[发明专利]一种承压设备角焊缝相控阵检测爬壁机器人及其工作方法

权利要求书

1.一种承压设备角焊缝相控阵检测爬壁机器人，其特征在于，其包括：电机安装板(1)、重心调节机构、工件夹持机构、检测机构；

重心调节机构设置在电机安装板(1)的上端，包括第一驱动装置、沿待检测工件(14)的轴线作直线运动的轴向调节组件、在垂直于待检测工件(14)轴线的平面内作合拢或张开运动的径向调节组件，第一驱动装置驱动轴向调节组件作远离所夹持工件端面的直线运动时，轴向调节组件通过连杆(7)拉动径向调节组件作向内合拢运动，第一驱动装置驱动轴向调节组件件作靠近所夹持工件端面的直线运动时，轴向调节组件通过连杆(7)推动径向调节组件作向外张开运动；

工件夹持机构设置在电机安装板(1)的下端，包括第二驱动装置、四个呈井字形摆放的夹持臂(20)，四个夹持臂(20)均通过第二驱动装置带动作平行于电机安装板(1)的直线滑动，在每个夹持臂(20)的末端均固定连接有第三电机(16)，所述第三电机(16)的输出轴上套接固定有滚轮(15)，四个滚轮(15)的内侧位于同一圆边上；

检测机构包括机械臂和相控阵探头(13)，机械臂的一端固定在轴向调节组件上，另一端固定连接相控阵探头(13)。

2.根据权利要求1所述的一种承压设备角焊缝相控阵检测爬壁机器人，其特征在于：第一驱动装置包括固定在电机安装板(1)上端面中心处的第一电机(2)、通过联轴器(3)连接在第一电机(2)输出端的丝杆(6)、螺纹连接在丝杆(6)上的丝杠螺母(5)。

3.根据权利要求2所述的一种承压设备角焊缝相控阵检测爬壁机器人，其特征在于：轴向调节组件包括同轴套设固定在丝杠螺母(5)下端的连接板(4)，连杆(7)共有四根且呈环形铰接在连接板(4)的侧壁上。

4.根据权利要求3所述的一种承压设备角焊缝相控阵检测爬壁机器人，其特征在于：径向调节组件包括设置在与电机安装板(1)平行的平面内的四个滑块(9)、四个滑杆(10)，四个滑块(9)分布在正方形四个角处，四个连杆(7)的下端对应铰接在四个滑块(9)的上表面，四个滑杆(10)围成正方形的四条边且分两层设置，四个滑杆(10)均与滑块(9)滑动连接，在每个滑杆(10)的中部均套设固结有方管(11)，方管(11)的中心处固结支撑杆(12)，支撑杆(12)的另一端固结在第一电机(2)的侧壁上。

5.根据权利要求1所述的一种承压设备角焊缝相控阵检测爬壁机器人，其特征在于：第二驱动装置包括固定在电机安装板(1)下端面中心处的第二电机(17)、套接固定在第二电机(17)输出轴上的齿轮(18)、固定在每个夹持臂(20)内侧且与齿轮(18)啮合的齿条(19)。

6.根据权利要求5所述的一种承压设备角焊缝相控阵检测爬壁机器人，其特征在于：在电机安装板(1)的下端面第二电机(17)的周圈固结有四个滑轨，四个滑轨及其延伸线围成正方形，在每个滑轨上均滑动连接有连接块，四个夹持臂(20)分两层分别固结在四个连接块的下端。

7.根据权利要求4所述的一种承压设备角焊缝相控阵检测爬壁机器人，其特征在于：在连接板(4)上每个连杆(7)的内侧均固结有一根弹性筋条(8)，弹性筋条(8)的另一端固结在滑块(9)的上表面连杆(7)的外侧。

8.一种承压设备角焊缝相控阵检测爬壁机器人的使用方法，使用权利要求1-7任一项所述的一种承压设备角焊缝相控阵检测爬壁机器人，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将电机安装板(1)平行于待检测工件(14)的径向端面放置，启动第二电机(17)，电机二通过齿轮(18)齿条(19)结构带动夹持臂(20)前后左右移动，直到四个滚轮(15)初步夹紧待检测工件(14)，关闭第二电机(17)的电源；

第二步，使机械臂带动相控阵探头(13)对准待检测环形焊缝，启动第三电机(16)，使滚轮(15)贴紧待检测工件(14)的外壁滚动，同时带动检测机构沿焊接轨迹移动，完成检测工作；

第三步，当待检测的工件为横向放置的工件时，就需要调整该装置的重心位置，启动第一电机(2)，第一电机(2)带动丝杆(6)转动，使丝杠螺母(5)能够带动连接板(4)沿工件的轴线方向滑动，同时，连接板(4)能够通过连杆(7)带动滑块(9)在工件端面的径向方向上运动，实现对机器人重心的调节，在滑块(9)移动的过程中，弹性筋条(8)会被拉伸变形，弹性筋条(8)一方面可以对检测机构起到保护作用，另一方面还可以减缓滑块(9)的移动速度；

第四步，当检测机构检测工件的空间位置不充足时，可以通过上下移动连接板(4)实现微调。