一種爬壁檢測機器人的制作方法

本發明屬于爬行機器人，尤其是涉及一種爬壁檢測機器人。

背景技術：

1、隨著應用行業與領域的擴展，壓力容器和管道面臨越來越復雜、惡劣的服役工況，尤其是球罐和壓力管道作為存儲和輸送介質高度危害、儲存能量高，安全形勢不容樂觀，其中腐蝕、焊接和材料缺陷破裂引起的事故占據很大的比例。

2、當前，磁力爬行機器人能到達人所不能及、復雜多變的工況環境中，通過其集成無損檢測技術，能實現自動化掃描檢測，適用于板材、中大型管材、球罐、儲罐的高空檢測工作，可以大大提高檢測效率、降低人員危險性和勞動強度，如專利公告號為cn102673671b公開的一種復合磁吸附式視頻檢測爬壁機器人；

3、磁吸爬壁檢測機器人憑借磁吸輪，能夠在大型管材、球罐等金屬表面自如行走，高效執行檢測任務，然而，這類設備長期服役后，表面會因腐蝕出現坑洼、銹層等狀況，在這些腐蝕區域，磁吸輪與金屬表面的接觸不再緊密，致使磁力傳導受阻，進而造成吸附力下降，機器人吸附不穩，磁吸爬壁檢測機器人通常搭載了價值高昂且精密的檢測儀器，如相控陣超聲檢測單元、tofd檢測單元等，一旦機器人因吸附不穩而掉落，這些精密儀器會因劇烈碰撞而損壞，更嚴重的是，掉落的機器人及儀器會對下方人員構成威脅，極有可能砸傷現場工作人員，造成嚴重的人身傷害事故，這不僅阻礙檢測工作的順利推進，還帶來極大的安全隱患，為整個檢測作業帶來諸多不利影響。

技術實現思路

1、本發明的目的是針對上述問題，提供一種爬壁檢測機器人。

2、為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：一種爬壁檢測機器人，包括車體和工控平板，所述車體設置有四個永磁輪，所述車體安裝有攝像組件和檢測組件，所述工控平板處設置有放線機構，且車體的控制端通過放線機構與工控平板電性連接，還包括：

3、底盤，固定安裝在所述車體的底部，且位于四個永磁輪之間的位置，所述底盤的端面兩側均開設有條形孔；

4、兩個負壓吸附單元，分別設置在對應的條形孔下方，所述底盤安裝有抽吸機構，且抽吸機構與兩個負壓吸附單元相連通；

5、兩個磁吸機構，均安裝在對應的條形孔內側，且兩個磁吸機構均與同側負壓吸附單元連接，所述底盤安裝有兩個收卷復位機構，且兩個收卷復位機構均用于驅動同側磁吸機構在同側條形孔內移動；

6、清理單元，安裝在所述車體的底部一側，且清理單元與抽吸機構的出氣端相連通；

7、氣體檢測單元，安裝在所述底盤的一端，且氣體檢測單元與抽吸機構的吸氣端相連通。

8、優選的，兩個所述負壓吸附單元均包括中空條，所述中空條的底部固定插接有多個負壓吸盤，所述中空條的端面固定連通有進氣管，且進氣管的內部安裝有常閉電磁閥，兩個所述中空條的側壁均開設有補氣孔，且兩個補氣孔的內部均安裝有補氣電控閥，所述常閉電磁閥和補氣電控閥均與車體的控制端電性連接。

9、優選的，所述抽吸機構包括開設在底盤內部一側的氣腔，所述底盤的一端位于氣腔一側的位置開設有安裝槽，所述安裝槽的內部固定安裝有氣泵，且氣泵的吸氣端與氣腔的內部相連通，所述氣腔的上腔壁兩側均固定插接有波紋軟管，且兩個波紋軟管均與同側進氣管相連通。

10、優選的，兩個所述磁吸機構均包括滑動設置在條形孔內部的t形隔磁柱，所述t形隔磁柱的內部開設有柱型腔，所述柱型腔的下腔壁滑動連接有滑桿，所述滑桿的下端固定安裝有安裝架，且中空條可拆卸安裝于安裝架的底部，所述安裝架與t形隔磁柱的底部之間固定設置有擠壓彈簧，所述滑桿的頂部固定連接有鐵芯，所述柱型腔的上腔壁固定連接有電磁柱，所述電磁柱與車體的控制端連接。

