轮距可调的水冷壁检测机器人的制作方法

本发明涉及水冷壁探伤检测技术领域，尤其涉及一种轮距可调的水冷壁检测机器人。

背景技术：

随着火电行业高参数、大容量机组越来越多的投入使用，涉及的主要设备越来越多，其中发电设备是重要的基础设施，一般均需要定期检修。

锅炉水冷壁管道等长期处于高温、高压条件下运行，其材料存在脆断、劣化、开裂和疲劳寸断的可能性，因而属于须定期进行检修的设备。这些设备的检修或者需要搭脚手架，或者需要把检修对象拆下来在车间内进行检修，因而检修周期长。如果能够免除搭、拆脚手架或者拆卸安装检修对象的工序，能在现场完成检修，这可以减小非必须的辅助工序时间(拆卸、安装、调试等)，将产生巨大的经济效益。另外，在某些场合下，由于环境的限制(如放射性的场所、高空)，工人进行检修作业也存在较大的安全隐患。

但是，传统的工业机器设备或专用检修仪器由于在移动灵活性和柔性(智能)等方面受局限，很难在发电企业这种复杂的工作环境应用，故迫切需要新的解决方案。

因此，开发设计出适用于现场条件的智能机器人代替人工进行检测作业，可以满足发电企业的迫切需求。不仅可以缩短检修周期、提高检修作业效率，也可以提升作业质量和保障作业安全。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种轮距可调的水冷壁检测机器人，能够适应不同管道间距的作业场景。

为实现上述目的，本发明提供了一种轮距可调的水冷壁检测机器人，包括车体支架和安装于所述车体支架的吸附装置和驱动轮，

还包括与所述车体支架在横向上滑动连接的驱动连接架，所述驱动连接架还连接有能够在竖向驱动部件的作用下竖向升降的纵向驱动安装座；所述驱动轮及其纵向驱动部件安装于所述纵向驱动安装座；

所述车体支架还安装有变轮距驱动装置和竖向支撑装置，所述变轮距驱动装置用于驱动所述驱动连接架相对于所述车体支架横向伸出和缩回；所述竖向支撑装置的底部支撑部的高度位于所述驱动轮支撑部升降的高度范围内。

优选地，所述车体支架包括纵向运动支架，所述驱动连接架通过插装的方式与纵向运动支架横向上滑动连接。

优选地，所述驱动连接架固定安装有变轮距螺母，所述变轮距驱动装置包括安装于所述纵向运动支架并与所述变轮距螺母相配合的变轮距丝杆，以及驱动所述变轮距丝杆转动的变轮距驱动部件。

优选地，所述变轮距驱动部件为变轮距电机，所述变轮距电机通过变轮距皮带以及变轮距从动带轮驱动所述变轮距丝杆转动。

优选地，位于横向两侧的驱动轮所分别连接的两个所述变轮距丝杆具有相反旋向，且两者均由所述变轮距从动带轮驱动。

优选地，设有至少两个所述竖向支撑装置，两所述竖向支撑装置分别设置于所述车体支架纵向的两端底部，所述竖向支撑装置的支撑部均呈条形且均横向延伸。

优选地，所述竖向驱动部件为丝杆电机，所述驱动连接架通过丝杆带动所述纵向驱动安装座升降。

优选地，所述驱动轮的轮面为弧形轮面。

优选地，各所述竖向驱动部件均能够独立控制以单独调整其所对应的驱动轮的高度。

优选地，设有至少四个所述竖向支撑装置，所述竖向支撑装置的支撑部均呈方形，且分别通过横梁设置于四角位置。

本发明所提供的轮距可调的水冷壁检测机器人，包括车体支架以及安装于所述车体支架的吸附装置和驱动轮，所述吸附装置用于将该水冷壁机器人吸附于水冷壁的表面，其不与水冷壁之间接触，所述驱动轮与水冷壁表面贴合进行运动。

