一种用于核电厂安全壳检查的磁吸附壁面爬行装置

技术领域

本发明涉及电厂安全技术领域，

尤其是，本发明涉及一种用于核电厂安全壳检查的磁吸附壁面爬行装置。

背景技术

核电站安全壳是核反应堆的重要安全设施，其功能是在事故情况下将反应堆产生的放射性包容在安全壳内部，是继核燃料包壳、一回路压力边界后的第三道安全屏障，也是发生核安全事故的最后一道安全屏障，对核电站的日常运转和安全起着极其重要的作用。安全壳壳体分为钢筋混凝土内衬钢衬里结构、混凝土及独立式钢制安全壳双层结构。随着在核电机组运行时间推移，安全壳钢衬里或钢制安全壳容易产生裂纹、腐蚀、表面涂层脱落等缺陷。为保证核电站安全屏障不被破坏，需要采用目视检查技术对安全壳进行定期检验。

安全壳钢衬里或钢制安全壳由三部分组成，上部为半球形，中部为圆柱型筒体，下部为半球型，筒体直径40米，高度落差60米，面积巨大，现有的核电厂安全壳检查都是采用大型挂板结构，检察人员通过爬梯到达挂板上对核电厂安全壳进行目视检查，例如中国专利实用新型专利CN208751792U公开了一种核电厂安全壳结构整体性试验焊缝检查辅助装置，包括卡在安全壳顶封头围堰下收集坝的挂板结构，所述挂板结构连接有两条弧形侧杆，所述弧形侧杆之间设置有多个横杆，弧形侧杆通过支腿支撑在安全壳顶封头上。本方案是利用安全壳顶封头围堰下部收集坝作为支撑点，将端部设计成适合的结构挂在下部收集坝。在焊缝检查期间，爬梯装置便于移动，结构稳定适合检查操作。通过利用安全壳现有结构(围堰下部收集坝)，结合本平台装置，规避了利用焊接方法安装工装平台，满足了安全壳试验的要求。

但是上述核电厂安全壳检查装置依然存在以下问题：1、挂板结构大，设置成本高，安装工程量大；2、检查人员高空作业危险程度高，且挂板结构安装拆除都需要脚手架，也会造成风险的增加；3、检查工作时间窗口有限，人工检验效率低，无法达到快速检查安全壳的目的。

因此为了解决上述问题，设计一种合理高效的用于核电厂安全壳检查的磁吸附壁面爬行装置对我们来说是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，通过磁吸附壁面爬行搭载摄像头的检查方式，无需安装人工架，使用成本低，无需人工高空作业，安全性高，且有效克服传统摄像头的视野范围小即可达性差的缺点，整体检查效率大大提高，满足核电厂安全壳的快速视频检查要求的用于核电厂安全壳检查的磁吸附壁面爬行装置。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：

一种用于核电厂安全壳检查的磁吸附壁面爬行装置，包括框体、设置于所述框体上的移动轮以及设置于所述框体上的摄像头，所述框体为铝合金质件，所述框体底部设置有磁吸部，所述框体的端部设置有支撑杆，所述摄像头包括设置于所述支撑杆上的第一摄像头和设置于所述框体上远离所述支撑杆的一端的第二摄像头，所述第一摄像头的数量至少为三个，且多个所述第一摄像头呈直线排列设置，所述第一摄像头朝向远离所述第二摄像头的方向设置，所述第二摄像头朝向远离所述第一摄像头的方向设置，所述框体内设置有与所述摄像头电连接的存储器和与所述存储器电连接的无线发射器。

