球罐检测机器人的罐内壁支撑定位装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种球罐检测机器人的罐内壁支撑定位装置，包括支撑机构、支撑定位架、两轴转动平台、悬臂支撑架和弹性压紧机构，支撑机构夹紧在球罐的人孔处，支撑定位架的一端连接支撑机构，支撑定位架的另一端设有两轴转动平台，两轴转动平台连接悬臂支撑架的一端，悬臂支撑架的另一端设有用于压覆检测机器人的弹性压紧机构；该装置通过压覆支撑检测机器人，能够球罐检测机器人运行不受球罐内表面浮锈等因素的影响，进一步还可以通过两轴转动平台建立球罐检测机器人球面运行定位坐标系，辅助准确定位；另外，提供的支撑力还可以通过调整悬臂支撑架的长度调整，很大程度上提高了检测机器人沿壁面运动的可靠性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
球罐检测机器人的罐内壁支撑定位装置
本专利技术涉及一种球罐检测机器人的罐内壁支撑定位装置。
技术介绍
球罐作为大型承压设备，需要定期对球罐焊缝进行检验，对于球罐内部定期检修，目前常用的方法是在球罐内部搭设脚手架，用于检验人员攀爬。这种方法存在的缺点：1)搭建和拆卸脚手架的工期长；2)检测人员需要在脚手架上工作，操作不便且很危险。为解决脚手架拆装带来的问题，不少专利提出了球罐内部载人工作台。中国专利201720881272.6为“一种球罐内部检测工作台”提出的球罐内部检测工作台，其结构由底部支承平台、中央支撑立柱、回转支撑平台、顶部回转平台和升降索引装置组成。又如中国专利201020156974.6为“球罐检验用旋转支架”提出的旋转支架包括主立柱，主立柱上连接的可水平旋转的转臂连接座，以及与转臂连接座连接的四连杆机构，四连杆机构自由端安装着载人吊篮。这一类载人工作台相比脚手架而言，拆装方便，安全性也更高，但不可避免，需要检测人员在吊篮上工作，环境恶劣，检测人员工作强度大。随着检测机器人技术的发展，球罐检测机器人应用而生，检测机器人通常为采用负压吸附或者磁吸附的爬壁检测机器人，但在检测机器人的使用过程中，普遍存在以下问题：1)检测机器人在壁面攀爬的稳定性问题；由于球罐内部的铁锈以及检测机器人的负载等因素，导致检测机器人在检测过程中会下滑甚至倾倒。2)检测机器人的定位问题。检测机器人的定位对于提升检测自动化，以及检测机器人的协同检测具有重要的意义，但球罐内部光线昏暗，且球罐多为钢制容器，使得基于视觉，基于无线信号等定位方式效果较差。上述问题是在球罐焊缝进行检验的过程中应当予以考虑并解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种球罐检测机器人的罐内壁支撑定位装置解决现有技术中存在的检测机器人在球罐壁面攀爬的稳定性不理想，由于球罐内部光线昏暗，且球罐多为钢制容器，使得基于视觉、无线信号等定位方式效果较差的问题。本专利技术的技术解决方案是：一种球罐检测机器人的罐内壁支撑定位装置，包括支撑机构、支撑定位架、两轴转动平台、悬臂支撑架和弹性压紧机构，支撑机构夹紧在球罐的人孔处，支撑定位架的一端连接支撑机构，支撑定位架的另一端设有两轴转动平台，两轴转动平台连接悬臂支撑架的一端，悬臂支撑架的另一端设有用于压覆检测机器人的弹性压紧机构，检测机器人设于球罐的罐内壁上，两轴转动平台包括用于悬臂支撑架在水平向活动的水平旋转组件和用于悬臂支撑架在垂直向活动的竖直俯仰组件，竖直俯仰组件设于水平旋转组件上，水平旋转组件设有水平旋转角度传感器和第一激光测距仪，竖直俯仰组件设有竖直俯仰角度传感器和第二激光测距仪。进一步地，水平旋转组件包括转台竖直轴、第一连接板、安装架一、水平轴承座、转台支撑板、大齿轮和小齿轮，水平轴承座采用带轴承的水平轴承座，转台竖直轴的一端通过水平轴承座垂直连接转台支撑板，转台竖直轴的另一端设有大齿轮，转台竖直轴的另一端还设有用于连接支撑定位架的第一连接板，第一连接板设有用于连接第一激光测距仪的安装架一，水平旋转角度传感器设于转台支撑板上，水平旋转角度传感器的转轴设有小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合，转台竖直轴的另一端还连接支撑定位架。