本發(fā)明屬于礦井提升系統(tǒng)設(shè)備檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種剛性罐道巡檢裝置及巡檢方法。

背景技術(shù)：

目前我國(guó)對(duì)礦井剛性罐道的檢測(cè)主要依靠檢修人員，且無(wú)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)自主檢測(cè)設(shè)備，對(duì)剛性罐道缺陷檢測(cè)精度較低。當(dāng)剛性罐道的傾斜變形達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)造成提升容器的運(yùn)行平穩(wěn)度下降，給提升系統(tǒng)帶來(lái)安全隱患，其嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)斐商嵘萜鞯拿撥?、卡罐、墜罐等事故?/p>

隨著煤礦開(kāi)采深度的增加，其圓形井筒橫截面形狀是否是最優(yōu)方案受到國(guó)內(nèi)外廣大學(xué)者的關(guān)注，部分學(xué)者提出井筒橫截面形狀應(yīng)根據(jù)不同的開(kāi)采深度及開(kāi)采壓力，設(shè)計(jì)橢圓、多邊形柱狀井筒，以保證井筒壁面所受壓力最小。已該種建井方式進(jìn)行作業(yè)時(shí)，剛罐道安裝位置不能保證其到固定位置等距，該種情況下的剛罐道更容易由于外部因素導(dǎo)致變形，如何實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地將剛罐道缺陷檢測(cè)出來(lái)并及時(shí)解決是煤礦安全檢測(cè)研究方向的一大難點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明針對(duì)深井提升系統(tǒng)中冷彎軋制方管剛性罐道的錯(cuò)位、傾斜缺陷，提供一種剛性罐道巡檢裝置及巡檢方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：一種剛性罐道巡檢裝置，包括主體底板以及設(shè)置在主體底板上的移動(dòng)部件、傳動(dòng)部件、驅(qū)動(dòng)部件、導(dǎo)向部件、外殼；

外殼設(shè)置在主體底板的中部，驅(qū)動(dòng)部件設(shè)置在外殼內(nèi)部，驅(qū)動(dòng)部件包括傾角傳感器，傾角傳感器連接單片機(jī)，單片機(jī)連接驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器連接直流無(wú)刷電機(jī)，直流無(wú)刷電機(jī)輸出軸設(shè)有光電編碼器，光電編碼器連接驅(qū)動(dòng)器；

移動(dòng)部件包括前輪主動(dòng)輸出軸、前輪從動(dòng)輸出軸、后輪主動(dòng)輸出軸、后輪從動(dòng)輸出軸，前輪主動(dòng)輸出軸、前輪從動(dòng)輸出軸位于主體底板前端，后輪主動(dòng)輸出軸、后輪從動(dòng)輸出軸位于主體底板后端，前輪主動(dòng)輸出軸、前輪從動(dòng)輸出軸、后輪主動(dòng)輸出軸、后輪從動(dòng)輸出軸上均設(shè)有車輪法蘭，車輪法蘭與輪轂相連，輪轂內(nèi)設(shè)有永磁體，輪轂外部設(shè)有橡膠皮層；

傳動(dòng)部件包括與直流無(wú)刷電機(jī)輸出軸相連的蝸桿、設(shè)置在前輪主動(dòng)輸出軸、后輪主動(dòng)輸出軸上的與蝸桿相嚙合的蝸輪、設(shè)置在前輪主動(dòng)輸出軸、前輪從動(dòng)輸出軸、后輪主動(dòng)輸出軸、后輪從動(dòng)輸出軸的同步帶輪，在前輪主動(dòng)輸出軸和后輪從動(dòng)輸出軸的同步帶輪上纏繞一個(gè)同步帶，在前輪從動(dòng)輸出軸和后輪主動(dòng)輸出軸的同步帶輪上纏繞一個(gè)同步帶；

導(dǎo)向部件包括前輪導(dǎo)向輪和后輪導(dǎo)向輪，前輪導(dǎo)向輪和后輪導(dǎo)向輪均設(shè)置在輪轂外側(cè)。

進(jìn)一步的，所述前導(dǎo)向輪、后輪導(dǎo)向輪均通過(guò)鉸接孔與導(dǎo)向輪架一端鉸接，導(dǎo)向輪架另一端通過(guò)鉸接孔與導(dǎo)向支架鉸接，導(dǎo)向支架與主體底板固定，彈簧連桿一端通過(guò)鉸接孔與導(dǎo)向支架鉸接，彈簧連桿另一端穿過(guò)導(dǎo)向輪架中部的橢圓孔并設(shè)有調(diào)整螺母，在調(diào)整螺母與導(dǎo)向輪架之間的彈簧連桿上套有彈簧；所述驅(qū)動(dòng)部件的壓力傳感器設(shè)置于調(diào)整螺母和彈簧之間。

