一种变径金属弯管变形裂纹的在线激光检测装置及方法

本发明涉及金属管道检测，更确切地说是一种变径金属弯管变形裂纹的在线激光检测装置及其使用方法。

背景技术：

1、金属弯管是以金属材料为基础，通过弯曲加工而成的管道制品，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程、机械装备等领域。由于其在各类结构件和承重部件中起着关键作用，因此其力学性能和结构完整性对整个系统的安全性和可靠性至关重要。在生产、加工及使用过程中，金属材料可能因应力集中、疲劳载荷、腐蚀环境等因素产生裂纹或发生变形，若未及时发现并处理，极易引发严重的安全事故。因此，对金属弯管进行变形与裂纹的高精度检测，是保障产品质量和设备运行安全的重要手段。随着科技不断进步，新的钢管检测技术持续出现，像超声检测、漏磁检测、涡流检测、激光测距检测等。超声检测需要介质耦合，而且对表面平整度有较高要求；漏磁检测对于特殊形状缺陷的灵敏度比较低；涡流检测容易受到提离效应的干扰；激光测距检测作为一种非接触式测量方法，近年来在变形与裂纹检测领域得到了广泛应用。它不仅能够快速准确地判断壳体是否存在变形与裂纹，还能提供变形裂纹的详细信息，为后续的修复工作提供重要依据。

2、在金属管道检测领域，传统钢管缺陷检测系统存在集成化技术瓶颈，现行检测方案一般要配置多套独立检测装置分别对钢管内外壁缺陷进行识别，这种分立式检测架构致使设备体积庞大，还引发了系统能耗增加、操作复杂度提高以及维护成本高昂等一系列问题。此外，目前的管道检测装置较多是离线检测（如中国专利cn 112504185 b，cn120294285 a，cn 120274657 a等），且难以兼顾变径弯管表面缺陷检测处理，发明一种高质高效的变径金属弯管变形裂纹的在线检测装置很有必要。变径弯管在线激光检测装置能够实现钢管缺陷的高效检测，同时具备结构合理、操作便捷、适应性强等优点,更好地满足现代工业对金属构件无损检测的高标准要求。

3、目前尚未发现关于变径金属弯管变形裂纹的在线激光检测装置及方法相关专利及相关文献。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种变径金属弯管变形裂纹的在线激光检测装置及方法，以解决目前检测设备体积庞大，能耗大、离线检测、操作复杂度高等问题。本发明提供的装置能实现在线检测弯管表面变形与裂纹缺陷，具有变径自适应能力，通过电动伸缩装置与机械臂协同运动，实时调整激光探头距离，可实现对不同直径管道的连续检测；同时，结合圆周旋转与轴向移动可以做到管道全方位检测，确保对整个管道表面缺陷的无遗漏扫查。此外，该检测装置自动化程度高，减少了人工干预，结构轻便、灵活，适用于复杂工业环境。

2、本发明提供的在线激光检测设备,包括检测台和激光探测仪,所述激光探测仪设置在所述检测台上，所述激光探测仪用于检测管道的表面变形与裂纹缺陷，所述检测台上设置有移动机构、三爪卡盘和尾座,所述移动机构用于驱动所述激光探测仪在所述检测台上水平往复移动,所述尾座和三爪卡盘用于对传动轴进行固定。激光探测仪通过所述伸缩杆的伸长或缩短来实现不同管径的检测，再通过四轴机械臂在空间中的移位，实现扫查小车对于弯管的探测。

3、所述agv小车上安装有寻路机构，用于识别周围环境，使得装置在复杂环境下靠近目标管道。在所述agv小车上连接四轴机械臂，所述四轴机械臂上固定有开合气缸，所述开合气缸上固定有扫查轨道和图像采集系统，所述扫查轨道上安装有扫查小车；所述扫查小车上连接有激光探测仪，所述四轴机械臂能够通过所述开合气缸控制被检测管道的检测位置，并在管道进入激光探测机构内部后，所述探测电机机构驱动所述激光探测仪移动，用于控制激光探测仪采集管道整个圆周上的缺陷信息，实现金属管道的变形与裂纹检测。

4、图像采集系统，设置在所述开合气缸上，用于采集管道表面图像。

5、作为本发明进一步的方案：为齿圈设计自动折叠装置，使其能够在狭窄环境下移动到钢管位置进行探测。

6、作为本发明再进一步的方案：将开合气缸换作电动装置，使其合围钢管时更加稳定。

7、作为本发明再进一步的方案：为agv小车设计图像识别功能，配合开合气缸的图像识别功能对钢管实现更高的定位。

8、作为本发明再进一步的方案：优化机械臂的设计，减轻其重量和复杂性。

9、作为本发明再进一步的方案：在扫查轨道布设自动清扫机构，各个裸露部件加装合适的防尘罩。

10、作为本发明再进一步的方案：在伸缩杆末端的激光探测装置加装涡流探头，使其能实现在更复杂环境下的探查。

1.本发明公开了一种用于钢管质量检测的便携式装置。该装置包括：

2.根据权利要求1所述的一种弯管检测装置，其特征在于，所述寻路机构包括固定安装在所述agv小车端部的且呈对称设置的路况识别装置(4)和探路雷达(5)。

3.根据权利要求2所述的一种弯管检测装置，其特征在于，所述定位机构包括固定安装在所述四轴机械臂端部的开合气缸(11)，所述开合气缸(11)上设置有定位摄像头(8)。

4.根据权利要求3所述的一种弯管检测装置，其特征在于，所述扫查机构包括固定安装在所述扫查轨道(21)上的扫查小车.根据权利要求4所述的一种弯管检测装置，其特征在于，所述变径机构包括括固定安装在所述扫查小车上的电动伸缩装置(18)，所述电动伸缩装置(18)上连接有激光探测头(17)，所述激光探测头(17)旁布置有位置传感器(16)。