一种爬壁式船舶焊缝检测机器人制造技术

本发明专利技术公开一种爬壁式船舶焊缝检测机器人，包含：机器人外壳；检测焊缝的探测仪；若干套切比雪夫连杆行走机构，包含切比雪夫连杆和交替进行移动的两只电磁式行走足，行走足通电时依靠电磁力吸附在船体表面，其断电时进行移动；若干个相位凸轮，控制行走足通电或断电；若干个步进电机，作为动力源；若干根传动轴，步进电机通过传动轴带动切比雪夫连杆转动，带动行走足移动，机器人移动，机器人移动到位后，按下遥控器上的“固定”按钮，机器人吸附在船体表面，并按下“检测”按钮后，探测仪对焊缝进行检测。本发明专利技术极大降低了高空作业带来的危险，大大提高船舶检验效率，检测装置可根据需要移动进行不同部位处焊缝的检测，结构简单，操作方便。

A Wall-climbing Marine Weld Detection Robot

The invention discloses a wall-climbing ship welding seam detection robot, which comprises: a robot shell; a seam detection instrument; several sets of Chebyshev connecting rod walking mechanism, including two electromagnetic walking feet which are alternately moved by Chebyshev connecting rod, and which are adsorbed on the surface of the ship body by electromagnetic force when the feet are powered on, and several phase cams which move when the power is cut off. When the robot is in position, press the \fixed\ button on the remote controller, and the robot is adsorbed on the surface of the ship, and after pressing the \detection\ button, the detector performs welding on the seam. Testing. The invention greatly reduces the danger brought by high altitude operation and greatly improves the efficiency of ship inspection. The detection device can move to detect welds at different parts according to the need. The structure is simple and the operation is convenient.

【技术实现步骤摘要】
一种爬壁式船舶焊缝检测机器人
本专利技术涉及船舶焊缝检测领域，特别涉及一种爬壁式船舶焊缝检测机器人。
技术介绍
随着世界经济的发展，船舶向着大型化、智能化发展，造船技术也在不断创新。为提高建造效率、缩短造船周期，船厂大多采用分段制造和总体焊接工艺。船舶制造企业在分段制造完成后，需要对焊缝质量进行检测，大多使用X射线探伤技术对焊缝检查，但现场操作比较繁琐，需要人工完成该项工作，不仅会受到空间的束缚，有时会对人员造成不必要的伤害。特别是船舶结构或船体分段体积庞大，检测范围广，检测人员需要搭脚手架，检测部位经常与脚手架位置发生冲突，还需拆卸部分脚手架，重新安装X射线探伤仪。操作人员爬上爬下，操作检测设备费时费力，检测效率低。基于上述，研发一种爬壁式船舶焊缝检测机器人来降低高空作业带来的危险和提高船舶检验效率实为必要。
技术实现思路