進(jìn)一步的，所述前輪導(dǎo)向輪軸、前輪主動(dòng)輸出軸、前輪從動(dòng)輸出軸位于同一平面內(nèi)，后輪導(dǎo)向輪、后輪主動(dòng)輸出軸、后輪從動(dòng)輸出軸位于同一平面內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述車輪法蘭上的螺栓與前輪主動(dòng)輸出軸、前輪從動(dòng)輸出軸、后輪主動(dòng)輸出軸、后輪從動(dòng)輸出軸上的螺栓孔相互配合，蝸輪上的鍵與前輪主動(dòng)輸出軸、后輪主動(dòng)輸出軸上的鍵槽相互配合，同步帶輪通過(guò)凸端頂絲與前輪主動(dòng)輸出軸、前輪從動(dòng)輸出軸、后輪主動(dòng)輸出軸、后輪從動(dòng)輸出軸相對(duì)固定。

進(jìn)一步的，所述前輪主動(dòng)輸出軸、前輪從動(dòng)輸出軸、后輪主動(dòng)輸出軸、后輪從動(dòng)輸出軸一端均設(shè)有螺紋，螺紋與防松螺母相互配合，前輪主動(dòng)輸出軸、前輪從動(dòng)輸出軸、后輪主動(dòng)輸出軸、后輪從動(dòng)輸出軸另一端均與軸承A配合，軸承A固定于與臥式軸承座A上，前輪主動(dòng)輸出軸、前輪從動(dòng)輸出軸、后輪主動(dòng)輸出軸、后輪從動(dòng)輸出軸中部均與軸承B配合，軸承B固定于臥式軸承座B上，臥式軸承座A、臥式軸承座B均固定于主體底板上。

進(jìn)一步的，所述前輪主動(dòng)輸出軸、前輪從動(dòng)輸出軸、后輪主動(dòng)輸出軸、后輪從動(dòng)輸出軸均設(shè)有用于安裝定位同步帶輪的軸上臺(tái)階A、用于安裝定位軸承B的軸上臺(tái)階B、用于安裝定位車輪法蘭的軸上臺(tái)階C，前輪主動(dòng)輸出軸、后輪主動(dòng)輸出軸還設(shè)有用于安裝定位蝸輪的軸上臺(tái)階D。

進(jìn)一步的，所述蝸桿一端通過(guò)剛性聯(lián)軸器與直流無(wú)刷電機(jī)輸出軸相連，剛性聯(lián)軸器固定與立式軸承座A上的軸承配合，蝸桿另一端與軸承C配合，軸承C固定于立式軸承座B上。

進(jìn)一步的，所述單片機(jī)輸出端通過(guò)PWM模塊連接驅(qū)動(dòng)器輸入端，驅(qū)動(dòng)器輸出端通過(guò)UART接口連接單片機(jī)輸入端。

進(jìn)一步的，所述永磁體包括8對(duì)按照Halbach陣列排布的稀土釹鐵硼材料子磁體，相鄰兩塊子磁體的充磁方向夾角為67.5度。

根據(jù)上所述巡檢裝置的剛性罐道巡檢方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

第一步，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及周期性調(diào)速巡檢：將傾角傳感器、光電編碼器和壓力傳感器在巡檢裝置整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中采集到的數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并根據(jù)處理結(jié)果實(shí)現(xiàn)巡檢裝置調(diào)速巡檢控制，具體處理過(guò)程如下：

a、根據(jù)傾角傳感器、光電編碼器和壓力傳感器的數(shù)據(jù)采集頻率，將傾角傳感器、光電編碼器和壓力傳感器各數(shù)據(jù)采集時(shí)刻作為數(shù)據(jù)排布的時(shí)間序列，將各數(shù)據(jù)采集時(shí)刻的傾角傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)傾角值θ_z和θ_x、光電編碼器檢測(cè)數(shù)據(jù)速度值v、壓力傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)壓力值P1和P2一一對(duì)應(yīng)并作為原始數(shù)據(jù)讀入至上位機(jī)，其中，傾角值θ_z為y軸與x-y平面夾角，傾角值θ_x為y軸與y-z平面夾角，y軸平行于剛性罐道并且垂直于前輪主動(dòng)輸出軸，x軸垂直于前輪主動(dòng)輸出軸并且垂直于剛性罐道,z軸垂直于剛性罐道并平行于前輪主動(dòng)輸出軸，速度值v為巡檢裝置運(yùn)行速度，壓力值P1為前輪導(dǎo)向輪對(duì)剛性罐道施加的壓力，P2為后輪導(dǎo)向輪對(duì)剛性罐道施加的壓力；

