)機(jī)器人的負(fù)載能力提出了新的要求。

針對(duì)檢測(cè)運(yùn)用所設(shè)計(jì)的爬壁檢測(cè)機(jī)器人，研究情況如下：公開(kāi)號(hào)為US 8171809B2的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種風(fēng)力渦輪機(jī)檢查系統(tǒng)和方法，其針對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了檢測(cè)小車(chē)的設(shè)計(jì)，但是，由于機(jī)器人采用繩索牽引，使用不便；文章“用于檢查的負(fù)壓粘附的爬升機(jī)器人的開(kāi)發(fā)”中提出的機(jī)器人采用真空吸盤(pán)結(jié)構(gòu)，因而只能運(yùn)用于光滑表面，對(duì)不同曲率半徑的壁面適應(yīng)較困難；申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210185203的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種復(fù)合磁吸附式視頻檢測(cè)爬壁機(jī)器人，由于其只針對(duì)壁面通過(guò)視頻進(jìn)行視覺(jué)檢測(cè)，因而不具備測(cè)厚等功能；申請(qǐng)?zhí)枮镃N201510173038的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種用于磁粉探傷檢測(cè)的爬壁機(jī)器人，其主要針對(duì)磁粉探傷設(shè)計(jì)優(yōu)化，不能進(jìn)行自動(dòng)壁面測(cè)厚；申請(qǐng)?zhí)枮镃N2010101060800的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種風(fēng)機(jī)塔筒焊縫自動(dòng)在線檢測(cè)裝置，只能夠針對(duì)風(fēng)機(jī)塔的焊縫進(jìn)行了相控陣技術(shù)檢測(cè)，未實(shí)現(xiàn)壁面的測(cè)厚及非焊縫區(qū)檢測(cè)。

另外，文章“a compact wall-climbing and surface adaptation robot for non-destructive testing”公開(kāi)了一種用于磁鐵陣列的機(jī)器人，可良好的吸附和爬行于鐵磁性材料，在一定曲率范圍內(nèi)可自動(dòng)調(diào)整適應(yīng)曲面現(xiàn)狀，其攜帶Sonatest Ltd.公司的利用橡膠進(jìn)行耦合的壓電超聲傳感器，可實(shí)現(xiàn)壁厚測(cè)量，但對(duì)于帶不均勻較厚油漆層壁板檢測(cè)效果不理想，對(duì)于大型儲(chǔ)罐壁板，完成全部掃描檢測(cè)將耗費(fèi)大量時(shí)間。

London South Bank University的產(chǎn)品CROCELLS robot通過(guò)攜帶奧林巴斯壓電相控陣設(shè)備完成爬壁檢測(cè)，對(duì)于帶油漆層壁板將無(wú)能為力，對(duì)于大型儲(chǔ)罐壁板，完成全部掃描檢測(cè)也將耗費(fèi)大量時(shí)間。

由上可知，相關(guān)技術(shù)中還沒(méi)有針對(duì)檢測(cè)大型石油儲(chǔ)罐的壁面而設(shè)計(jì)的爬壁機(jī)器人，而現(xiàn)有針對(duì)儲(chǔ)罐檢測(cè)方案中也只能實(shí)現(xiàn)單一功能的檢測(cè)，例如，授權(quán)號(hào)為CN 102661995 B的專(zhuān)利公開(kāi)了一種電磁超聲與漏磁復(fù)合的檢測(cè)方法，其提供的檢測(cè)方法只能實(shí)現(xiàn)超聲體波測(cè)厚與漏磁檢測(cè)功能，不能夠?qū)崿F(xiàn)超聲導(dǎo)波缺陷檢測(cè)功能；而授權(quán)號(hào)為CN 103353479 B的專(zhuān)利文獻(xiàn)“一種電磁超聲縱向?qū)Рㄅc漏磁檢測(cè)復(fù)合的檢測(cè)方法”提供的檢測(cè)方法只能實(shí)現(xiàn)被測(cè)區(qū)域內(nèi)表面產(chǎn)生超聲縱向?qū)Рz測(cè)和漏磁檢測(cè)功能。對(duì)儲(chǔ)罐常見(jiàn)的腐蝕壁厚減薄不能測(cè)量。

針對(duì)上述現(xiàn)有無(wú)損檢測(cè)中的檢測(cè)機(jī)器人采用多種技術(shù)分離使用造成檢測(cè)效率低下、成本高的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容