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专利名称：用于检查大致柱形的物体的检查车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及检查旋转的机器的较大的零件的领域。它涉及一种根据权利要求1的前序部分的检查车辆。
背景技术：
在蒸汽涡轮、而还有其它的涡轮的特别的转子中，快速旋转的构件须不时经受检查，在其中涡轮的转子尤其被检查裂纹。此类裂纹经常出现在周围的叶片安装槽中，在其中涡轮的叶片抵抗出现的离心力被保持。这种检查经常利用超声波传感器进行，超声波传感器构造成单通道或多通道超声波测量头(相控阵)且执行运转持续时间确定(所谓的UT/ PA/T0FD技术)。在检查时，一个或两个超声波传感器须以高精度沿着安装在转子中的叶片的底部被引导，以便扫描转子的关键区域，即环槽⑴mfangsnut)。为了在这些检查中能够达到结果的良好的可重复性和所获得的数据的良好的质量，检查应与对应的位置确定相联系。机动化的检查是非常有利的，一方面由于可重复的且可精确维持的行驶速度和与此相联系的测量结果的更好的可重复性，另一方面由于待检查的区域的较差的可接近性(在叶片排之间)。因为对于叶片排之间的凹槽中的这样的检查，在该处存在的圆环形的在凹槽底部中的密封条经常未被事先拆卸，所以它是对于自动化检查的重大障碍。在现有技术中目前通常是手动地或利用在检查之前移除密封条和在检查之后重装密封条执行此类检查。然而，这种方式是费时的、仅提供受限制的数据质量以及不太可复现的结果且受缺乏的可接近性阻碍。然而也已使用固定的机器人臂。机器人臂在其应用中非常灵活，然而以较大的机器人为前提条件且需要较长的准备时间。而特别不利的是，待检查的转子须被转动，这使得 (较重且较贵的)转动机构变得必需。而移动的扫描仪也已经是已知的，其可扫过(abfahren)转子的圆周且在此进行必需的检查。这些移动的扫描仪大多数装备有较宽的磁性的轮子，使得它们不能对付在转子的圆周处出现的障碍物、尤其与可多重存在的且部分地具有仅9mm的距离的圆环形的密封条配合。

发明内容
因此，本发明的目的是提供一种检查车辆，其适用于自动地检查转子，在其中在圆周处存在尤其以圆环形的密封条的形式的障碍物，其阻挠圆周由车辆扫过。该目的通过权利要求1的特征的总体来实现。根据本发明的检查车辆，其具有底盘以及多个轮子，轮子这样可转动地且至少部分可机动地驱动地布置在底盘处，即，在轮子上的底盘可沿着待检查的柱形的物体的外圆周被移动，其中，在底盘处布置有磁性的器件，其将检查车辆保持在柱形的物体的表面上，其特征在于，它具有足够的底部间隙 (Bodenfreiheit)，其使得能够没有问题地驶越处于待检查的柱形的物体的外圆周处的障碍物、尤其一个或多个圆环形的从柱体表面径向伸出的且多数在周向上延伸的障碍物、尤其径向伸出的密封条。根据本发明的检查车辆的一个设计方案特征在于，磁性的器件包括磁体组件，其在底部间隙的区域中布置在底盘下方。通过轮子与磁性的器件的分开，车辆的运动和附着可被分开地优化。尤其地，轮子可选择得非常狭窄，使得车辆也可被使用在紧密相邻的障碍物或者密封条之间。本发明的另一设计方案特征在于，磁体组件包括一个或多个永久磁体。由此可在无能量消耗的情况下实现较高的附着力。本发明的另一设计方案特征在于，磁体组件包括一个或多个优选地可接通且可断开的电磁体。此处，为了附着虽然须使用能量，然而为此附着能够被控制。本发明的另一设计方案特征在于，为了避开障碍物，磁体组件至底部的距离和/ 或磁体组件的位置横向于行驶方向是可调节的。由此，车辆可灵活地匹配于不同的使用条件。本发明的另一设计方案特征在于，磁体组件为了减少与驶越的障碍物的相互作用设有非磁性的盖板。由此，可在与障碍物碰撞时减少或完全避免损伤以及阻止附着在磁性的障碍物处。本发明的另一设计方案特征在于，轮子横向于行驶方向是可调节的。该措施也引起使用时增加的灵活性，这是因为轮距(Spurbreite)可适应于障碍物的类型。本发明的另一设计方案特征在于，轮子自身是磁性的且形成磁性的器件。在该情况中，取消单独的磁体组件，这引起相对于障碍物的增加的公差。本发明的另一设计方案特征在于，检查车辆具有驱动单元，其以可控制的方式驱动轮子中的至少一个。