b、逐次累加每一數(shù)據(jù)采集時(shí)刻速度值v與檢測(cè)時(shí)間Δt，得到行駛路程后與(L1-L2)進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)結(jié)果小于(L1-L2)時(shí)，巡檢裝置自動(dòng)實(shí)現(xiàn)高速巡檢，當(dāng)結(jié)果大于(L1-L2)時(shí)，繼續(xù)累加并對(duì)其結(jié)果與L1進(jìn)行大小比較，若大于(L1-L2)并小于L1，則巡檢裝置實(shí)現(xiàn)低速巡檢，當(dāng)結(jié)果大于L1時(shí)，對(duì)累加結(jié)果進(jìn)行清零，完成一個(gè)周期的調(diào)速巡檢過(guò)程，其中，Δt為相鄰兩次數(shù)據(jù)采集時(shí)刻的時(shí)間差，L1為單節(jié)剛罐道總長(zhǎng)度，L2為人為定義的單節(jié)剛罐道端部的接頭高速巡檢長(zhǎng)度；

c、將上一個(gè)巡檢周期的最后一個(gè)數(shù)據(jù)采集時(shí)刻作為開(kāi)始點(diǎn)；

d、返回步驟b，直至完成對(duì)整個(gè)檢測(cè)目標(biāo)的周期性調(diào)速檢測(cè)，并將所有檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；

第二步，計(jì)算：將統(tǒng)計(jì)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其具體處理過(guò)程如下：

a、提取每一個(gè)數(shù)據(jù)采集時(shí)刻的傾角值θ_z和θ_x，并計(jì)算該時(shí)刻下壓力值P1和P2的差值，判斷差值是否為0，若差值為零，則傾角值θ_z有效，若差值不為零，則傾角值θ_z無(wú)效并取0；

b、計(jì)算每一個(gè)數(shù)據(jù)采集時(shí)刻下前輪主動(dòng)輸出軸相對(duì)后輪從動(dòng)輸出軸在x方向相對(duì)位移尺寸、y方向的相對(duì)位移尺寸和z方向的相對(duì)位移尺寸，其x方向相對(duì)位移尺寸計(jì)算方式為前后輪距乘以傾角值θ_z的余弦值，再乘以傾角值θ_x正弦值，其y方向的相對(duì)位移尺寸計(jì)算方式為前后輪距乘以傾角值θ_z的余弦值，再乘以傾角值θ_x余弦值，其z方向的相對(duì)位移尺寸計(jì)算方式為前后輪距乘以傾角值θ_x的余弦值，再乘以傾角值θ_z的正弦值，其中前后輪距為前輪主動(dòng)輸出軸和后輪從動(dòng)輸出軸間距尺寸；

c、將計(jì)算后的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，完成所有數(shù)據(jù)的計(jì)算；

第三步，累加對(duì)比，其具體處理過(guò)程如下：

a、假設(shè)巡檢裝置在第一個(gè)巡檢周期內(nèi)，每一個(gè)數(shù)據(jù)采集時(shí)刻下前輪主動(dòng)輸出軸各的絕對(duì)坐標(biāo)值已知：x方向?yàn)?，y方向?yàn)樗俣戎祐乘以巡檢裝置巡檢時(shí)間的累加值，z方向?yàn)?，該假設(shè)符合對(duì)剛性罐道檢測(cè)初始的工況判斷，即第一個(gè)行駛周期內(nèi)內(nèi)剛性罐道沒(méi)有缺陷；

b、選擇第一個(gè)巡檢周期內(nèi)的第一個(gè)數(shù)據(jù)采集時(shí)刻作為起始參考點(diǎn)；

c、逐次累加起始參考點(diǎn)以后各數(shù)據(jù)采集時(shí)刻速度值v與檢測(cè)時(shí)間Δt乘積，得到行駛路程后與步驟a得到的前后輪距進(jìn)行比對(duì)，尋找行駛路程與前后輪距的差值的絕對(duì)值最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的檢測(cè)時(shí)刻，將該數(shù)據(jù)采集時(shí)刻作為相對(duì)于起始參考點(diǎn)的目標(biāo)檢測(cè)點(diǎn)；

