【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无损检测，尤其涉及一种可爬行与飞行的蛇形智能无损检测装置的设计方法及检测方法。
技术介绍
1、许多重大设备装备，如港口吊车、高空作业机械，大型建筑机械、船舶等，需要定期或视情况对其进行无损检测与评估，保证这些装备设施的健康工作状态，然而，目前的现状，无损检测技术大都需要人工操作，除了目视检测外，很难实现高空复杂结构材料、焊缝等关键部位的检测。而作为云检测与监测技术，需要提前将传感器安装在关键处，对于绝大多数现有装备，都未能做到。尤其对狭小空间人工不易检测，就极易出现漏检。长此以往就容易存在安全隐患。
2、特别地，在高铁候车室钢架中，杆与杆的连接处通过焊接而成，由此及存在着大批量的环焊缝结构，而环焊缝处往往是结构中最容易出现缺陷导致断裂的位置，必须对其进行检测。“高空”、“结构复杂”、“数量繁多”的检测特征使该项检测工作十分艰巨，基于此，本专利技术提供了一种可爬行与飞行的蛇形智能无损检测装置的设计方法，力求解决上述问题。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种可爬行与飞行的蛇形智能无损检测装置的设计方法，用于高铁候车室中若干钢架连接处环焊缝的自动查找和定位检测，本专利技术是这样实现的：
2、步骤一：微型蛇形智能无损检测装置结构设置，采用可爬行的仿真蛇形机器人，所述仿真蛇形机器人由若干个节状骨架连接而成，每个节状骨架的内部可拆卸设置有移动电源、微型驱动电机、无线控制器，所述节状骨架上设置有飞行组件，包括设置在节状骨架上表面的主旋翼和
3、进一步的，位于蛇头端的节状骨架的前端转动设置有检测组件，所述检测组件包括连接在节状骨架前端面的主杆，所述主杆上连接设置有可开合并适配于不同的环焊缝检测的弯折探杆，所述弯折探杆的末端设置阵列涡流检测组件，所述主杆的前端面上嵌设有微型摄像头；位于蛇身端和蛇尾端的节状骨架的下表面还设置有压力传感器和用于无损检测的电磁、声学检测传感器；
4、步骤二：智能控制模块设置，包括地面控制检测仪和设置在每个节状骨架上的无线控制器，所述地面控制检测仪接收外界对所述装置上各个模块的联动操作指令，并发送至无线控制器；所述无线控制器通过加载高铁候车室钢架结构的3d建模数据库，以及基于神经网络模型分析高铁候车室中若干钢架连接处的环焊缝之间的空间关联性的模型数据库，规划出所述仿真蛇形机器人的飞行路径、落点位置、爬行路径及扫查轨迹之后，无线控制所述机器人启动自动查找和定位检测钢架连接处的环焊缝。
5、作为进一步改进的，所述蛇形智能无损检测装置的结构基体均采用航空铝材制成；所述阵列涡流检测组件的线圈采用单晶石墨烯线圈。
6、作为进一步改进的，所述步骤一中，所述主杆上滑动套设有滑环，所述滑环上连接有斜撑杆，所述斜撑杆远离滑环的一端通过一铰接座铰设于所述弯折探杆上；
7、当滑环沿主杆滑动时，带动所述斜撑杆拉动所述弯折探头展开或收拢。
8、作为进一步改进的，所述节状骨架包括采用十字转轴连接的第一基部和第二基部，所述主旋翼设置在第一基部上，所述副旋翼设置在第二基部上，所述第二基部的两侧开设有换向槽，所述换向槽内设置有四杆联动的换向机构，所述副旋翼通过所述换向机构进行90°换向。
9、作为进一步改进的，所述副旋翼的外侧转动设置有支撑防护框，所述支撑防护框的外沿包绕有轻质橡胶套，所述蛇形智能无损检测装置降落时，所述副旋翼换向至所述节状骨架的两侧，所述支撑防护框辅助支撑。
10、作为进一步改进的，在所述步骤二中，所述无线控制器连接数据库加载模块、微型摄像头的影像在线观测模块、同一节状骨架上飞行组件的飞控模块、节状骨架的转动和爬行驱动模块、节状骨架上的压力传感模块，以及用于无损检测的传感器的信号激励和接收模块；