所述水冷壁检测机器人还包括与所述车体支架在横向上滑动连接的驱动连接架，所述驱动连接架还连接有能够在竖向驱动部件的作用下竖向升降的纵向驱动安装座；所述驱动轮及其纵向驱动部件安装于所述纵向驱动安装座；所述纵向驱动安装座可带动所述驱动轮进行竖向升降。

所述水冷壁检测机器人还包括变轮距驱动装置和竖向支撑装置，所述变轮距驱动装置用于驱动所述驱动连接架相对于所述车体支架横向伸出和缩回，从而带动所述驱动轮进行变距；所述竖向支撑装置用于所述驱动轮变距时对所述水冷壁检测机器人整体进行竖向支撑，避免所述驱动轮的磨损。其中，所述竖向支撑装置的底部支撑部的高度位于所述驱动轮支撑部升降的高度范围内。

上述轮距可调的水冷壁检测机器人，其驱动轮在竖向驱动部件的作用下随所述纵向驱动安装座竖向升降，然后在竖向支撑装置的支撑下通过变轮距驱动装置对驱动轮之间的横向间距进行调整。这样，当遇到不同管道间距的水冷壁时，可以对驱动轮的横向间距进行调整，从而使上述机器人可以对不同管道间距的水冷壁进行检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所提供轮距可调的水冷壁检测机器人的整体结构示意图；

图2为图1中驱动轮安装方式示意图；

图3为图1中纵向驱动安装座剖视图；

图4为图1中驱动连接架的立体结构图；

图5为图1中变轮距驱动装置结构示意图。

图1至图5中的附图标记如下：

101.驱动轮；102.丝杆电机；103.驱动连接架；104.直线轴承；105.变轮距丝杆；106.变轮距螺母；108.纵向运动支架；109.纵向运动电机；110.纵向运动电机座；2.变轮距驱动装置；201.变轮距从动带轮；202.变轮距皮带；203.变轮距惰性轮；204.变轮距电机；205.变轮距主动带轮；3.吸附装置；5.车体支架；6.竖向支撑装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明核心是提供一种轮距可调的水冷壁检测机器人，能够适应不同管道间距的作业场景。

请参考图1-5，图1为本发明一种具体实施方式所提供轮距可调的水冷壁检测机器人的整体结构示意图；图2为图1中驱动轮安装方式示意图；图3为图1中纵向驱动安装座剖视图；图4为图1中驱动连接架的立体结构图；图5为图1中变轮距驱动装置结构示意图。

在第一种具体实施方式中，本发明提供的轮距可调的水冷壁检测机器人为小车型机器人，包括车体支架5，其他部件例如驱动轮101、吸附装置3等，均直接或者间接安装在车体支架5上。

车体支架5上还安装有可在横向上滑动连接的驱动连接架103，驱动连接架103下方还连接有能够在竖向驱动部件102作用下竖向升降的纵向驱动安装座110，驱动轮101及其纵向驱动部件109安装于所述纵向驱动安装座110上，由此驱动轮101及其纵向驱动部件109随纵向驱动安装座110的升降而升降。纵向驱动部件109可以为电机。

如图3所述，可以在纵向驱动安装座110的左右两侧边部位设置竖向延伸的滑杆，使其位于驱动连接架103相应位置的滑孔中；并在纵向驱动安装座110的中部设置螺孔，其中设置与该螺孔配合的螺杆。在驱动连接架103上方还安装能够带动所述螺杆转动的竖向驱动部件102，例如丝杆电机，从而通过控制竖向驱动部件102即可调节纵向驱动安装座110相对于驱动连接架103以及车体支架5的竖直高度。具体的，由上述丝杆电机的丝杆带动纵向驱动安装座105升降。