d、計(jì)算目標(biāo)檢測(cè)點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)值，其方法為提取起始參考點(diǎn)的x絕對(duì)坐標(biāo)值、y絕對(duì)坐標(biāo)值、z絕對(duì)坐標(biāo)值，將其與第二步步驟b中計(jì)算得到目標(biāo)檢測(cè)點(diǎn)的x方向的相對(duì)位移尺寸、y方向的相對(duì)位移尺寸、z方向的相對(duì)位移尺寸一一對(duì)應(yīng)加和，繼而得到目標(biāo)檢測(cè)點(diǎn)x方向的絕對(duì)坐標(biāo)，y方向絕對(duì)坐標(biāo)、z方向絕對(duì)坐標(biāo)值；

e、將步驟c中起始參考點(diǎn)的下一數(shù)據(jù)采集時(shí)刻變更為起始參考點(diǎn)；

f、重復(fù)步驟b，直至完成各個(gè)目標(biāo)檢測(cè)點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)值的計(jì)算；

第四步，描繪顯示：將各目標(biāo)檢測(cè)點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)在上位機(jī)中進(jìn)行描繪，完成可視化檢測(cè)。

有益效果：本發(fā)明剛性罐道巡檢裝裝置能夠?qū)崿F(xiàn)礦井提升系統(tǒng)中安全可靠吸附，其吸附方式不會(huì)對(duì)煤礦企業(yè)工作環(huán)境造成安全隱患；其提高了剛性罐道檢測(cè)速度，節(jié)省了設(shè)備檢測(cè)的時(shí)間，間接提高了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率；其巡檢方法大幅度提高剛性罐道檢測(cè)精度，避免了人工作業(yè)誤差，保證了提升系統(tǒng)安全可靠工作。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明巡檢裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明巡檢裝置底板零件示意圖；

圖3為本發(fā)明巡檢裝置驅(qū)動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為本發(fā)明巡檢裝置裝配示意圖；

圖5為本發(fā)明巡檢裝置剖視示意圖；

圖6為本發(fā)明巡檢裝置主動(dòng)輸出軸零件示意圖；

圖7為本發(fā)明巡檢裝置從動(dòng)輸出軸零件示意圖；

圖8為本發(fā)明巡檢裝置導(dǎo)向輪架零件示意圖；

圖9為本發(fā)明巡檢裝置永磁體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明巡檢裝置在剛性罐道上的安裝示意圖；

圖11為本發(fā)明巡檢裝置巡檢數(shù)據(jù)處理方法流程圖。

圖中：1-主體底板；2-移動(dòng)部件，2-1-防松螺母，2-2-橡膠皮層，2-3-臥式軸承座B，2-4-前輪主動(dòng)輸出軸，2-4-1-鍵槽，2-4-2-軸上臺(tái)階D，2-4-3-軸上臺(tái)階A，2-4-4-軸上臺(tái)階B，2-4-5-軸上臺(tái)階C，2-4-6-螺栓孔，2-4-7-螺紋，2-5-臥式軸承座A，2-6-軸承A，2-7-前輪從動(dòng)輸出軸，2-8-軸承B，2-9-車輪法蘭，2-10-輪轂，2-11-永磁體，2-11-1子磁體，2-12-后輪主動(dòng)輸出軸，2-13-后輪從動(dòng)輸出軸；3-傳動(dòng)部件包括，3-1-立式軸承座B，3-2-蝸桿，3-3-剛性聯(lián)軸器，3-4-立式軸承座A，3-5-同步帶輪，3-6-同步帶，3-7-蝸輪，3-8-軸承C；4-驅(qū)動(dòng)部件，4-1-電機(jī)支架，4-2-直流無(wú)刷電機(jī)，4-3-驅(qū)動(dòng)器；5-導(dǎo)向部件，5-1-前輪導(dǎo)向輪，5-2-導(dǎo)向輪架，5-3-彈簧連桿，5-4-彈簧，5-5-調(diào)整螺母，5-6-導(dǎo)向支架；5-7-后輪導(dǎo)向輪；6-外殼；7-剛性罐道。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。

如圖1所示，本發(fā)明的一種剛性罐道巡檢裝置，包括主體底板1以及設(shè)置在主體底板1上的移動(dòng)部件2、傳動(dòng)部件3、驅(qū)動(dòng)部件4、導(dǎo)向部件5、外殼6。

