一种电厂锅炉管道检测机器人制造技术

一种电厂锅炉管道检测机器人，包括可在锅炉管道内的管廊行走、且行走方向与锅炉管道轴向垂直的履带行走机构，所述履带行走机构安装有宽度小于管廊宽度的车身定位机构和升降机构，所述车身定位机构包括多组可伸出的伸缩臂组和安装在伸缩臂组活动端上且可固定在锅炉管道上的定位装置，所述升降机构的活动端上安装有对锅炉管道进行检测的检测机构，所述升降机构带动检测机构沿锅炉管道轴向上下运动,本发明专利技术运动灵活、检测准确、性能可靠，解决现有的磁吸附形式和悬吊式检测机器人无法满足相关锅炉检测要求的问题，可对锅炉内的相关管道区域进行磨损和变形检测。

Power plant boiler pipeline detection robot

A boiler pipe inspection robot, including in the boiler pipe pipe gallery walking, and walking direction and vertical to the axial direction of boiler pipeline crawler, the crawler mounted with a width less than the width of the corridor body positioning mechanism and a lifting mechanism, wherein the body positioning mechanism comprises a telescopic arm group group extended and installed on the telescopic arm and end group activities can be fixed on a pipe in the positioning device, the lifting mechanism is installed on the movable end of the testing organizations of boiler pipeline, the lifting mechanism drives the motion detection mechanism along the axial direction of boiler tubes, the invention has flexible movement and accurate detection, reliable performance, solve the magnetic adsorption form and suspended the existing inspection robot can not meet the relevant requirements of the boiler inspection, can be related to the boiler inlet pipe area Wear and deformation detection.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电厂锅炉管道检测机器人。
技术介绍
：锅炉是煤电站中的最为重要的设备，其中锅炉内最为核心的组成部分就是管道，一旦有管道产生破裂或者变形，就会对电厂的生产带来巨大的影响，因此电厂每隔一段时间就需要对锅炉进行停机，随后对管道表面进行检查。目前大型电厂一般采用下列检测方法：首先依靠人工在炉内的管廊上搭建脚手架，随后检修人员在脚手架上通过眼看、手摸的方式对管道进行检查；在某些大型锅炉中，其最大检测高度可达十几米，因此目前这种依靠人工检测的方式不仅效率低下，而且主观依赖性强，存在相当程度的安全隐患。目前针对锅炉检测的机器人有部分专利技术成果，但是主要是以磁吸附爬壁和由炉顶悬吊安装的形式来使检测机构对管道进行检测，但这两种方式均存在有较大的问题。首先，随着我国新建锅炉对管道安全的重视，炉内的易损区域均已换做不锈钢合金管道，该种管道的磁吸附能力几乎为零，因此磁吸附爬壁形式的检测机器人根本无法在此种锅炉中进行工作；其次，由于在部分锅炉的设计中炉顶无法进入工作人员或者空间极为有限，因此炉顶悬吊形式的检测机器人在部分锅炉内就无法进行安装。此外炉内的部分管道检测区域需要检测位于十几米高的管道情况，一般的在底面行走的机器人很难到达如此高的检测高度。