由此，驱动轮101即可在纵向驱动安装座110的带动下，相对于驱动连接架103以及车体支架5竖直升起或者下降。

显而易见，驱动轮101的数目可以根据需要设置，一般以四个为常见；各个驱动轮101所对应的纵向驱动安装座110均可以单独调整其竖直高度，这样操作更加灵活方便。

车体支架5还安装有变轮距驱动装置2和竖向支撑装置6，变轮距驱动装置2用于驱动驱动连接架103相对于车体支架5横向伸出和缩回，由此带动驱动轮101进行横向变距；竖向支撑装置6用于驱动轮101变距时对轮距可调的水冷壁检测机器人整体形成支撑，避免驱动轮101的损坏，因此竖向支撑装置6的底部支撑部的高度位于驱动轮101支撑部升降的高度范围内。

通常竖向支撑装置6可以为横向支架或者履带架，或者其他单独设立的支撑部件。若为横向固定支架或者履带架，则通常设有至少两个且分别设置于车体支架5纵向的两端底部，支撑装置6的支撑部均呈条形且均横向延伸。若为独立的支撑部件，则通常至少设置有四个，且分别通过横梁设置于四角位置，这样既对称又稳定，且四个支撑装置6的支撑部优选呈方形。

具体的，当驱动轮101需要横向变距时，先通过竖向驱动部件102调整其竖向高度，使其在竖向支撑装置6的支撑下脱离地面，然后操作变轮距驱动装置2对其进行变距调整。

需要说明的是，本申请所述“横向”“竖向”“升降”“高度”等，均是以图1、图2所示状态(即小车水平放置时)为准进行的描述。

上述轮距可调的水冷壁检测机器人，其驱动轮在竖向驱动部件的作用下随所述纵向驱动安装座竖向升降，然后在竖向支撑装置的支撑下通过变轮距驱动装置对驱动轮之间的横向间距进行调整。这样，当遇到不同管道间距的水冷壁时，可以对驱动轮的横向间距进行调整，从而使上述机器人可以对不同管道间距的水冷壁进行检测。

一种具体实施方式中，车体支架5还包括纵向运动支架108，其与车体支架5固定相接，驱动连接架103通过插装的方式与纵向运动支架108横向上滑动连接。

如图2，纵向运动支架108有两个，其两端各设一个驱动连接架103。可在纵向运动支架108的两侧设置滑孔，驱动连接架103的上方滑杆插装入相应所述滑孔内，为方便滑动，还可在驱动连接架103的上方插杆外侧设置直线轴承104。

驱动连接架103上固定安装有变轮距螺母106，变轮距驱动装置2包括安装于纵向运动支架108上的变轮距丝杆105，其与变轮距螺母106相配合，由此变轮距丝杆105通过变轮距螺母106来带动驱动连接103的横向滑动。另外变轮距驱动装置2还包括可以驱动变轮距丝杆105转动的变轮距驱动部件。

所述变轮距驱动部件可以为变轮距电机204，变轮距电机204通过变轮距皮带202以及变轮距从动带轮201驱动变轮距丝杆105转动。

通常，变轮距驱动装置2可以设置多个，即每一个驱动连接架103均对应设置一个变轮距驱动装置2；但为简化装置结构，也可针对多个驱动连接架103仅设置两个变轮距驱动装置2。

具体的，可在变轮距电机204的轴端安装变轮距主动带轮205，其两侧分别设置有低于变轮距主动带轮205的两个变轮距惰性轮203，然后再设置两个变轮距从动带轮201，变轮距主动带轮205、两个变轮距惰性轮203和两个变轮距从动带轮201通过变轮距皮带202形成带传动联动。两个变轮距从动带轮201分别与位于车体支架5前后两端的两个变轮距丝杆105相连接。此时，该两个变轮距丝杆105为同向转动。

为进一步简化变轮距驱动装置2的数量，将位于横向两侧的驱动轮101所分别连接的两个变轮距丝杆105设置为具有相反旋向，则两者均可以由同一个变轮距从动带轮201来驱动。

另外，驱动轮101的轮面还可以设为与管壁相配合的弧形轮面，从而提高小车运行的稳定性。

竖向驱动部件102可对应驱动轮101的数量设置多个，这样各竖向驱动部件102均能够独立控制以单独调整其所对应的驱动轮101的高度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的轮距可调的水冷壁检测机器人进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。