[發明專利]鐵磁性平板探傷機器人

在審

• 申請號: 201910474189.0
• 申請日: 2019-05-31
• 公開（公告）號: CN110068608A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 吳萬康;沈常宇;李光海
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83;G01N21/88
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種鐵磁性平板探傷機器人，由霍爾元件陣列、磁屏蔽器、激勵線圈、信號處理器、電源模塊、單片機、探測外殼、拍攝探頭、計算機、驅動器、車架組成；將機器人放在鐵磁性平板上，通過磁屏蔽器形成一個局部的磁真空泄露環境，讓被檢測平板體內磁通在缺陷處泄漏到磁真空區域，形成最大化漏磁場并被置于該區域的霍爾元件陣列所感應，產生檢測電信號；然后傳輸到信號處理器上進行A/D轉換，再傳輸到計算機上，用MATLAB進行處理得出圖像，同時拍攝探頭進行實時拍攝，然后將圖片傳輸到單片機進行處理并規劃路線，再由單片機控制驅動器進行移動；該發明具有高信噪比、高靈敏度、減少霍爾元件飽和不工作現象，是對傳統基于漏磁檢測原理的革新。

技術領域

本發明屬于無接觸金屬檢測的儀器儀表技術領域，具體涉及一種基于磁真空泄露原理的漏磁無損檢測技術，并輔以拍攝探頭協助路徑規劃。

背景技術

自1922年美國人霍克發現漏磁檢測原理的原型也即磁粉檢測以來，漏磁檢測理論及其工程應用已被廣泛地研究。

機器人技術的發展，是科學技術共同發展的結果，它的發展起源于第二次世界大戰后，人員的匱乏以及人口老齡化的加劇，勞動力越來越緊缺，而傳統的機器人離不開人的控制，這時人們對機器的智能化需求不斷提高，技術的發展使得機器人變得越來越趨向于智能化。而在檢測領域亦是如此，人們開始越來越多的進行智能檢測，無需太多人工干預。

基于鐵磁性材料的高磁導率和磁折射物理特性基礎之上的漏磁檢測原理一直沿用到現在，但這些應用主要還是以定性檢測為主。

現有技術均建立在現有的漏磁檢測原理認識基礎之上，也即缺陷的磁泄漏從機制上講是由被檢測鐵磁性平板的磁導率所決定的。這導致現有的漏磁檢測方法存在著有待解決的工程問題。

這些理論下的檢測器往往缺陷的漏磁場微弱，而現在的很多鐵磁性平板都被應用于工業領域，為使經久耐用，智能檢測越發需要。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明在新理論：磁真空泄露原理的指導下，采用磁屏蔽器產生局部磁真空環境，讓平板能形成最大化的缺陷漏磁場，再利用霍爾元件最大的拾取缺陷泄漏場。并采用輪式移動機器人的設計，具有裝置結構簡單，行走速度快，效率高且平穩連續控制方便等優點。

1.本發明通過以下技術方案實現：鐵磁性平板探傷機器人，由霍爾元件陣列(1)、磁屏蔽器(2)、激勵線圈(3)、信號處理器(4)、電源模塊(5)、單片機(6)、精密電位器(7)、液晶屏(8)、按鍵(9)、開關(10)、探測外殼(11)、計算機(12)驅動器(13)拍攝探頭(14)、車架(15)組成，其特征在于：電源模塊(5)為各部件供電，單片機(6)產生可調方波通過精密電位器(7)調節幅值、通過按鍵(9)調節頻率，并在液晶屏(8)上顯示，送入激勵線圈(3)產生磁場，磁化平板；磁屏蔽器(2)與平板形成一個密封區域，使得激勵線圈(3)等的外部磁場被屏蔽在外，形成一個磁真空區域，霍爾元件陣列(1)僅受平板漏磁場的影響；待測構件飽和磁化后，在機器人整體下移動，產生的漏磁場會被霍爾元件陣列(1)探測到并產生可測電信號，經信號處理器(4)進行濾波放大和A/D轉化后變成可被計算機處理的數字信號；通過計算機(12)用MATLAB處理，可得磁場變化曲線圖，從而確定損傷位置與損傷情況；而拍攝探頭(14)也在同時進行實時拍攝，將畫面傳輸到單片機(6)上，進行處理規劃，再控制驅動器(13)對機器人進行行走控制，直到完成漏磁檢測。

所述的磁化線圈(3)的材料為鐵硅氧體，為圓弧形，張角為270°，厚度為2cm，半徑為10cm，長度為7cm。

本發明的工作原理是：磁場具有擴散與聚集特性，在介質的分界面處，磁場的擴散與聚集傳遞遵循連續條件：①切向磁場強度相等；②法向磁感應強度相等。即: