[发明专利]一种面向水下管线的超声波探伤装置

说明书

本发明公开了一种面向水下管线的超声波探伤装置，包括单自由度机械臂、超声波探伤模块和主控模块，单自由度机械臂和超声波探伤模块均为环形，两者通过螺纹啮合进行连接。通过主控模块的控制指令，可实现探伤装置对水下管线的环抱固定及无损探伤：主控模块发出吸合指令，控制机械臂实现对水下管线的吸附；发出巡检指令，控制超声波探伤模块实现对水下管线的正、逆向探伤作业流程，并记录探伤作业过程中的相控阵超声波探头的位姿信息；主控模块基于上述超声波探伤信息和位姿信息，实现对水下管线的高精度无损探伤。本发明提供了一种全自动的、连续稳定、高效率的水下超声波探伤装置。

技术领域

本发明涉及无损探伤技术领域，具体为一种面向水下管线的超声波探伤装置。

背景技术

管道运输已经成为输送石油、天然气等能源的主要运输手段，近年来我国海底管道由于腐蚀、形变等原因造成的管道泄漏事故时有发生，为了保障在役管道的安全运行，应对其进行定期检测，以便及时发现问题，采取措施。就水下探伤技术而言，超声波无损探伤技术最为成熟，但目前仍然需要人工下水，实现对管线的超声波探伤作业过程。若能够发明一种水下自动探伤系统，可以极大的避免因工人自身专业水平不过关导致的探伤不准确的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向水下管线的超声波探伤装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种面向水下管线的超声波探伤装置,超声波探伤装置由单自由度机械臂、超声波探伤模块和主控模块组成，所述单自由度机械臂和超声波探伤模块均为环形，所述单自由度机械臂和超声波探伤模块通过螺纹啮合进行连接，所述单自由度机械臂、超声波探伤模块分别连接主控模块。

优选的，所述单自由度机械臂包括：左臂体、右臂体、左臂体动力轴、左臂体连接销钉、左臂体动力轴连接螺杆、机械臂与探伤模块连接轴、机械臂弹性连接杆、右臂体动力轴、右臂体连接销钉、右臂体动力轴连接螺杆、螺纹连接杆、左臂体电磁铁、右臂体电磁铁；所述左臂体和右臂体结构上相同；所述左臂体连接销钉和右臂体连接销钉规格上相同，均带有标准M30螺纹；所述左臂体动力轴连接螺杆与右臂体动力轴连接螺杆规格上相同，左臂体动力轴连接螺杆质心部分为一空心圆柱形凹槽，所述凹槽中带有标准M10螺纹；所述机械臂与探伤模块连接轴为一带有标准M8螺纹的螺杆；所述机械臂弹性连接杆数目为四，对称分布于机械臂上；所述螺纹连接杆为带有标准M5螺纹的螺杆，在机械臂上分别呈以半径为173mm，180mm的圆周分布；所述左臂体电磁铁与右臂体电磁铁结构上完全相同，磁性相反。

优选的，所述左臂体动力轴和右臂体动力轴结构上相同，由空心杯伺服电机、铝制散热片、动力轴、连接杆、连接螺母构成；所述铝制散热片均匀分布于空心杯伺服电机，并通过硅脂与空心杯伺服电机表面连接；所述动力轴带有M10标准螺纹，所述连接杆两侧均有带有M22标准螺纹螺母，所述左臂体动力轴通过两侧螺母与左臂体实现啮合。

优选的，所述机械臂弹性连接杆由空心轴连接杆、左侧弹簧、右侧弹簧和管线贴合装置构成；所述左侧弹簧、右侧弹簧等效直径略大于空心轴连接杆，三者可拆分成三个单独个体；所述管线贴合装置由福来轮、左侧连接杆、右侧连接杆构成，所述左侧连接杆与右侧连接杆结构上相同，均为空心铝制材料，直径略大于空心轴连接杆，与左侧弹簧、右侧弹簧相同；所述空心轴连接杆插入左侧连接杆竖直方向空心轴中，左侧连接杆上端放置左侧弹簧，下端放置右侧弹簧。