本专利技术提供了一种爬壁式船舶焊缝检测机器人，利用磁电吸附技术和切比雪夫连杆行走机构构成一个船体焊缝检测机器人，由地面操作人员通过手持遥控器控制检测机器人在船舶表面或船体分段表面移动，完成船体焊缝的经验；本专利技术极大地降低了高空作业带来的危险，大大提高了船舶检验效率，检测装置可以根据需要移动进行不同部位处焊缝的检测，结构简单，操作方便。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种爬壁式船舶焊缝检测机器人，包含：机器人外壳；检测焊缝的探测仪，设置在所述机器人外壳的底部；若干套切比雪夫连杆行走机构，包含切比雪夫连杆和交替进行移动的至少两只电磁式行走足，所述行走足连接于所述切比雪夫连杆的下部，所述行走足通电时依靠电磁力吸附在船体表面，其断电时进行移动；若干个相位凸轮，控制所述行走足轮流通电或断电；若干个步进电机，作为所述机器人的行走动力源；若干根传动轴，分别与所述步进电机和所述切比雪夫连杆连接，所述步进电机通过所述传动轴带动所述切比雪夫连杆转动，带动所述行走足移动，带动所述机器人移动，当所述机器人移动到位后，通过按下遥控器上的“固定”按钮，使所述机器人吸附在船体表面，并按下所述遥控器上的“检测”按钮后，所述探测仪对焊缝进行检测。优选地，所述步进电机的数目为四个，所述传动轴的数目为四根，所述切比雪夫连杆行走机构的数目为八套，所述相位凸轮的数目为八个，每套切比雪夫连杆行走机构均包含有两只电磁式行走足，分别为第一行走足和第二行走足；每个所述传动轴上安装有一个所述步进电机，所述机器人横向方向上分布有两根传动轴以及其纵向方向上分布有两根传动轴，每根传动轴的两端均与一套所述切比雪夫连杆行走机构连接。优选地，所述切比雪夫连杆包含：转动杆，与所述传动轴连接，所述传动轴的转动带动所述转动杆进行转动；横杆，其在中间位置与所述转动杆的下端铰链连接；两根连杆，其各自的上端均与所述转动杆的上端铰链连接；两根中间连杆，其各自的下端分别与对应的所述连杆中间位置铰链连接，所述横杆的横向两端分别与两根中间连杆的上端铰链连接；其中，各个所述连杆的下端分别连接有一行走足，当所述传动轴带动转动杆转动后，每套切比雪夫连杆行走机构的两只行走足轮流交替地移动。优选地，每个切比雪夫连杆行走机构的第一行走足和第二行走足一只通电，另一只断电。优选地，所述第一行走足只有当接收到相位凸轮信号，且所述“固定”按钮弹起，所述第一行走足才断电收起，所述第二行走足只有当接收到相位凸轮反相信号，且所述“固定”按钮弹起，所述第二行走足才断电收起。优选地，在所述机器人移动前，所述机器人任意相对两侧的多组行走足的间距最小，此时所述机器人中的每组行走足均已通电具有磁性，将所述机器人吸附在船体表面。优选地，当所述机器人需要向一设定方向移动时，按下所述遥控器上的对应的方向移动按钮，使所述相对两侧的多组通电行走足中的第二行走足保持通电状态使其吸附在船体表面，此时该多组行走足中的第一行走足断电，与该组行走足对应的步进电机开始转动带动相应传动轴旋转180°，使该第一行走足移动，直至到达最远距离，跨度最大；然后该第一行走足通电使其吸附到船体表面，该第二行走足再断电，对应的所述各个步进电机继续转动带动传动轴旋转180°，使该第二行走足移动，直至回到最小跨度位置，最终机器人完成移动；其中，上述各个步进电机运转，带动行走足动作，同时其他的步进电机停止工作。优选地，所述步进电机的运行信号由遥控器上的各个方向的移动按钮和“固定”按钮联合控制，当只有移动按钮被按下且“固定”按钮没有触发时，所述步进电机才会运行，用以保证与行走足的一致。当所述“固定”按钮被按下时，所有的步进电机将立即停止运行。优选地，当所述机器人的所述探测仪对焊缝检测完毕后，松开所述“检测”按钮，所述检测仪停止工作，再按下另一移动按钮，所述机器人继续移动到下一个检测位置，继续进行检测操作，直到检测完成。优选地，所述探测仪为X射线探测仪。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术采用八套切比雪夫连杆的行走机构，可以保证检测机器人在船体表面行走时至少有四只行走足吸附在船体上；(2)本专利技术中由相位凸轮和“固定”按钮联合控制行走足的通/断电信号，使切比雪夫连杆行走机构上的两只行走足交替通电，保证了两只行走足动作的协调一致；(3)本专利技术中由移动按钮和“固定”按钮信号联合控制步进电机的运行，避免了因手持式遥控器按钮的误触发而导致步进电机的异常运行；(4)本专利技术通过手持式遥控器的操作，检测员可方便地控制检测机器人的位置，并记录和保存船体焊缝的检测数据，操作安全、方便；(5)本专利技术可以避免船体焊缝检测的高空作业危险，提高船舶检验效率。附图说明图1-图2为本专利技术的爬壁式船舶焊缝检测机器人结构图；图3为本专利技术的机器人行走足布置图；图4为本专利技术的步进电机布置图；图5为本专利技术的爬壁式船舶焊缝检测机器人连杆机构图；图6为本专利技术的行走机器人移动前位置图；图7为本专利技术的行走机器人右足行走中示意图；图8为本专利技术的行走机器人右足行走到位示意图；图9为本专利技术的行走机器人左足行走中示意图；图10为本专利技术的行走机器人左足行走到位示意图；图11为本专利技术的右侧行走足通电控制逻辑示意图；图12为本专利技术的左侧行走足通电控制逻辑示意图；图13为本专利技术的右侧足控制时序示意图；图14为本专利技术的左侧足控制时序示意图；图15为本专利技术的1#步进电机运行控制逻辑示意图；图16为本专利技术的2#步进电机运行控制逻辑示意图；图17为本专利技术的相位凸轮示意图；图18为本专利技术的爬壁式船舶焊缝检测机器人遥控器示意图。