磁吸附式移动载体及压力容器密封面检测机器人的制作方法

1.本实用新型涉及压力容器检测领域，尤其涉及一种磁吸附式移动载体及压力容器密封面检测机器人。


背景技术：

2.在压力容器密封面检测时，需要一个磁吸附的移动载体吸附在压力容器密封面上进行移动作业。而相关技术中的磁吸附机器人通常采用将永磁体安装在轮子上的吸附方式，该方式是利用永磁体与金属表面相接触并提供摩擦力。由于磁性不可调节，使得在使用过程中作业人员对磁力难以把控，容易造成安装不到位，定位精度差等情况。
3.由于永磁体与金属材料摩擦系数较低，会发生打滑现象，且会对金属表面造成损伤。当移动载体具备较大的磁吸附力时，会存在一定的安全隐患，甚至在产品安装或存放的过程中也会发生误吸附或夹伤作业人员的状况，造成人员或设备的损伤。当移动载体的有效磁吸附面积小时，移动载体具备较小的磁吸附力，产品的承载能力也较小。难以保证磁吸附的移动载体的安全性以及移动过程的可靠性。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种磁吸附式移动载体及压力容器密封面检测机器人。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种磁吸附式移动载体，包括：
6.自行走载体本体，具有沿第一方向贯通设置的移动空间；
7.磁吸组件，设置于所述移动空间内；以及
8.调节机构，包括曲轴组件，所述磁吸组件安装于所述曲轴组件上，所述曲轴组件可转动地设置于所述自行走载体本体上，以带动所述磁吸组件于所述移动空间内沿所述第一方向移动。
9.在一些实施例中，所述曲轴组件包括固定关节以及调节曲轴，所述固定关节设置于所述磁吸组件上，所述调节曲轴可转动地设置于所述自行走载体本体上，且所述调节曲轴穿过所述固定关节，以带动所述磁吸组件于所述移动空间内沿所述第一方向移动。
10.在一些实施例中，所述调节曲轴包括第一曲轴段、第二曲轴段以及第三曲轴段，所述第一曲轴段一端与所述自行走载体本体连接，且另一端与所述第二曲轴段一端连接，所述第三曲轴段与所述第二曲轴段的另一端连接，所述固定关节套设于所述第三曲轴段上，所述第一曲轴段与所述第三曲轴段之间具有偏心距。
11.在一些实施例中，所述调节机构还包括锁紧组件，所述锁紧组件设置于所述曲轴组件的端部，所述锁紧组件包括锁紧手柄与限位件，所述曲轴组件与所述锁紧手柄连接，所述锁紧手柄上设置有锁紧孔，所述限位件与所述锁紧孔相适配。
12.在一些实施例中，所述调节机构为两组，两组所述调节机构沿所述自行走载体本
体的长度方向间隔设置于所述自行走载体本体上。
13.在一些实施例中，所述磁吸组件包括多个磁钢以及固定板，所述多个磁钢阵列排布于所述固定板上，所述固定板背离所述磁钢的一侧部与所述曲轴组件连接。
14.在一些实施例中，所述固定板上设置有第一限位板与第二限位板，所述第一限位板与所述固定板于第一方向上的投影至少部分重合，所述第二限位板与所述固定板于一个第二方向上的投影至少部分重合，所述第二方向垂直于所述第一方向。
15.在一些实施例中，所述自行走载体本体包括限位框、底盘框架、驱动组件以及从动组件，所述限位框与所述底盘框架连接，以界定出所述移动空间，所述驱动组件以及所述从动组件分别设置于所述底盘框架的两侧。
16.在一些实施例中，所述磁吸附式移动载体还包括导向轮，所述导向轮设置于所述磁吸组件上。
17.还提供了一种压力容器密封面检测机器人，包括检测装置以及上述所述的磁吸附式移动载体，所述检测装置安装于所述磁吸附式移动载体上。
