管道内涂层自动检测机制造技术

本实用新型专利技术是一种管道内涂层自动检测机，属于金属表面涂层厚度测量及检测领域。包括检测机头、驱动机身和无线遥控三部分。检测机头由前半部的转动部分和后半部的固定部分组成。机头转动部分由前摄像头、侧摄像头、照明灯和测厚仪构组成。机头固定部分由电机、减速器、空心轴、轴套、齿轮和内齿环组成。机身部分的行走电机、抱闸、减速器、齿轮箱和驱动轮装在后半部，机载遥控箱、电池组和从动轮装在前半部。受无线遥控在管内行走，检测涂层缺陷和测量涂层厚度，并将实时图像无线传送到管外显示器，实现了人机对话。整机结构紧凑，布局合理，运行平稳，工作可靠，自动化功效高。是一种机、电、讯、光一体化管道施工创新设备，具有推广应用前景。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到金属表面涂层厚度的测量，尤其是钢管道内壁涂层厚度 的测量及缺陷的检测，也涉及到在管道内可自行移动的装置。具体而言是一种 管道内涂层自动检测机。(二)
技术介绍
钢管道内壁防腐涂层的厚度是否达到要求，是否存在瑕疵、缺陷或损伤， 与其外壁防腐层一样，也是关系到管道工程使用寿命和安全运行的重大问题， 早已引起国内外管道工程界的高度重视。管道外壁防腐层的检测，已有多种成 熟技术及专用仪器设备。专用于检测管道内壁防腐涂层的仪器设备至今较少。 这是因为，管道内部检测难度要比管道外部检测难度更大。专用于检测管道内 壁腐蚀状况的自动装置，早已由美国商业树脂公司和PLS公司等研制成功；管 道内环焊缝射线照相自动装置，已由英国JME公司等研制成功；欧洲专利 EP282687是一种金属管道内部缺陷的检查装置。直到九十年代初期，未见国内 外公开报导管道内涂层自动检测技术信息。1991年12月11 口胜利油田油建一 公司申请了一项专利技术专利——钢管道内涂层自动检测补涂机(91107953.X)。其 特点是由PC工业控制器去控作业小车，在管道内自主行走，并按序先设定的程 序去完成内涂层检测及补涂作业。虽然其功能较多，自动化程度较高，但是由 于采用高电火花检测探头，可把薄涂层击穿，新的管道施工技术标准不允许再 用有损检测技术方法。还由于其行走扫描式的检测方法，只能发现大而明显的 涂层缺陷，不能确保内涂层的完好无损，所以不再适用。后来又出现了 "一种 用于管道检测的智能机器人"(02268360.7)和"管道无线遥控观察机" (03112105.5)。前者只是对管道内山现的锈蚀、结垢、穿孔、脱皮、裂纹、错 口、变形以及管内异物等进行全程的直接观察、检测和录像，并用无线或有线 传输方式把图像信号传送到管外。主要是为制定修理和施工方案提供依据，而 不能用于检测管道内涂层。后者虽然具有无线遥控功能，但是也和前者一样， 都是行走扫描式的宏观检测，只能发现管内较大的缺陷。它主要是用于观察管道焊口内部焊缝的外观状况，也不能用于检测管道内涂层。最重要的是，上述 三项专利技术都不能检测管道内涂层的厚度。然而，涂层厚度却是一项重要技 术指标，无论焊口处或其它全部内涂层的厚度，必须达到国家技术标准要求。
技术实现思路