作为本发明的优选，所述支撑杆通过支撑柱与所述框体连接，所述支撑柱的数量至少为两个，所述支撑杆与所述框体顶面平行设置。

作为本发明的优选，所述支撑杆和支撑柱均为碳纤维质件。

作为本发明的优选，所述移动轮包括两个驱动轮和两个从动轮，两个驱动轮之间通过第一连杆连接，两个从动轮之间通过第二连杆连接，所述第一连杆外侧套设有第一轴承套，所述第二连杆外侧套设有第二轴承套，所述第一轴承套通过调节杆与所述第二轴承套连接，所述调节杆通过伸缩杆与所述框体内侧面连接，所述框体侧壁设置有用于方便所述第一连杆穿过并滑动的第一滑槽和用于方便所述第二连杆穿过并滑动的第二滑槽。

作为本发明的优选，所述移动轮的轮毂为铝合金质件，所述移动轮的轮胎为聚氨酯质件。

作为本发明的优选，所述摄像头还包括第三摄像头，所述第三摄像头设置于所述支撑柱与第二摄像头之间。

作为本发明的优选，所述摄像头通过摄像头架进行固定安装，所述摄像头架包括用于支撑所述摄像头的支撑框、与所述支撑框连接的旋转架以及用于支撑所述旋转架的托架，所述摄像头通过第一活动关节与所述支撑框连接，所述支撑框通过第二活动关节与所述旋转架连接，所述旋转架通过第三活动关节与所述托架连接。

作为本发明的优选，所述框体上设置有防坠钩环。

作为本发明的优选，所述磁吸部包括至少一块电磁铁和至少一块永磁铁。

作为本发明的优选，所述第一摄像头的视野角度不小于60°，相邻两个所述第一摄像头之间的距离不小于400mm。

本发明一种用于核电厂安全壳检查的磁吸附壁面爬行装置的有益效果在于：结构简单，通过磁吸附壁面爬行搭载摄像头的检查方式，无需安装人工架，使用成本低，无需人工高空作业，安全性高，且有效克服传统摄像头的视野范围小即可达性差的缺点，整体检查效率大大提高，满足核电厂安全壳的快速视频检查要求。

附图说明

图1为本发明一种用于核电厂安全壳检查的磁吸附壁面爬行装置的一个实施例的立体结构示意图；

图2为本发明一种用于核电厂安全壳检查的磁吸附壁面爬行装置的一个实施例的底部视角的立体结构示意图；

图3为本发明一种用于核电厂安全壳检查的磁吸附壁面爬行装置的一个实施例中的摄像头的线性阵列式分布示意图；

图4为本发明一种用于核电厂安全壳检查的磁吸附壁面爬行装置的一个实施例中的摄像头架的结构示意图；

图中：1、框体，11、防坠钩环，2、移动轮，3、摄像头，31、第一摄像头，32、第二摄像头，33、第三摄像头，4、磁吸部，5、支撑杆，51、支撑柱，6、摄像头架，61、支撑框，62、旋转架，63、托架，64、第一活动关节，65、第二活动关节，66、第三活动关节。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的模块和步骤的相对布置和步骤不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中的流程并不仅仅是单独进行，而是多个步骤相互交叉进行。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法及系统可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法及系统应当被视为授权说明书的一部分。

实施例一：如图1至3所示，仅仅为本发明的其中一个的实施例，一种用于核电厂安全壳检查的磁吸附壁面爬行装置，包括框体1、设置于所述框体1上的移动轮2以及设置于所述框体1上的摄像头3，所述框体1为铝合金质件，所述框体1底部设置有磁吸部4，所述框体1的端部设置有支撑杆5，所述摄像头3包括设置于所述支撑杆5上的第一摄像头31和设置于所述框体1上远离所述支撑杆5的一端的第二摄像头32，所述第一摄像头31的数量至少为三个，且多个所述第一摄像头31呈直线排列设置，所述第一摄像头31朝向远离所述第二摄像头32的方向设置，所述第二摄像头32朝向远离所述第一摄像头31的方向设置，所述框体1内设置有与所述摄像头3电连接的存储器和与所述存储器电连接的无线发射器。

在本发明中，框体1是整个装置的主体，框体1底部设置有磁吸部4用于吸附在核电厂的钢制内衬里或者钢制安全壳处，且通过设置在框体1上的摄像头3进行核电厂安全壳体的检测工作，并通过移动轮2进行位移，对核电厂安全壳体进行全面的检查。

