一种角钢塔架自动检测机器人制造技术

本发明专利技术公开一种角钢塔架自动检测机器人，机器人包括电磁铁履带轮组、底盘、抓手云台，其中电磁铁履带轮组为两个，对称布置在底盘左右两侧；电磁铁履带轮组主要由电磁铁履带轮、电机支架、扇形齿轮组成，电磁铁履带轮上安装有多个履带轮电磁铁，能够贴附在角钢上；底盘包括伸缩片组、螺旋杆、底盘轮距调整电机、履带轮角度调整电机、底盘顶板等，能够调整电磁铁履带轮轮距和整体角度；抓手云台主要包括行星转台、导轨滑板、云台电机、云台板、云台法兰盘、机械抓手，其中行星转台对称安装在底盘顶板上；该机器人能够实现角钢塔架主干角钢和支干角钢上过渡行驶，代替工人对角钢塔架进行检测，降低了检测风险，提高了检测效率和检测范围。提高了检测效率和检测范围。提高了检测效率和检测范围。

【技术实现步骤摘要】
一种角钢塔架自动检测机器人


[0001]本专利技术涉及角钢塔架检测领域，具体涉及一种角钢塔架自动检测机器人。

技术介绍

[0002]角钢作为一种建筑钢材，广泛运用在各种建筑结构中，如输电塔、石油井架等角钢塔架，以石油井架为例，在石油开采工作当中，为了保障开采过程安全性和稳定性，需要对钻井设备进行有效的管理，石油井架作为油气钻采作业中的重要机械设备，由于其长期工作在恶劣的环境同时加上搬迁、安装过程中诸多因素的影响，井架结构会逐渐产生程度不同的腐蚀、变形、疲劳等局部或整体的缺陷，对井架结构承载能力均有不同程度的影响，直接关系到钻、修井作业的安全，若不能及时的发现井架缺陷地方，有可能会导致井架倒塌、井喷等重大安全事故，严重危害人们生命财产安全。
[0003]目前主要通过工人在井架攀爬的方式对井架进行检测，但是这种方式存在以下缺点：1)工人携带检测设备进行高空作业时，工作危险性较高，容易造成人员安全事故；2)人工观测只能够发现井架角钢表面的损伤，难以发现井架角钢内部的缺陷，检测不全面且效率低；3)抓手伸缩类机器人难以实现井架角钢主材之间的过渡爬行，不能对井架支干角钢进行检测，导致检测不全面，且该类机器人攀爬速度较慢，检测效率低；
[0004]以上仅仅只是以石油井架为例作为角钢塔架的背景描述，然而现有的以角钢作为主材的角钢塔架同样存在类似于石油井架的问题，为了解决现有角钢塔架检测效率低、检测不全面等问题，则需要专利技术一种角钢塔架自动检测机器人，实现检测过程中机器人在角钢塔架上主干角钢与支干角钢过渡行驶以及快速爬架的高效率全方位检测。

