一种基于无人机搭载机械臂的管道缺陷检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于无人机搭载机械臂的管道缺陷检测装置，包括无人机、机械臂、检测探头等。机械臂一端安装在无人机搭载平台上，另一端安装检测探头，整个装置由无人机搭载到指定地点，机械臂可以实现多自由度运动，用于调整检测探头的位置与角度，由检测探头对管道进行管壁缺陷检测。该发明专利技术实现了检测设备通过机械臂与无人机结合，节约了人力，提高了检测效率，使用轻量化的结构，摆脱了空间的束缚，能够方便地检测到处于高空的锅炉水冷壁管。够方便地检测到处于高空的锅炉水冷壁管。够方便地检测到处于高空的锅炉水冷壁管。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机搭载机械臂的管道缺陷检测装置


[0001]本专利技术涉及锅炉水冷壁无人机巡检领域，更具体的，尤其是涉及一种基于无人机搭载机械臂的管道缺陷检测装置。

技术介绍

[0002]火电厂水冷壁容易出现腐蚀和爆管等问题，这严重影响着火电机组的安全和运行。为了减少以及防止锅炉水冷壁管道爆漏事故的发生，需要定期对水冷壁进行检测。目前普遍的检测方式有以下两种：人工手持检测设备高空检测；爬壁机器人携带机器视觉检测系统进行检测。人工检测不仅周期长、工作效率低、劳动强度大、费用高，而且高空作业环境恶劣并易出事故，人工检测精度也无法得到保证。爬壁机器人运动缓慢、避障困难、吸附力不稳定，导致其难以得到广泛的应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于无人机搭载机械臂的管道缺陷检测装置。可以轻量化的结构实现代替人工与爬壁机器人实现水冷壁管缺陷高效率、高准确度以及安全的检测。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于无人机搭载机械臂的管道缺陷检测装置，包括无人机(1)、机械臂(2)、缺陷检测结构(3)和减震机构(4)，所述机械臂通过所述减震机构设置于所述无人机的底盘上，并包括第一连接杆、第二连接杆、转动电机、同步带机构，所述同步带机构设置于所述第一连接杆侧边，所述转动电机设置于所述第一连接杆上并驱动所述同步带机构运行，所述第二连接杆转动设置于所述第一连接杆末端，并且与所述同步带机构的输出关节传动连接，减震机构(4)设置有减震弹簧(41)与平动式结构(42)，所述缺陷检测结构(3)设置有微调装置(32)、检测探头(33)，所述检测探头(33)通过所述微调整装置与所述第二连接杆末端连接。
[0005]其中，所述第一连接杆的头端还通过始端电机与所述无人机的底盘连接。
[0006]其中，所述微调装置包括微调转向电机(311)、U形框架(322)、L形框架(34)、微调齿轮(321)，所述微调角度电机(311)设置于所述U形框架(322)中，所述L形框架(34)通过微调齿轮(321)与所述微调转向电机(31)传动连接，所述检测探头(33)固定设置于所述L形框架(34)上。
[0007]其中，所述微调整装置通过微调转向电机与所述第二连接杆末端连接。
[0008]其中，所述减震机构(4)包括上连接板、下连接板、若干减震弹簧(41)、平动式结构(42)，所述若干减震弹簧(41)设置于所述上连接板、下连接板之间，所述平动式结构设置于所述上连接板、下连接板的侧边。
[0009]其中，所述平动式结构为四组，分别设置于所述上连接板、下连接板的四个侧面。
[0010]实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：
[0011]1、本专利技术的机械臂利用同步带驱动结构，输入端的电机带动同步带，实现远端的
输出端关节角度的变化，同步带结构可使机械臂的质心的位置更接近无人机与机械臂的接触端，确保了无人机携带机械臂检测运作的稳定性。
[0012]2、本专利技术在无人机与机械臂的连接处设计了一种平动式减震机构，无人机或机械臂在运作过程中会产生一定的震动，当震动经过减震机构的途中，多个减震弹簧会同时运动，共同减震，但是由于震动的方位不同，会导致每个减震弹簧的形变量不同，因此，本专利设计了四连杆平动式减震机构实现了减震弹簧的形变一致，保证了减震的有效性以及机械臂检测的稳定性。
附图说明
[0013]图1为本专利技术一种基于无人机搭载机械臂的管道缺陷检测装置的示意图。
[0014]图2为本专利技术机械臂的结构示意图。
[0015]图3为本专利技术缺陷检测机构的结构示意图。
[0016]图4为本专利技术减震机构的结构示意图。
[0017]附图标记说明：
[0018]1‑
无人机，2
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机械臂，3
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缺陷检测机构，4
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减震机构，21
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电机，22
