[实用新型]一种大型钢结构无损检测装置

说明书

本实用新型公开了一种大型钢结构无损检测装置，包括无人飞行器、相机、云台、脐带缆卷放器、脐带缆、爬壁检测机器人和地面控制处理装置，相机通过云台设置在无人飞行器的底部，脐带缆卷放器设置在无人飞行器的底部，脐带缆一端与脐带缆卷放器相连，另一端与爬壁检测机器人连接。本实用新型通过无人飞行器结合可见光相机及爬壁检测机器人，对大型钢结构进行无损检测，解决了人员不可达部位的检测难题。

技术领域

本实用新型涉及大型钢结构检测设备技术领域，特别涉及一种大型钢结构无损检测装置。

背景技术

目前，以港口起重机、大型游乐设施、锅炉、储罐、钢桥、塔架、风电设备船体等为代表的大型钢结构检测主要通过人工携带检测仪器攀登作业到主要受力部位，利用检测仪器或者目视检查结构表面、连接焊缝处有无明显裂纹和腐蚀，螺栓和销轴连接有无明显缺件和损坏等缺陷，时间成本高，安全风险大，劳动强度大，对人员主观经验要求高，并且有些部位人员往往难以到达，或到达后受空间位置限制，难以从容地使用仪器进行检测工作。因此，人工检测过程中无法携带检测仪器到达的地方或危险性较大的检测场合，迫切需要找到一种高效可靠、易操作、安全性高的方式将检测仪器运送到被测部位进行相应检测。

多旋翼无人机是一种常见的无人飞行器，具有飞行稳定，能够在空中高精度悬停等优点，在桥梁检测、电力巡线等领域得到一定程度的应用，但主要还是限制在拍摄和监控层面，即对目标对象只是“看”和“查”，还不能和目标对象进行“接触”式检测。对于起重机金属结构表面裂纹、腐蚀等缺陷，利用无人机搭载视觉传感器对其进行非接触式检测尚可，但当结构表面存在灰尘、油污、漆皮剥落问题时，会大大降低其检测效果。爬壁检测机器人搭载超声、涡流、磁记忆等无损检测装置，可有效弥补无人机视觉检测的不足，但是其行走速度较慢，作业效率较低，并且起重机某些部位需要跨越较大的距离和角度，例如门座式起重机象鼻梁和主臂架铰接处，爬壁检测机器人如何快速顺利到达这些部位是一个技术难点。

飞行爬壁检测机器人兼具空中运动能力和爬壁行走能力，可以很好地解决这个问题，逐渐成为国内外研究热点。例如专利CN201620406462.8提出一种模块化飞行爬壁检测机器人，包括有飞行模块、吸附模块、爬壁行走模块和控制模块，其中爬壁行走模块和吸附模块设在飞行模块的机架上，飞行模块、吸附模块和爬壁行走模块均由控制模块进行控制工作。专利CN201620406359.3提出一种可变换角度的飞行机器人爬壁行走机构，包括有底盘、支架、行走轮、连接件、减速电机、舵机和电动伸缩杆，舵机驱使连接件转动与电动伸缩杆相配合，从而调节行走轮的高度和角度。CN201911117754.4提出一种多旋翼增压式飞行爬壁检测机器人，包括主体及其上设置的多个旋翼装置，主体的外凸角上连接有爬壁轮，爬壁轮、外凸角一一对应，且爬壁轮与飞行控制器进行电连接。CN201910115767.1提出一种基于矢量飞行的爬壁检测机器人采用涵道电机和矢量推进系统，减少机器人整体重量，使机器人更加轻巧。CN202010312381.2公开了一种可栖息的多旋翼飞行爬壁检测机器人，包括机身、旋翼机构、车轮机构、吸附机构和传动机构，传动机构用于带动螺旋桨倾转，当螺旋桨倾转到与墙壁平行时，可实现机器人的爬壁功能；吸附机构包括吸盘和第三驱动装置，该第三驱动装置驱动吸盘倾转，当吸盘倾转到与墙壁或天花板垂直时，可实现机器人的栖息功能。CN201911120946.0公开了一种可自主上壁的飞行爬壁检测机器人，包括机器人壳体及其上设置的前主旋翼机构、后主旋翼机构、前副旋翼机构与后副旋翼机构，可以实现地面、自主上壁、壁面转换等爬壁行为。

目前，国内外研究主要集中于一体式或可变形式陆空两栖机器人，相对于一体式方案，可分离式或组合式机器人在功能性、实用性、稳定性和可靠性等方面具有明显优势。空中机器人系统（旋翼无人机）与陆地机器人系统（爬壁检测机器人）的可分离式结构一般采用磁力装置、机械手臂抓取机构和黑线引导路径轨迹平台组成，可提供陆地机器人智能回收引导路径、定位信息以及回收装置，可分离式结构复杂，并且需要靠近金属结构表面实现空中机器人和陆地机器人的分离和结合，无人机GPS导航信号易受金属遮挡和电磁干扰，存在一定的安全隐患。

实用新型内容