[發(fā)明專利]一種海上平臺(tái)圓柱形樁腿內(nèi)部缺陷機(jī)器人檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710454603.2
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN107081788B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 穆勝軍;高連燁;莊繼澤;陳勇;楊貴強(qiáng);楊靜;孫恪成;牛志剛;楊波
• 申請（專利權(quán)）人: 中海油能源發(fā)展股份有限公司;中海油能源發(fā)展股份有限公司采油服務(wù)分公司
• 主分類號(hào): B25J19/00
• 分類號(hào): B25J19/00;G01S15/08;G01S17/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉玥

本發(fā)明公開了一種海上平臺(tái)圓柱形樁腿內(nèi)部缺陷機(jī)器人檢測系統(tǒng)，由爬壁機(jī)器人、激光測距系統(tǒng)、超聲測厚系統(tǒng)、視覺檢測系統(tǒng)、信息無線傳輸系統(tǒng)、控制系統(tǒng)構(gòu)成。本發(fā)明中，爬壁機(jī)器人可適應(yīng)海上平臺(tái)圓柱形樁腿內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而往復(fù)爬行，機(jī)器人所搭載的超聲測厚系統(tǒng)、視覺檢測系統(tǒng)及激光測距系統(tǒng)，能夠?qū)锻缺诤瘛锻葍?nèi)部外觀缺陷及機(jī)器人爬行前方障礙進(jìn)行檢測，機(jī)器人檢測系統(tǒng)可通過無線傳輸系統(tǒng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信息交換；本發(fā)明機(jī)器人檢測系統(tǒng)可代替人工對海上平臺(tái)圓柱形樁腿內(nèi)部進(jìn)行檢測作業(yè)，提高檢測精度和效率，降低檢測成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械電子工程技術(shù)，特別涉及一種海上平臺(tái)圓柱形樁腿內(nèi)部缺陷機(jī)器人檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

樁腿是維持海上平臺(tái)穩(wěn)固與安全的重大基礎(chǔ)部件。實(shí)際應(yīng)用中，受平臺(tái)系統(tǒng)的移位與落座，船舶碰撞，平臺(tái)系統(tǒng)偏載，海生物附著，海水、風(fēng)浪、潮流侵蝕等因素的影響，樁腿會(huì)出現(xiàn)銹蝕、破裂、變形、局部變薄、應(yīng)力集中等方面的問題，這些問題若得不到及時(shí)處理，會(huì)在內(nèi)外因素共同作用下而不斷的惡化與擴(kuò)大，進(jìn)而危機(jī)樁腿乃至整個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)的安全。

目前，對圓柱形樁腿內(nèi)部的現(xiàn)場檢查主要由人工攜帶檢測儀器，由頂部爬入樁腿內(nèi)部進(jìn)行檢查，檢查前需要進(jìn)行長時(shí)間的內(nèi)部強(qiáng)制通風(fēng)。人工檢測過程屬于高空作業(yè)，存在一定的危險(xiǎn)性；檢測的覆蓋面較低，容易出現(xiàn)漏檢；同時(shí)存在檢測效率低，主觀性較強(qiáng)等方面的問題。以機(jī)器人為載體的管道檢測系統(tǒng)已取得了一定的應(yīng)用，但多適用于水平且內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為簡單的管道系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于海上平臺(tái)圓柱形樁腿內(nèi)部結(jié)構(gòu)及檢測需求，提供一種海上平臺(tái)圓柱形樁腿內(nèi)部缺陷機(jī)器人檢測系統(tǒng)，本發(fā)明系統(tǒng)以機(jī)器人為載體，搭載了超聲、視覺、激光檢測及信息無線傳輸系統(tǒng)，具備樁腿厚度檢測、壁內(nèi)外觀缺陷檢測、爬行過程中前方障礙檢測及信息無線傳輸功能，解決了機(jī)器人在海上平臺(tái)圓柱形樁腿內(nèi)部爬行、檢測及信息無線傳輸問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種海上平臺(tái)圓柱形樁腿內(nèi)部缺陷機(jī)器人檢測系統(tǒng)，由爬壁機(jī)器人、激光測距系統(tǒng)、超聲測厚系統(tǒng)、視覺檢測系統(tǒng)、信息無線傳輸系統(tǒng)、控制系統(tǒng)構(gòu)成。

所述爬壁機(jī)器人包括中軀干，所述中軀干的上下兩端分別連接有中上伸縮腿和中下伸縮腿，所述中上伸縮腿和所述中下伸縮腿的外側(cè)分別連接有能夠相對于所述中軀干作縱向伸縮運(yùn)動(dòng)的上伸縮軀干和下伸縮軀干，所述上伸縮軀干和所述下伸縮軀干的端部分別連接有上伸縮腿和下伸縮腿；所述上伸縮腿、所述中上伸縮腿、所述中下伸縮腿和所述下伸縮腿的伸出端部分別設(shè)置有上腿吸盤、中上腿吸盤、中下腿吸盤和下腿吸盤；

所述激光測距系統(tǒng)由設(shè)置在所述爬壁機(jī)器人上的八個(gè)激光測距傳感器構(gòu)成；

所述超聲測厚系統(tǒng)包括分別設(shè)置在所述中上腿吸盤兩側(cè)的兩個(gè)上探頭噴嘴機(jī)構(gòu)，分別設(shè)置在所述中下腿吸盤兩側(cè)的兩個(gè)下探頭噴嘴機(jī)構(gòu)，和與所述上探頭噴嘴機(jī)構(gòu)和所述下探頭噴嘴機(jī)構(gòu)相連接的耦合劑噴射系統(tǒng)；

所述視覺檢測系統(tǒng)由設(shè)置在所述下伸縮腿底面上的旋轉(zhuǎn)云臺(tái)機(jī)構(gòu)和設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)云臺(tái)機(jī)構(gòu)上的圖像采集機(jī)構(gòu)構(gòu)成；

所述信息無線傳輸系統(tǒng)由設(shè)置在所述上伸縮腿頂面上的第一無線網(wǎng)橋模塊和設(shè)置在海上平臺(tái)圓柱形樁腿頂部人孔處的第二無線網(wǎng)橋模塊構(gòu)成；

所述控制系統(tǒng)包括與所述爬壁機(jī)器人、所述激光測距系統(tǒng)、所述超聲測厚系統(tǒng)、所述視覺檢測系統(tǒng)和所述信息無線傳輸系統(tǒng)相連接的PLC系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述上伸縮腿、所述中上伸縮腿、所述中下伸縮腿和所述下伸縮腿均由固定部分和能相對于所述固定部分作橫向伸縮運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部分組成，所述上腿吸盤、所述中上腿吸盤、所述中下腿吸盤和所述下腿吸盤分別設(shè)置在所述上伸縮腿、所述中上伸縮腿、所述中下伸縮腿和所述下伸縮腿的運(yùn)動(dòng)部分的端部。