发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人的制作方法

1.本发明涉及爬壁机器人领域，特别是涉及一种发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人。


背景技术：

2.在工业生产和日常生活中，需要经常对一些大型罐体的内外管壁、大型机械设备等具有垂直或倾斜面的物体进行检测或探伤，而进行这些工作的环境往往比较恶劣，或者高度受限，不能或不适宜进行直接的人为检测。例如，石化企业中油罐罐壁检测、清理；核工业中核设备检测、探伤；建筑业中高层幕墙清洗；造船业中焊接、除锈、喷涂等。
3.在电力行业中，电站设备通常使用年限都比较长。大型发电机组在长期运行中由于老化、振动、磨损等原因导致定子槽楔松动、绝缘损坏和铁心磨损。这些问题如果不被及时发现，将威胁发电机的安全运行，甚至导致电机运行事故。
4.传统的检测方法需要抽出发电机转子，由人携带检测设备进入发电机内部进行检测，需要耗费大量的人力物力，并且检测周期长，检修期间因停产造成的损失较大。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述问题，提供一种无需抽出发动机转子即可进入发动机内进行检测的发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人。
6.一种发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，包括主体骨架、驱动模块和检测模块；所述主体骨架左右两侧端之间呈弧形结构设置，两个所述驱动模块相对安装在主体骨架的两侧，所述驱动模块的攀爬部呈滚动式与发电机组内壁贴合，所述驱动模块内部安装有用于对发电机组内壁进行非接触式吸附的磁吸件；所述检测模块安装在主体骨架上，用于对发电机组内部进行检测。
7.进一步的，所述主体骨架包括纵梁和横梁；两个横梁呈弧形结构设置，并分别固定在纵梁的前后两端。
8.进一步的，所述驱动模块包括副骨架、驱动轮和同步带；所述副骨架的内部为中空结构，所述副骨架上开设有供两个横梁穿入并固定的孔；两个所述驱动轮分别转动安装在副骨架的两端，且两个驱动轮通过同步带传动连接；所述驱动轮的外缘凸出于副骨架中空结构，并与发电机组内壁贴合；所述副骨架的一侧安装有用于驱动驱动轮转动的驱动电机。
9.进一步的，所述磁吸件安装在副骨架的中空结构内，所述中空结构的开口处覆盖有磁屏蔽板。
10.进一步的，所述副骨架一端开设有涨紧导槽，所述涨紧导槽内两侧开设有腰型孔，所述涨紧导槽内卡接有涨紧架，一个所述驱动轮转动安装在涨紧架内。
11.进一步的，所述检测模块包括激振器、连接头、定位杆和锤头杠杆；所述激振器和所述定位杆均安装在纵梁内部开设的安装腔内，所述锤头杠杆套接在定位杆上，所述锤头杠杆上远离锤头的一端开设有腰型孔，所述激振器的驱动端通过连接头转动安装在该腰型
孔内。
12.进一步的，所述机器人还包括导向模块，所述导向模块包括固定板和导向块；所述固定板固定在副骨架上，所述固定板上开设有卡槽，所述导向块卡接在卡槽内，且导向块内开设有腰型孔，所述固定板上安装有紧固件，且紧固件穿过腰型孔。
13.进一步的，所述机器人还包括传感器安装支架，所述传感器安装支架包括环形安装架、插接座和弹簧；所述环形安装架固定在副骨架上，所述插接座的顶端插接在环形安装架内，所述弹簧套接在插接座的插接端上，且弹簧的两端分别与环形安装架和插接座连接。
14.进一步的，所述机器人还包括摄像模块，所述摄像模块由安装在纵梁上并朝前和朝上的两个摄像单元和安装在纵梁两侧并可旋转角度朝下和斜向下的摄像单元组成。
15.进一步的，所述机器人还包括辅助照明模块，所述辅助照明模块包括保护板和发光源；所述保护板位于摄像单元镜头的一侧，所述保护板上开设有镜头孔和透光孔，所述摄像单元的镜头和发光源分别穿过镜头孔各透光孔，且两者端部与保护板表面位于同一平面。
16.上述发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，采用模块化设计，便于拆装和更换各模块及其零部件，且无需对发电机组内部的转子进行去除，使用更方便快捷，可在不抽出发电机转子的情况下进入发电机定子膛内，并通过携带不同的检测设备对发电机组的性能进行检测。
附图说明
17.图1为爬壁机器人结构示意图；
18.图2为主体骨架的结构示意图；
19.图3为驱动模块的一部分结构示意图；
20.图4为驱动模块的另一部分结构示意图；
21.图5为检测模块的结构示意图；
22.图6为辅助照明模块的结构示意图。
23.图中：100、主体骨架；110、纵梁；120、横梁；200、驱动模块；210、副骨架；211、涨紧导槽；220、驱动轮；230、同步带；240、驱动电机；250、磁吸件；260、磁屏蔽板；270、涨紧架；300、检测模块；310、激振器；320、定位杆；330、锤头杠杆；340、连接头；400、导向模块；410、固定板；420、导向块；500、传感器安装支架；510、环形安装架；520、插接座；600、摄像模块；700、辅助照明模块；710、保护板；720、发光源。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
