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风机塔筒焊缝缺陷检测机器人

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成果主要完成人

韩振华、李亚冬、胡振江、张 皙、张长虎、崔忠帆、李 冲、庄 涛

项目概况

风机塔筒主要通过卷板焊接成筒再由多筒分段焊接而成。焊缝是风机塔筒的力学性能薄弱区域,在复杂载荷和大气腐蚀等多因素作用下,易形成焊缝区域腐蚀和裂纹等缺陷,严重威胁塔筒结构健康状态,是在役风机塔筒运行中的重大安全隐患。本成果发展了适用于工程现场、能够检出复杂几何形貌焊缝中多类型缺陷的检测方法和技术,为风机塔筒焊缝缺陷无损、快速检测提供了科学手段,并研发了专用检测机器人,为工程应用提供了技术支撑。 为实现攀爬检测机器人的小型化,创新性地提出了轻巧型的磁扰动与高灵敏度漏磁检测一体化传感器。为提高仪器对缺陷的检测能力,研发了具有低噪声的检测电路以及信号的硬件调理电路。面向阵列式磁敏元件,开发了多通道磁信号检测及采集电路。 设计了基于磁轮的塔筒攀爬机器人运动结构,研发了电机驱动控制模块及算法,开发了机器人专用供电模块和无线传输与控制模块。集成多通道磁检测仪器、光学摄像头、编码测距等传感器,开发了塔筒焊缝缺陷检测专用机器人,研究了塔筒焊缝的自动定位和跟踪扫查方法,测试了机器人的无线控制、攀爬运动特性等指标。 基于上述研究申请了国家发明专利1项,另有1项实用新型专利和1项软件著作。SCI论文1篇,EI论文1篇会议论文1篇。 目前市场没有相应检测方法及检测能力,本成果可以根据定期监督检验要求及自检要求提供技术服务,也可以通过销售风机塔筒焊缝缺陷检测机器人获得收益,预计年收益超过千万级别。 本成果除了对风机塔筒焊缝缺陷进行检测外,还可对输油管道、储罐等结构进行检测,可以为进军其他行业奠定技术基础,也可为各行业疑难杂症问题进行专业分析提供技术支持工作。