一種儲罐焊縫x射線檢測機器人的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種儲罐焊縫X射線檢測機器人，屬無損檢測領域。該機器人包括架構式對稱裝置、連接裝置、X射線發生器小車以及成像小車，其中架構式對稱裝置由兩個對稱的立架組成，每個立架由多個帶齒條的立架模塊組成，可根據被檢測罐壁的高度進行組裝，連接裝置連接兩個對稱的立架并擁有驅動裝置，X射線發生器小車以及成像板小車分別連接在兩個立架上，其齒輪與立架模塊的齒條嚙合，并通過導向滑塊與立架模塊配合。該機器人可代替人工完成縱焊縫和環焊縫的自動化檢測，并將檢測結果無線傳輸給地面主機，提供了更安全簡便的檢測方式，大大提高了檢測效率以及檢測質量。
【專利說明】一種儲罐焊縫X射線檢測機器人
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無損檢測裝置及方法，尤其涉及一種儲罐焊縫X射線檢測機器人。
【背景技術】
[0002]大型儲罐，如用于貯存石油的儲罐，其質量涉及嚴重的人身財產安全，因此制造過程的質量控制非常嚴格，國家有嚴格的標準約束其焊縫質量。目前廣泛使用X射線探傷進行儲罐焊縫檢測，一般通過簡易吊籠將X射線探傷機掛在罐壁上，并由人力牽引移動，人工貼片，進行照相探傷。但由于儲罐的直徑很大，可達80米以上，高度可達30米以上，膠片每張片長300mm，大型儲罐周長幾百米，貼片和評片工作量十分巨大，再者每拍一次就需要人工進行標記和推動成像板一次，效率十分低下，而且長時間受X射線照射對人體有害，因此操作人員不僅工作量巨大而且健康亦會受到威脅。另外這種老式的X射線膠片法探傷需要消耗大量膠片，檢測周期長，并且因貼片和洗片工序繁瑣，實時性也很差。再者操作人員需在高空作業，操作不便，不僅對操作人員存在危險也影響檢測質量。所以采用更為安全、高效并且能實現自動檢測的裝置成為一種必須。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服目前儲罐X射線檢測裝置的缺陷，提供一種可實現安全、高效的自動化檢測的儲罐焊縫X射線檢測機器人。
[0004]本發明提供一種儲罐焊縫X射線檢測機器人，包括:
[0005]一騎跨式架梁裝置，由第一立架和第二立架對稱組成，并且通過連接裝置連接所述第一立架以及所述第二立架的上端，所述第一立架和所述第二立架之間擁有容納罐壁的距離，所述第一立架以及所述第二立架由多個立架模塊縱向疊加組成，
[0006]一架梁橫向運動機構，與所述騎跨式架梁裝置連接，
[0007]二縱向運動機構，分別與所述第一立架以及所述第二立架連接，
[0008]一 X射線發生器機座，與一所述縱向運動機構且只與一所述縱向運動機構連接，
[0009]一成像板機座，與一所述縱向運動機構且只與一所述縱向運動機構連接，
[0010]二成像系統橫向運動機構，分別與所述X射線發生器機座以及所述成像板機座連接，
[0011]一 X射線數字成像系統。
[0012]優選的是，所述的儲罐焊縫X射線檢測機器人中，所述第一立架以及所述第二立架的底部連接有滾動裝置，所述立架模塊為一側豎桿帶齒條的桁架。
[0013]優選的是，所述的儲罐焊縫X射線檢測機器人中，所述架梁橫向運動機構擁有滾動系統，并且通過所述連接裝置與所述騎跨式架梁裝置連接。
[0014]優選的是，所述的儲罐焊縫X射線檢測機器人中，所述縱向運動機構包括拖動機構以及導輪機構，所述拖動機構以及導輪機構通過齒輪與所述立架模塊的齒條嚙合。[0015]優選的是，所述的儲罐焊縫X射線檢測機器人中，所述X射線發生器機座以及所述成像板機座擁有機座導向裝置以及機座穩定裝置。
[0016]優選的是，所述的儲罐焊縫X射線檢測機器人中，所述機座導向裝置為導向滑塊，所述導向滑塊擁有凹槽與所述立架模塊的豎桿配合，所述機座穩定裝置包括氣缸以及電磁鐵，所述電磁鐵通過推桿與所述氣缸連接，所述電磁鐵用以吸附罐壁。