11、優選的，兩個所述收卷復位機構均包括開設在底盤內部一側的收納腔，所述收納腔的內部轉動設有收卷輥，所述收卷輥的輥壁纏繞收卷有多根拉繩，且各個拉繩的活動端均與t形隔磁柱的側壁固定連接，所述底盤的側壁安裝有收卷馬達，且收卷馬達的輸出端與收卷輥的輥軸傳動連接，所述收卷馬達與車體的控制端電性連接，所述條形孔遠離同側t形隔磁柱一側的孔壁固定插接有接近開關。

12、優選的，所述清理單元包括固定安裝在底盤端部的固定條，且固定條的內部呈中空狀，所述固定條的側壁兩端均固定插接有出氣軟管，所述車體的底部一側固定安裝有兩個中空塊，且兩個中空塊均與同側出氣軟管相連通，兩個所述中空塊分別設置在對應永磁輪一側，兩個所述中空塊遠離永磁輪一側的側壁均固定插接有噴氣頭，所述氣泵的出氣端與固定條的內部相連通。

13、優選的，所述氣體檢測單元包括開設在底盤內部的條形腔，且兩個條形腔與氣腔之間共同開設有兩個連通孔，所述條形腔遠離氣腔一側的腔壁開設有吸氣孔，且吸氣孔的內部安裝有常開電磁閥，所述底盤的側壁固定安裝有與吸氣孔相連通的吸氣罩，所述吸氣罩的側壁開設有安裝孔，且安裝孔螺紋連接有安裝盤，所述安裝盤安裝有可拆卸的氣體檢測探頭，所述氣體檢測探頭的檢測端穿過安裝孔延伸至吸氣罩的內部，所述吸氣罩遠離底盤一側的側壁開設有進氣孔，所述常開電磁閥和氣體檢測探頭均與車體的控制端電性連接。

14、優選的，所述固定條的內部固定安裝有兩個固定塊，且兩個固定塊的側壁共同固定插接有電熱棒，所述電熱棒與車體的控制端電性連接。

15、與現有的技術相比，一種爬壁檢測機器人的優點在于：

16、通過設置的車體、工控平板、永磁輪、攝像組件、檢測組件、放線機構的相互配合，可以通過磁吸爬壁的方式，對大型管道、儲罐等進行缺陷檢測，可以大大提高檢測效率、降低人員危險性和勞動強度，而配合設置的底盤、條形孔、負壓吸附單元、抽吸機構、磁吸機構和收卷復位機構的相互配合，可以通過交替負壓吸附的方式，結合磁吸動作，防止爬壁機器人出現墜落現象，提高爬壁檢測機器人檢測運行時的安全性，并防止搭載的精密儀器掉落損壞。

17、通過設置的清理單元，能夠配合抽吸機構，在車體檢測移動的過程中，提前清理移動路徑上可能存在的灰塵等雜質，從而可以避免灰塵等影響車體移動的穩定性，也可以一定程度上降低灰塵等對檢測精度造成的影響。

18、通過設置的氣體檢測單元，可以配合抽吸機構，在車體移動的過程中，對可疑氣體進行檢測，從而可以通過基于可疑氣體的濃度判斷管道、儲罐等可能出現破損的位置。

技術特征：

1.一種爬壁檢測機器人，包括車體（1）和工控平板（2），所述車體（1）設置有四個永磁輪（3），所述車體（1）安裝有攝像組件（4）和檢測組件（5），所述工控平板（2）處設置有放線機構（6），且車體（1）的控制端通過放線機構（6）與工控平板（2）電性連接，其特征在于，還包括：

2.根據權利要求1所述的一種爬壁檢測機器人，其特征在于，兩個所述負壓吸附單元（9）均包括中空條（91），所述中空條（91）的底部固定插接有多個負壓吸盤（92），所述中空條（91）的端面固定連通有進氣管（93），且進氣管（93）的內部安裝有常閉電磁閥（94），兩個所述中空條（91）的側壁均開設有補氣孔（95），且兩個補氣孔（95）的內部均安裝有補氣電控閥（96），所述常閉電磁閥（94）和補氣電控閥（96）均與車體（1）的控制端電性連接。

3.根據權利要求2所述的一種爬壁檢測機器人，其特征在于，所述抽吸機構（10）包括開設在底盤（7）內部一側的氣腔（101），所述底盤（7）的一端位于氣腔（101）一側的位置開設有安裝槽（102），所述安裝槽（102）的內部固定安裝有氣泵（103），且氣泵（103）的吸氣端與氣腔（101）的內部相連通，所述氣腔（101）的上腔壁兩側均固定插接有波紋軟管（104），且兩個波紋軟管（104）均與同側進氣管（93）相連通。