11、无线控制器：用于统一接收地面控制检测仪发送的对各个模块的控制信号，并分别发送到各个模块；接收蛇形智能无损检测装置上带有测定功能模块的检测信号并发送至地面控制检测仪；
12、数据库加载模块：用于导入待检测的高铁候车室钢架结构的3d建模数据库和钢架连接处的大批量环焊缝之间的空间关联性模型数据库；
13、影像在线观测模块：用于获取实时影像，由无线控制器发送至地面控制检测仪进行飞行情况和环焊缝检测情况的影像实时监控；
14、飞行组件的飞控模块：用于接收无线控制器发送的控制信号，根据规划的飞行路径和落点位置进行智能化控制主旋翼的转动和副旋翼的结构换向和转动；
15、节状骨架的转动和爬行驱动模块：用于接收无线控制器发送的控制信号，根据规划的爬行路径和扫查轨迹进行智能化控制第一基部、第二基部的前进及相对摆动，自动查找焊缝并定位到检测点；
16、节状骨架上的压力传感模块：用于获取节状骨架与钢架之间的压力，由无线控制器发送至地面控制检测仪进行缠绕情况的监测与判定；
17、无损检测传感器的信号激励和接收模块：用于接收无线控制器发送的传感器激励信号，获取检测信号并通过无线控制器发送至地面控制检测仪。
18、本专利技术还公开了一种基于可爬行与飞行的蛇形无损检测装置的检测方法，在如上所述的设计方法的指导下设计的蛇形智能无损检测装置，进行高铁候车室钢架连接处的环焊缝检测，工作时，根据智能规划的飞行路径和落点位置，所述仿真蛇形机器人飞行至高空后卧于钢架上，并根据规划的爬行路径沿钢架爬行导入待检测焊缝处；检测时，根据微型摄像头实时反馈图像分析检测组件与待检测焊缝的相对位置和距离，智能控制蛇头端节状骨架上的弯折探杆进行展开或收合，以贴合待检测焊缝，并控制蛇头端的节状骨架进行微转动或控制弯折探杆绕着节状骨架的中心点转动，进行环焊缝的检测，同时，采用微型摄像头实时反馈图像获取环焊缝的目测图像，通过无线控制器将检测信号传输至地面控制检测仪上。
19、作为进一步改进的，具体的检测步骤包括：
20、a、自动引航飞行及空间位置平衡：根据规划的飞行路径，智能化驱动飞行组件的主旋翼旋转提供升力，当蛇形智能无损检测装置与起飞平台具有一定距离时，驱动副旋翼换向并与主旋翼配合形成三边或四边飞行平衡结构，控制飞行方向平衡各个节状骨架的空间位置，智能飞行定位至检测区，同时，所述微型摄像头实时拍摄飞行情况并反馈到地面控制检测仪，观察仿真蛇形机器人机器人是否准确飞行至规划的落点位置并稳定卧于钢架上；
21、b、爬行空间位置平衡：根据规定的爬行路径，采用直线爬行或缠绕式爬行的方式将蛇头端引导入待检测的环焊缝区，通过压力传感器监测与判定爬行时的缠绕压紧力并传输至地面控制检测仪，当测定的压紧力小于设定阈值时，智能化反馈至无线控制器，并操控该节状骨架上的旋翼进行反转压力辅助，平衡爬行空间位置；
22、c、无损检测：根据规划的扫查路径，当检测区域的活动空间较大时，智能化收拢弯折探杆并控制蛇头端的节状骨架绕焊缝本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可爬行与飞行的蛇形智能无损检测装置的设计方法，用于高铁候车室中繁多且复杂的钢架连接处环焊缝的自动查找和定位检测，其特征在于，具体设计方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种可爬行与飞行的蛇形智能无损检测装置的设计方法，其特征在于，所述步骤一中，所述蛇形智能无损检测装置的结构基体均采用航空铝材制成；所述阵列涡流检测组件的线圈采用单晶石墨烯线圈。
3.根据权利要求1所述的一种可爬行与飞行的蛇形智能无损检测装置的设计方法，其特征在于，所述步骤一中，所述主杆上滑动套设有滑环，所述滑环上连接有斜撑杆，所述斜撑杆远离滑环的一端通过一铰接座铰设于所述弯折探杆上；
