[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

说明书

本发明公开了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。包括电机安装板、重心调节机构、工件夹持机构、检测机构；本发明通过设置重心调节机构，便于在检测横向设置的工件时，对机器人的重心进行调整，使机器人安装更加平衡，防止机器人因重心不稳造成焊缝检测不准确，进一步提高了焊缝相控阵检测的准确性；本发明通过设置工件夹持机构，使检测工件轴径范围可调，扩大了适用范围，同时该工件夹持机构可以直接将机器人固定在待检测工件上，同时可以带动检测机构进行转动，使用更为方便；本发明的通过将检测机构放置在连接板上，使检测机构在检测工件的空间位置不充足时，可以通过上下移动连接板实现微调。

技术领域

本发明涉及焊缝检测技术领域，具体为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。

背景技术

目前在电站锅炉承压设备安装施工、计划检修中，焊缝无损检测工程量越来越大；超声相控阵技术在无损检测领域，是一种高级的常规超声波检测技术，利用类似相控阵雷达、声纳和其他波动物理学应用的原理，是一种通过电子激发的时间不同而改变探头性能的技术，也是一种扫描和成像的方法。尤其在对焊接接头焊缝检测方面的应用具有独特优势，这是TOFD、RT等检测方法无法实现的，可有效地检出焊接接头中的各种面状缺陷和体积型缺陷，检测结果以图像形式显示，为缺陷定位、定量、定性、定级提供了丰富的信息。

目前，用于承载相控阵检测设备的机器人存在以下问题：1、不便于根据工件的直径大小进行固定；2、当检测的工件为水平放置时，机器人在安装在工件上也为水平设置，此时机器人的重心不方便调节，容易造成机器人放置不平，影响焊缝检测效果；3、当机器人安装在工件上，检测装置的检测空间不足时，不便于微调检测装置的位置。

发明内容

本发明的目的在于提供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，本装置便于根据待检测工件的直径大小进行固定，同时便于调节装置重心，对检测机构的位置进行微调。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种承压设备角焊缝相控阵检测爬壁机器人，其包括：电机安装板、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的上端，包括第一驱动装置、沿待检测工件的轴线作直线运动的轴向调节组件、在垂直于待检测工件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的下端，包括第二驱动装置、四个呈井字形摆放的夹持臂，四个夹持臂均通过第二驱动装置带动作平行于电机安装板的直线滑动，在每个夹持臂的末端均固定连接有第三电机，所述第三电机的输出轴上套接固定有滚轮，四个滚轮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，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。

优选的，第一驱动装置包括固定在电机安装板上端面中心处的第一电机、通过联轴器连接在第一电机输出端的丝杆、螺纹连接在丝杆上的丝杠螺母。

优选的，轴向调节组件包括同轴套设固定在丝杠螺母下端的连接板，连杆共有四根且呈环形铰接在连接板的侧壁上。

优选的，径向调节组件包括设置在与电机安装板平行的平面内的四个滑块、四个滑杆，四个滑块分布在正方形四个角处，四个连杆的下端对应铰接在四个滑块的上表面，四个滑杆围成正方形的四条边且分两层设置，四个滑杆均与滑块滑动连接，在每个滑杆的中部均套设固结有方管，方管的中心处固结支撑杆，支撑杆的另一端固结在第一电机的侧壁上。

优选的，第二驱动装置包括固定在电机安装板下端面中心处的第二电机、套接固定在第二电机输出轴上的齿轮、固定在每个夹持臂内侧且与齿轮啮合的齿条。