18.实施本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过曲轴组件转动，以带动磁吸组件于移动空间内沿第一方向移动，来调节磁吸组件与其吸附的金属表面之间的距离，从而调整磁吸附式移动载体与金属表面之间的磁吸附力。相较于相关技术磁吸附力无法调节，本实用新型增加了磁吸附式移动载体在磁吸附力大小方面的调节功能，提高了其使用的安全性及移动过程的可靠性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本实用新型提供的磁吸附式移动载体的结构示意图；
21.图2是本实用新型提供的磁吸附式移动载体的第一工作状态图；
22.图3是本实用新型提供的磁吸附式移动载体的第二工作状态图；
23.图4是本实用新型提供的自行走载体本体的结构示意图；
24.图5是本实用新型提供的磁吸组件以及导向轮的结构示意图；
25.图6是本实用新型提供的调节机构与固定板的结构示意图；
26.图7是本实用新型提供的调节机构的第一状态示意图；
27.图8是本实用新型提供的调节机构的第二状态示意图。
具体实施方式
28.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.本实用新型提供了一种压力容器密封面检测机器人，包括检测装置以及上磁吸附式移动载体，检测装置安装于磁吸附式移动载体上。通过在磁吸附式移动载体上搭载检测装置代替人员对压力容器法兰面进行检测，降低作业人员的受辐射剂量，保障了作业人员人身健康的同时降低了运维成本。
31.请参阅图1，本实用新型提供了一种磁吸附式移动载体，包括自行走载体本体1、磁吸组件2以及调节机构3。自行走载体本体1作为载体，起到支撑作用，其具有沿第一方向(如图1所示的z轴方向)贯通设置的移动空间a，用于供磁吸组件2于移动空间a内移动；磁吸组件2具有磁吸附力，用于与金属表面进行吸附；调节机构3与磁吸组件2连接，以使其位于移动空间内，且调节机构3用于调节磁吸组件2与其吸附的金属表面之间的距离，达到调节磁吸附力的作用。本实施例通过增加了磁吸附自行走载体本体1在磁吸附力大小方面的调节功能，使磁吸附式移动载体可以按照预定磁吸附力安装在金属表面，提高其使用的安全性及其移动过程的可靠性。
32.一同参阅图2及图3，在本实施例中，调节机构3包括曲轴组件31，磁吸组件2安装于曲轴组件31上，曲轴组件31可转动地设置于自行走载体本体1上，以带动磁吸组件2于移动空间a内沿第一方向移动。可以理解地，本实施例通过曲轴组件31旋转带动磁吸组件2于移动空间a内沿第一方向移动，来调节磁吸组件2与其吸附的金属表面之间的距离，从而调整自行走载体本体1与金属表面之间的磁吸附力，提高对磁吸附力的把控性，避免造成安装不到位，定位精度差等情况发生。如将磁吸组件2与金属表面的磁吸附力调节较小范围时，可防止磁吸附式移动载体安装、存放以及运输的过程中发生误吸附状况，提高了磁吸附式移动载体的安全性；当磁吸附式移动载体安装位置确定后，再将磁吸组件2与金属表面之间的磁吸附力调节成较大磁吸附力，产品又具备较大的承载能力。
33.综上，本实施例中的调节机构3可以根据现场环境快速调节磁吸附力大小，加快检修效率，减少现场作业时间。
34.还可以理解地，本实施例旨在调节磁吸组件2与金属表面的距离，因此本实施例中的第一方向指的是磁吸组件2靠近或者远离金属表面的方向，具体为垂直于自行走载体本体1的运动方向的方向。曲轴组件31沿垂直于第一方向的方向转动设置于自行走载体本体1上。
35.需要说明的是，在其它的一些实施例中，自行走载体本体1上也可以搭载其它装置，如扫描、监测等工具，可以根据实际需要进行调整。
36.还需要说明的是，本实施例中的磁吸附式移动载体也可以吸附在除压力容器之外的对象进行作业，在此不对其进行特别限定。