技术实现思路

[0005]解决的技术问题：
[0006]本专利技术的目的在于：针对现有的角钢塔架多靠人工攀爬方式进行检测，以及现有的检测机器人无法实现在塔架主材为角钢的条件下完成主干角钢与支干角钢之间的过渡行驶问题，提出专利技术一种角钢塔架自动检测机器人，该机器人能够实现在角钢塔架的主干角钢和支干角钢上行驶，代替工人对角钢塔架进行检测，降低了检测风险，提高了检测效率和检测范围。
[0007]技术方案：
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种角钢塔架自动检测机器人，其特征在于：机器人包括电磁铁履带轮组、底盘、抓手云台，其中电磁铁履带轮组为两个，对称布置在底盘左右两侧；
[0009]所述电磁铁履带轮组包括电磁铁履带轮、电机支架、圆柱杆A、圆柱杆B、扇形齿轮；所述电磁铁履带轮包括橡胶履带、履带轮支架、带轮组、导电板、限位板、探头固定架A、探头固定架B、超声波探头、弹性挡圈A、履带轮电磁铁、电磁铁导电触头、电磁铁固定栓、电机壳和驱动电机；
[0010]所述带轮组包括驱动带轮组和从动带轮组，带轮组对称安装在履带轮支架两侧；驱动带轮组包括4个驱动带轮和2个驱动带轮轴，每对驱动带轮固定在驱动带轮轴两侧；从动带轮组包扩4个从动带轮、4个调整环、2个从动带轮轴、4个弹性挡圈B和8个轴承；每个从动带轮上都对称安装有两个轴承，弹性挡圈B和调整环用于限制轴承和从动带轮在从动带轮轴上的轴向移动，从动带轮对称安装在从动带轮轴两侧；从动带轮轴与驱动带轮轴平行；橡胶履带同时压紧套接在带轮组外侧，驱动带轮组一侧与驱动电机的电机轴固定，驱动电机固定安装在电机壳中，电机壳安装在电机支架上；电磁铁导电触头尾端穿过橡胶履带与履带轮电磁铁连接，电磁铁固定栓分别将电磁铁导电触头和履带轮电磁铁固定安装在橡胶履带内外两侧，导电板和限位板对称安装在履带轮支架左右两侧；导电板由固定板、通电板和调整弹簧组成，通过螺栓固定在履带轮支架上，其中调整弹簧两侧分别与固定板和通电板焊接，两侧通电板分别接通电池正极和负极，导电触头与通电板接触，用于传输电流给履带轮电磁铁；限位板一侧有用于限制导电触头位置的圆弧形台阶；探头固定架A和探头固定架B分别安装在履带轮支架内框上下两侧，超声波探头穿过探头固定架B，尾端伸入探头固定架A圆孔中，弹性挡圈A安装在超声波探头上防止超声波探头滑落；探头固定架A圆孔中焊接有缓冲弹簧，能够使超声波探头与角钢表面紧密接触；圆柱杆A与圆柱杆B平行于履带轮支架，分别连接于电机壳前后两侧，扇形齿轮通过紧定螺钉固定安装在圆柱杆A与圆柱杆B上；所述电机支架设有圆柱孔和圆弧状槽口，其中圆弧状槽口的圆弧圆心与圆柱孔圆心重合，圆弧状槽口的圆弧角度大于90
°
，所述电机壳能够以电机支架圆柱孔为旋转中心转动。
[0011]所述的橡胶履带旁侧有均匀分布有圆柱通孔，外侧均布有电磁铁安装凸台和台阶状的电磁铁安装通孔，电磁铁安装通孔贯通电磁铁安装凸台，其中中间孔的尺寸略大于两端孔的尺寸，每组电磁铁安装通孔均被圆柱通孔贯穿，圆柱通孔轴心与电磁铁安装通孔轴心处于同一平面。
[0012]所述底盘包括伸缩片组、连接栓、连接头、螺旋杆、底盘轮距调整电机、底盘前板、底盘后板、底盘顶板、底盘支架固定环A、底盘支架固定环B、履带轮角度调整电机、调整齿轮、底盘圆柱杆、高清摄像装置、摄像头支架、电池、超声波探伤装置、控制器和天线；
[0013]伸缩片组左右两端与底盘支架固定环B铰接，前后两端与两个连接栓铰接；螺旋杆与两个连接栓丝杠螺母配合连接；底盘圆柱杆分别穿过底盘支架固定环A和底盘支架固定环B，对称布置在螺旋杆左右两侧；底盘支架固定环A通过螺栓压紧固定在底盘圆柱杆上，底盘支架固定环B通过紧定螺钉固定在底盘圆柱杆上；履带轮角度调整电机固定安装在底盘支架固定环B外侧，履带轮角度调整电机的电机轴上安装有调整齿轮；底盘前板和底盘后板固定安装于底盘顶板前后两侧；摄像头支架、电池、超声波探伤装置、控制器和天线固定在底盘顶板上，高清摄像装置安装在摄像头支架上；
[0014]所述底盘前板设有四个直槽和一个圆台孔，底盘后板设有四个直槽和一个电机安装槽，底盘圆柱杆前后两端分别安装在底盘前板和底盘后板的直槽中；伸缩片组呈平行四边形结构，能够实现横向和纵向伸缩，螺旋杆一端与底盘轮距调整电机的电机轴固定，另一端伸入底盘前板圆台孔中，螺旋杆上有两段旋向相反的螺纹；底盘轮距调整电机和螺旋杆用于调整伸缩片组伸缩；调整齿轮与扇形齿轮啮合，用于控制电磁铁履带轮整体角度。
[0015]抓手云台包括行星转台、导轨滑板、直角固定片、云台电机、云台板、云台法兰盘、机械抓手；其中行星转台对称安装在底盘顶板上；
