一种基于海上平台桩腿内壁爬行机器人吸盘的检测机构的制作方法

本实用新型涉及机械电子工程技术领域，特别涉及一种基于海上平台桩腿内壁爬行机器人吸盘的检测机构。

背景技术：

桩腿是维持海上平台稳固与安全的重大基础部件。实际应用中，受平台系统的移位与落座，船舶碰撞，平台系统偏载，海生物附着，海水、风浪、潮流侵蚀等因素的影响，桩腿会出现锈蚀、破裂、变形、局部变薄、应力集中等方面的问题，这些问题若得不到及时处理，会在内外因素共同作用下而不断的恶化与扩大，进而危机桩腿乃至整个平台系统的安全。

目前，对圆柱形桩腿内部的现场检查主要由人工携带检测仪器，由顶部爬入桩腿内部进行检查，检查前需要进行长时间的内部强制通风。人工检测过程属于高空作业，存在一定的危险性；检测的覆盖面较低，容易出现漏检；同时存在检测效率低，主观性较强等方面的问题。以机器人为载体的管道检测系统已取得了一定的应用，但机器人的行走机构多采用轮、履带式结构，多适用于水平管道系统的检测。因此，机器人检测系统用于海上平台桩腿机构的检测，首先要解决机器人检测系统在竖直管道里的可控依附问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于海上平台桩腿内壁爬行机器人吸盘的检测机构，以吸盘为载体，搭载了超声探测和激光探测系统，能够实现桩腿壁厚及机器人爬行过程中前方障碍的探测及壁厚的检测。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于海上平台桩腿内壁爬行机器人吸盘的检测机构，包括基础吸盘机构、超声探头机构和激光测距机构；所述基础吸盘机构包括主基座，所述主基座上设置有若干个相互独立的吸附模块；所述超声探头机构包括探头座，所述探头座的一端通过连接销与所述主基座的端面固定连接；所述探头座上设置有用于安装超声探头的中心安装孔，以及用于喷射耦合剂的进液口、喷液口和堵塞孔；所述中心安装孔内设置有超声探头，所述超声探头的底面和所述中心安装孔底面之间设置有一根弹簧，所述超声探头的顶面设置有用于限位的压盖，所述压盖与所述探头座的顶面固定连接；所述激光测距机构包括传感器座，所述传感器座的一端通过连接销与所述探头座的另一端固定连接；所述传感器座上设置有激光测距传感器。

进一步的，每个所述吸附模块包括一块电磁铁，所述电磁铁安装在吸盘座上，所述电磁铁通过伸缩螺栓与所述吸盘座及所述主基座相连接，所述电磁铁与所述吸盘座通过锁紧螺母锁紧；所述伸缩螺栓上、位于所述锁紧螺母和所述主基座之间空套有一根弹簧。

进一步的，每个所述吸附模块的所述吸盘座的两侧分别设置有一个增摩垫座，每个所述增摩垫座上均设置有一块增摩垫。

进一步的，本实用新型基于海上平台桩腿内壁爬行机器人吸盘的检测机构还包括一个或多个拓展吸盘机构，所述拓展吸盘机构包括辅基座，所述辅基座的一端通过连接销与所述主基座的端面或相邻辅基座的另一端固定连接；所述辅基座上设置有一块拓展电磁铁，所述拓展电磁铁安装在拓展吸盘座上，所述拓展电磁铁通过伸缩螺栓与所述拓展吸盘座及所述辅基座相连接，所述拓展电磁铁与所述拓展吸盘座通过锁紧螺母锁紧；所述伸缩螺栓上、位于所述锁紧螺母和所述辅基座之间空套有一根弹簧。

进一步的，每个所述拓展吸盘机构的所述拓展吸盘座的两侧分别设置有一个拓展增摩垫座，每个所述拓展增摩垫座上均设置有一块拓展增摩垫。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型中，吸盘座对所依附壁面具有一定的自适应能力，确保电磁铁吸附面与壁面具有最大的接触面积。

2)本实用新型中，吸盘座带有增摩垫，可提高吸盘切向负载能力；同时吸盘座可根据负载情况进行拓展，提高了吸盘对负载的适应性。

3)本实用新型中，吸盘座可拓展超声探头机构，当吸盘落脚的同时，实现对壁面厚度的检测。

4)本实用新型中，吸盘座可拓展激光测距机构，当吸盘落脚后，自动测量其前方障碍距吸盘的距离，为下一步爬行是否需要跨过障碍提供参数。

附图说明

图1：本实用新型整体主视结构示意图；

图2：本实用新型超声探头机构主视结构示意图；

图3：本实用新型超声探头机构左视结构示意图；

图4：本实用新型超声探头机构俯视结构示意图；

图5：本实用新型超声探头机构主视结构示意图；

图6：本实用新型超声探头机构左视结构示意图；

图7：本实用新型超声探头机构俯视结构示意图。

附图标注：1、增摩垫，2、电磁铁，3、锁紧螺母，4、超声探头，5、激光测距传感器，6、传感器座，7、沉头螺栓，8、探头座，9、主基座，10、弹簧，11、伸缩螺栓，12、连接销，13、辅基座，14、吸盘座，15、增摩垫座，16、压盖，17、拓展电磁铁，18、拓展吸盘座，19、拓展增摩垫座，20、拓展增摩垫，21、弹簧，a、喷液口，b、进液口，c、贯通孔，d、吸盘安装孔，e、电磁铁安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如附图1至图7所示，一种基于海上平台桩腿内壁爬行机器人吸盘的检测机构，包括基础吸盘机构、超声探头机构和激光测距机构。