37.一同参阅图1及图4，在一些实施例中，自行走载体本体1包括限位框11以及底盘框架12，限位框11与底盘框架12连接，以界定出移动空间a。具体地，限位框11包括第一支架111、自第一支架111朝底盘框架12方向延伸的第一支壁112以及位于第一支架111上的安装部113。底盘框架12包括第二支架121、自第二支架121朝限位框11方向延伸的第二支壁122
以及位于第二支架121上的配合部123，安装部113与配合部123配合，通过螺栓将两者进行固定，以使得限位框11与底盘框架12紧固在一起。本实施例中的第一支架111与第二支架121均为中空结构，以便当两者紧固在一起时，可以形成移动空间a，供磁吸组件2安装以及供其于第一方向上来回移动。可以理解的，本实施例中的第一支架111与第二支架121上的开口形状与磁吸组件2的形状相匹配，以防止磁吸组件2无法通过。
38.一同参阅图5，在一些实施例中，磁吸组件2包括多个磁钢21以及固定板22，多个磁钢21按照海尔贝克阵列排布于固定板22上。具体地，磁吸组件2由不同规格的磁钢21按照海尔贝克阵列排布在固定板22上组成，固定板22背离磁钢21的一侧部与曲轴组件31连接，其可以在曲轴组件31的控制下在特定空间(即移动空间a)内产生位移，以此带动磁钢21在特定空间内来回移动。
39.需要说明的是，海尔贝克阵列(halbach array)是一种磁体结构，是工程上的近似理想结构，它利用特殊的磁体单元的排列，增强单位方向上的场强，目标是用最少量的磁体产生最强的磁场。这种阵列完全由稀土永磁材料构成，通过将不同充磁方向的永磁体按照一定规律排列，能够在磁体一侧汇聚磁力线，而在另一侧削弱磁力线，从而获得比较理想的单边磁场。
40.可以理解地，在一些实施例中，磁钢21也可以超出移动空间a，即可以外露于限位框11，在此不对其进行特别限定，只要可以通过曲轴组件31的转动，带动磁钢21于第一方向上移动，实现磁吸附力的调节即可。
41.在一些实施例中，在固定板22上设置有第一限位板221。第一限位板221与固定板22于第一方向(如图1所示的z轴方向)上的投影至少部分重合，可以理解地，固定板22的表面朝第一方向延伸形成有多个第一限位板221，第一限位板221可以完全位于固定板22上，此时第一限位板221与固定板22于第一方向上的投影完全重合；第一限位板221也可以部分位于固定板22外，此时第一限位板221与固定板22于第一方向上的投影部分重合。上述第一限位板221旨在用于当固定板22移动到一定位置时，与第一支架111抵顶，以限制固定板22与第一支架111之间的位移距离，在此不对其是否完全位于固定板22上进行特别限定。
42.在固定板22上设置有第二限位板222，第二限位板222与固定板22于第二方向上的投影至少部分重合，第二方向垂直于第一方向。如图1所示，第二方向可以为x轴方向或y轴方向，本实施例的第二方向优选为x轴方向，避免与自行走载体本体1互相干涉；可以理解地，第二方向也可以为y轴方向，只要与自行走载体本体1不互相干涉即可。本实施例中的第二限位板222由固定板22朝第二方向延伸形成，第二限位板222的厚度可以小于或等于固定板22的厚度，此时第二限位板222与固定板22于第二方向上的投影完全重合；第二限位板222的厚度也可以大于固定板22的厚度，此时第二限位板222与固定板22于第二方向上的投影部分重合。上述第二限位板222旨在用于当固定板22移动到一定位置时，与第二支壁122抵顶，限制固定板22与第二支壁122之间的位移距离，在此不对其厚度进行特别限定。