如圖2所示，主體底板1上開(kāi)設(shè)有若干裝配孔，用于實(shí)現(xiàn)各部件之間的螺栓連接。

如圖3和4所示，外殼6設(shè)置在主體底板1的中部，驅(qū)動(dòng)部件4設(shè)置在外殼6內(nèi)部，驅(qū)動(dòng)部件4包括傾角傳感器、壓力傳感器，傾角傳感器、壓力傳感器連接單片機(jī)，單片機(jī)連接驅(qū)動(dòng)器4-3，驅(qū)動(dòng)器4-3連接直流無(wú)刷電機(jī)4-2，直流無(wú)刷電機(jī)4-2輸出軸設(shè)有光電編碼器，光電編碼器連接驅(qū)動(dòng)器4-3。直流無(wú)刷電機(jī)4-2固定于電機(jī)支架4-1上，電機(jī)支架4-1、驅(qū)動(dòng)器4-3均固定于1底板上的凸臺(tái)上。

外部電源通過(guò)驅(qū)動(dòng)器4-3為直流無(wú)刷電機(jī)4-2提供能量；傾角傳感器保證電機(jī)轉(zhuǎn)速的精度調(diào)整；單片機(jī)輸出PWM實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)器4-3-的轉(zhuǎn)速控制，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)器UART接口讀取電機(jī)的速度信息作為計(jì)算檢測(cè)目標(biāo)缺陷的重要參數(shù)。

如圖4-7所示，移動(dòng)部件2包括前輪主動(dòng)輸出軸2-4、前輪從動(dòng)輸出軸2-7、后輪主動(dòng)輸出軸2-12、后輪從動(dòng)輸出軸2-13。前輪主動(dòng)輸出軸2-4、前輪從動(dòng)輸出軸2-7位于主體底板1前端，后輪主動(dòng)輸出軸2-12、后輪從動(dòng)輸出軸2-13位于主體底板1后端，前輪主動(dòng)輸出軸2-4、前輪從動(dòng)輸出軸2-7、后輪主動(dòng)輸出軸2-12、后輪從動(dòng)輸出軸2-13上均設(shè)有車輪法蘭2-9，車輪法蘭2-9與輪轂2-10相連，輪轂2-10內(nèi)設(shè)有永磁體2-11，輪轂外部設(shè)有橡膠皮層2-2。

所述車輪法蘭2-9上的螺栓與前輪主動(dòng)輸出軸2-4、前輪從動(dòng)輸出軸2-7、后輪主動(dòng)輸出軸2-12、后輪從動(dòng)輸出軸2-13上的螺栓孔2-4-6相互配合，軸向定位車輪法蘭2-9；蝸輪3-7上的鍵與前輪主動(dòng)輸出軸2-4、后輪主動(dòng)輸出軸2-12上的鍵槽2-4-1相互配合，實(shí)現(xiàn)蝸輪3-7周向定位；同步帶輪3-5通過(guò)凸端頂絲與前輪主動(dòng)輸出軸2-4、前輪從動(dòng)輸出軸2-7、后輪主動(dòng)輸出軸2-12、后輪從動(dòng)輸出軸2-13相對(duì)固定，實(shí)現(xiàn)同步帶輪3-5周向定位。

所述前輪主動(dòng)輸出軸2-4、前輪從動(dòng)輸出軸2-7、后輪主動(dòng)輸出軸2-12、后輪從動(dòng)輸出軸2-13一端均設(shè)有螺紋2-4-7，螺紋2-4-7與防松螺母2-1相互配合，進(jìn)一步軸向定位車輪法蘭2-9。前輪主動(dòng)輸出軸2-4、前輪從動(dòng)輸出軸2-7、后輪主動(dòng)輸出軸2-12、后輪從動(dòng)輸出軸2-13另一端均與軸承A2-6配合，軸承A2-6固定于與臥式軸承座A2-5上，前輪主動(dòng)輸出軸2-4、前輪從動(dòng)輸出軸2-7、后輪主動(dòng)輸出軸2-12、后輪從動(dòng)輸出軸2-13中部均與軸承B2-8配合，軸承B2-8固定于臥式軸承座B2-3上，臥式軸承座A2-5、臥式軸承座B2-3均固定于主體底板1上。