中国专利201510086296.8公开了一种防爆型消防侦检机器人，该种机器人采用履带式行走和翻转机构，能够适应路面恶劣的环境，但其没有车身的定位装置，无法对较高处的目标完成检测；中国专利号200710022762.1公开了一种水冷壁爬壁机器人，这种机器人采用磁吸附的形式在水冷壁上进行爬行，进而带动检测机构对水冷壁进行检测，其在采用不锈钢合金管道处无法工作，而且也有磁吸附不稳脱落的危险；《上海电机学院学报》第11卷第一期中的文章“电厂锅炉热交换承压管管外检测机器人”提出了一种利用移动机器人和链条组合的悬吊式的检测机器人，其机器人在锅炉的炉顶上进行行走，通过卷轮带动链条来带动检测机构的上升和下降，此种机器人存在以下问题，首先检测机构由柔性的链条带动，其在悬吊的过程中容易产生晃动；其次由于受炉顶结构的限制，此种机器人的行走部分只能在较小的一片区域内进行行动；最后部分锅炉的炉顶无法进入和安装此种机器人。综上所述，目前急需一种能够对炉内相关区域的管道进行磨损和变形检测且性能可靠、检测范围广、应用广泛的锅炉检测机器人。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述存在的问题提供一种运动灵活、检测准确、性能可靠的电厂锅炉管道检测机器人，解决现有的磁吸附形式和悬吊式检测机器人无法满足相关锅炉检测要求的问题，可对锅炉内的相关管道区域进行磨损和变形检测。为解决上述存在的问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种电站锅炉管道检测机器人，包括可在锅炉管道内的管廊行走、且行走方向与锅炉管道轴向垂直的履带行走机构，所述履带行走机构安装有宽度小于管廊宽度的车身定位机构和升降机构，所述车身定位机构包括多组可伸出的伸缩臂组和安装在伸缩臂组活动端上且可固定在锅炉管道上的定位装置，所述升降机构的活动端上安装有对锅炉管道进行检测的检测机构，所述升降机构带动检测机构沿锅炉管道轴向上下运动。采用履带行走机构保证本装置能在管廊内行走，由于管廊内高度较高，防止升降机构上升的高度过高，造成装置的倾覆，从而通过车身定位机构在升降机构动作时对行走机构进行固定，保证升降机构上升的平稳，保证装置的可靠性。所述车身底座上对称安装有两组伸缩臂组，所述伸缩臂组沿履带行走机构行走方向朝车身底座外伸出，所述定位装置包括定位手爪和升降驱动机构，所述定位手爪安装在升降驱动机构的活动端上，使得升降驱动机构的活动端向下运动时定位手爪可抓取在锅炉管道的外侧，所述定位手爪上安装有用于检测定位手爪中心和锅炉管道中心位置关系的距离传感器，所述距离传感器通过控制器与伸缩臂连接控制伸缩臂的伸缩。所述定位手爪包括手爪，所述手爪通过电磁铁机构实现抓取，所述电磁铁机构包括可带动拉杆上下移动的推拉式电磁铁、第一电磁铁和第二电磁铁，所述推拉式电磁铁与拉杆之间设置有回位装置使得拉杆伸出后可复位，所述推拉式电磁铁、第一电磁铁和第二电磁铁通过螺钉安装在手爪盖板上，所述手爪盖板通过螺栓与手爪外壳相连接，所述手爪外壳固定在升降驱动机构的活动端上，所述推拉式电磁铁的拉杆通过销钉与滑动板相连接，所述滑动板上侧面固定有铁块，所述铁块与手爪盖板上安装的第一电磁铁和第二电磁铁的位置相对应，所述滑动板的两侧分别对称设有滑杆，所述滑杆安装在手爪外壳的滑槽内，所述滑槽沿上下方向布设，使滑动板可在手爪外壳内滑动，所述距离传感器通过安装板安装在手爪外壳的中间位置，用于检测手爪中心和管道之间的距离，所述手爪由连杆机构组成，所述手爪的一端铰接在手爪外壳上，另一端铰接在滑动板上，所述推拉式电磁铁通过拉杆带动滑动板上下移动，从而带动手爪实现抓紧锅炉管道的动作，手爪抓紧管道后，所述第一电磁铁和第二电磁铁与铁块连接加大手爪的抓紧力。所述车身底座上方安装有车身底座，所述车身底座上方安装有车身安装平台，每组伸缩臂组包括一对伸缩臂，四个伸缩臂包括滑动安装在车身底座和车身安装平台之间的第一定位手爪伸缩杆、第二定位手爪伸缩杆、第三定位手爪伸缩杆和第四定位手爪伸缩杆，所述第一定位手爪伸缩杆、第二定位手爪伸缩杆、第三定位手爪伸缩杆和第四定位手爪伸缩杆分别通过第一定位手爪伸缩驱动丝杠、第二定位手爪伸缩驱动丝杠、第三定位手爪伸缩驱动丝杠和第四定位手爪伸缩驱动丝杠驱动，所述第一定位手爪伸缩驱动丝杠和第二定位手爪伸缩驱动丝杠分别通过第二扭矩限制器与第二涡轮连接，第三定位手爪伸缩驱动丝杠和第四定位手爪伸缩驱动丝杠分别通过第一扭矩限制器与第一涡轮连接，所述第一定位手爪伸缩驱动丝杠和第二定位手爪伸缩驱动丝杠的螺纹旋向相反，所述第三定位手爪伸缩驱动丝杠和第四定位手爪伸缩驱动丝杠的螺纹旋向相反，所述车身底座上安装有手爪驱动涡杆和驱动手爪驱动涡杆旋转的定位手爪伸缩驱动电机，所述手爪驱动涡杆与第一涡轮和第二涡轮啮合。