鉴于上述已有技术存在一些缺点及不足之处，本技术的目的就是在于 自主创新，研制和提供一种与众不同的管道内涂层自动检测机。它在管道内受 到管外无线遥控，自动完成内涂层检测及厚度测量。所检测的缺陷更细微，测 厚精度能达到施工标准要求。上述目的是由下述技术方案实现的管道内涂层自动检测机，包括检测机头、驱动机身和无线遥控三大部分。 其检测机头在前部，驱动机身在后部，二者之间采用滑导、滑板联接。其无线 遥控部分由管内机载部分和管外手持部分组成。其特征是，检测机头由转动、 固定两部分组成，转动部分在前，固定部分在后，二者之间通过后转动环和内 齿环联接。机头转动部分由转动外壳、前端环、中支架环、后转动环、前摄像 头、照明灯、侧摄像头、探头机构、伸縮机构、测厚仪和内摄像头组成。前端 环、中支架环、后转动环，分别安装在转动外壳的前端、中部、后端。前端环 上安装前端板，前摄像头安装在前端板中心，若干照明灯均布安装在前端板周 边上，侧摄像头安装在转动外壳前部侧面。探头机构安装在伸縮机构上，并从 转动外壳前部下面向外伸出。伸縮机构安装在中支架环前面，测厚仪和内摄像 头安装在屮支架环后面。机头固定部分由固定外壳、封闭环、中支承环、后端 盖、内齿环、空心轴、轴承套、小齿轮、谐波减速器、机头转动电机和支架组 成。封闭环、中支承环、后端盖，分别安装在固定外壳的前端、中部、后端。 轴承套安装在空心轴上，轴承套前端与内齿环、后转动环三者固定联接，空心 轴后部安装在中支承环上。小齿轮、谐波减速器和机头转动电机三者为一体， 并通过支架安装在固定外壳上。小齿轮与内齿环啮合。驱动机身由机身外壳、 底架、前端盖、从动轮、驱动轮、行走电机、减速器、齿轮箱、机载遥控箱和 电池组组成。行走电机、减速器和齿轮箱三者为一体，通过齿轮箱安装在底架 后部。两对驱动轮安装在驱动机身的后半部下面两侧， 一对从动轮安装在驱动 机身前端下面两侧。机载遥控箱和电池组安装在驱动机身前半部。无线遥控机载部分由可编程控制器、驱动模块、9个控制继电器、直流继电器、遥控接收装 置、天线和电源模块组成。可编程控制器为控制中心，其输入端与遥控接收装 置、电源模块和限位开关连接；其输出端与9个控制继电器、驱动模块、抱闸和故障指示灯连接。控制继电器又分别与直流继电器、探头伸縮电机、照明灯 电源和摄像头电源连接。直流继电器分别与机头转动电机和侧摄像头连接。无 线遥控管外部分由遥控发送装置、天线、显示器和遥控手柄组成。遥控发送装 置的输入端与天线、遥控手柄连接，其输出端与显示器、天线连接。上述管道内涂层自动检测机的探头机构，由测厚探头、滑导、卡环、垫板、 拉簧和限位开关组成。测厚探头被卡在卡环上，卡环焊接在垫板上，垫板固定在滑导上，滑导固定在伸縮杆上；另一个卡环固定在测厚探头上，两卡环之间用拉簧拉住。限位开关固定在垫板上。上述管道内涂层自动检测机的伸縮机构，由伸縮杆、限位开关和伸縮电机 组成。伸縮电机带动伸縮杆和滑导一起伸縮，由限位开关控制伸缩行程。上述管道内涂层自动检测机中部的滑导、滑板，分别固定到检测机头后端 盖、驱动机身前端盖上，并由调节丝杠带动滑板在滑导中上下移动，来调节检 测机头中心的髙度，适应不同的管径。上述管道内涂层自动检测机的两对驱动轮和一对从动轮，都外包橡胶层， 可增大摩擦力，防止爬坡或下坡时打滑，并有减振作用。上述管道内涂层自动检测机的可编程控制器PLC，选用三菱FX1S—30MR 一D型，用了其输入端的16个端口，输出端的12个端口。按照上述技术方案制造成的管道内涂层自动检测机，有两组若干LED照明 灯，既有前灯又有环灯，照度足够明亮，可看清涂层细小缺陷。其摄像头，既 可向正前方看，又可上下左右移动看近处，视野较广，无盲视区，可全方位观 察内涂层任何部位有无缺陷。其侧摄像头可径向近距离小范围摄像观察涂层缺 陷，精确定位测厚点，并与测厚仪配合，完成上、下、左、右四个点位的涂层 厚度测量。由安装在测厚仪显不屏对面的内摄像头，把涂层厚度数据无线传输 到管道外，由显示器实时显示出来，同时由机载打印机把厚度数据打印储存下 来。由此可见，该检测机能达到对管道内涂层精细检测和无损测厚的目的。