43.第一限位板221与第二限位板222旨在避免磁吸组件2移出限定位置，在一些实施例中，第一限位板221可以用于当固定板22移动到一定位置时，与第二支架121抵顶；第二限位板222可以用于当固定板22移动到一定位置时，与第一支壁112抵顶，以此实现对固定板22的位移距离的限定。
44.还可以理解的，在一些实施例中，也可以只设置第二限位板222，当固定板22移动
到一定位置时，与第一支壁112抵顶或第二支壁122抵顶。在另外的一些实施例中，在固定板22朝向限位框11和底盘框架12上的表面分别设置有第一限位板221，用于当固定板22移动到一定位置时，分别与第一支架111以及第二支架121抵顶，进行限位。
45.需要说明的是，本实施例中的限位框11以及底盘框架12均为框架结构，很大程度上减轻了结构的重量。在一些实施例中，限位框11与底盘框架12也可以不为框架结构，即在磁吸组件2移动的位置开设供其移动的空间即可。
46.一同参阅图6，在一些实施例中，曲轴组件31包括固定关节311以及调节曲轴312，在相对设置的两个第二支壁122上开设有安装孔1221(如图4所示)，用于调节曲轴312的安装，以实现与自行走载体本体1之间的可转动连接。可以理解地，安装孔1221的孔径应略大于调节曲轴312的直径，以便调节曲轴312旋转。将固定关节311设置于固定板22上，调节曲轴312穿过固定关节311与固定板22连接，以实现转动时带动固定板22于移动空间a内沿第一方向移动，进而带动磁钢21于第一方向上移动，来调节磁钢21与其吸附的金属表面之间的距离，实现磁吸附力的大小调节。
47.本实施例中的固定关节311包括安装板3111以及位于安装板3111上的多个钩部3112，安装板3111固定于固定板22上，钩部3112与安装板3111一体成型，且每个钩部3112均具有钩头31121，相邻的两个钩部3112的钩头31121的朝向相反，形成了供调节曲轴312通过的通道，同时便于起到限位作用，避免调节曲轴312移位或者脱离。可以理解的，固定关节311优选为2个，沿x轴方向间隔设置于固定板22上，可以更为稳定地支撑调节曲轴312。
48.在实际应用中，调节机构3为两组，两组调节机构3沿自行走载体本体1的长度方向(即y轴方向)间隔设置于自行走载体本体上，且固定板22背离磁钢21的表面安装于两组调节机构3上，以保证磁钢21与金属表面的吸附力稳定，避免一侧吸附力强，一侧吸附力弱，导致运动不稳定的情况发生。
49.在一些实施例中，调节曲轴312包括第一曲轴段3121、第二曲轴段3122以及第三曲轴段3123，第一曲轴段3121一端安装于安装孔1221上，且另一端与第二曲轴段3122连接，第三曲轴段3123与第二曲轴段3122的另一端连接，固定关节311套设于第三曲轴段3123上，第一曲轴段3121与第三曲轴段3123之间具有偏心距，即第一曲轴段3121的轴线与第三曲轴段3123的轴线距离。可以理解地，第二曲轴段3122与第一曲轴段3121、第三曲轴段3123之间形成有倾斜角，起到连接过渡的作用，同时确保第一曲轴段3121与第三曲轴段3123之间具有固定的偏心距。
50.本实施例中，当调节曲轴312沿第一曲轴段3121所在的轴线旋转时，第三曲轴段3123所在的轴线会产生一定位移，即第一曲轴段3121旋转，带动第三曲轴段3123旋转，以通过两者之间的偏心的距离实现位移的变化，进而实现磁吸组件2的升降。本实施例中磁吸组件2的升降距离即为偏心的距离。
51.需要说明的是，为了避免第一曲轴段3121在运动过程中脱离安装孔1221，第一曲轴段3121位于安装孔1221外的部分设置有限位环3124，限位环3124的直径大于安装孔1221的直径，起到限位作用。优选地，也可以在第一曲轴段3121位于安装孔1221的两端均设置有限位环3124，在此不对其设置数量进行特别限定。