所述升降机构安装在车身安装平台上，所述升降机构包括模块化的剪叉架升降平台，所述升降机构通过平台升降驱动丝杠作为传动机构，通过升降驱动电机作为动力机构。所述检测装置包括旋转电机和安装在旋转电机上的摄像头，所述旋转电机通过检测装置滑块安装在检测装置驱动丝杠上，所述检测装置驱动丝杠通过固定块安装在升降机构的升降平台上，所述检测装置驱动丝杠通过检测装置驱动电机驱动旋转。综上所述，本专利技术具有如下优点：1.本专利技术采用四个可伸缩的定位手爪解决了机器人在管廊上工作时的车身定位问题，车身的定位手爪在不使用时收回在车身内，其结构紧凑，定位可靠，使检测机构可安全稳固的完成上升动作。2.本专利技术的升降机构采用组合式的剪叉架升降平台，剪叉架升降平台采用模块化设计，可根据实际检测高度选择所使用剪叉架升降平台的组数，使得最大检测高度达25m左右，检测平台的工具可以根据其他的需要进行更换。3.本专利技术配合升降机构及摄像头驱动机构可以快速的对炉内的管道进行检测，而且支持本地存储管道图像，可供人工二次检验，其检测速度相比人工进炉检测的形式大大提高。附图说明图1为本专利技术的机器人在炉内管廊行走时的示意图。图2为本专利技术实施的整体装配图。图3为本专利技术实施的手爪装配图。图4位本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电厂锅炉管道检测机器人，其特征在于：包括可在锅炉管道内的管廊行走、且行走方向与锅炉管道轴向垂直的履带行走机构，所述履带行走机构安装有宽度小于管廊宽度的车身定位机构和升降机构，所述车身定位机构包括多组可伸出的伸缩臂组和安装在伸缩臂组活动端上且可固定在锅炉管道上的定位装置，所述升降机构的活动端上安装有对锅炉管道进行检测的检测机构，所述升降机构带动检测机构沿锅炉管道轴向上下运动。

【技术特征摘要】
1.一种电厂锅炉管道检测机器人，其特征在于：包括可在锅炉管道内的管廊行走、且行走方向与锅炉管道轴向垂直的履带行走机构，所述履带行走机构安装有宽度小于管廊宽度的车身定位机构和升降机构，所述车身定位机构包括多组可伸出的伸缩臂组和安装在伸缩臂组活动端上且可固定在锅炉管道上的定位装置，所述升降机构的活动端上安装有对锅炉管道进行检测的检测机构，所述升降机构带动检测机构沿锅炉管道轴向上下运动。2.根据权利要求1所述的电厂锅炉管道检测机器人，其特征在于：所述车身底座上对称安装有两组伸缩臂组，所述伸缩臂组沿履带行走机构行走方向朝车身底座外伸出，所述定位装置包括定位手爪和升降驱动机构，所述定位手爪安装在升降驱动机构的活动端上，使得升降驱动机构的活动端向下运动时定位手爪可抓取在锅炉管道的外侧，所述定位手爪上安装有用于检测定位手爪中心和锅炉管道中心位置关系的距离传感器，所述距离传感器通过控制器与伸缩臂连接控制伸缩臂的伸缩。3.根据权利要求2所述的电厂锅炉管道检测机器人，其特征在于：所述定位手爪包括手爪，所述手爪通过电磁铁机构实现抓取，所述电磁铁机构包括可带动拉杆上下移动的推拉式电磁铁、第一电磁铁和第二电磁铁，所述推拉式电磁铁与拉杆之间设置有回位装置使得拉杆伸出后可复位，所述推拉式电磁铁、第一电磁铁和第二电磁铁通过螺钉安装在手爪盖板上，所述手爪盖板通过螺栓与手爪外壳相连接，所述手爪外壳固定在升降驱动机构的活动端上，所述推拉式电磁铁的拉杆通过销钉与滑动板相连接，所述滑动板上侧面固定有铁块，所述铁块与手爪盖板上安装的第一电磁铁和第二电磁铁的位置相对应，所述滑动板的两侧分别对称设有滑杆，所述滑杆安装在手爪外壳的滑槽内，所述滑槽沿上下方向布设，使滑动板可在手爪外壳内滑动，所述距离传感器通过安装板安装在手爪外壳的中间位置，用于检测手爪中心和管道之间的距离，所述手爪由连杆机构组成，所述手爪的一端铰接在手爪...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭建平，王帅，喻哲钦，文学，巫伟强，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43