进一步地，竖直俯仰组件包括转台水平轴、U形连接件、悬臂连接轴、安装架二、联轴器和竖直轴承座，竖直俯仰角度传感器通过联轴器连接转台水平轴的端部，竖直轴承座采用带轴承的竖直轴承座，转台水平轴的两端均通过竖直轴承座连接在转台支撑板上，悬臂连接轴的一端通过U形连接件连接转台水平轴，悬臂连接轴的另一端设有用于连接悬臂支撑架的第二连接板，第二连接板设有用于连接第二激光测距仪的安装架二，两轴转动平台的转台水平轴与转台竖直轴的轴线交点在工作状态位于球罐的球心。进一步地，支撑定位架采用可收展支撑定位架，支撑定位架包括若干支撑伸缩杆和用于收展支撑伸缩杆的收展件，支撑伸缩杆的顶端以第一连接板为中心环列设置且活动连接第一连接板，支撑伸缩杆的底端连接支撑机构，收展件包括中间连板、第一连接件、收展杆和第二连接件，收展杆的一端通过第一连接件活动连接中间连板，收展杆的另一端通过第二连接件活动连接支撑伸缩杆。进一步地，悬臂支撑架采用可收展连杆机构，悬臂支撑架包括若干上伸缩杆、若干下伸缩杆、伸展件和顶板，上伸缩杆的一端分别以顶板为中心环列设置且活动连接顶板，上伸缩杆的另一端通过伸展件连接下伸缩杆的端部，下伸缩杆的另一端部以第二连接板为中心环列设置且活动连接第二连接板，伸展件包括中间板、若干伸展杆和若干转动副，上伸缩杆与下伸缩杆一一对应设置，上伸缩杆分别通过转动副活动连接下伸缩杆，伸展杆的一端通过第三连接件和紧定螺钉一活动连接中间板，伸展杆的另一端通过第四连接件和紧定螺钉二活动连接转动副。进一步地，转动副包括上支座、上连接件、下支座、下连接件、横向支座、横向连接件和支座连板，横向支座的一端垂直设于支座连板上，横向支座的另一端通过横向连接件活动连接伸展杆，支座连板的两端分别设有上支座和下支座，上支座通过上连接件和紧定螺钉三活动连接上伸缩杆，下支座通过下连接件和紧定螺钉四活动连接下伸缩杆。进一步地，支撑伸缩杆、上伸缩杆与下伸缩杆分别采用空心碳纤维伸缩杆。进一步地，弹性压紧机构包括导向轴、轴套、弹簧、弹簧压紧套、压紧法兰盘、压紧轴承座、挡圈一、挡圈二和用于连接检测机器人的压紧法兰盘，压紧法兰盘连接在压紧轴承座上，压紧轴承座采用带轴承的压紧轴承座，导向轴穿过挡圈二、压紧轴承座的轴承和轴套，压紧轴承座的轴承被轴套和挡圈二固定在导向轴上，导向轴活动穿过弹簧和弹簧压紧套，弹簧设于轴套与弹簧压紧套间，弹簧压紧套与悬臂支撑架的顶板连接，顶板设有用于导向轴活动穿过的通孔，挡圈一和挡圈二分别固定设于导向轴的两端，弹簧压紧套设于挡圈一和挡圈二间。进一步地，支撑机构采用铝合金型材结构或台虎钳结构。进一步地，铝合金型材结构包括限位件和若干立杆，支撑定位架的底端设有收展件，支撑定位架的收展件设于球罐人孔的内侧，限位件设于球罐人孔的外侧，且限位件的宽度大于球罐人孔的直径，立杆的一端连接限位件，立杆的另一端通过连接螺栓连接支撑定位架的收展杆或中间连板，限位件通过定位螺栓和定位螺母连接在球罐人孔凸缘上的连接孔处，限位件采用限位板、十字形限位架、H字形限位架或工字形限位架。进一步地，台虎钳结构包括用于夹持球罐的人孔钢板的纵向台虎钳和用于夹持工字梁的横向台虎钳，横向台虎钳垂直设于纵向台虎钳的顶部，工字梁设于支撑定位架的底部。本专利技术的有益效果是：一、该种球罐检测机器人的罐内壁支撑定位装置，通过压覆支撑检测机器人，能够不受球罐内表面浮锈等因素的影响，很大程度上提高了检测机器人沿壁面运动的可靠性和安全性，解决了现有的检测机器人采用磁吸附、负压吸附等方式，在实际检测过程中，球罐内部壁面常常具有很多浮锈，大大影响了磁吸附以及负压吸附检测机器人运动的可靠性的问题。二、区别于球罐内部载人工作台，本专利技术的球罐检测机器人的罐内壁支撑定位装置，用以支撑检测机器人，通过检测机器人实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种球罐检测机器人的罐内壁支撑定位装置，其特征在于：包括支撑机构、支撑定位架、两轴转动平台、悬臂支撑架和弹性压紧机构，支撑机构夹紧在球罐的人孔处，支撑定位架的一端连接支撑机构，支撑定位架的另一端设有两轴转动平台，两轴转动平台连接悬臂支撑架的一端，悬臂支撑架的另一端设有用于压覆检测机器人的弹性压紧机构，检测机器人设于球罐的罐内壁上，两轴转动平台包括用于悬臂支撑架在水平向活动的水平旋转组件和用于悬臂支撑架在垂直向活动的竖直俯仰组件，竖直俯仰组件设于水平旋转组件上，水平旋转组件设有水平旋转角度传感器和第一激光测距仪，竖直俯仰组件设有竖直俯仰角度传感器和第二激光测距仪。/n

