真空吸附自动无损检测装置的创新设计

0 引言

爬壁装置在无损检测领域的应用逐渐拥有一番地位，爬壁技术的出现使得无损检测技术不断的向着自动化方向发展，多种自动无损检测装置已经面世。然而，大多数现有的非破坏性测试装置使用的磁性吸附方法，该方法不适合于非铁磁性部分，并且其具有在工作磁场特殊要求非破坏性测试技术。如磁存储器测试需要使工件是在自然环境中。磁吸附装置将磁化工件和与磁存储器的测试，这限制了磁存储器的非破坏性测试的自动化开发干扰。

国内已经出现了一部分针对特殊工况下进行磁记忆无损检测的装置。张大伟等人，设计用于管道检查的磁存储器件。这个装置是基于形态学分析方法，螺旋轮车管道装置用作磁性存储器检测器，越障能力。

国外对研究真空吸附装置也正在进行中。美国密歇根州立大学已经开发出两种类型的双足与小结构攀岩设备，它们都使用真空吸附方法，以及双方设备原型采用欠驱动机制，以减少设备的质量和能量消耗。该装置可以抓取墙壁和天花板上，以及在两个表面之间的过渡爬行，并且还可以爬过障碍如管道。为了实现容器表面上的检测，一个履带装置已被设计成使用真空吸附法可进行非破坏性检测设备，扫描多种容器的表面。

1 装置的结构设计

一种无损检测装置，其特征在于安装板，其具有相对的第一侧面和第二侧面、相对的第一表面和第二表面。设置在安装板上的检测机构包括磁记忆检测单元，磁记忆检测单元能与检测面相贴合用于采集磁记忆信号。吸附爬行机构包括爬行组件和驱动组件，驱动组件能带动爬行组件沿检测面吸附爬行，吸附爬行机构可转动地设置在第一侧面、第二侧面。减震机构包括第一导向件和与吸附爬行机构固定的外框，第一导向件设置在外框中并自第一表面至第二表面的方向穿插安装板，第一导向件上套设有第一弹性件，第一弹性件抵靠至外框与安装板之间信号控制机构，包括用于接收磁记忆信号的采集组件，用于调节驱动组件运转的调控组件[1]。

1.1 整体结构设计

装置使用矩形平板作为承载平台，平台上安装有机械臂连接两侧履带，以两侧履带作为支撑和主要运动支架。

1.2 履带系统设计

轨道式吸盘用来满足大的接触面，与轨道可转向实现机制转换，实现全面扫描。增加吸盘数目的接触面积，以满足吸附要求。该轨道由马达驱动，并使用两轴马达轨道内部安装马达。两轴延伸马达装置，该马达的两个端部输出轴，单轴电动机只能驱动一侧上的设备。为了增加该装置的稳定性和保存传输空间，驱动马达被放置在履带内，两轴马达被安装在轨道内，两轴马达的两端驱动两个皮带。

1.3 供气系统设计

气体供给系统是负压吸附装置的最重要的部分，真空泵的优点是可靠。对于微型真空泵，可一直保持正常工作，即使在空气吸入口被完全阻塞（即将真空在满负荷耗尽）。

不像一般吸盘的气体分配系统，该装置不使用气管排气吸盘，而是使用真空泵对端帽真空室排气。此外，还负责吸盘供气的分布。在端盖的真空室通过孔穿过长槽连通到履带。当通孔装置履带与下方抽吸杯完全是彼此的测试表面接触并形成空气流动路径旋转时，真空泵开始连通。当该吸盘即将从壁脱离，贯通孔对应的履带与凹槽分离，并与大气连通，该吸盘可以顺利地从壁分离[2]。

履带的突起部恰好装配于配气盘和密封毡的凹槽内，当装置工作时，履带处于旋转状态，当相应的吸盘进入或退出工作状态时，由配气孔完成它们的抽气、进气工作。

1.4 承载平台设计

用于并行连接真空泵，电源，控制系统，以及两个轴的电机安装于支承平台，保护壳被附接到支承平台，存在用于安装扩展模块，遥控器等的空间。在供给底板的底部具有360 度旋转并且长短可调的电控工具可装载各种探测工具。该电控工具是该装置的运动期间调整探针和检测表面和本体，防止了干扰探针之间的距离[3]。

1.5 机械臂设计

轨道支撑臂构成：控制该轨道旋转的马达，一个输送机系统和转向系统（控制机械手臂的开口大小）。当该装置移动时，开始泄放一侧的吸盘和双轴马达驱动排出侧的轨道翻转一定角度端盖。滑动部件接触检测表面时，转向齿轮推动机械手臂打开，并且轨道是由一定距离向外移动。按步骤倒序工作可重新吸附在罐壁，然后在另一侧履带放气，此时转向齿轮驱动机械手臂合上，以实现设备的整体平移，主要有两种类型的运动：①马达驱动履带推动无损检测仪器进行无损检测运动；②连接到履带的转向齿轮伸缩控制机械手以实现装置的运动并改变正向路径中的移动。

2 结束语

文章设计了一种负压吸附履带装置，实现了磁记忆等无损检测的自动化，提高检测效率与安全性实践表明吸盘履带装置具有结构简单，稳定性高，功耗低，负载能力强等优点。