4.根据权利要求3所述的一种可爬行与飞行的蛇形智能无损检测装置的设计方法，其特征在于，所述步骤一中，所述节状骨架包括采用十字转轴连接的第一基部和第二基部，所述主旋翼设置在第一基部上，所述副旋翼设置在第二基部上，所述第二基部的两侧开设有换向槽，所述换向槽内设置有四杆联动的换向机构，所述副旋翼通过所述换向机构进行90°换向。
5.根据权利要求4所述的一种可爬行与飞行的蛇形智能无损检测
6.根据权利要求5所述的一种可爬行与飞行的蛇形智能无损检测装置的设计方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述无线控制器连接数据库加载模块、微型摄像头的影像在线观测模块、同一节状骨架上飞行组件的飞控模块、节状骨架的转动和爬行驱动模块、节状骨架上的压力传感模块，以及用于无损检测的传感器的信号激励和接收模块；
7.一种基于可爬行与飞行的蛇形无损检测装置的检测方法，采用如权利要求1至6中任意一项权利要求的设计方法设计的蛇形智能无损检测装置进行高铁候车室钢架连接处的环焊缝检测，其特征在于，工作时，根据智能规划的飞行路径和落点位置，所述仿真蛇形机器人飞行至高空后卧于钢架上，并根据规划的爬行路径沿钢架爬行导入待检测焊缝处；检测时，根据微型摄像头实时反馈图像分析检测组件与待检测焊缝的相对位置和距离，智能控制蛇头端节状骨架上的弯折探杆进行展开或收合，以贴合待检测焊缝，并控制蛇头端的节状骨架进行微转动或控制弯折探杆绕着节状骨架的中心点转动，进行环焊缝的检测，同时，采用微型摄像头实时反馈图像获取环焊缝的目测图像，通过无线控制器将检测信号传输至地面控制检测仪上。
8.根据权利要求7所述的一种基于可爬行与飞行的蛇形无损检测装置的检测方法，其特征在于，具体的检测步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种可爬行与飞行的蛇形智能无损检测装置的设计方法，用于高铁候车室中繁多且复杂的钢架连接处环焊缝的自动查找和定位检测，其特征在于，具体设计方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种可爬行与飞行的蛇形智能无损检测装置的设计方法，其特征在于，所述步骤一中，所述蛇形智能无损检测装置的结构基体均采用航空铝材制成；所述阵列涡流检测组件的线圈采用单晶石墨烯线圈。
3.根据权利要求1所述的一种可爬行与飞行的蛇形智能无损检测装置的设计方法，其特征在于，所述步骤一中，所述主杆上滑动套设有滑环，所述滑环上连接有斜撑杆，所述斜撑杆远离滑环的一端通过一铰接座铰设于所述弯折探杆上；
4.根据权利要求3所述的一种可爬行与飞行的蛇形智能无损检测装置的设计方法，其特征在于，所述步骤一中，所述节状骨架包括采用十字转轴连接的第一基部和第二基部，所述主旋翼设置在第一基部上，所述副旋翼设置在第二基部上，所述第二基部的两侧开设有换向槽，所述换向槽内设置有四杆联动的换向机构，所述副旋翼通过所述换向机构进行90°换向。
5.根据权利要求4所述的一种可爬行与飞行的蛇形智能无损检测装置的设计方法，其特征在于，所述步骤一中，所述副旋翼的外侧转动设置有支撑防护框，所述支撑防护框的外沿包绕有轻质橡胶套，所述蛇形智能无损检测装置降落时，所述副...
【专利技术属性】
技术研发人员：林俊明，高超，黄凤英，林伟华，黄剑军，
申请(专利权)人：爱德森厦门电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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