25.如图1所示，在一个实施例中，一种发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，包括主体骨架100、驱动模块200和检测模块300；主体骨架100左右两侧端之间呈弧形结构设置，两个驱动模块200相对安装在主体骨架100的两侧，驱动模块200的攀爬部呈滚动式与发电
机组内壁贴合，驱动模块200内部安装有用于对发电机组内壁进行非接触式吸附的磁吸件；检测模块300安装在主体骨架100上，用于对发电机组内部进行检测。
26.上述发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，采用模块化设计，便于拆装和更换各模块及其零部件，且无需对发电机组内部的转子进行去除，使用更方便快捷，可在不抽出发电机转子的情况下进入发电机定子膛内，并通过携带不同的检测设备对发电机组的性能进行检测。通过将主体骨架100左右两侧端之间设置为弧形结构，使得机器人的驱动模块200的攀爬部可适配发电机/电动机定子内圆的弧度。
27.如图2所示，在本实施例中，主体骨架100包括纵梁110和横梁120；两个横梁120呈弧形结构设置，并分别固定在纵梁110的前后两端。
28.如图3和图4所示，在本实施例中，驱动模块200包括副骨架210、驱动轮220和同步带230；副骨架210的内部为中空结构，副骨架210上开设有供两个横梁120穿入并固定的孔；两个驱动轮220分别转动安装在副骨架210的两端，且两个驱动轮220通过同步带230传动连接；驱动轮220的外缘凸出于副骨架210中空结构，并与发电机组内壁贴合；副骨架210的一侧安装有用于驱动驱动轮220转动的驱动电机240。
29.上述横梁120上标有适配不同发电机组的刻度线，在使用时只需调整两个驱动模块200的间距至对应刻度线的位置即可。当不同的发电机组定子内圆曲率变化较大时，也可通过更换不同曲率的前后横梁120用以适配不同的机组。
30.在本实施例中，磁吸件250安装在副骨架210的中空结构内，中空结构的开口处覆盖有磁屏蔽板260。其中磁吸件250采用永磁体。
31.在本实施例中，副骨架210一端开设有涨紧导槽211，涨紧导槽211内两侧开设有腰型孔，涨紧导槽211内卡接有涨紧架270，一个驱动轮220转动安装在涨紧架270内。通过调节涨紧架270卡在涨紧导槽211内的深度即可调整前、后驱动轮220的间距，用于涨紧同步带230。
32.如图5所示，在本实施例中，检测模块300包括激振器310、连接头340、定位杆320和锤头杠杆330；激振器310和定位杆320均安装在纵梁110内部开设的安装腔内，锤头杠杆330套接在定位杆320上，锤头杠杆330上远离锤头的一端开设有腰型孔，激振器310的驱动端通过连接头340转动安装在该腰型孔内。
33.上述锤头杠杆330的锤头部分有不同的长度，实际检测时可根据所测发电机的槽楔深度更换不同的锤头杠杆330。在使用时，锤头杠杆330在激振器310的推动下可绕定位杆320旋转一定的弧度使锤头部分敲击在定子槽楔上。
34.上述纵梁110外部覆盖加强板，用以增加纵梁110的刚性，同时保护纵梁110内的机构和线缆。
35.在本实施例中，机器人还包括导向模块400，导向模块400包括固定板410和导向块420；固定板410固定在副骨架210上，固定板410上开设有卡槽，导向块420卡接在卡槽内，且导向块420内开设有腰型孔，固定板410上安装有紧固件，且紧固件穿过腰型孔。可通过调节导向块420深入发电机/电动机定子槽内的深度，使导向模块400在不同发电机/电动机定子膛内都能起到导向作用。
36.在本实施例中，机器人还包括传感器安装支架500，传感器安装支架500包括环形安装架510、插接座520和弹簧；环形安装架510固定在副骨架210上，插接座520的顶端插接
在环形安装架510内，弹簧套接在插接座520的插接端上，且弹簧的两端分别与环形安装架510和插接座520连接。使用传感器安装支架500的作用是在安装磁感应线圈后保证线圈与定子膛内壁稳定接触。
37.如图6所示，在本实施例中，机器人还包括摄像模块600，用于在机器人进入发电机定子膛内时负责拍摄定子膛内的实时画面并传输至监控设备分析。摄像模块600由安装在纵梁110上并朝前和朝上的两个摄像单元和安装在纵梁110两侧并可旋转角度朝下和斜向下的摄像单元组成。此处斜向下的角度可为45度。摄像单元采用高清、广角、低照度的数字摄像头。
38.在本实施例中，机器人还包括辅助照明模块700，辅助照明模块700包括保护板710和发光源720，发光源720可采用led灯；保护板710位于摄像单元镜头的一侧，保护板710上开设有镜头孔和透光孔，摄像单元的镜头和发光源720分别穿过镜头孔各透光孔，且两者端部与保护板710表面位于同一平面。保证摄像单元有足够的光照度。同时左右两侧的摄像模组的间距和角度可以根据需要进行调整，从而获得检测所需的图像。
39.上述主体骨架100的主要作用是支撑驱动模块200，安装摄像模块600和检测模块300，并为各模块提供电能和控制信号分配，汇总各模块和传感器的反馈信号。通过总线传输至后台控制系统。由于机器人控制技术为成熟技术，因此不做详细描述。
