球罐焊缝检测机器人
阅读说明：本技术 球罐焊缝检测机器人 (Spherical tank welding seam detection robot ) 是由 魏东坡 孟凡召 赵宏霞 张坤 魏红梅 郑冬冬 于 2021-09-08 设计创作，主要内容包括：球罐焊缝检测机器人,解决了现在探伤机器人对于复杂结构适应性较差,会出现吸附力不稳定,机器人有脱离壁面危险的问题。其包括机器人本体,机器人本体上方设有全方位可调节运动的机械手,机械手最前端设有探伤装置；所述机器人本体上方设有红外图像识别系统,红外图像识别系统与机器人本体转动连接；所述机器人本体下端设有行走轮,行走轮上设有多组负压吸盘。(Spherical tank welding seam inspection robot has solved present flaw detection robot relatively poor to the complex construction adaptability, can appear the adsorption affinity unstable, and the robot has the dangerous problem of breaking away from the wall. The robot comprises a robot body, wherein a manipulator capable of moving in an omnibearing and adjustable manner is arranged above the robot body, and a flaw detection device is arranged at the foremost end of the manipulator; an infrared image recognition system is arranged above the robot body and is rotationally connected with the robot body; the robot is characterized in that a walking wheel is arranged at the lower end of the robot body, and a plurality of groups of negative pressure suckers are arranged on the walking wheel.)
技术领域
本发明涉及特种机器人技术领域，尤其是涉及球罐焊缝检测机器人。
背景技术
随着工业水平的发展，尤其是石油化工产业，越来越多的大型球罐用于工业生产，球罐被用于储存各种易燃易爆的液体和气体原料。因此，对其安全性的要求也越来越高，大型球罐的生产是通过各个部分的焊接进行的，会出现很多焊缝，由于焊缝引发的事故有很多，为保证生产过程的安全性，需对球罐的焊缝进行检测，检查其内部是否存在缺陷。LPG球罐往往还需要在内部密闭区域进行检测。这种检测工作量大，人工检测效率低，需在高处进行作业，具有一定的危险性。
随着机器人技术的发展，爬壁机器人可以吸附在壁面上进行移动，代替人工完成高处作业。现有技术方案有人工探伤和机器人探伤两种，其中以人工探伤为主，人工探伤劳动强度大，危险系数高，特别是罐内检测对身体危害较大。现有的探伤机器人采用永磁体吸附、轮式结构、前端设置探伤装置，对于复杂结构适应性较差、也会出现吸附力不稳定的情况，机器人有脱离壁面的危险。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供球罐焊缝检测机器人，有效的解决了现在探伤机器人对于复杂结构适应性较差，会出现吸附力不稳定，机器人有脱离壁面危险的问题。
为实现上述目的，本发明包括机器人本体，机器人本体上方设有全方位可调节运动的机械手，机械手最前端设有探伤装置；
所述机器人本体上方设有红外图像识别系统，红外图像识别系统与机器人本体转动连接；
所述机器人本体下端设有行走轮，行走轮上设有多组负压吸盘。
优选的，所述机器人本体上方设有定位装置；
定位装置包括多个定位信标，多个定位信标固定在机器人本体的四个角上。
优选的，所述红外图像识别系统包括带红外功能的摄像头，机器人本体右端上部固定有立柱，摄像头与立柱转动连接。
优选的，所述机械手包括与机械人本体转动连接的转动台，转动台上端转动连接有第一摆动臂，第一摆动臂上端可转动的连接有第二摆动臂，第二摆动臂右端设有伸缩臂，探伤装置与伸缩臂右端相连接。
优选的，所述机器人本体下端四角上固定有第一永磁体，机器人本体下端中部固定有第二永磁体。
本发明与现有技术相比具有以下益处：1)采用“1+4”块永磁体从而提供主要的吸附力，吸附在钢制球罐表面；2)行走轮上设置大量负压吸盘，提供辅助吸附力，从而使得机器人越障时避免机器人脱离问题的发生；3)通过机械手的四周运动，将其末端夹持探伤装置，从而适应无法依靠机器人行走直接到达复杂区域的探伤要求；4)控制系统设置与机器人本体内，控制机器人上各个电机的运动以实现机器人的行走及转向功能、机械手的各轴的运动功能，控制探伤装置对焊缝进行检测，以及机器人定位并通过无线通讯模块与远程控制终端通讯。操作者可在球罐外部实时监测球罐内部焊缝检测情况。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明整体轴侧结构示意图。
图3为图1中A部放大结构示意图。
图4为本发明第二轴侧结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-4对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。
由图1-4给出，本发明包括机器人本体1，机器人本体1上方设有全方位可调节运动的机械手2，机械手2最前端设有探伤装置3；
所述机器人本体1上方设有红外图像识别系统4，红外图像识别系统4与机器人本体1转动连接；
所述机器人本体1下端设有行走轮5，行走轮5上设有多组负压吸盘6。
本装置由轮式的机器人本体1、红外图像识别系统4、机械手2、探伤装置 3等组成。轮式的机器人本体1为一种爬壁机器人，其上安装“1+4”块永磁体提供主要吸附力起到吸附到钢制球罐表面的目的，同时行走轮5上设有大量负压吸盘6、随着机器人在壁面上行走交替吸附在球罐表面提供辅助吸附力，当机器人越障时它的吸附力能够有效避免机器人脱离球罐壁面事故的发生。
所述机器人本体1上方设有定位装置7，定位装置7包括多个定位信标，多个定位信标固定在机器人本体1的四个角上。
所述红外图像识别系统4包括带红外功能的摄像头8，机器人本体1右端上部固定有立柱9，摄像头8与立柱9转动连接。
机器人本体1上安装有红外图像识别系统4、机械手2及探伤装置3、定位装置7和控制系统。红外图像识别系统4主要为一种带红外功能的工业级的摄像头8，安装在机器人本体1前部的立柱9上，可绕Z轴旋转，扫描机器人周围环境并将信息传递给控制系统，识别包括焊缝在内的球罐内部结构，与控制系统配合实现机器人沿壁面主焊缝进行行走循迹功能，同时检测其他焊缝位置，便于全面检测，机械手2能够实现四轴运动，将其末端夹持的探伤装置3送到机器人附近的任意位置，以使用无法依靠机器人行走直接到达的复杂区域的探伤要求，该探伤装置3采用超声波衍射时差无损检测法对焊缝进行快速检测。机器人上的定位系统采用信标式设计，分别安装在机器人的四个角上，与其他机构配合实现给机器人定位和记录机器人的运动轨迹的目的。控制系统设置与机器人本体1内，控制机器人上各个电机的运动以实现机器人的行走及转向功能、机械手2的各轴的运动功能，控制探伤装置3对焊缝进行检测，以及机器人定位并通过无线通讯模块与远程控制终端通讯。操作者可在球罐外部实时监测球罐内部焊缝检测情况。
所述机械手2包括与机械人本体转动连接的转动台10，转动台10上端转动连接有第一摆动臂11，第一摆动臂11上端可转动的连接有第二摆动臂12，第二摆动臂12右端设有伸缩臂13，探伤装置3与伸缩臂13右端相连接。
对于机械手2的控制和具体的结构，在这里我们不进行过多的赘述，属于比较常规的机械手2设置，可以实现四轴的运动。
所述机器人本体1下端四角上固定有第一永磁体14，机器人本体1下端中部固定有第二永磁体15。
第一永磁体14共四个，第二永磁体15一个，从而实现“1+4”的模式，提供主要的吸附力，从而起到吸附到钢制球罐表面的目的。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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