52.在实际应用过程中，为避免调节好磁吸组件2与其吸附的金属表面之间的距离发生变化，调节机构3还包括锁紧组件32，锁紧组件32设置于曲轴组件31的端部，以在调节好
距离后，对曲轴组件31进行锁紧，保持稳定性。
53.一同参阅图7及图8，锁紧组件32还包括锁紧手柄321与限位件322，锁紧手柄321与调节曲轴312端部连接，锁紧手柄321上设置有锁紧孔，限位件322与锁紧孔相适配，锁紧手柄321可带动调节曲轴312在固定关节311中做旋转运动，同时限位件322用于限制调节曲轴312的旋转的方向，起到对调节曲轴312进行锁紧，保持吸附力的稳定性，提高可靠性的作用。当限位件322通过锁紧孔紧固调节曲轴312与锁紧手柄321时，就可以带动调节曲轴312旋转；当限位件322未紧固调节曲轴312与锁紧手柄321时，不能与调节曲轴312连接成一体，因此无法带动调节曲轴312旋转，实现锁定。优选地，本实施例中的限位件322采用螺钉。
54.在一些实施例中，自行走载体本体1还包括驱动组件13以及从动组件14，底盘框架12的第二支壁122延伸出有连接部114，用于安装驱动组件13与从动组件14，其中，驱动组件13作为动力，用于带动从动组件14运动；从动组件14配合驱动组件13，起到转向作用。可以理解地，本实施例中的驱动组件13作为后驱，从动组件14作为前驱，共同驱使着自行走载体本体1的运动；在一些实施例中，驱动组件13也可以作为前驱，从动组件14也可以作为后驱，在此不对其进行特别限定。
55.需要说明的是，本实施例中，调节机构3设置于第二支壁122的两侧为相对的两个长边侧，自行走载体本体1设置的两侧为相对的两个短边侧，以便免两者的相互干涉；驱动组件13与从动组件14沿着y轴方向设置于自行走载体本体1的两侧，其安装位置位于平行于自行走载体本体1的运动方向(即y轴方向)上，从动组件14与驱动组件13电连接，通过驱动组件13的带动，带动从动组件14配合移动。
56.在一些实施例中，磁吸附式移动载体还包括导向轮4，导向轮4设置于磁吸组件2上。导向轮4是放置在压力容器密封槽内，导向轮4在密封槽内导向的。导向轮4的设置方式是与压力容器的密封槽的结构相呼应，如有偏差，导轮上有偏心调节机构3，可起到微调作用。
57.具体工作过程如下：
58.调节锁紧组件32，以带动调节曲轴312旋转，由调节曲轴312将旋转运动转化为线性运动，带动磁吸组件2在限位框11和底盘框架12的移动空间a内形成位移，该位移为调节磁吸组件2与其吸附的金属表面之间的距离，从而调整自行走载体本体1与金属表面之间的磁吸附力，调节后使用调节锁紧手柄321锁紧位置，使得自行走载体本体1保持该磁吸附力不变。驱动组件13提供动力，自行走载体本体1沿着压力容器密封面运动，运动方向由导向轮4控制，从动组件14在行进的过程中发生随动，记录运动数据。
59.综上所述，本实用新型提供的压力容器密封面检测机器人及其磁吸附式移动载体，增加了在磁吸附力大小方面的调节功能，使磁吸附式移动载体可以按照预定磁吸附力安装在金属表面；将磁吸附式移动载体的磁吸附力调节较小范围时，可防止产品安装、存放以及运输的过程中发生误吸附状况，提高了产品的安全性，当产品安装位置确定后再调节成较大吸附力，产品又具备较大的承载能力；调节机构3结构简洁，操作方便，可短时间内在不同磁吸附力之间切换；与相关技术相比，体积小巧，重量小，随意携带，安装便捷，极大的降低了检测时间，为关键路径节省了宝贵时间，支持多种作业对象。
60.可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域