特 别是其无线遥控功能齐全完善，实现了管内、外"人机对话"。其机头和机身，结构紧凑，布局合理，运行平稳，工作可靠，自动化工效高， 一次检测距离可 达1公里以上，并有较好的爬坡性能，可用于平原及山区。是一种机、电、讯、 光一体化管道施工自主创新设备，具有推广应用前景。附图说明附图1是本技术的整体结构左侧主视示意图。 附图2是图1的A向俯视示意图。附图3是图1的检测机头剖视示意图。附图4是本技术的无线遥控电路原理图。附图5是本技术的无线遥控电路组成及连接关系框图。附图6是本技术的操作流程框图。具体实施方式结合附图说明一个实施例附图1、 2、 3中，1是检测机头，2是驱动机身，3是转动外壳，4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道内涂层自动检测机，包括检测机头（１）、驱动机身（２）和无线遥控三大部分，其检测机头（１）在前部，驱动机身（２）在后部，其无线遥控部分由管内机载部分和管外手持部分组成，其特征是检测机头（１）由转动、固定两部分组成，转动部分在前，固定部分在后；机头转动部分由转动外壳（３）、前端环（８）、中支架环（１０）后转动环（１２）、前摄像头（５）、照明灯（７）、侧摄像头（６）、探头机构、伸缩机构、测厚仪（１６）和内摄像头（１１）组成，前关环（８）、中支架环（１０）、后转动环（１２），接；无线遥控管外部分由遥控发送装置、天线、显示器和遥控手柄组成，遥控发送装置的输入端与天线、遥控手柄连接，其输出端与显示器、天线连接。分别安装在转动外壳（３）的前端、中部、后端，前端环（８）上安装前端板，前摄像头（５）安装在前端板中心，若干照明灯（７）均布安装在前端板周边上，侧摄像头（６）安装在转动外壳（３）前部侧面，探头机构安装在伸缩机构上，并从转动外壳（３）前部下面向外伸出，伸缩机构安装在中支架环（１０）前面，测厚仪和内摄像头（１１）安装在中支架环（１０）后面；机头固定部分由固定外壳（４）、封闭环（１７）、中支承环（２０）、后端盖（２１）、内齿环（２２）、空心轴（１８）、轴承套（１９）、小齿轮（２３）、谐波减速器（２４）、机头转动电机（２６）和支架（２５）组成，封闭环（１７）、中支承环（２０）、后端盖（２１），分别安装在固定外壳（４）的前端、中部、后端，轴承套（１９）安装在空心轴（１８）上，轴承套（１９）前端与内齿环（２２）、后转动环（１２）三者固定连接，空心轴（１８）后端安装在中支承环（２０）上，小齿轮（２３）、斜坡减速器（２４）和机头转动电机（２６）三者为一体，并通过支架（２５）安装在固定外壳（４）上，小齿轮（２３）与内齿环（２２）啮合；驱动机身（２）由机身外壳（４）、底架（３９）、前端盖（２９）、从动轮（３６）、驱动轮（３８）、行走电机（３２）、抱闸（３１）、减速器（３３）、齿轮箱（３４）、机载遥控箱（３０）和电池组（３７）组成，行走电机（３２）、抱闸（３１）、减速器（３３）和齿轮箱（３４）为一体，通过齿轮箱（３４）安装在底架（３９）后部，两对驱动轮（３８）安装在驱动机身（２）的后半部下面两侧，一对从动轮（３６）安装在驱动机身（２）的前端下面两侧，机载遥控箱（３０）和电池组（３７）安装在驱动机身（２）前半部；无线遥控机载部分，由可...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶明，王开怀，孟庆春，杨涛，刘杰，王绍智，叶斌，马云军，
申请(专利权)人：东营市科威智能技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]