40.上述发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人可以在不抽发电机/电动机转子的情况进入发电机/电动机定子膛内部进行检测作业。可有效的减少设备停机时间，降低设备拆装损坏率，降低工作强度。提高检测效率和检测经济性。对于发电机组的日常运行维护，预防发电机组发生大的停机事故具有重要意义。并且通过横梁120调整两侧驱动模块200间距和弧度，使其可适配不同尺寸的发电机/电动机膛内检测，而不需要更改机器人结构。
41.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，其特征在于，包括主体骨架、驱动模块和检测模块；所述主体骨架左右两侧端之间呈弧形结构设置，两个所述驱动模块相对安装在主体骨架的两侧，所述驱动模块的攀爬部呈滚动式与发电机组内壁贴合，所述驱动模块内部安装有用于对发电机组内壁进行非接触式吸附的磁吸件；所述检测模块安装在主体骨架上，用于对发电机组内部进行检测。2.根据权利要求1所述的发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，其特征在于，所述主体骨架包括纵梁和横梁；两个横梁呈弧形结构设置，并分别固定在纵梁的前后两端。3.根据权利要求2所述的发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，其特征在于，所述驱动模块包括副骨架、驱动轮和同步带；所述副骨架的内部为中空结构，所述副骨架上开设有供两个横梁穿入并固定的孔；两个所述驱动轮分别转动安装在副骨架的两端，且两个驱动轮通过同步带传动连接；所述驱动轮的外缘凸出于副骨架中空结构，并与发电机组内壁贴合；所述副骨架的一侧安装有用于驱动驱动轮转动的驱动电机。4.根据权利要求3所述的发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，其特征在于，所述磁吸件安装在副骨架的中空结构内，所述中空结构的开口处覆盖有磁屏蔽板。5.根据权利要求3所述的发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，其特征在于，所述副骨架一端开设有涨紧导槽，所述涨紧导槽内两侧开设有腰型孔，所述涨紧导槽内卡接有涨紧架，一个所述驱动轮转动安装在涨紧架内。6.根据权利要求1所述的发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，其特征在于，所述检测模块包括激振器、连接头、定位杆和锤头杠杆；所述激振器和所述定位杆均安装在纵梁内部开设的安装腔内，所述锤头杠杆套接在定位杆上，所述锤头杠杆上远离锤头的一端开设有腰型孔，所述激振器的驱动端通过连接头转动安装在该腰型孔内。7.根据权利要求3所述的发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，其特征在于，所述机器人还包括导向模块，所述导向模块包括固定板和导向块；所述固定板固定在副骨架上，所述固定板上开设有卡槽，所述导向块卡接在卡槽内，且导向块内开设有腰型孔，所述固定板上安装有紧固件，且紧固件穿过腰型孔。8.根据权利要求3所述的发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，其特征在于，所述机器人还包括传感器安装支架，所述传感器安装支架包括环形安装架、插接座和弹簧；所述环形安装架固定在副骨架上，所述插接座的顶端插接在环形安装架内，所述弹簧套接在插接座的插接端上，且弹簧的两端分别与环形安装架和插接座连接。9.根据权利要求1所述的发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，其特征在于，所述机器人还包括摄像模块，所述摄像模块由安装在纵梁上并朝前和朝上的两个摄像单元和安装在纵梁两侧并可旋转角度朝下和斜向下的摄像单元组成。10.根据权利要求9所述的发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，其特征在于，所述机器人还包括辅助照明模块，所述辅助照明模块包括保护板和发光源；所述保护板位于摄像单元镜头的一侧，所述保护板上开设有镜头孔和透光孔，所述摄像单元的镜头和发光源分别穿过镜头孔各透光孔，且两者端部与保护板表面位于同一平面。

技术总结
本发明涉及一种发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，包括主体骨架、驱动模块和检测模块，主体骨架左右两侧端之间呈弧形结构设置，两个驱动模块相对安装在主体骨架的两侧。驱动模块的攀爬部呈滚动式与发电机组内壁贴合，驱动模块内部安装有用于对发电机组内壁进行非接触式吸附的磁吸件；检测模块安装在主体骨架上，用于对发电机组内部进行检测。上述发电机组免抽转子膛内检测爬壁机器人，采用模块化设计，便于拆装和更换各模块及其零部件，且无需对发电机组内部的转子进行去除，使用更方便快捷，可在不抽出发电机转子的情况下进入发电机定子膛内，并通过携带不同的检测设备对发电机组的性能进行检测。电机组的性能进行检测。电机组的性能进行检测。


技术研发人员：周游游 陈善清 黄艋 王庆瑜 唐安涛
受保护的技术使用者：上海电气自动化设计研究所有限公司
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2022/3/8