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同步带机构，23
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连接杆，31
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微型电机，321
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减速齿轮，322
‑
U形框架，33
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检测探头， 34
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L形框架、41
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减震弹簧，42
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平动式机构。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。
[0020]请参阅图1
‑
4所示，本专利技术是一种基于无人机搭载机械臂的管道缺陷检测装置，包括无人机1、机械臂2、缺陷检测结构3和减震机构4，所述机械臂2设置有同步带机构22和连接杆23，连接杆23包括第一连接杆、第二连接杆，所述缺陷检测结构3设置有微调装置32，所述减震机构4设置有减震弹簧41与平动式结构42。
[0021]优选地，所述机械臂连接减震机构(4)下层，再由减震装置(4)上层与无人机下底盘连接。
[0022]同步带机构设置于所述第一连接杆侧边，转动电机设置于所述第一连接杆上并驱动所述同步带机构运行，所述第二连接杆转动设置于所述第一连接杆末端，并且与所述同步带机构的输出关节传动连接。
[0023]第一连接杆的首端通过始端电机211与减震机构4连接。
[0024]始端电机211带动机械臂向前伸展，转动电机212带动同步带机构22的输入端，再由同步带带动输出端关节使得第二连接杆转动。
[0025]优选地，所述缺陷检测结构3包括微调转向电机311、微调装置32和检测探头33，缺陷检测结构安装在机械臂前端并由机械臂2的连接杆23带动。
[0026]进一步地，所述微调装置32包括U形框架322、L形框架34、微调齿轮321，通过微调转向电机311改变检测装置的角度调节方向，通过微调角度电机312 带动微调齿轮321改变L形框架34的角度完成曲面的检测。
[0027]微调角度电机(311)设置于所述U形框架(322)中，所述L形框架(34)通过微调齿轮
(321)与所述微调转向电机(311)传动连接，所述检测探头(33)固定设置于所述L形框架上。
[0028]优选地，所述减震机构4由减震弹簧41与平动式结构42组成，减震机构4 在受到来自无人机1或机械臂2的震动时，减震弹簧41发生不规则形变，平动式结构42可将为不规则形变改为平动式形变。
[0029]减震机构(4)包括上连接板、下连接板、若干减震弹簧(41)、平动式结构(42)，所述若干减震弹簧(41)设置于所述上连接板、下连接板之间，所述平动式结构设置于所述上连接板、下连接板的侧边。
[0030]平动式结构为四组，分别设置于所述上连接板、下连接板的四个侧面。
[0031]本专利技术的具体实施案例：
[0032]本专利技术运作时，无人机1飞行接近水冷壁管道，到达定点位置，驱动机械臂2的始端电机，控制机械臂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机搭载机械臂的管道缺陷检测装置，其特征在于，包括无人机(1)、机械臂(2)、缺陷检测结构(3)和减震机构(4)，所述机械臂通过所述减震机构设置于所述无人机的底盘上，并包括第一连接杆、第二连接杆、转动电机、同步带机构，所述同步带机构设置于所述第一连接杆侧边，所述转动电机设置于所述第一连接杆上并驱动所述同步带机构运行，所述第二连接杆转动设置于所述第一连接杆末端，并且与所述同步带机构的输出关节传动连接，减震机构(4)设置有减震弹簧(41)与平动式结构(42)，所述缺陷检测结构(3)设置有微调装置(32)、检测探头(33)，所述检测探头(33)通过所述微调整装置与所述第二连接杆末端连接。2.根据权利要求1所述的基于无人机搭载机械臂的管道缺陷检测装置，其特征在于，所述第一连接杆的头端还通过始端电机与所述无人机的底盘连接。3.根据权利要求2所述的基于无人机搭载机械臂的管道缺陷检测装置，其特征在于，所述微调装置包括微调转向电机(31...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟生，叶鑫，刘安仓，黄和龙，孙伟鹏，纪煜，张旋洲，杨略，谢颖纨，朱昌赐，欧文，李伟青，林志福，冯海伟，黄坚华，罗鑫，林少国，江永，黄平武，郭子扬，秦楠，卢报安，沈梓楠，曹小龙，张立杰，王双喜，张兴伟，
申请(专利权)人：汕头轻工装备研究院华能广东能源开发有限公司，
类型：发明
国别省市：