一种双段式管道焊缝检测机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双段式管道焊缝检测机器人，用于检测待测管道内部焊缝，包括前机身、后机身、图像采集机构、驱动机构、供电机构以及信号控制电路模块；本实用新型专利技术最大限度的利用了直径较小的管道内的有限空间，采用该布局使机器人体积大大减小，且两段式结构中间采用了万向节进行连接，使机器人在适配1.2~2英寸的管道内尺寸的同时，还能够使机器人能够顺利过弯，对于相对复杂的管道内环境，机器人也可以正常工作，弥补了市场上没有适配尺寸的管道焊缝检测机器人的缺陷，实现了小管径管内焊缝检测的智能化，能够实现管道焊缝的自动检测，大大提高了检测效率，降低了人工操作比重的占比，进而降低了错误率，提高了检测准确率。提高了检测准确率。提高了检测准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种双段式管道焊缝检测机器人


[0001]本技术涉及管道机器人
，具体涉及一种双段式管道焊缝检测机器人。

技术介绍

[0002]随着工业水平的提高，焊接技术已被广泛应用于装备制造、冶金工业、航空航天等重要领域。在金属管道的应用领域，管道的对接位置常需要焊接处理，焊接在工业管道安装中尤为重要，焊接质量决定了管道内运输介质时工作状态的稳定性，直接影响管道的安全及能效。在焊接时，受生产设备及工艺的影响，焊接件存在气孔、未熔合及未焊透等不可避免的会出现缺陷，一旦焊接缺陷处未被提前发现，便会造成介质的渗漏或者泄漏现象，极大地影响生产效益并且会污染环境，更严重的甚至会造成安全事故。
[0003]焊接后的工业管道在投入使用之前需要对焊缝质量进行检测。管道的焊缝检测不仅在工业管道安装后进行，还需要在正式投入使用之前进行复检。但由于管道焊接好后无法直接观测到焊缝的焊接质量，使用常规的射线探伤法、超声探伤法、渗透探伤法等对焊缝进行质量检测，会耗费较大的人力物力。
[0004]针对管道直径为1.2~2英寸的小管径金属焊缝检测，现常采用的方法是使用带缆摄像头，人工操作带缆摄像头伸入管道内部，即工业内窥镜，工业内窥镜由人工操作有线摄像头进入管道内部，通过传出的图像再由管外工作人员对其扫描到的内部环境进行人工缺陷判断。
[0005]工业内窥镜的管内操作检测难度较大，由于其有线摄像头的特性，若是柔性线缆，其伸入管内的距离有限且无法环绕扫描管内环境，若是硬性可弯折线缆，其无法通过弯道、T型管等。而且每根管道都需要人为的操作送线进入管道，再由人工判断焊缝位置而后进行质量检测，会耗费较大的人力与时间成本，且效率较低。特别在大批量检测管道焊缝时，人工操作的效率会更为降低且提高了较大的误检率。
[0006]由于这些特性，检测结果往往与操作者的经验相关，不同的操作者很容易产生较大误差。而在获得大量焊缝图像后，需要检测人员在计算机辅助下，从大量焊缝缺陷图像中进行识别，长时间、多批次的检测工作造成人眼视觉疲劳，导致漏检误检。
[0007]由于以上的一些缺点，导致使用工业内窥镜时，从工业内窥镜进入到管道内部以及对管内不同缺陷检测的环节都由操作人员完成，受到人工干扰的影响较大，检测效率十分不稳定，导致检测效率低，且误检率高。
[0008]因此，如果能够自动识别管道内壁焊缝并对焊缝进行检测，而且直接输出检测结果，那么就能够大大降低由于人工操作失误导致的误检率和漏检率高的频率。
[0009]针对焊缝的自动识别并对焊缝进行检测，申请人专利技术了一种适用于清洁管道内部的焊缝检测方法，对管道内部焊缝进行自动识别，在识别到焊缝后对焊缝的全景图像进行采集，将采集到的焊缝图像输入焊缝异常情况目标检测模型中对进行检测并输出检测的结果。
[0010]这种识别并检测焊缝的方法需要依赖于能够进入管道内部用于焊缝检测的电驱动推进的机械结构来实现。因此，申请人公开了一种管道焊缝检测机器人，用于实现上述适用于清洁管道内部的焊缝检测方法，进而实现对管道焊缝的检测工作。
[0011]但是，对于管道直径为1.2~2英寸（DN40~DN50）的管道来说，管道直径较小，管道内部空间狭窄，需要对管道焊缝机器人在结构上进行适配性的设计，使管道焊缝检测机器人能够在管道直径为1.2~2英寸金属管中顺利通行，能够用于开展焊缝检测工作。