所述前輪主動(dòng)輸出軸2-4、前輪從動(dòng)輸出軸2-7、后輪主動(dòng)輸出軸2-12、后輪從動(dòng)輸出軸2-13均設(shè)有用于安裝定位同步帶輪3-5的軸上臺(tái)階A2-4-3、用于安裝定位軸承B2-8的軸上臺(tái)階B2-4-4、用于安裝定位車輪法蘭2-9的軸上臺(tái)階C2-4-5，前輪主動(dòng)輸出軸2-4、后輪主動(dòng)輸出軸2-12還設(shè)有用于安裝定位蝸輪3-7的軸上臺(tái)階D2-4-2。

如圖4和5所示，傳動(dòng)部件3包括與直流無(wú)刷電機(jī)4-2輸出軸相連的蝸桿3-2、設(shè)置在前輪主動(dòng)輸出軸2-4、后輪主動(dòng)輸出軸2-12上的與蝸桿3-2相嚙合的蝸輪3-7、設(shè)置在前輪主動(dòng)輸出軸2-4、前輪從動(dòng)輸出軸2-7、后輪主動(dòng)輸出軸2-12、后輪從動(dòng)輸出軸2-13的同步帶輪3-5，在前輪主動(dòng)輸出軸2-4和后輪從動(dòng)輸出軸2-13的同步帶輪3-5上纏繞一個(gè)同步帶3-6，在前輪從動(dòng)輸出軸2-7和后輪主動(dòng)輸出軸2-12的同步帶輪3-5上纏繞一個(gè)同步帶3-6。其中，所述蝸桿3-2一端通過(guò)剛性聯(lián)軸器3-3與直流無(wú)刷電機(jī)4-2輸出軸相連，剛性聯(lián)軸器3-3固定與立式軸承座A3-4上的軸承配合，蝸桿3-2另一端與軸承C3-8配合，軸承C3-8固定于立式軸承座B3-1上，立式軸承座A3-4、立式軸承座B3-1均固定于主體底板1上。

前輪主動(dòng)輸出軸2-4和后輪從動(dòng)輸出軸2-13上的同步帶輪3-5通過(guò)一個(gè)同步帶3-6進(jìn)行動(dòng)力傳遞，將動(dòng)力從驅(qū)動(dòng)部件傳遞到移動(dòng)部件，前輪從動(dòng)輸出軸2-7和后輪主動(dòng)輸出軸2-12的同步帶輪3-5通過(guò)一個(gè)同步帶3-6進(jìn)行動(dòng)力傳遞，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的方向轉(zhuǎn)換傳遞及巡檢設(shè)備的兩側(cè)驅(qū)動(dòng)。

如圖4、5、8所示，導(dǎo)向部件5包括前輪導(dǎo)向輪5-1和后輪導(dǎo)向輪5-7，前輪導(dǎo)向輪5-1和后輪導(dǎo)向輪5-7均設(shè)置在輪轂2-10外側(cè)的導(dǎo)向輪5-1。

所述前導(dǎo)向輪5-1、后輪導(dǎo)向輪5-7均通過(guò)可調(diào)鉸接孔與導(dǎo)向輪架5-2一端鉸接，可調(diào)鉸接孔包括一級(jí)孔鉸接5-2-3、二級(jí)孔鉸接5-2-4，導(dǎo)向輪架5-2另一端通過(guò)鉸接孔5-2-1與導(dǎo)向支架5-6鉸接，導(dǎo)向支架5-6與主體底板1固定，彈簧連桿5-3一端通過(guò)鉸接孔與導(dǎo)向支架5-6鉸接，彈簧連桿5-3另一端穿過(guò)導(dǎo)向輪架5-2中部的橢圓孔5-2-2并設(shè)有調(diào)整螺母5-5，在調(diào)整螺母5-5與導(dǎo)向輪架5-2之間的彈簧連桿5-3上套有彈簧5-4。所述驅(qū)動(dòng)部件4的壓力傳感器設(shè)置于調(diào)整螺母5-5和彈簧5-4之間。

前導(dǎo)向輪5-1、后輪導(dǎo)向輪5-7通過(guò)一級(jí)孔鉸接5-2-3與導(dǎo)向輪架5-2鉸接，實(shí)現(xiàn)大寬度檢測(cè)；前導(dǎo)向輪5-1、后輪導(dǎo)向輪5-7通過(guò)二級(jí)孔鉸接5-2-4與導(dǎo)向輪架5-2鉸接，實(shí)現(xiàn)小寬度檢測(cè)；通過(guò)調(diào)整調(diào)整螺母5-5的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)彈簧5-4壓縮量的改變，進(jìn)而改變前導(dǎo)向輪5-1、后輪導(dǎo)向輪5-7與被測(cè)目標(biāo)間的初始?jí)毫χ?，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)過(guò)程中導(dǎo)向輪的導(dǎo)向功能。