首先是框体1的结构，所述框体1为铝合金质件，可以减轻整体框体1的质量，一来更容易吸附在倾角大甚至竖直设置的安全壳体上，二来移动的时候更节能高效。

然后是磁吸部4，磁吸部4设置于框体1的底部，在将整个装置放置于和前场安全壳上时，框体1底部一侧朝向安全壳，通过安全壳的钢制结构与磁吸部4之间的磁吸力，使得框体1吸附在安全壳壁面上。

在这里，所述磁吸部4包括至少一块电磁铁和至少一块永磁铁。永磁铁是起到基础的磁力吸附作用的，电磁铁则是连接有电源，通电生磁之后用于增强磁吸附能力的，在框体1位移至高空且高空气流较大时，启动电磁铁增强磁吸附能力，防止框体1被气流吹离安全壳壁面。

再然后是移动轮2，所述移动轮2包括两个驱动轮和两个从动轮，两个驱动轮之间通过第一连杆连接，两个从动轮之间通过第二连杆连接，所述第一连杆外侧套设有第一轴承套，所述第二连杆外侧套设有第二轴承套，所述第一轴承套通过调节杆与所述第二轴承套连接，所述调节杆通过伸缩杆与所述框体1内侧面连接，所述框体1侧壁设置有用于方便所述第一连杆穿过并滑动的第一滑槽和用于方便所述第二连杆穿过并滑动的第二滑槽。第一滑槽和第二滑槽垂直于框体1底面设置，即从框体1底部方向向框体1顶部方向延伸。

在磁吸附作业时，伸缩杆伸长，第一连杆和第二连杆会（分别沿着第一滑槽和第二滑槽的延伸方向）向远离所述框体1的底部的方向位移，也就是移动轮2也向框体1顶面位移，使得框体1的底面降低，也就是使得磁吸部4靠近安全壳，用于加大磁吸部4对于安全壳的吸力，防止框体1脱离安全壳壁面；反之，伸缩杆缩短，磁吸部4远离安全壳。需要注意的是，伸缩杆伸至最长时，磁吸部4也不会接触到安全壳壁面，防止框体1与安全壳壁面摩擦损坏。整个车体采用悬空式结构吸附在安全壳壁面上，框体1与安全壳壁面无直接接触，自身负载小，爬行灵活，安全系数高。

当然，两个驱动轮之间的第一连杆处设置有与驱动电机的输出齿相啮合的齿轮，且所述移动轮2的轮毂为铝合金质件，所述移动轮2的轮胎为聚氨酯质件。实际上，第一连杆、第二连杆、伸缩杆和轴承套都是铝合金质件，进一步减轻整个装置的重量。

最后是摄像头3，所述框体1的端部设置有支撑杆5，所述摄像头3包括设置于所述支撑杆5上的第一摄像头31和设置于所述框体1上远离所述支撑杆5的一端的第二摄像头32，所述第一摄像头31的数量至少为三个，且多个所述第一摄像头31呈直线排列设置，所述第一摄像头31朝向远离所述第二摄像头32的方向设置，所述第二摄像头32朝向远离所述第一摄像头31的方向设置。

总之，摄像头3包括前置的第一摄像头31和后置的第二摄像头32，前置的第一摄像头31设置于框体1前端的支撑杆5上，支撑杆5的长度方向上依次设置有至少三个第一摄像头31，以增大第一摄像头31的拍摄视频的范围，在这里，所述第一摄像头31的视野角度不小于60°，相邻两个所述第一摄像头31之间的距离不小于400mm，在第一摄像头31正常拍摄的前方，两个第一摄像头31之间的视野范围大约有10%的重合，可以对前方宽度两米以上的区域进行扫查，整体检查效率大大提高；框体1尾部的第二摄像头32至少为两个，可对检查完毕的区域进行查漏补缺，进一步保证检查的有效性。

