本發(fā)明涉及機械電子工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于海上平臺樁腿內(nèi)壁爬行機器人吸盤的檢測機構(gòu)。

背景技術(shù)：

樁腿是維持海上平臺穩(wěn)固與安全的重大基礎(chǔ)部件。實際應(yīng)用中，受平臺系統(tǒng)的移位與落座，船舶碰撞，平臺系統(tǒng)偏載，海生物附著，海水、風(fēng)浪、潮流侵蝕等因素的影響，樁腿會出現(xiàn)銹蝕、破裂、變形、局部變薄、應(yīng)力集中等方面的問題，這些問題若得不到及時處理，會在內(nèi)外因素共同作用下而不斷的惡化與擴大，進而危機樁腿乃至整個平臺系統(tǒng)的安全。

目前，對圓柱形樁腿內(nèi)部的現(xiàn)場檢查主要由人工攜帶檢測儀器，由頂部爬入樁腿內(nèi)部進行檢查，檢查前需要進行長時間的內(nèi)部強制通風(fēng)。人工檢測過程屬于高空作業(yè)，存在一定的危險性；檢測的覆蓋面較低，容易出現(xiàn)漏檢；同時存在檢測效率低，主觀性較強等方面的問題。以機器人為載體的管道檢測系統(tǒng)已取得了一定的應(yīng)用，但機器人的行走機構(gòu)多采用輪、履帶式結(jié)構(gòu)，多適用于水平管道系統(tǒng)的檢測。因此，機器人檢測系統(tǒng)用于海上平臺樁腿機構(gòu)的檢測，首先要解決機器人檢測系統(tǒng)在豎直管道里的可控依附問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于海上平臺樁腿內(nèi)壁爬行機器人吸盤的檢測機構(gòu)，以吸盤為載體，搭載了超聲探測和激光探測系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)樁腿壁厚及機器人爬行過程中前方障礙的探測及壁厚的檢測。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于海上平臺樁腿內(nèi)壁爬行機器人吸盤的檢測機構(gòu)，包括基礎(chǔ)吸盤機構(gòu)、超聲探頭機構(gòu)和激光測距機構(gòu)；所述基礎(chǔ)吸盤機構(gòu)包括主基座，所述主基座上設(shè)置有若干個相互獨立的吸附模塊；所述超聲探頭機構(gòu)包括探頭座，所述探頭座的一端通過連接銷與所述主基座的端面固定連接；所述探頭座上設(shè)置有用于安裝超聲探頭的中心安裝孔，以及用于噴射耦合劑的進液口、噴液口和堵塞孔；所述中心安裝孔內(nèi)設(shè)置有超聲探頭，所述超聲探頭的底面和所述中心安裝孔底面之間設(shè)置有一根彈簧，所述超聲探頭的頂面設(shè)置有用于限位的壓蓋，所述壓蓋與所述探頭座的頂面固定連接；所述激光測距機構(gòu)包括傳感器座，所述傳感器座的一端通過連接銷與所述探頭座的另一端固定連接；所述傳感器座上設(shè)置有激光測距傳感器。

進一步的，每個所述吸附模塊包括一塊電磁鐵，所述電磁鐵安裝在吸盤座上，所述電磁鐵通過伸縮螺栓與所述吸盤座及所述主基座相連接，所述電磁鐵與所述吸盤座通過鎖緊螺母鎖緊；所述伸縮螺栓上、位于所述鎖緊螺母和所述主基座之間空套有一根彈簧。

進一步的，每個所述吸附模塊的所述吸盤座的兩側(cè)分別設(shè)置有一個增摩墊座，每個所述增摩墊座上均設(shè)置有一塊增摩墊。

進一步的，本發(fā)明基于海上平臺樁腿內(nèi)壁爬行機器人吸盤的檢測機構(gòu)還包括一個或多個拓展吸盤機構(gòu)，所述拓展吸盤機構(gòu)包括輔基座，所述輔基座的一端通過連接銷與所述主基座的端面或相鄰輔基座的另一端固定連接；所述輔基座上設(shè)置有一塊拓展電磁鐵，所述拓展電磁鐵安裝在拓展吸盤座上，所述拓展電磁鐵通過伸縮螺栓與所述拓展吸盤座及所述輔基座相連接，所述拓展電磁鐵與所述拓展吸盤座通過鎖緊螺母鎖緊；所述伸縮螺栓上、位于所述鎖緊螺母和所述輔基座之間空套有一根彈簧。

