[发明专利]一种用于空中接触式无损检测作业的机器人及控制方法

说明书

本发明公开了一种用于空中接触式无损检测作业的机器人及控制方法，空中接触式无损检测作业机器人包括包括多旋翼无人机，所述多旋翼无人机设置有机载电脑、测量机构和驱动机构，测量机构，包括测量主机、深度相机、第一碳管、第二碳管和超声波测量探头，所述驱动机构，包括第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机；本发明可以提高作业效率，解放人工，还可以提供更好的精度稳定性。

技术领域

本发明涉及空中无损检测技术领域，具体涉及一种用于空中接触式无损检测作业的机器人及控制方法。

背景技术

大型油气管道、大型风力发电机、火/核力发电站、大型桥梁等重大基础设施是一切企业、单位和居民生产经营工作和生活的共同的物质基础，是城市主体设施正常运行的保证，既是物质生产的重要条件也是劳动力再生产的重要条件。然而，以大型油气管道为例，储罐及管道中常年高速流通着原油等原料，由于原料中含有大量氯、硫、铵等对各种金属材质具有强腐蚀性的离子，在原料输送及再加工过程中一旦遇到设备泄漏，必将造成人员伤亡、生产线瘫痪，严重影响国民经济。故而国家规定这些重大基础设施每年需要根据各自的检测要求进行不同周期的检测。

由于有损检测会损伤被检测体，通常使用无损测厚。市场上的金属无损测厚设备只有手持式和爬行类。由于设备的限制，检测大型基础设施时只能依赖人工搭手脚架、攀爬、垂吊检测。为了保证检测的安全，会花费额外的物资进行防护，增加了成本；同时检测时需要有一定施工经验和技能的人员在地面监护，造成了人力的浪费；在检测过程中不但施工人员面临坠落危险，高空坠落的物体也威胁着下方监护人员的生命安全；由于人工作业在爬到高空费时费力、可移动性也非常差，同时因人工检测存在因接触时有空气间隙等导致检测结果不准确的一系列问题，使得检测效率低下、准确率低。因此我国的工业金属无损检测装备亟待升级以完全代替人工。

结合以上背景，为弥补大型基础设施检测设备的空缺，本发明针对金属无损检测设计了一款定位准确、抗干扰能力强的柔性自主作业空中机器人系统，旨在解决现有方案的不足，同时以相对低成本、高效率的方式以代替人力进行空中接触无损检测作业，采用本发明不仅可以提高作业效率，解放人工，还可以提供更好的精度稳定性等。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于空中接触式无损检测作业的机器人及方法。

本发明提供的技术方案是：一种用于空中接触式无损检测作业的机器人，包括多旋翼无人机，所述多旋翼无人机设置有机载电脑，还包括：

测量机构，包括测量主机、深度相机、第一碳管、第二碳管和超声波测量探头，所述测量主机固定设于多旋翼无人机上，所述深度相机固定设于第一碳管上，所述第一碳管开设有滑槽，所述滑槽内固定设有弹性部件，所述第二碳管与第一碳管活动套接，且第二碳管通过弹性部件与第一碳管弹性连接，所述超声波测量探头设于第二碳管远离第一碳管的一端端部；

驱动机构，包括第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机，所述第一驱动电机固定设置在多旋翼无人机上，所述第二驱动电机通过连接件与第一驱动电机转动连接，所述第一碳管通过连接件转动设于第二驱动电机上，所述第三驱动电机固定设于第一碳管上并与第二碳管传动连接。

进一步的，所述测量机构还包括第三碳管，所述第三碳管固定套设于第二碳管上，所述第三碳管远离第二碳管的一端端部套设有环形稳固器和弹簧，所述超声波测量探头位于环形稳固器底座中部位置，所述环形稳固器通过弹簧与第三碳管弹性连接。

进一步的，所述多旋翼无人机还设置有凝胶分配器，所述凝胶分配器通过输料管连接至探头表面。

进一步的，所述第三驱动电机上固定设置有舵盘，所述舵盘上盘设有钢线，所述第三驱动电机通过钢线与第二碳管传动连接。

进一步的，所述弹性部件的两端均设有销轴，所述弹性部件通过销轴分别与第一碳管和第二碳管固定连接。

一种用于空中接触式无损检测作业的机器人的控制方法，该方法包括如下步骤：