所述基础吸盘机构包括主基座9，所述主基座9上设置有若干个相互独立的吸附模块，每个所述吸附模块包括一块电磁铁2，所述电磁铁2安装在吸盘座14上，所述电磁铁2通过两个伸缩螺栓11与所述吸盘座14及所述主基座9相连接，所述电磁铁2与所述吸盘座14通过锁紧螺母3锁紧；所述伸缩螺栓11上、位于所述锁紧螺母3和所述主基座9之间空套有一根弹簧10，使伸缩螺栓11的螺母面与主基座9处于压紧状态；每个所述吸附模块的所述吸盘座14的两侧分别设置有一个增摩垫座15，每个所述增摩垫座15上均设置有一块增摩垫1。所述主基座9的左右两端面上各有三个盲孔，两侧孔为用于连接销12连接的光孔，中间孔为用于螺栓连接的螺纹孔；所述主基座9的上下两端面设置有三排通孔，两侧为用于连接吸附模块的电磁铁安装孔e，中间为用于将主基座9与机器人腿部连接的吸盘安装孔d。

所述超声探头机构包括探头座8，所述探头座8的一端通过两个连接销12与所述主基座9的端面相连接，并通过沉头螺栓7固定；所述探头座8的左右两端面上各有三个光孔，两侧孔为用于连接销12连接的盲孔，中间孔为用于螺栓连接的通孔。所述探头座8上设置有用于安装超声探头4的中心安装孔，以及用于喷射耦合剂的进液口b、喷液口a和贯通孔c，所述进液口a和所述喷液口b通过所述贯通孔c贯通；所述中心安装孔内设置有超声探头4，所述超声探头4空套于所述中心安装孔内；所述超声探头4的底面和所述中心安装孔底面之间设置有一根弹簧21，所述超声探头4的顶面设置有用于限位的压盖16，所述压盖16通过四个沉头螺钉与所述探头座8的顶面固定连接。

所述激光测距机构包括传感器座6，所述传感器座6的一端通过两个连接销12与所述探头座8的另一端相连接，并通过沉头螺栓7固定；所述传感器座6的左右两端面上各有三个光孔，两侧孔为用于连接销12连接的盲孔，中间孔为用于螺栓连接的通孔。所述传感器座6上设置有激光测距传感器5。

为提高了吸盘对负载的适应性，本实用新型基于海上平台桩腿内壁爬行机器人吸盘的检测机构还包括一个或多个拓展吸盘机构，所述拓展吸盘机构包括辅基座13，所述辅基座13的一端通过两个连接销12与所述主基座9的端面或相邻辅基座13的另一端相连接，并通过沉头螺栓7固定；所述辅基座13的左右两端面上各有三个光孔，两侧孔为用于连接销12连接的盲孔，中间孔为用于螺栓连接的通孔。所述辅基座13上设置有一块拓展电磁铁17，所述拓展电磁铁17安装在拓展吸盘座18上，所述拓展电磁铁17通过伸缩螺栓11与所述拓展吸盘座18及所述辅基座13相连接，所述拓展电磁铁17与所述拓展吸盘座18通过锁紧螺母3锁紧；所述伸缩螺栓11上、位于所述锁紧螺母3和所述辅基座13之间空套有一根弹簧10，使伸缩螺栓11的螺母面与辅基座13处于压紧状态；所述拓展电磁铁17设置有拓展吸盘座18，所述拓展吸盘座18的两侧分别设置有一个拓展增摩垫座19，每个所述拓展增摩垫座19上均设置有一块拓展增摩垫20。

本实用新型中，当基础吸盘机构、拓展吸盘机构、超声探头机构和激光测距机构组装完成后，基础吸盘机构的主基座9一侧，采用螺栓穿过一个或多个拓展吸盘机构的辅基座13两侧的中间通孔并连接至主基座9一侧的中间螺纹孔，加固拓展吸盘机构与基础吸盘结构之间的连接；基础吸盘机构的主基座9另一侧，采用螺栓依次穿过激光测距机构的传感器座6和超声探头机构的探头座8的中间通孔并连接至主基座9另一侧的中间螺纹孔，加固激光测距机构、超声探头机构与基础吸盘结构之间的连接。