技术实现思路

[0012]本技术目的在于提供一种双段式管道焊缝检测机器人，以使管道焊缝机器人能够适配管道直径为1.2~2英寸的金属管，进而能够用于开展焊缝检测工作的技术问题。
[0013]为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：
[0014]一种双段式管道焊缝检测机器人，用于检测待测管道内部焊缝，包括前机身101、后机身102、图像采集机构、驱动机构、供电机构以及信号控制电路模块400；
[0015]所述前机身101与后机身102之间通过传动装置105活动连接，所述传动装置105能够改变前机身101与后机身102的传动轴线方向；
[0016]所述图像采集机构包括周向摄像头202以及旋转驱动装置，所述旋转驱动装置与前机身101前端固定连接，所述周向摄像头202与旋转驱动装置转动连接，所述旋转驱动装置能够驱动周向摄像头202旋转；
[0017]所述驱动机构安装于前机身101，在电驱动下，驱动机构能够带动前机身101沿管道内壁向前推进或倒退，前机身101通过传动装置105带动后机身102沿管道内壁前行或后退；
[0018]所述供电机构安装于后机身102，用于为图像采集机构、驱动机构以及信号控制电路模块400提供电源；
[0019]所述信号控制电路模块400固定于前机身101或者后机身102顶部，所述信号控制电路模块400分别与图像采集机构和驱动机构电连接。
[0020]优选的，所述传动装置105为万向节，优选刚性万向节，所述万向节具有转向端108、第一固定端106和第二固定端107，所述转向端108位于第一固定端106和第二固定端107之间，且转向端108的两端分别与第一固定端106和第二固定端107转动连接，所述第一固定端106和第二固定端107的另一端分别与前机身101末端和后机身102前端固定连接。
[0021]机器人需要拐弯时，万向节发生转动，使前机身101先过弯，再带动后机身102过弯，使机器人能够适应多种需要转弯的管道内环境，所述万向节可以很好的保证机器人在弯道的通过性，且万向节为刚性连接件，可以很迅速的将前机身101的动力传递给后机身102，使机器人的响应迅速。
[0022]优选的，所述图像采集机构还包括轴向摄像头203，所述轴向摄像头203固定安装于后机身102末端，轴向摄像头203的朝向与后机身102轴线平行。
[0023]所述轴向摄像头203用于实时监控并录制管道焊缝检测机器人后方的管道内部图像，这样能够方便控制管道焊缝检测机器人在管道内处于非正常工作状态时的退回路径，同时能够使用轴向摄像头203轴向观测管道焊缝检测机器人检测工作中的管道内壁情况（例如判断管道内部是否有异物或异常）和实时位置记录并以视频的形式保存，以供操作者
后续检查，能够更好的对管道内部情况进行监控。
[0024]优选的，所述供电机构包括蓄电池601和电池仓602，所述电池仓602固定安装于后机身102，蓄电池601安装于电池仓602内，所述电池仓602具有电池盖板603，所述电池盖板603与电池仓602可拆卸连接。
[0025]蓄电池601可从电池仓602内拆出，以便对蓄电池601进行维修或者更换，所述蓄电池601用于为图像采集机构、驱动机构以及信号控制电路模块400提供电源，使各机构正常运转，能够适用于结构复杂的管道或者管长较长的管道内的焊缝检测工作，能够使管道焊缝检测机器人不受外接电源线长度的限制，更加的灵活。
[0026]优选的， 所述旋转驱动装置包括旋转驱动电机204，所述旋转驱动电机204本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双段式管道焊缝检测机器人，用于检测待测管道内部焊缝，其特征在于，包括前机身(101)、后机身(102)、图像采集机构、驱动机构、供电机构以及信号控制电路模块(400)；所述前机身(101)与后机身(102)之间通过传动装置(105)活动连接，所述传动装置(105)能够改变前机身(101)与后机身(102)的传动轴线方向；所述图像采集机构包括周向摄像头(202)以及旋转驱动装置，所述旋转驱动装置与前机身(101)前端固定连接，所述周向摄像头(202)与旋转驱动装置转动连接，所述旋转驱动装置能够驱动周向摄像头(202)旋转；所述驱动机构安装于前机身(101)，在电驱动下，驱动机构能够带动前机身(101)沿管道内壁向前推进或倒退，前机身(101)通过传动装置(105)带动后机身(102)沿管道内壁前行或后退；所述供电机构安装于后机身(102)，用于为图像采集机构、驱动机构以及信号控制电路模块(400)提供电源；所述信号控制电路模块(400)固定于前机身(101)或者后机身(102)顶部，所述信号控制电路模块(400)分别与图像采集机构和驱动机构电连接。2.根据权利要求1所述的双段式管道焊缝检测机器人，其特征在于，所述传动装置(105)为万向节，为刚性万向节，所述万向节具有转向端(108)、第一固定端(106)和第二固定端(107)，所述转向端(108)位于第一固定端(106)和第二固定端(107)之间，且转向端(108)的两端分别与第一固定端(106)和第二固定端(107)转动连接，所述第一固定端(106)和第二固定端(107)的另一端分别与前机身(101)末端和后机身(102)前端固定连接。3.根据权利要求1所述的双段式管道焊缝检测机器人，其特征在于，所述图像采集机构还包括轴向摄像头(203)，所述轴向摄像头(203)固定安装于后机身(102)末端，轴向摄像头(203)的朝向与后机身(102)轴线平行。4.根据权利要求1所述的双段式管道焊缝检测机器人，其特征在于，所述供电机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭耿志，王毅，王宝山，李小平，杨长辉，田磊，刘孟林，
申请(专利权)人：上海森松制药设备工程有限公司，
类型：新型
国别省市：