進一步的，每個所述拓展吸盤機構(gòu)的所述拓展吸盤座的兩側(cè)分別設(shè)置有一個拓展增摩墊座，每個所述拓展增摩墊座上均設(shè)置有一塊拓展增摩墊。

本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明中，吸盤座對所依附壁面具有一定的自適應(yīng)能力，確保電磁鐵吸附面與壁面具有最大的接觸面積。

2)本發(fā)明中，吸盤座帶有增摩墊，可提高吸盤切向負載能力；同時吸盤座可根據(jù)負載情況進行拓展，提高了吸盤對負載的適應(yīng)性。

3)本發(fā)明中，吸盤座可拓展超聲探頭機構(gòu)，當(dāng)吸盤落腳的同時，實現(xiàn)對壁面厚度的檢測。

4)本發(fā)明中，吸盤座可拓展激光測距機構(gòu)，當(dāng)吸盤落腳后，自動測量其前方障礙距吸盤的距離，為下一步爬行是否需要跨過障礙提供參數(shù)。

附圖說明

圖1：本發(fā)明整體主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本發(fā)明超聲探頭機構(gòu)主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3：本發(fā)明超聲探頭機構(gòu)左視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4：本發(fā)明超聲探頭機構(gòu)俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5：本發(fā)明超聲探頭機構(gòu)主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6：本發(fā)明超聲探頭機構(gòu)左視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7：本發(fā)明超聲探頭機構(gòu)俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)注：1、增摩墊，2、電磁鐵，3、鎖緊螺母，4、超聲探頭，5、激光測距傳感器，6、傳感器座，7、沉頭螺栓，8、探頭座，9、主基座，10、彈簧，11、伸縮螺栓，12、連接銷，13、輔基座，14、吸盤座，15、增摩墊座，16、壓蓋，17、拓展電磁鐵，18、拓展吸盤座，19、拓展增摩墊座，20、拓展增摩墊，21、彈簧，a、噴液口，b、進液口，c、貫通孔，d、吸盤安裝孔，e、電磁鐵安裝孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。

如附圖1至圖7所示，一種基于海上平臺樁腿內(nèi)壁爬行機器人吸盤的檢測機構(gòu)，包括基礎(chǔ)吸盤機構(gòu)、超聲探頭機構(gòu)和激光測距機構(gòu)。

所述基礎(chǔ)吸盤機構(gòu)包括主基座9，所述主基座9上設(shè)置有若干個相互獨立的吸附模塊，每個所述吸附模塊包括一塊電磁鐵2，所述電磁鐵2安裝在吸盤座14上，所述電磁鐵2通過兩個伸縮螺栓11與所述吸盤座14及所述主基座9相連接，所述電磁鐵2與所述吸盤座14通過鎖緊螺母3鎖緊；所述伸縮螺栓11上、位于所述鎖緊螺母3和所述主基座9之間空套有一根彈簧10，使伸縮螺栓11的螺母面與主基座9處于壓緊狀態(tài)；每個所述吸附模塊的所述吸盤座14的兩側(cè)分別設(shè)置有一個增摩墊座15，每個所述增摩墊座15上均設(shè)置有一塊增摩墊1。所述主基座9的左右兩端面上各有三個盲孔，兩側(cè)孔為用于連接銷12連接的光孔，中間孔為用于螺栓連接的螺紋孔；所述主基座9的上下兩端面設(shè)置有三排通孔，兩側(cè)為用于連接吸附模塊的電磁鐵安裝孔e，中間為用于將主基座9與機器人腿部連接的吸盤安裝孔d。

