一种用于漏磁检测的磁吸附爬壁小车

本发明涉及无损检测，具体涉及一种用于漏磁检测的磁吸附爬壁小车。

背景技术：

1、传统的铁磁性构件缺陷检测工作高度依赖人工操作，检测人员需借助脚手架、吊篮等设备接近检测部位，手持检测仪器完成漏磁检测、厚度测量等工作。这种作业模式存在诸多突出问题：一方面，人工检测劳动强度大、作业效率低下，对于大型储罐、长距离管道等构件，难以实现全面快速覆盖检测；另一方面，在高空、密闭空间、有毒有害环境等场景下，检测人员面临坠落、中毒、窒息等安全风险，生命安全难以得到有效保障。此外，人工检测的结果易受操作人员的技术水平、工作状态等主观因素影响，检测精度与一致性难以保证，存在漏检、误判的隐患。

2、为解决人工检测的弊端，行业内逐渐涌现出磁吸附爬壁类检测设备，这类设备借助磁吸附力实现对铁磁性构件壁面的稳定附着，通过自主或遥控移动完成检测作业，在一定程度上降低了人工依赖与安全风险。然而，现有磁吸附爬壁检测设备在实际应用中仍存在诸多技术短板，如公开号为cn121973868a的焊缝检测爬壁机器人：其一，磁吸附与曲面适配性能有待优化，虽通过前后车架的铰接结构实现了一定的曲面适应能力，但该方案的多自由度铰接机构结构复杂，且仍难以完全适配曲率变化剧烈的构件表面，在粗糙壁面或跨越焊缝余高、局部变形时，仍易出现吸附不稳、接触不良甚至脱落的风险，同时移动灵活性受限，难以满足复杂壁面形貌与高效越障的作业需求；其二，检测适应性与精度有限，现有设备的磁化装置磁场强度多为固定值，无法根据构件厚度、材质等差异灵活调整，导致对不同规格构件的检测灵敏度不一致，易出现过磁化或磁化不足的问题，影响缺陷检出率与检测结果的可靠性。

3、此外，现有部分磁吸附爬壁机器人存在结构复杂、体积庞大、重量过重等问题，导致其在狭窄空间、高空作业等场景下的机动性受限，且设备的安装调试、运输维护成本较高，难以在工业领域实现大规模推广应用。针对小型化、轻量化检测需求，现有技术中缺乏结构紧凑、操作便捷、能适应多场景作业的磁吸附爬壁小车，其在吸附稳定性、移动灵活性、检测功能集成度等方面仍无法满足工业生产对高效、精准、安全检测的迫切需求。

4、因此，研发一种结构紧凑、吸附稳定、移动灵活、功能集成度高的用于漏磁检测的磁吸附爬壁小车，解决现有设备存在的功能单一、适应性差、检测精度不足等问题，实现对铁磁性构件的高效、精准、安全检测，具有重要的工程应用价值与现实意义。

技术实现思路

1、为了克服以上现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于漏磁检测的磁吸附爬壁小车，能更好地应用于铁磁性构件壁面无损检测全过程，提高检测效率，降低作业风险，实现复杂壁面的精准检测。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种用于漏磁检测的磁吸附爬壁小车，包括采集卡101、漏磁检测装置102、磁吸附轮装置103、下机身104、视觉模块105、机身上盖106以及各类连接固定零件和动力元件；

4、本漏磁检测磁吸附爬壁小车以下机身104为主体承载基座，磁吸附轮装置103对称布置于其左右两端，为整车提供行走驱动力与壁面吸附力；漏磁检测装置102安装在下机身104中部、机身上盖106下方，位于两组磁吸附轮装置之间，工作面朝向被测壁面以采集缺陷信号；

5、视觉模块105固定于下机身104前端，朝向前进方向，用于环境感知与定位导航；机身上盖106作为上层平台安装于下机身104顶部，其上方搭载数据采集卡101，用于接收并处理漏磁检测装置与视觉模块传输的数据，各部件通过连接固定零件及内置动力元件实现装配与驱动，构成完整的爬壁检测系统。