由此使得能够自动化地、自主地操作车辆。本发明的另一设计方案特征在于，在检查车辆处设置有用于侧向引导车辆的器件。尤其地，作为在车辆的至少一个纵侧(Laengsseite)处的侧向的导向器件布置有在行驶方向上延伸的导向结构，借助于该导向结构，检查车辆可在柱形的物体的直径梯段 (Durchmesserabsatz)处在周向上被引导。然而，也可想到的是，在环形的密封条处引导车辆。优选地，导向结构包括长形的导轨。当导向结构或者导轨是磁性的时，它被导向轮廓吸引。由此利用仅一个轨道可实现两侧的导向。本发明的另一设计方案特征在于，导向器件具有用于测量侧向的距离的传感器， 其与用于控制车辆的行驶方向的器件共同起作用。借助于控制单元，那么可根据预先给定的常数或在时间上可变化的值调整侧向的距离。在此，车辆例如可主动地通过附加的转向轴来控制。本发明的另一设计方案特征在于，检查车辆具有一个或多个传感器，其适合用于优选地无干扰地检查柱形的物体。利用这些传感器可以在较宽的区域上利用车辆扫描物体和检查变化。本发明的另一设计方案特征在于，传感器可调节地且/或有弹性地被固定在传感器臂的端部处，传感器臂从检查车辆的底盘起在行驶方向上延伸。因此，传感头可匹配于物体的几何形状且同时更少地被车辆自身影响。本发明的另一设计方案特征在于，传感器构造为超声波传感器(UT传感器)、尤其为相控阵传感器。由此根据传感器的类型能够以经验证的技术执行大量的检查。在此，利用相控阵传感器可以以电子的扫描覆盖待检查的物体的更大的区域。本发明的另一设计方案特征在于，在检查车辆处设置有运动传感器，其记录检查车辆的瞬时的行驶速度和/或经过的行程。利用运动传感器不仅可监测和控制车辆的运动，而且检查数据也可关联于相应的车辆位置，以便因此确保探测到的缺陷在物体中的可靠的定位。本发明的另一设计方案特征在于，作为运动传感器设置有编码器，其记录轮子中的至少一个的转动。由此可特别简单地确定和监测车辆的位置和速度。本发明的另一设计方案特征在于，附加地存在外部的运动传感器，其记录车辆相对于底部的运动。利用外部的运动传感器可抵消轮子在底部上的滑动。本发明的又一设计方案特征在于，设置有用于控制检查车辆在柱形的物体的表面上的运动的控制装置，其使检查结果相关于检查车辆在柱形的物体的表面上的相应的位置。


下面，根据实施例与附图相联系地详细阐述本发明。其中图1显示了带有所属的叶片系统的蒸汽涡轮的转子的侧视图；图2显示了在直径梯段或者凹槽的区域中通过涡轮转子的纵截面，其中，在凹槽底部作为对于检查车辆的障碍物布置有多个圆环形的密封条；图3显示了根据本发明的实施例的检查车辆的侧视图；图4显示了在安装在根据图2的凹槽的凹槽底部上的情况中在周向上观察的图3 的检查车辆；以及图5显示了对根据本发明的检查车辆的控制线路的非常简化的示意图。附图标记列表10转子(例如蒸汽涡轮)11转子轴12叶片排13转子叶片14叶片间隙(环绕的)15外表面(转子轴)16密封条17磁体组件18磁体支架19调节装置20检查车辆21 底盘
22轮子
23传感器臂
30，36传感器(例如超声波)
31导轨(侧向的)
32行程测量装置(外部的)
；34臂
40控制线路
41传感器
42驱动器
43编码器(行程测量装置)
44扫描软件
45供电单元
46计算机
具体实施例方式图1显示了蒸汽涡轮的转子10的照片，其具有多个带有转子叶片13的叶片排12， 其围绕中间的转子轴11在周围布置。转子叶片13以其叶片底部被保持在环形地环绕的叶片凹槽中且在其间形成环绕的叶片间隙14，其中的一个在图2中以横截面形式部分地示出。图2的叶片间隙14包括转子叶片13，其处在转子轴11中的环绕的叶片凹槽中，且侧向由转子叶片13限制，其在叶片间隙14由车辆经过时可被用作侧向的参考面。在图2中显示了示例性地三个并排地处于转子轴11的外表面15中的密封条16， 其被放入到外表面15中，然而从外表面15径向伸出一块。它尤其是该类型的障碍物，其使得不能使用传统的车辆。在图3和4中在一个经验证的实施例中示出的新型的检查车辆这样设计，即，它在其前进运动中不被此类障碍物影响。图3以侧向的视图显示了根据本发明的示例性的检查车辆20，而图4以前视图显示了相同的车辆。