一种用于钢管内表面质量检测的小型机器人的制作方法

专利检索2026-09-30  3


本发明涉及管道检测的,具体来说,涉及一种用于钢管内表面质量检测的小型机器人。


背景技术:

1、在钢管生产的过程中,由于原材料、轧制设备和加工工艺等多方面的原因,将导致其表面出现划痕、 辊痕、氧化铁皮、表面夹杂、孔洞、裂纹、麻面等不同类型的缺陷。

2、钢管作为原材料,广泛应用于如石油、化工、电力、船舶、汽车等行业。近年来,经济全球化发展使企业对产品质量提出更高要求,钢管表面存在缺陷会严重影响其使用寿命,同时在设备某些重要部位,使用劣质钢管会存在安全隐患,严重威胁人员生命,对企业造成产财产损失。

3、通过对钢管表面存在的缺陷区域进行检测,及时发现缺陷,为生产工艺的调整、设备状态改进提供依据具有重要意义。目前,钢管的表面缺陷的检测大多通过人工方式实现,人工方式依赖于现场经验且效率低,受现场环境的影响,劳动强度大,易产生漏检和误检现象,不能全面反应钢管表面的质量,检测实时性差,检测种类少,检测效率低,缺乏对产品的表面质量的综合评估。

4、随着计算机水平的发展和人工智能领域的兴起,机器视觉技术得到广泛的应用,采用机器视觉方法能有效弥补人工检测不足,且检测精度高、能进一步为智能制造提供数据平台。我国目前存在的内表面检测方式主要有两种:一种是通过有线内窥相机人工送线的方式进行检测;另一种是管道内表面缺陷智能检测的机器人。例如公开号“cn117212612a”中公开的“ 一种用于管道内表面缺陷智能检测的变直径机器人”,并公开了“本发明的用于管道内表面缺陷智能检测的变直径机器人,基于机器视觉的方式完成管道内表面缺陷的智能检测,检测结果更加客观准确,降低了检测人员的劳动强度,节约了无损检测的成本;基于镂空五棱柱框架结构,五个镜头配合可实现360°的全方位缺陷检测,提高了检测效率;采用电池仓供电模式,无需拖拽数据线或电线等,因而不受电线、数据线等长度的限制,电池仓内通过配备大容量电池,可使机器人在较长管道内进行较长时间的自主离线检测,也可实现多根管道连续检测;通过变直径行走单元,可使机器人适用于不同内径的管道检测,提高了机器人的适用性和通用性”,但是其仍然存在一定问题:该内表面检测机器人将变直径行走单元分为对称的两部分并进行拼接,此类结构不利于行走的稳定性,会造成检测单元视觉识别的图像判断难度大、准确性较差,另外该结构行驶单元过长,会在一定程度上造成开始检测时的一端漏检或者操作不方便等情况。在镜头的选取上,选择五个镜头配合进行检测增大了内部设计的空间,导致不能检测更小的管道内表面。在该发明中使用无线通讯方式作为数据回传和指令控制的通道虽然方便,但是会造成数据不稳定,管道内狭窄,周围可造成通讯阻断,此类情况会造成数据回传和控制的不稳定,无法实现高效率的使用。


技术实现思路

1、针对相关技术中的上述技术问题,本发明提供一种用于钢管内表面质量检测的小型机器人,能够解决上述问题。

2、为实现上述技术目的,本发明的技术方案是这样实现的:

3、一种用于钢管内表面质量检测的小型机器人,包括:

4、位于车身头部的检测机构,所述检测机构包括插接于所述车身前端口处的一个相机和安装于车身外壁上的一个红外激光传感器;

5、活动连接于所述车身后端的行走机构,所述行走机构包括至少三组行走单元,每组所述行走单元均包括一个主动轮轮柄和一个从动轮轮柄,所述主动轮轮柄和所述从动轮轮柄之间通过塞打螺栓活动连接,所述主动轮轮柄的一端转动连接有一个主动轮,另一端铰接于所述车身的中部,所述从动轮轮柄的一端转动连接有一个从动轮,另一端铰接于连接件上;