6、下机身104和机身上盖106为各功能模块提供安装基础与防护，保障设备运行稳定性；

7、磁吸附轮装置103为爬壁小车提供壁面附着与移动动力，通过可调磁场实现不同工况下的稳定吸附；

8、漏磁检测装置102用于铁磁性构件壁面缺陷检测，通过磁场调控与信号采集实现缺陷精准识别；

9、视觉模块105用于作业环境实时监测与检测区域照明定位，辅助漏磁检测装置精准对位；

10、采集卡101用于收集漏磁检测数据与视觉图像数据，实现数据实时传输与存储。

11、采集卡101安装于下机身104内部上层安装平台；视觉模块105安装于下机身104前端，漏磁检测装置102安装于下机身104底部中间位置，磁吸附轮装置103为四组对称分布于下机身104底部两侧，下机身104为整体承载结构，上端面与机身上盖106贴合对接，通过机身上盖连接螺钉701紧固连接，形成封闭的安装腔体，为内部组件提供防护，避免灰尘、腐蚀性介质影响设备运行。

12、所述采集卡101包括电路板连接螺钉201、采集卡框202、采集卡底座连接螺钉204、采集卡盖螺钉205、电路板206、采集卡盖207；

13、采集卡框202通过采集卡底座连接螺钉204固定于下机身104内部预设安装位；电路板206通过电路板连接螺钉201固定在采集卡框202内部，电路板上集成数据采集芯片与信号处理模块；采集卡盖207通过采集卡盖螺钉205固定于采集卡框202上端，形成封闭防护；采集卡101侧面设有信号线连接口203，分别与漏磁检测装置102的检测芯片404、视觉模块105的摄像头305和照明灯306电性连接，实现检测数据与图像数据的集中采集。

14、所述视觉模块105包括视觉模块底座302、视觉模块底座连接螺钉303、视觉模块上盖304、摄像头305以及照明灯306；

15、视觉模块底座302通过视觉模块底座连接螺钉303固定于下机身104前端安装面，视觉模块底座302中心设有视觉模块底座穿线孔301，用于摄像头305与照明灯306的线路布置；摄像头305安装于视觉模块底座302中部，镜头朝向正前方，用于采集检测区域的实时图像；照明灯306为两组对称分布于摄像头305两侧，提供检测区域的补充照明，确保光线不足环境下的图像清晰度；视觉模块上盖304覆盖于视觉模块底座302上端，对摄像头305与照明灯306形成防护，避免碰撞或污染。

16、所述漏磁检测装置102包括漏磁检测装置上盖连接螺钉401、轭铁402、漏磁检测装置底座连接螺钉403、检测芯片404、漏磁检测装置外壳405、线圈406、漏磁检测装置上盖407；

17、漏磁检测装置以漏磁检测装置外壳405为整体承载框架，漏磁检测装置上盖407通过漏磁检测装置上盖连接螺钉401固定于外壳顶部，实现装置的防护与密封；轭铁402、线圈406与检测芯片404均集成安装于外壳405内部，其中轭铁402作为磁路核心，线圈406套装于轭铁402的磁轭段，二者配合形成励磁单元，检测芯片404布置于轭铁402下方的检测区域，靠近被测构件表面，用于采集漏磁信号；漏磁检测装置底座连接螺钉403设置于外壳底部，用于将整个漏磁检测装置固定于爬壁小车的下机身，实现装置的整体装配定位。

18、为适配不同厚度与材质的构件，本装置采用可调控励磁磁场的技术方案：

19、线圈406接入可调节的直流励磁电源，通过上位机或采集卡输出的控制信号调控线圈电流强度，改变励磁磁场的磁感应强度；

20、当被测构件厚度增加或材料磁导率较低时，增大线圈电流，提升轭铁402产生的励磁磁场强度，确保构件被充分磁化至磁饱和状态，使缺陷处的漏磁信号足够清晰可测；

21、当被测构件厚度较小或材料磁导率较高时，减小线圈电流，避免过强磁场导致的磁饱和度过高、漏磁信号失真或对构件造成磁化干扰；

22、轭铁402采用高磁导率软磁材料制成，高效传导线圈产生的磁场，减少磁路损耗，配合电流调控，实现对不同构件励磁强度的精准适配，保证漏磁检测的灵敏度与准确性。

23、所述漏磁检测装置外壳405固定于下机身104底部预设安装位，通过漏磁检测装置底座连接螺钉403紧固；轭铁402嵌入漏磁检测装置外壳405内部，线圈406均匀缠绕在轭铁402外部，通过电流调控实现磁场强度调节；检测芯片404安装于漏磁检测装置外壳405底部检测端，与构件壁面保持预设间距，用于捕捉缺陷引发的磁场畸变信号；漏磁检测装置上盖407通过漏磁检测装置上盖连接螺钉401与漏磁检测装置外壳405上端面固定，对内部线圈406与轭铁402形成防护。