检查车辆20具有大致矩形的构型的紧凑的底盘21，在底盘21处在行驶方向上在前和在后相应地可转动地安装有成对的轮子22，其中的至少一个可通过安置在底盘21中的驱动单元(图5中的42)来驱动。如在图4中在前视图中可辨认出的那样，轮子22实施成非常狭窄，以便能够没有困难地在外表面15上的紧密地并排的密封条16之间滚动。此外，轮子22具有相对较大的外径，以便给检查车辆20提供必要的底部间隙，从而车辆能够可靠地驶过从外表面15伸出的密封条16(图4)。在底盘21的下侧上布置有带有永久磁体的磁体组件17，其用于将检查车辆20在行驶时可靠地保持在转子10的圆周面上。磁体组件17轻微弯曲地实施，由此它被更好地匹配于转子的弯曲的圆周面。磁体组件17被磁体支架18保持在底盘21的下侧上，磁体支架 18被固定在底盘21处且借助于调节装置19可在高度上进行调节。由此能够用手在底部上相应地在高度上这样调整磁体组件17，即，能够可靠地驶越障碍物且同时施加用于车辆的必要的附着力。此外，因此在车辆放置在检测物体上以及从检测物体移除时可以以简单的方式减小磁性的附着力。然而，带有安装在其处的磁体组件17的磁体支架18优选地也可
7横向于行驶方向被推动，以便能够使狭窄地实施的磁体组件17适应于相邻的密封条16之间的空隙(图4)。此外，在底盘21处安装有在行驶方向上延伸的传感器臂23，其较远地突出于底盘 21且在其前面的自由端处携带有一个(或多个)相应的传感器30。通过该设计方案，检查车辆20灵活地匹配于在转子10处的不同的给定条件是可能的。如在图4中可清楚地辨认出的那样，检查车辆20能够以该方式没有困难地在转子的叶片间隙14中穿过，虽然须驶越多个作为障碍物的密封条16。侧向地在检查车辆20处，在行驶方向上延伸的导轨31布置在轮子22之外，检查车辆20的行驶方向借助导轨31可在暂时的参考面处取向且平行于该参考面。在车辆的面对传感头观的端部处，单独的行程测量装置32被固定在底盘21处且位于底部上。利用行程测量装置32可不依赖于轮子22的滑动记录由检查车辆20经过的行程或者确定检查车辆20的速度。对于自动的检查必需的控制线路示意性地在图5中示出。检查车辆20的驱动器 42与供电单元45相连接。行程测量装置43将位置信号提供到扫描软件44处。传感器41 对于裂缝检测的结果也被输入到该软件中。在计算机46上运行的扫描软件44将位置数据与检查数据联系起来并且评估这些数据。总的来说，通过所建议的检查车辆得出以下优点 检查更可靠； 对于检查不须或仅须进行较少的准备； 转子不须为了检查而被转动，从而不产生与其它伺服工作的冲突，且不需要较重的、经常不可使用的用于转动转子的辅助器件； 检查非�？焖俚厥迪郑� 检查车辆较小且较轻，所属的装备能够容易地运输。
权利要求
1.一种用于检查由可磁化的材料构成的大致柱形的物体、尤其蒸汽涡轮或其它涡轮的转子(10)的检查车辆(20)，所述检查车辆00)具有底盘以及多个轮子(22)，所述轮子0 这样可转动地且至少部分地能够机动地驱动地布置在所述底盘处，即，在所述轮子0 上的所述底盘能够沿着待检查的所述柱形的物体(10)的外圆周被移动，其中，在所述底盘处布置有磁性的器件(17-19)，其将所述检查车辆OO)保持在所述柱形的物体(10)的表面上，其特征在于，所述检查车辆OO)具有足够的底部间隙，其使得能够没有问题地驶越处于待检查的所述柱形的物体(10)的外圆周处的障碍物、尤其一个或多个圆环形的从柱体表面径向伸出的且多数在周向上延伸的障碍物、尤其径向伸出的密封条(16)。
2.根据权利要求1所述的检查车辆，其特征在于，所述磁性的器件(17-19)包括磁体组件(17)，其在所述底部间隙的区域中布置在所述底盘下方。
3.根据权利要求2所述的检查车辆，其特征在于，所述磁体组件(17)包括一个或多个永久磁体。
4.根据权利要求2所述的检查车辆，其特征在于，所述磁体组件(17)包括一个或多个、 优选地可接通且可断开的电磁体。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的检查车辆，其特征在于，为了避开障碍物，所述磁体组件(17)至底部的距离和/或所述磁体组件(17)的位置横向于所述行驶方向能够进行调节。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的检查车辆，其特征在于，所述磁体组件(17)为了减少与驶越的障碍物的相互作用设有非磁性的盖板。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的检查车辆，其特征在于，所述轮子0 能够横向于所述行驶方向调节。