6、位于所述车身内腔中的驱动机构,所述驱动机构包括无刷直流电机,所述无刷直流电机通过滚珠丝杆传动连接所述从动轮轮柄。

7、进一步的,所述车身为圆筒状结构。

8、进一步的,所述从动轮轮柄上设有压力传感器,每个所述主动轮均配置有一个轮毂电机。

9、进一步的,所述车身的中部固定连接有一个固定环,所述主动轮轮柄的一端转动连接有一个主动轮,另一端铰接于所述固定环上。

10、进一步的,所述无刷直流电机的驱动端通过膜片联轴器连接滚珠丝杆,所述滚珠丝杆上的滑台设有穿出所述车身的所述连接件。

11、进一步的,所述车身的后端设有用于所述连接件滑动的避让孔,所述车身的后端口处设有后盖,所述后盖的中心设有用于连接所述滚珠丝杆的支撑轴承。

12、进一步的,所述车身的头部可拆卸连接超声波探头。

13、进一步的,所述车身的中部设有一个提手。

14、进一步的,所述车身的尾部设有一个集成线束管包,所述集成线束管包中设有用于连接机器人与上位机的电源线、网线、信号线、通讯线。

15、本发明的有益效果:本申请在对钢管内表面进行检测时,具有效率高、精度高、稳定性强、精度高、成本低、安全性高等特点。



技术特征:

1.一种用于钢管内表面质量检测的小型机器人,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种用于钢管内表面质量检测的小型机器人,其特征在于,所述车身(3)为圆筒状结构。

3.根据权利要求1所述的一种用于钢管内表面质量检测的小型机器人,其特征在于,所述从动轮轮柄(16)上设有压力传感器(5),每个所述主动轮(6)均配置有一个轮毂电机。

4.根据权利要求1所述的一种用于钢管内表面质量检测的小型机器人,其特征在于,所述车身(3)的中部固定连接有一个固定环(15),所述主动轮轮柄(18)的一端转动连接有一个主动轮(6),另一端铰接于所述固定环(15)上。

5.根据权利要求1所述的一种用于钢管内表面质量检测的小型机器人,其特征在于,所述无刷直流电机(8)的驱动端通过膜片联轴器(10)连接滚珠丝杆(11),所述滚珠丝杆(11)上的滑台设有穿出所述车身(3)的所述连接件(12)。

6.根据权利要求5所述的一种用于钢管内表面质量检测的小型机器人,其特征在于,所述车身(3)的后端设有用于所述连接件(12)滑动的避让孔,所述车身(3)的后端口处设有后盖(14),所述后盖(14)的中心设有用于连接所述滚珠丝杆(11)的支撑轴承(13)。

7.根据权利要求1所述的一种用于钢管内表面质量检测的小型机器人,其特征在于,所述车身(3)的头部可拆卸连接超声波探头。

8.根据权利要求1所述的一种用于钢管内表面质量检测的小型机器人,其特征在于,所述车身(3)的中部设有一个提手(7)。

9.根据权利要求1所述的一种用于钢管内表面质量检测的小型机器人,其特征在于,所述车身(3)的尾部设有一个集成线束管包,所述集成线束管包中设有用于连接机器人与上位机的电源线、网线、信号线、通讯线。


技术总结
本发明公开了一种用于钢管内表面质量检测的小型机器人,包括:位于车身头部的检测机构,检测机构包括插接于车身前端口处的一个相机和安装于车身外壁上的一个红外激光传感器;活动连接于车身后端的行走机构,行走机构包括至少三组行走单元,每组行走单元均包括一个主动轮轮柄和一个从动轮轮柄,主动轮轮柄和从动轮轮柄之间通过塞打螺栓活动连接,主动轮轮柄的一端转动连接有一个主动轮,另一端铰接于车身的中部,从动轮轮柄的一端转动连接有一个从动轮,另一端铰接于连接件上;位于车身内腔中的驱动机构。本申请在对钢管内表面进行检测时,具有效率高、精度高、稳定性强、精度高、成本低、安全性高等特点。

技术研发人员:蔡靖波,汪洪,贺文涛,墨士玉,王智,余庆龙,刘慧,魏国晟,雷涛,廖志强
受保护的技术使用者:武汉科美达智能新技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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