24、每组磁吸附轮装置103包括橡胶轮501、磁轮连接轴502、连接螺柱503、外侧铁轮504、铁轮连接螺钉505、马达506以及内侧铁轮507；

25、内侧铁轮507与外侧铁轮504分别贴合于橡胶轮501两侧，通过铁轮连接螺钉505贯穿固定，形成一体化磁轮结构；磁轮连接轴502穿过内侧铁轮507、橡胶轮504与外侧铁轮504的中心孔，两端通过连接螺柱503与下机身104底部的安装座固定；马达506安装于下机身104内部对应位置，输出轴与磁轮连接轴502传动连接，驱动磁轮结构旋转，实现爬壁小车的壁面移动；内侧铁轮507与外侧铁轮504采用高磁性材料制成，配合橡胶轮501的弹性结构，既保证吸附力稳定，又增强壁面贴合性，避免移动时打滑。

26、所述下机身104侧面设有把手连接耳601，把手606通过把手连接栓603与把手连接耳601连接固定，便于设备搬运与转场；下机身104尾部设有后车钩602，用于设备牵引或辅助固定；下机身104底部预留信号输出连接片605，用于检测数据的外接传输。

27、各组件的线路通过下机身104内部预留的布线通道整理排布，视觉模块105底座穿线孔301与采集卡101的信号线连接口203对应，确保线路规整，避免缠绕或磨损；信号输出连接片605与采集卡101电性连接，可将采集到的数据传输至地面终端或外接存储设备，便于检测人员实时查看与后续分析。

28、设备整体采用轻量化设计，关键受力部位进行强化处理，在保证结构强度的同时降低整机重量，便于携带与壁面作业；各组件模块化布局，安装拆卸便捷，有利于后期维护与部件更换。

29、本发明的有益效果：

30、本发明采用磁吸附轮爬壁方案，突破传统检测设备的应用局限，充分发挥磁吸附稳定附着与灵活移动的双重优势，消除铁磁性构件复杂壁面的检测空间限制，最大化利用设备的壁面适应能力。磁吸附轮装置通过内侧铁轮与外侧铁轮的高磁性材料配合橡胶轮的弹性结构，既保证吸附力稳定，又增强壁面贴合性，避免移动时打滑，适配不同曲率与粗糙度的壁面，显著降低高空脱落风险，提升复杂工况下的作业安全性。

31、漏磁检测装置与数据采集组件协同工作，同步实现缺陷识别与数据存储传输，满足精准检测与分析需求。漏磁检测装置通过线圈与轭铁的磁场调控，可根据构件厚度、材质等差异灵活调整磁场强度，提升检测灵敏度与一致性；检测芯片捕捉缺陷引发的磁场畸变信号，数据经采集卡实时传输至地面终端，避免人工检测的主观误差，保障检测结果的准确性与可靠性。

32、视觉模块与漏磁检测装置精准配合，摄像头采集检测区域实时图像，两组照明灯对称分布提供补充照明，确保光线不足环境下的图像清晰度与检测对位精准度。视觉图像与漏磁检测数据相互印证，便于检测人员直观判断缺陷位置与形态，减少漏检误判隐患，提升检测工作的全面性。

33、设备整体采用轻量化与模块化设计，下机身与机身上盖形成紧凑封闭腔体，各功能组件模块化布局，安装拆卸便捷。把手与后车钩的设计便于设备搬运与转场，关键受力部位强化处理，在保证结构强度的前提下降低整机重量，适配狭小空间作业需求，降低安装维护成本。线路通过预设通道规整排布，避免缠绕磨损，信号输出连接片实现外接传输，提升设备运行稳定性与实用性。

34、综上所述，本发明通过创新性的结构设计与功能集成，提供了一种高效精准且适配性强的铁磁性构件无损检测装备。该装备能够解决现有设备吸附不稳、适应性差、检测精度不足等问题，有效突破复杂壁面与狭小空间的检测瓶颈，降低人工作业风险，缩短检测周期，为工业生产中各类铁磁性构件的安全评估提供全面可靠的技术支撑，契合工业智能化检测发展趋势。