的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

技术特征：
1.一种磁吸附式移动载体，其特征在于，包括：自行走载体本体，具有沿第一方向贯通设置的移动空间；磁吸组件，设置于所述移动空间内；以及调节机构，包括曲轴组件，所述磁吸组件安装于所述曲轴组件上，所述曲轴组件可转动地设置于所述自行走载体本体上，以带动所述磁吸组件于所述移动空间内沿所述第一方向移动。2.根据权利要求1所述的磁吸附式移动载体，其特征在于，所述曲轴组件包括固定关节以及调节曲轴，所述固定关节设置于所述磁吸组件上，所述调节曲轴可转动地设置于所述自行走载体本体上，且所述调节曲轴穿过所述固定关节，以带动所述磁吸组件于所述移动空间内沿所述第一方向移动。3.根据权利要求2所述的磁吸附式移动载体，其特征在于，所述调节曲轴包括第一曲轴段、第二曲轴段以及第三曲轴段，所述第一曲轴段一端与所述自行走载体本体连接，且另一端与所述第二曲轴段一端连接，所述第三曲轴段与所述第二曲轴段的另一端连接，所述固定关节套设于所述第三曲轴段上，所述第一曲轴段与所述第三曲轴段之间具有偏心距。4.根据权利要求1至3任一项所述的磁吸附式移动载体，其特征在于，所述调节机构还包括锁紧组件，所述锁紧组件设置于所述曲轴组件的端部，所述锁紧组件包括锁紧手柄与限位件，所述曲轴组件与所述锁紧手柄连接，所述锁紧手柄上设置有锁紧孔，所述限位件与所述锁紧孔相适配。5.根据权利要求1至3任一项所述的磁吸附式移动载体，其特征在于，所述调节机构为两组，两组所述调节机构沿所述自行走载体本体的长度方向间隔设置于所述自行走载体本体上。6.根据权利要求1至3任一项所述的磁吸附式移动载体，其特征在于，所述磁吸组件包括多个磁钢以及固定板，所述多个磁钢阵列排布于所述固定板上，所述固定板背离所述磁钢的一侧部与所述曲轴组件连接。7.根据权利要求6所述的磁吸附式移动载体，其特征在于，所述固定板上设置有第一限位板与第二限位板，所述第一限位板与所述固定板于第一方向上的投影至少部分重合，所述第二限位板与所述固定板于一个第二方向上的投影至少部分重合，所述第二方向垂直于所述第一方向。8.根据权利要求1至3任一项所述的磁吸附式移动载体，其特征在于，所述自行走载体本体包括限位框、底盘框架、驱动组件以及从动组件，所述限位框与所述底盘框架连接，以界定出所述移动空间，所述驱动组件以及所述从动组件分别设置于所述底盘框架的两侧。9.根据权利要求1至3任一项所述的磁吸附式移动载体，其特征在于，所述磁吸附式移动载体还包括导向轮，所述导向轮设置于所述磁吸组件上。10.一种压力容器密封面检测机器人，包括检测装置以及如权利要求1-9任一项中所述的磁吸附式移动载体，所述检测装置安装于所述磁吸附式移动载体上。

技术总结
本实用新型公开了一种磁吸附式移动载体及压力容器密封面检测机器人，磁吸附式移动载体包括自行走载体本体、磁吸组件以及调节机构，自行走载体本体具有沿第一方向贯通设置的移动空间；磁吸组件设置于移动空间内；调节机构包括曲轴组件，磁吸组件安装于曲轴组件上，曲轴组件可转动地设置于自行走载体本体上，以带动磁吸组件于移动空间内沿第一方向移动。本实用新型通过曲轴组件转动，以带动磁吸组件移动，来调节磁吸组件与其吸附的金属表面之间的距离，从而调整自行走载体本体与金属表面之间的磁吸附力，通过增加了磁吸附式移动载体在磁吸附力大小方面的调节功能，提高安全性及可靠性。性。性。


技术研发人员：王华刚 孙伟 王国河 闫永巍 陈嘉杰 孙来战 李志 程鹏
受保护的技术使用者：中广核核电运营有限公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/7/23