【技术特征摘要】
1.一种球罐检测机器人的罐内壁支撑定位装置，其特征在于：包括支撑机构、支撑定位架、两轴转动平台、悬臂支撑架和弹性压紧机构，支撑机构夹紧在球罐的人孔处，支撑定位架的一端连接支撑机构，支撑定位架的另一端设有两轴转动平台，两轴转动平台连接悬臂支撑架的一端，悬臂支撑架的另一端设有用于压覆检测机器人的弹性压紧机构，检测机器人设于球罐的罐内壁上，两轴转动平台包括用于悬臂支撑架在水平向活动的水平旋转组件和用于悬臂支撑架在垂直向活动的竖直俯仰组件，竖直俯仰组件设于水平旋转组件上，水平旋转组件设有水平旋转角度传感器和第一激光测距仪，竖直俯仰组件设有竖直俯仰角度传感器和第二激光测距仪。


2.如权利要求1所述的球罐检测机器人的罐内壁支撑定位装置，其特征在于：水平旋转组件包括转台竖直轴、第一连接板、安装架一、水平轴承座、转台支撑板、大齿轮和小齿轮，水平轴承座采用带轴承的水平轴承座，转台竖直轴的一端通过水平轴承座垂直连接转台支撑板，转台竖直轴的另一端设有大齿轮，转台竖直轴的另一端还设有用于连接支撑定位架的第一连接板，第一连接板设有用于连接第一激光测距仪的安装架一，水平旋转角度传感器设于转台支撑板上，水平旋转角度传感器的转轴设有小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合，转台竖直轴的另一端还连接支撑定位架。


3.如权利要求2所述的球罐检测机器人的罐内壁支撑定位装置，其特征在于：竖直俯仰组件包括转台水平轴、U形连接件、悬臂连接轴、安装架二、联轴器和竖直轴承座，竖直俯仰角度传感器通过联轴器连接转台水平轴的端部，竖直轴承座采用带轴承的竖直轴承座，转台水平轴的两端均通过竖直轴承座连接在转台支撑板上，悬臂连接轴的一端通过U形连接件连接转台水平轴，悬臂连接轴的另一端设有用于连接悬臂支撑架的第二连接板，第二连接板设有用于连接第二激光测距仪的安装架二，两轴转动平台的转台水平轴与转台竖直轴的轴线交点在工作状态位于球罐的球心。


4.如权利要求3所述的球罐检测机器人的罐内壁支撑定位装置，其特征在于：支撑定位架采用可收展支撑定位架，支撑定位架包括若干支撑伸缩杆和用于收展支撑伸缩杆的收展件，支撑伸缩杆的顶端以第一连接板为中心环列设置且活动连接第一连接板，支撑伸缩杆的底端连接支撑机构，收展件包括中间连板、第一连接件、收展杆和第二连接件，收展杆的一端通过第一连接件活动连接中间连板，收展杆的另一端通过第二连接件活动连接支撑伸缩杆。


5.如权利要求4所述的球罐检测机器人的罐内壁支撑定位装置，其特征在于：悬臂支撑架采用可收展连杆机构，悬臂支撑架包括若干上伸缩杆、若干下伸缩杆、伸展件和顶板，上伸缩杆的一端分别以顶板为中心环列设置且活动连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂春磊，金珊珊，李杰，王兴松，
申请(专利权)人：江苏省特种设备安全监督检验研究院，江苏六朝松智能装备技术研究院有限公司，东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32