本實(shí)施例中，所述前輪導(dǎo)向輪5-1軸、前輪主動(dòng)輸出軸2-4、前輪從動(dòng)輸出軸2-7位于同一平面內(nèi)，后輪導(dǎo)向輪5-7、后輪主動(dòng)輸出軸2-12、后輪從動(dòng)輸出軸2-13位于同一平面內(nèi)。

如圖9所示，所述永磁體2-11包括8對(duì)按照Halbach陣列排布的稀土釹鐵硼材料子磁體2-11-1，相鄰兩塊子磁體2-11-1的充磁方向夾角為67.5度。

如圖10和11所述，將本發(fā)明安裝于剛性罐道7上，驅(qū)動(dòng)部件4通過(guò)傳動(dòng)部件3將動(dòng)力傳到移動(dòng)部件2上，移動(dòng)部件2通過(guò)自身永磁體2-11吸附特性實(shí)現(xiàn)巡檢裝置的安全吸附及運(yùn)行，導(dǎo)向部件5依靠可調(diào)節(jié)彈簧5-4實(shí)現(xiàn)前輪導(dǎo)向輪5-1和后輪導(dǎo)向輪5-7緊貼剛性罐道，檢測(cè)裝置通過(guò)光電編碼器實(shí)現(xiàn)巡檢裝置行駛速度的檢測(cè)，通過(guò)傾角傳感器實(shí)現(xiàn)巡檢裝置位姿的檢測(cè)，并通過(guò)檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn)被測(cè)目標(biāo)狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)。

如圖11所示，根據(jù)上述巡檢裝置的剛性罐道巡檢方法，該檢測(cè)方法包括以下步驟：

第一步，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及周期性調(diào)速巡檢：將傾角傳感器、光電編碼器和壓力傳感器在巡檢裝置整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中采集到的數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并根據(jù)處理結(jié)果實(shí)現(xiàn)巡檢裝置調(diào)速巡檢控制，具體處理過(guò)程如下：

a、根據(jù)傾角傳感器、光電編碼器和壓力傳感器的數(shù)據(jù)采集頻率，將傾角傳感器、光電編碼器和壓力傳感器各數(shù)據(jù)采集時(shí)刻作為數(shù)據(jù)排布的時(shí)間序列，將各數(shù)據(jù)采集時(shí)刻的傾角傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)傾角值θ_z和θ_x、光電編碼器檢測(cè)數(shù)據(jù)速度值v、壓力傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)壓力值P1和P2一一對(duì)應(yīng)并作為原始數(shù)據(jù)讀入至上位機(jī)，其中，傾角值θ_z為y軸與x-y平面夾角，傾角值θ_x為y軸與y-z平面夾角，y軸平行于剛性罐道并且垂直于前輪主動(dòng)輸出軸，x軸垂直于前輪主動(dòng)輸出軸并且垂直于剛性罐道,z軸垂直于剛性罐道并平行于前輪主動(dòng)輸出軸，速度值v為巡檢裝置運(yùn)行速度，壓力值P1為前輪導(dǎo)向輪對(duì)剛性罐道施加的壓力，P2為后輪導(dǎo)向輪對(duì)剛性罐道施加的壓力；

b、逐次累加每一數(shù)據(jù)采集時(shí)刻速度值v與檢測(cè)時(shí)間Δt，得到行駛路程后與(L1-L2)進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)結(jié)果小于(L1-L2)時(shí)，巡檢裝置自動(dòng)實(shí)現(xiàn)高速巡檢，當(dāng)結(jié)果大于(L1-L2)時(shí)，繼續(xù)累加并對(duì)其結(jié)果與L1進(jìn)行大小比較，若大于(L1-L2)并小于L1，則巡檢裝置實(shí)現(xiàn)低速巡檢，當(dāng)結(jié)果大于L1時(shí)，對(duì)累加結(jié)果進(jìn)行清零，完成一個(gè)周期的調(diào)速巡檢過(guò)程，其中，Δt為相鄰兩次數(shù)據(jù)采集時(shí)刻的時(shí)間差，剛性罐道一般由多節(jié)剛罐道串接而成，剛罐道缺陷主要集中于接頭處，故在剛罐道中間區(qū)域?qū)崿F(xiàn)高速巡檢，以節(jié)省檢測(cè)時(shí)間，而在接近其端部的接頭區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)低速巡檢，以保證檢測(cè)精度，所以設(shè)定L1為單節(jié)剛罐道總長(zhǎng)度，L2為人為定義的單節(jié)剛罐道端部的接頭高速巡檢長(zhǎng)度；

c、將上一個(gè)巡檢周期的最后一個(gè)數(shù)據(jù)采集時(shí)刻作為開(kāi)始點(diǎn)；

d、返回步驟b，直至完成對(duì)整個(gè)檢測(cè)目標(biāo)的周期性調(diào)速檢測(cè)，并將所有檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；