[0017]優選的是，所述的儲罐焊縫X射線檢測機器人中，所述X射線發生器機架或所述成像板機座上安裝有噴標機。
[0018]優選的是，所述的儲罐焊縫X射線檢測機器人中，所述成像系統橫向運動機構包括電機、與電機連接的電動推桿、與電動推桿連接的電動推桿支撐架、直線導軌以及位置監控裝置，所述電動推桿支撐架通過直線導軌滑塊與所述直線導軌配合，所述位置監控裝置與所述電動推桿支撐架連接，所述位置監控裝置用以監控所述X射線數字成像系統的位置。
[0019]優選的是，所述的儲罐焊縫X射線檢測機器人中，所述位置監控裝置為攝像頭。
[0020]優選的是，所述的儲罐焊縫X射線檢測機器人中，所述X射線數字成像系統包括X射線發生器以及數字成像板，所述X射線發生器以及所述數字成像板分別安裝于二成像系統橫向運動機構。
[0021]上述的儲罐焊縫X射線檢測機器人由電纜供電或通過在其中安裝蓄電池用以供電，并且通過在其中安裝氣源裝置為氣動部分提供氣源。
[0022]本發明提供了一種儲罐焊縫X射線檢測機器人，使用該機器人代替人工進行儲罐焊縫的X射線檢測，可以免去檢測人員高空操作和受到輻射的危險，所述機器人通過電控系統的控制完成環焊縫以及縱焊縫的檢測，操作簡便，實現了儲罐焊縫檢測的自動化，另夕卜，所述機器人采用數字成像板成像，無需采用X射線成像膠片，省去貼片和洗片工序，大大降低了檢測人員的勞動強度，提高了檢測效率和檢測精度。并且所述成像板帶有數字處理以及無線傳輸功能，通過地面主機接收和顯示成像板所發送的成像信息，方便檢測人員實時、直觀地觀察和檢測焊縫情況，提高了檢測實時性與可靠性，并通過安裝在機器人上的噴標機對缺陷位置進行實時標記，極大方便了之后的維修工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明所述機器人的結構示意圖。
[0024]圖2為本發明所述機器人的立架模塊結構示意圖。
[0025]圖3為本發明所述機器人的連接裝置和架梁橫向運動機構的連接與結構示意圖。
[0026]圖4為本發明所述機器人的X射線發生器小車結構示意圖。
[0027]圖5為本發明所述機器人的成像板小車結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合具體實施例，并參照附圖，對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0029]如圖1所示，所述儲罐焊縫X射線檢測機器人，包括:
[0030]一騎跨式架梁裝置101，由第一立架和第二立架對稱組成，并且通過連接裝置102連接所述第一立架以及所述第二立架的上端，所述第一立架和所述第二立架之間擁有容納罐壁的距離，所述第一立架以及所述第二立架由多個立架模塊縱向疊加組成，
[0031]一架梁橫向運動機構103與所述連接裝置102連接。
[0032]一縱向運動機構、一成像系統橫向運動機構、X射線發生器機座以及X射線成像系統的X射線發送器組成X射線發生器小車104，連接于所述騎跨式架梁裝置的第一立架，
[0033]一縱向運動機構、一成像系統橫向運動機構、成像板機座以及X射線成像系統的數字成像板組成成像板小車105，連接于所述騎跨式架梁裝置的第二立架。
[0034]其中，所述第一立架以及所述第二立架的底部連接有滑輪。
[0035]其中，如圖2所示，所述立架模塊為一側豎桿帶齒條并且橫截面為直角三角形的桁架，所述齒條設置于垂直于所述橫截面的第二大內角的一側，所述X射線發生器小車104以及所述成像板小車105通過齒輪與所述立架模塊的齒條嚙合。
[0036]其中，如圖3所示，所述架梁橫向運動機構103與所述連接裝置102連接，
[0037]所述連接裝置包括:與所述立架模塊橫截面長直角邊所在的豎面框架配合的方形框架，以及與所述架梁橫向運動機構連接的橫梁，所述橫梁架于罐壁頂部，所述連接裝置頂部焊有吊耳309，