具体实施方式通过阅读参照图1～图18所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的特征、目的和优点将会变得更明显。参见示出本专利技术实施例的图1～图18，下文将更详细的描述本专利技术。然而，本专利技术可以由许多不同形式实现，并且不应解释为受到在此提出的实施例的限制。如图1-图3结合所示，本专利技术的爬壁式船舶焊缝检测机器人包括机器人外壳1、若干套切比雪夫连杆行走机构2、若干个个相位凸轮3、若干根传动轴4、若干只步进电机5和X射线探测仪6。机器人由步进电机5作为动力源，步进电机5通过传动轴4带动切比雪夫连杆行走机构2转动，实现机器人的移动。X射线探测仪6安装在机器人外壳1的底部，用于对焊缝进行检测。优选地，所述机器人包含一机器人外壳1、八套切比雪夫连杆行走机构2、八个相位凸轮3、四根传动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种爬壁式船舶焊缝检测机器人，其特征在于，包含：机器人外壳(1)；探测仪，检测船舶焊缝；若干套切比雪夫连杆行走机构(2)，包含切比雪夫连杆(21)和交替进行移动的至少两只电磁式行走足，所述行走足连接于所述切比雪夫连杆的下部，所述行走足通电时依靠电磁力吸附在船体表面，其断电时进行移动；若干个相位凸轮(3)，控制所述行走足(22)轮流通电或断电；若干个步进电机(5)，作为所述机器人的行走动力源；若干根传动轴(4)，分别与所述步进电机(5)和所述切比雪夫连杆(21)连接，所述步进电机(5)通过所述传动轴(4)带动所述切比雪夫连杆(21)转动，带动所述行走足(22)移动，带动所述机器人移动；当所述机器人移动到位后，通过按下遥控器上的固定按钮，使所述机器人吸附在船体表面，并按下所述遥控器上的检测按钮后，所述探测仪对焊缝进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种爬壁式船舶焊缝检测机器人，其特征在于，包含：机器人外壳(1)；探测仪，检测船舶焊缝；若干套切比雪夫连杆行走机构(2)，包含切比雪夫连杆(21)和交替进行移动的至少两只电磁式行走足，所述行走足连接于所述切比雪夫连杆的下部，所述行走足通电时依靠电磁力吸附在船体表面，其断电时进行移动；若干个相位凸轮(3)，控制所述行走足(22)轮流通电或断电；若干个步进电机(5)，作为所述机器人的行走动力源；若干根传动轴(4)，分别与所述步进电机(5)和所述切比雪夫连杆(21)连接，所述步进电机(5)通过所述传动轴(4)带动所述切比雪夫连杆(21)转动，带动所述行走足(22)移动，带动所述机器人移动；当所述机器人移动到位后，通过按下遥控器上的固定按钮，使所述机器人吸附在船体表面，并按下所述遥控器上的检测按钮后，所述探测仪对焊缝进行检测。2.如权利要求1所述的爬壁式船舶焊缝检测机器人，其特征在于，所述步进电机(5)的数目为四个，所述传动轴(4)的数目为四根，所述切比雪夫连杆行走机构(2)的数目为八套，所述相位凸轮(3)的数目为八个，每套切比雪夫连杆行走机构(2)均包含有两只电磁式行走足，分别为第一行走足和第二行走足；每个所述传动轴(4)上安装有一个所述步进电机(5)，所述机器人横向方向上分布有两根传动轴(4)以及其纵向方向上分布有两根传动轴(4)，每根传动轴(4)的两端均与一套所述切比雪夫连杆行走机构(2)连接。3.如权利要求2所述的爬壁式船舶焊缝检测机器人，其特征在于，所述切比雪夫连杆(21)包含：转动杆(211)，与所述传动轴(4)连接，所述传动轴(4)的转动带动所述转动杆(211)进行转动；横杆(212)，其在中间位置与所述转动杆(211)的下端铰链连接；两根连杆(213)，其各自的上端均与所述转动杆(211)的上端铰链连接；两根中间连杆(214)，其各自的下端分别与对应的所述连杆(213)中间位置铰链连接，所述横杆(212)的横向两端分别与两根中间连杆(214)的上端铰链连接；其中，各所述连杆(213)的下端分别连接有一行走足，当所述传动轴(4)带动转动杆(211)转动后，每套切比雪夫连杆行走机构(2)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡以怀，王富伟，刘鑫，方云虎，张陈，芮晓东，
申请(专利权)人：上海海事大学，中航鼎衡造船有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31