第二步，計(jì)算：將統(tǒng)計(jì)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其具體處理過(guò)程如下：

a、提取每一個(gè)數(shù)據(jù)采集時(shí)刻的傾角值θ_z和θ_x，并計(jì)算該時(shí)刻下壓力值P1和P2的差值，判斷差值是否為0，若差值為零，則傾角值θ_z有效，若差值不為零，則傾角值θ_z無(wú)效并取0；

b、計(jì)算每一個(gè)數(shù)據(jù)采集時(shí)刻下前輪主動(dòng)輸出軸相對(duì)后輪從動(dòng)輸出軸在x方向相對(duì)位移尺寸、y方向的相對(duì)位移尺寸和z方向的相對(duì)位移尺寸，其x方向相對(duì)位移尺寸計(jì)算方式為前后輪距乘以傾角值θ_z的余弦值，再乘以傾角值θ_x正弦值，其y方向的相對(duì)位移尺寸計(jì)算方式為前后輪距乘以傾角值θ_z的余弦值，再乘以傾角值θ_x余弦值，其z方向的相對(duì)位移尺寸計(jì)算方式為前后輪距乘以傾角值θ_x的余弦值，再乘以傾角值θ_z的正弦值，其中前后輪距為前輪主動(dòng)輸出軸和后輪從動(dòng)輸出軸間距尺寸；

c、將計(jì)算后的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，完成所有數(shù)據(jù)的計(jì)算；

第三步，累加對(duì)比，其具體處理過(guò)程如下：

a、假設(shè)巡檢裝置在第一個(gè)巡檢周期內(nèi)，每一個(gè)數(shù)據(jù)采集時(shí)刻下前輪主動(dòng)輸出軸各的絕對(duì)坐標(biāo)值已知：x方向?yàn)?，y方向?yàn)樗俣戎祐乘以巡檢裝置巡檢時(shí)間的累加值，z方向?yàn)?，該假設(shè)符合對(duì)剛性罐道檢測(cè)初始的工況判斷，即第一個(gè)行駛周期內(nèi)內(nèi)剛性罐道沒(méi)有缺陷；

b、選擇第一個(gè)巡檢周期內(nèi)的第一個(gè)數(shù)據(jù)采集時(shí)刻作為起始參考點(diǎn)；

c、逐次累加起始參考點(diǎn)以后各數(shù)據(jù)采集時(shí)刻速度值v與檢測(cè)時(shí)間Δt乘積，得到行駛路程后與步驟a得到的前后輪距進(jìn)行比對(duì)，尋找行駛路程與前后輪距的差值的絕對(duì)值最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的檢測(cè)時(shí)刻，將該數(shù)據(jù)采集時(shí)刻作為相對(duì)于起始參考點(diǎn)的目標(biāo)檢測(cè)點(diǎn)；

d、計(jì)算目標(biāo)檢測(cè)點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)值，其方法為提取起始參考點(diǎn)的x絕對(duì)坐標(biāo)值、y絕對(duì)坐標(biāo)值、z絕對(duì)坐標(biāo)值，將其與第二步步驟b中計(jì)算得到目標(biāo)檢測(cè)點(diǎn)的x方向的相對(duì)位移尺寸、y方向的相對(duì)位移尺寸、z方向的相對(duì)位移尺寸一一對(duì)應(yīng)加和，繼而得到目標(biāo)檢測(cè)點(diǎn)x方向的絕對(duì)坐標(biāo)，y方向絕對(duì)坐標(biāo)、z方向絕對(duì)坐標(biāo)值；

e、將步驟c中起始參考點(diǎn)的下一數(shù)據(jù)采集時(shí)刻變更為起始參考點(diǎn)；

f、重復(fù)步驟b，直至完成各個(gè)目標(biāo)檢測(cè)點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)值的計(jì)算；

第四步，描繪顯示：將各目標(biāo)檢測(cè)點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)在上位機(jī)中進(jìn)行描繪，完成可視化檢測(cè)。