[0038]所述架梁橫向運動機構為對稱結構，包括:
[0039]二減速機302，設置于一減速箱中，所述減速箱連接于所述橫梁的一端，
[0040]二電機301，與所述減速機302連接，
[0041]二主動輪303，設置于所述電機301與減速機302之間并且與所述電機301以及所述減速機302連接，二主動輪之間的距離設置為可同時在罐壁頂部表面穩定滾動，
[0042]二電源箱304，連接于所述橫梁的另一端，為所述電機、所述減速機以及其他用電單元提供電源，
[0043]二限位輪305，連接于所述橫梁的另一端，二主動輪之間的距離設置為可同時在罐壁頂部表面滾動，
[0044]—從動輪306，設置于二限位輪之間并且設置于所述橫梁中，與所述橫梁連接，
[0045]二發射接收裝置307，與所述電源箱304連接，用于接收遠程控制指令以及發送所述電源箱、所述電機以及所述減速機的狀態，由所述電源箱提供電源，
[0046]二攝像頭308，與所述連接裝置連接，用于監控架梁橫向運動機構的運行，由所述電源箱提供電源。
[0047]其中，所述X射線發生器小車104如圖4所示，包括:
[0048]一 X射線發生器機座，所述機座包括:
[0049]一小車框架401，其為凹形，包括第一邊框、第二邊框以及第三邊框，所述第二邊框為中部邊框；
[0050]一孔板箱415，設置于所述小車框架401內側并且與所述第二邊框以及所述第三邊框連接，其構造為用于接收蓄電池、逆變器以及氣源裝置；
[0051]二橢圓氣缸416，分別連接于所述第一邊框和所述第三邊框中部，并且其推桿延伸方向為所述小車框架I的凹形開口方向；
[0052]二電磁鐵417，與所述橢圓氣缸406以推桿連接；
[0053]二導向滑塊404，分別連接于所述第三邊框的兩個頂端，并且朝向所述小車框架內側的一面擁有凹槽，所述凹槽具有同一軸線并且構造為與所述立架模塊的豎桿配合，
[0054]—成像系統橫向運動機構,所述成像系統橫向運動機構包括:
[0055]一電機410，連接于第二邊框的外側；
[0056]一電動推桿409，與所述電機410連接，并且與第二邊框平行；
[0057]一電動推桿支撐架405，與所述電動推桿409連接，所述電動推桿支撐架為；
[0058]二直線導軌412，設置于第二邊框與孔板箱415之間，與所述第二邊框連接，彼此平行，并且與所述電動推桿409平行；
[0059]四直線導軌滑塊413，連接于所述電動推桿支撐架405，分別與所述直線導軌412之一并且僅與一個直線導軌配合，
[0060]一攝像頭408，與所述電動推桿支撐架405連接，
[0061 ] 一縱向運動機構，所述縱向運動機構包括:
[0062]一小車拖動機構402，設置于所述直線導軌412與所述孔板箱415之間，與所述第二邊框連接，并且面向所述小車框架401內側的一面擁有齒輪槽，所述齒輪槽內齒輪構造為與所述立架模塊的齒條嚙合；
[0063]一小車導輪機構403，與所述第二邊框連接，并且面向所述小車框架內側的一面擁有齒輪槽，所述齒輪槽內齒輪構造為與所述立架模塊的齒條嚙合，其與所述小車拖動機構402的齒輪槽在同一軸線，并且其軸線與所述導向滑塊404的軸線的距離與所述立架模塊的橫截面斜邊長度相等，
[0064]所述X射線發生器小車還包括:X射線發生器416，設置于所述孔板箱415內并且與所述孔板箱415連接的氣源裝置417，所述氣源裝置417為所述橢圓氣缸406提供氣源，設置于所述孔板箱內并且與所述孔板箱連接的蓄電池411和逆變器414。
[0065]其中，所述成像板小車105如圖5所示，所述成像板小車105擁有與所述X射線發生器小車104車相同的機座、成像系統橫向運動機構以及縱向運動機構，并且還包括:與所述電動推桿支撐架505連接的噴標機520以及雙軸氣缸521，與雙軸氣缸521連接的數字成像板519，設置于所述孔板箱515內并且與所述孔板箱連接的氣源裝置517，所述氣源裝置517為所述橢圓氣缸506以及所述雙軸氣缸521提供氣源，設置于所述孔板箱內并且與所述孔板箱連接的蓄電池511和逆變器514。