这样摄像头3采用线性阵列式分布，最后得出的摄像头3拍摄视频画面采用多摄像头图像拼接显示，更容易发现安全壳的缺陷，检查效率更高。

当然，所述框体1内设置有与所述摄像头3电连接的存储器和与所述存储器电连接的无线发射器，存储器获取摄像头3拍摄的视频进行存储，并可以通过无线发射器将视频发送至地面的控制中心，由于核电厂安全壳高度十分的高，框体3位移至核电厂安全壳顶端时，无线发射器与控制中心之间距离较远，可能信号较弱，那么为了避免无法传播视频数据的问题发生，存储器实时的获取摄像头3拍摄的视频，若是无线发射器与控制中心连接断开时，视频仅仅进行存储至存储器内，并在无线发射器与控制中心连接正常时，再将存储器内的视频发送至控制中心。反之若是无线发射器与控制中心持续连接正常，那么视频实时存储至存储器并通过无线发射器发送至控制中心。

本发明一种用于核电厂安全壳检查的磁吸附壁面爬行装置的结构简单，通过磁吸附壁面爬行搭载摄像头的检查方式，无需安装人工架，使用成本低，无需人工高空作业，安全性高，且有效克服传统摄像头的视野范围小即可达性差的缺点，整体检查效率大大提高，满足核电厂安全壳的快速视频检查要求。

实施例二，仍如图1至4所示，仅为本发明的其中一个实施例，在实施例一的基础上，本发明一种用于核电厂安全壳检查的磁吸附壁面爬行装置中，所述支撑杆5通过支撑柱51与所述框体1连接，所述支撑柱51的数量至少为两个，所述支撑杆5与所述框体1顶面平行设置，实际上，支撑柱51设置于框体1上向远离框体1的底面的方向延伸设置，支撑杆5设置在支撑柱51远离框体1的一端，这样增加第一摄像头31与框体1底面的距离，增加第一摄像头31的拍摄范围，通过多根支撑柱51对支撑杆5进行支撑，可以防止支撑杆5晃动和转动，保证多个第一摄像头31稳定对框体1位移的前方进行拍摄。

当然，所述支撑杆5和支撑柱51均为碳纤维质件，减小框体1的质量。

还有，所述摄像头3还包括第三摄像头33，所述第三摄像头33设置于所述支撑柱51与第二摄像头32之间。第三摄像头33实际是侧面摄像头，用于观察框体1周边环境，确保框体1位移时的安全性。

需要注意的是，所述摄像头3通过摄像头架6进行固定安装，所述摄像头架6包括用于支撑所述摄像头3的支撑框61、与所述支撑框61连接的旋转架62以及用于支撑所述旋转架62的托架63，所述摄像头3通过第一活动关节64与所述支撑框61连接，所述支撑框61通过第二活动关节65与所述旋转架62连接，所述旋转架62通过第三活动关节66与所述托架63连接。

所述第一活动关节64、第二活动关节65和第三活动关节66都是电控件，可以进行远程控制，其中第一活动关节64可以控制摄像头3正负90°的俯仰；第二活动关节65可以控制支撑框61左右360°旋转，而第三活动关节66可以控制托架63上下旋转从而调节摄像头3距离安全壳壁面的距离。三个活动关节配合调节，可实现远近多方位视频信号采集，为现场视频检查条件提供了超强的适应性。

最后，所述框体1上设置有防坠钩环11。便于安全绳的锁扣扣住防坠钩环11，以防止框体1高坠。

本发明一种用于核电厂安全壳检查的磁吸附壁面爬行装置的结构简单，通过磁吸附壁面爬行搭载摄像头的检查方式，无需安装人工架，使用成本低，无需人工高空作业，安全性高，且有效克服传统摄像头的视野范围小即可达性差的缺点，整体检查效率大大提高，满足核电厂安全壳的快速视频检查要求。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。