8.根据权利要求1所述的检查车辆，其特征在于，所述轮子0 自身是磁性的且形成所述磁性的器件。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的检查车辆，其特征在于，所述检查车辆OO)具有驱动单元(42)，其以可控制的方式驱动所述轮子0 中的至少一个。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的检查车辆，其特征在于，在所述检查车辆OO)处设置有用于侧向引导所述车辆的器件(31)。
11.根据权利要求10所述的检查车辆，其特征在于，作为侧向的导向器件在所述车辆的至少一个纵侧处布置有在行驶方向上延伸的导向结构(31)，借助于所述导向结构(31) 所述检查车辆能够在所述柱形的物体的直径梯段处在周向上被引导。
12.根据权利要求11所述的检查车辆，其特征在于，所述导向结构包括长形的导轨 (31)。
13.根据权利要求11或12所述的检查车辆，其特征在于，所述导向结构或导轨(31)是磁性的。
14.根据权利要求10所述的检查车辆，其特征在于，所述导向器件具有用于测量所述侧向的距离的传感器，其与用于控制所述车辆的行驶方向的器件共同起作用。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的检查车辆，其特征在于，所述检查车辆OO)具有一个或多个传感器(30)，其适用于优选地无干扰地检查所述柱形的物体。
16.根据权利要求15所述的检查车辆，其特征在于，所述传感器(30)可调节地且/或有弹性地被固定在传感器臂的端部处，所述传感器臂从所述检查车辆00)的底盘起在行驶方向上延伸。
17.根据权利要求15或16所述的检查车辆，其特征在于，所述传感器(30)构造为超声波传感器、尤其为相控阵传感器。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的检查车辆，其特征在于，在所述检查车辆OO) 处设置有运动传感器(43)，其记录所述检查车辆OO)的瞬时的行驶速度和/或所经过的行程。
19.根据权利要求18所述的检查车辆，其特征在于，作为运动传感器设置有编码器 (43)，其记录所述轮子0 中的至少一个的转动。
20.根据权利要求19所述的检查车辆，其特征在于，附加地存在外部的运动传感器，其记录所述车辆相对于底部的运动。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的检查车辆，其特征在于，用于控制所述检查车辆OO)的控制装置(41-46)设置在所述柱形的物体的表面上，其使检查结果相关于所述检查车辆OO)在所述柱形的物体的表面上的相应的位置。
全文摘要
本发明涉及一种用于检查由可磁化的材料构成的大致柱形的物体、尤其蒸汽涡轮或其它涡轮的检查车辆(20)，其具有底盘(21)以及多个轮子(22)，轮子(22)这样可转动地且至少部分地可机动地驱动地布置在底盘(21)处，即，在轮子(22)上的底盘(21)可沿着待检查的柱形的物体(10)的外圆周被移动，其中，在底盘(21)处布置有磁性的器件，其将检查车辆(20)保持在柱形的物体(10)的表面上。检查的容易化由此实现，即，检查车辆(20)具有足够的底部间隙，其使得能够没有问题地驶越处于待检查的柱形的物体(10)的外圆周处的障碍物、尤其一个或多个圆环形的从柱体表面径向伸出的密封条(16)。
文档编号G01C23/00GK102410843SQ20111027875
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月9日 优先权日2010年9月9日
发明者I·托门-斯塔门科夫, S·拉博德, W·泽施 申请人:阿尔斯通技术有限公司