4.根據權利要求2所述的一種爬壁檢測機器人，其特征在于，兩個所述磁吸機構（11）均包括滑動設置在條形孔（8）內部的t形隔磁柱（111），所述t形隔磁柱（111）的內部開設有柱型腔（112），所述柱型腔（112）的下腔壁滑動連接有滑桿（113），所述滑桿（113）的下端固定安裝有安裝架（114），且中空條（91）可拆卸安裝于安裝架（114）的底部，所述安裝架（114）與t形隔磁柱（111）的底部之間固定設置有擠壓彈簧（115），所述滑桿（113）的頂部固定連接有鐵芯（116），所述柱型腔（112）的上腔壁固定連接有電磁柱（117），所述電磁柱（117）與車體（1）的控制端連接。

5.根據權利要求4所述的一種爬壁檢測機器人，其特征在于，兩個所述收卷復位機構（12）均包括開設在底盤（7）內部一側的收納腔（121），所述收納腔（121）的內部轉動設有收卷輥（122），所述收卷輥（122）的輥壁纏繞收卷有多根拉繩（123），且各個拉繩（123）的活動端均與t形隔磁柱（111）的側壁固定連接，所述底盤（7）的側壁安裝有收卷馬達（124），且收卷馬達（124）的輸出端與收卷輥（122）的輥軸傳動連接，所述收卷馬達（124）與車體（1）的控制端電性連接，所述條形孔（8）遠離同側t形隔磁柱（111）一側的孔壁固定插接有接近開關（125）。

6.根據權利要求3所述的一種爬壁檢測機器人，其特征在于，所述清理單元（13）包括固定安裝在底盤（7）端部的固定條（131），且固定條（131）的內部呈中空狀，所述固定條（131）的側壁兩端均固定插接有出氣軟管（132），所述車體（1）的底部一側固定安裝有兩個中空塊（133），且兩個中空塊（133）均與同側出氣軟管（132）相連通，兩個所述中空塊（133）分別設置在對應永磁輪（3）一側，兩個所述中空塊（133）遠離永磁輪（3）一側的側壁均固定插接有噴氣頭（134），所述氣泵（103）的出氣端與固定條（131）的內部相連通。

7.根據權利要求3所述的一種爬壁檢測機器人，其特征在于，所述氣體檢測單元（14）包括開設在底盤（7）內部的條形腔（141），且兩個條形腔（141）與氣腔（101）之間共同開設有兩個連通孔（142），所述條形腔（141）遠離氣腔（101）一側的腔壁開設有吸氣孔（143），且吸氣孔（143）的內部安裝有常開電磁閥（144），所述底盤（7）的側壁固定安裝有與吸氣孔（143）相連通的吸氣罩（145），所述吸氣罩（145）的側壁開設有安裝孔（146），且安裝孔（146）螺紋連接有安裝盤（147），所述安裝盤（147）安裝有可拆卸的氣體檢測探頭（148），所述氣體檢測探頭（148）的檢測端穿過安裝孔（146）延伸至吸氣罩（145）的內部，所述吸氣罩（145）遠離底盤（7）一側的側壁開設有進氣孔（149），所述常開電磁閥（144）和氣體檢測探頭（148）均與車體（1）的控制端電性連接。

8.根據權利要求6所述的一種爬壁檢測機器人，其特征在于，所述固定條（131）的內部固定安裝有兩個固定塊（15），且兩個固定塊（15）的側壁共同固定插接有電熱棒（16），所述電熱棒（16）與車體（1）的控制端電性連接。

技術總結
本發明屬于爬行機器人技術領域，尤其是涉及一種爬壁檢測機器人，包括車體和工控平板，所述車體設置有四個永磁輪，所述車體安裝有攝像組件和檢測組件，所述工控平板處設置有放線機構，且車體的控制端通過放線機構與工控平板電性連接，還包括：底盤，底盤固定安裝在所述車體的底部，且位于四個永磁輪之間的位置，所述底盤的端面兩側均開設有條形孔。本發明可顯著提高大型管道、儲罐等的缺陷檢測效率，同時極大降低人員危險性與勞動強度，并有效提升爬壁檢測機器人運行時的安全性，防止搭載的精密儀器掉落損壞。

技術研發人員：張曉明,馬佼佼,支澤林,徐冉,黃鵬輝,鄭朋剛,王帆,王寧
受保護的技術使用者：陜西省特種設備檢驗檢測研究院
技術研發日：
技術公布日：2025/3/13