[0016]行星转台由圆形导轨、太阳轮电机、行星轮系、行星转台支撑架、行星轮系支撑架、行星架、三角盘和Z形连接架组成；行星轮系的齿圈固定安装于圆形导轨上，太阳轮电机固定安装在行星轮系支撑架上，太阳轮电机的电机轴穿过行星轮系支撑架和行星架与太阳轮固定连接，圆形导轨与行星轮系支撑架固定在行星转台支撑架上，行星架和三角盘分别固定在行星轮系内外两侧，三角盘与导轨滑板通过Z形连接架固定连接，导轨滑板安装在圆形导轨上；云台板两端与导轨滑板固定，云台电机固定在云台板中部，云台电机的电机轴穿过云台板与云台法兰盘固定连接；机械抓手由云台柱、手臂杆组、抓手电磁铁、抓手电机和抓手法兰盘组成，云台柱与云台法兰盘固定，手臂杆组与云台柱连接，抓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种角钢塔架自动检测机器人，其特征在于：机器人包括电磁铁履带轮组(1)、底盘(2)、抓手云台(3)，其中电磁铁履带轮组(1)为两个，对称布置在底盘(2)左右两侧；电磁铁履带轮组(1)包括电磁铁履带轮(101)、电机支架(102)、圆柱杆A(103)、圆柱杆B(104)、扇形齿轮(105)；电磁铁履带轮(101)包括橡胶履带(106)、履带轮支架(107)、带轮组(108)、导电板(109)、限位板(110)、探头固定架A(111)、探头固定架B(112)、超声波探头(113)、弹性挡圈A(114)、履带轮电磁铁(115)、电磁铁导电触头(116)、电磁铁固定栓(117)、电机壳(118)和驱动电机(119)；带轮组(108)包括驱动带轮组(120)和从动带轮组(121)，带轮组(108)对称安装在履带轮支架(107)左右两侧，橡胶履带(106)同时压紧套接在带轮组(108)外侧，驱动带轮组(120)一侧与驱动电机(119)的电机轴固定，驱动电机(119)固定安装在电机壳(118)中，电机壳(118)安装在电机支架(102)上，电磁铁导电触头(116)尾端穿过橡胶履带(106)与履带轮电磁铁(115)连接，电磁铁固定栓(117)分别将电磁铁导电触头(116)和履带轮电磁铁(115)固定安装在橡胶履带(106)内外两侧，导电板(109)和限位板(110)对称安装在履带轮支架(107)左右两侧，探头固定架A(111)和探头固定架B(112)分别安装在履带轮支架(107)内框上下两侧，超声波探头(113)安装在探头固定架A(111)和探头固定架B(112)上，圆柱杆A(103)与圆柱杆B(104)平行于履带轮支架(107)，分别连接于电机壳(118)前后两侧，扇形齿轮(105)固定安装在圆柱杆A(103)与圆柱杆B(104)上；底盘(2)包括伸缩片组(201)、连接栓(202)、连接头(203)、螺旋杆(204)、底盘轮距调整电机(205)、底盘前板(206)、底盘后板(207)、底盘顶板(208)、底盘支架固定环A(209)、底盘支架固定环B(210)、履带轮角度调整电机(211)、调整齿轮(212)、底盘圆柱杆(213)、高清摄像装置(214)、摄像头支架(215)、电池(216)、超声波探伤装置(217)、控制器(218)和天线(219)；伸缩片组(201)左右两端与底盘支架固定环B(210)铰接，前后两端与两个连接栓(202)铰接；底盘圆柱杆(213)分别穿过底盘支架固定环A(209)和底盘支架固定环B(210)，对称布置在螺旋杆(204)左右两侧；履带轮角度调整电机(211)固定安装在底盘支架固定环B(210)外侧，履带轮角度调整电机(211)的电机轴上安装有调整齿轮(212)；底盘前板(206)和底盘后板(207)固定安装于底盘顶板(208)前后两侧；摄像头支架(215)、电池(216)、超声波探伤装置(217)、控制器(218)和天线(219)固定在底盘顶板(208)上，高清摄像装置(214)安装在摄像头支架(215)上；抓手云台(3)包括行星转台(301)、导轨滑板(302)、直角固定片(303)、云台电机(304)、云台板(305)、云台法兰盘(306)、机械抓手(307)；其中行星转台(301)对称安装在底盘顶板(208)上；行星转台(301)由圆形导轨(308)、太阳轮电机(309)、行星轮系(310)、行星转台支撑架(311)、行星轮系支撑架(312)、行星架(313)、三角盘(314)和Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐洋，熊浩宇，赵金海，王国荣，刘清友，张志东，王金忠，万夫，李泽良，王远，倪申童，赵鹏，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：