所述超聲探頭機構(gòu)包括探頭座8，所述探頭座8的一端通過兩個連接銷12與所述主基座9的端面相連接，并通過沉頭螺栓7固定；所述探頭座8的左右兩端面上各有三個光孔，兩側(cè)孔為用于連接銷12連接的盲孔，中間孔為用于螺栓連接的通孔。所述探頭座8上設(shè)置有用于安裝超聲探頭4的中心安裝孔，以及用于噴射耦合劑的進液口b、噴液口a和貫通孔c，所述進液口a和所述噴液口b通過所述貫通孔c貫通；所述中心安裝孔內(nèi)設(shè)置有超聲探頭4，所述超聲探頭4空套于所述中心安裝孔內(nèi)；所述超聲探頭4的底面和所述中心安裝孔底面之間設(shè)置有一根彈簧21，所述超聲探頭4的頂面設(shè)置有用于限位的壓蓋16，所述壓蓋16通過四個沉頭螺釘與所述探頭座8的頂面固定連接。

所述激光測距機構(gòu)包括傳感器座6，所述傳感器座6的一端通過兩個連接銷12與所述探頭座8的另一端相連接，并通過沉頭螺栓7固定；所述傳感器座6的左右兩端面上各有三個光孔，兩側(cè)孔為用于連接銷12連接的盲孔，中間孔為用于螺栓連接的通孔。所述傳感器座6上設(shè)置有激光測距傳感器5。

為提高了吸盤對負載的適應(yīng)性，本發(fā)明基于海上平臺樁腿內(nèi)壁爬行機器人吸盤的檢測機構(gòu)還包括一個或多個拓展吸盤機構(gòu)，所述拓展吸盤機構(gòu)包括輔基座13，所述輔基座13的一端通過兩個連接銷12與所述主基座9的端面或相鄰輔基座13的另一端相連接，并通過沉頭螺栓7固定；所述輔基座13的左右兩端面上各有三個光孔，兩側(cè)孔為用于連接銷12連接的盲孔，中間孔為用于螺栓連接的通孔。所述輔基座13上設(shè)置有一塊拓展電磁鐵17，所述拓展電磁鐵17安裝在拓展吸盤座18上，所述拓展電磁鐵17通過伸縮螺栓11與所述拓展吸盤座18及所述輔基座13相連接，所述拓展電磁鐵17與所述拓展吸盤座18通過鎖緊螺母3鎖緊；所述伸縮螺栓11上、位于所述鎖緊螺母3和所述輔基座13之間空套有一根彈簧10，使伸縮螺栓11的螺母面與輔基座13處于壓緊狀態(tài)；所述拓展電磁鐵17設(shè)置有拓展吸盤座18，所述拓展吸盤座18的兩側(cè)分別設(shè)置有一個拓展增摩墊座19，每個所述拓展增摩墊座19上均設(shè)置有一塊拓展增摩墊20。

本發(fā)明中，當(dāng)基礎(chǔ)吸盤機構(gòu)、拓展吸盤機構(gòu)、超聲探頭機構(gòu)和激光測距機構(gòu)組裝完成后，基礎(chǔ)吸盤機構(gòu)的主基座9一側(cè)，采用螺栓穿過一個或多個拓展吸盤機構(gòu)的輔基座13兩側(cè)的中間通孔并連接至主基座9一側(cè)的中間螺紋孔，加固拓展吸盤機構(gòu)與基礎(chǔ)吸盤結(jié)構(gòu)之間的連接；基礎(chǔ)吸盤機構(gòu)的主基座9另一側(cè)，采用螺栓依次穿過激光測距機構(gòu)的傳感器座6和超聲探頭機構(gòu)的探頭座8的中間通孔并連接至主基座9另一側(cè)的中間螺紋孔，加固激光測距機構(gòu)、超聲探頭機構(gòu)與基礎(chǔ)吸盤結(jié)構(gòu)之間的連接。