[0066]所述X射線發生器小車104和所述成像板小車105由電纜供電，或者由其中的蓄電池供電。
[0067]所述架構橫向運動裝置，使機器人的所述第一立架以及所述第二立架同步沿罐壁進行長距橫向運動，所述X射線發生器小車以及所述成像板小車的電機，通過所述電動推桿以及所述電動推桿支撐架，使所述X射線成像系統進行短距橫向運動，所述X射線發生器小車以及所述成像板小車的縱向運動機構，使所述X射線發生器小車以及所述成像板小車沿騎跨式架構裝置同步縱向運動，所述攝像頭對所述X射線發生器以及所述數字成像板的位置進行監控，所述橢圓氣缸在檢測時推動所述電磁鐵吸住罐壁使所述機器人保持穩定，所述雙軸氣缸通過其推桿的伸縮使所述成像板處于接收穿過罐壁衰減后的X射線的最佳位置，所述噴標機對檢測到的縱焊縫或環焊縫的缺陷位置進行標記。
[0068]盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
【權利要求】
1.一種儲罐焊縫X射線檢測機器人，其特征在于，包括: 一騎跨式架梁裝置，由第一立架和第二立架對稱組成，并且通過連接裝置連接所述第一立架以及所述第二立架的上端，所述第一立架和所述第二立架之間擁有容納罐壁的距離，所述第一立架以及所述第二立架由多個立架模塊縱向疊加組成， 一架梁橫向運動機構，與所述騎跨式架梁裝置連接， 二縱向運動機構，分別與所述第一立架以及所述第二立架連接， 一 X射線發生器機座，與一所述縱向運動機構且只與一所述縱向運動機構連接， 一成像板機座，與一所述縱向運動機構且只與一所述縱向運動機構連接， 二成像系統橫向運動機構，分別與所述X射線發生器機座以及所述成像板機座連接， 一 X射線數字成像系統。
2.如權利要求1所述的機器人，其特征在于，所述第一立架以及所述第二立架的底部連接有滾動裝置，所述立架模塊為至少一側豎桿帶齒條的桁架。
3.如權利要求1所述的機器人，其特征在于，所述架梁橫向運動機構擁有滾動系統，并且通過所述連接裝置與所述騎跨式架梁裝置連接。
4.如權利要求1所述的機器人，其特征在于，所述縱向運動機構包括拖動機構以及導輪機構，所述拖動機構以及導輪機構通過齒輪與所述立架模塊的齒條嚙合。
5.如權利要求1所述的機器人，其特征在于，所述X射線發生器機座以及所述成像板機座擁有機座導向裝置以及機座穩定裝置。
6.如權利要求5所述的機器人，其特征在于，所述機座導向裝置為導向滑塊，所述導向滑塊擁有凹槽與所述立架模塊的豎桿配合，所述機座穩定裝置包括氣缸以及電磁鐵，所述電磁鐵通過推桿與所述氣缸連接，所述電磁鐵用以吸附罐壁。
7.如權利要求1所述的機器人，其特征在于，所述X射線發生器機座或所述成像板機座上安裝有噴標機。
8.如權利要求1所述的機器人，其特征在于，所述成像系統橫向運動機構包括電機、與電機連接的電動推桿、與電動推桿連接的電動推桿支撐架、直線導軌以及位置監控裝置，所述電動推桿支撐架通過直線導軌滑塊與直線導軌配合，所述位置監控裝置與所述電動推桿支撐架連接，所述位置監控裝置用以監控所述X射線數字成像系統的位置。
9.如權利要求1所述的機器人，其特征在于，所述X射線數字成像系統包括X射線發生器以及數字成像板，所述X射線發生器以及所述數字成像板分別安裝于二成像系統橫向運動機構之一。
【文檔編號】G01N23/04GK103760178SQ201410005169
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月6日 優先權日:2014年1月6日
【發明者】周世勃, 邵君奕, 傅奕頡, 劉國蓉, 薄劍, 李倫, 邱麗華, 黃科鋒 申請人:北京恒正精機科技有限責任公司