CN102435669A - 一种支撑轮式管道内检测装置及系统 - Google Patents

Abstract

一种支撑轮式管道内检测装置及系统，该装置包括：前/后支撑轮机构、腔体及多组检测元件，前/后支撑轮机构具有支撑钢盘及多个支撑元件；多个支撑元件呈圆周方向均匀分布在该支撑钢盘上，每一该支撑元件具有导向轮、两个三点连杆、基架及碟簧组件；基架固定在该支撑钢盘上，每一所述三点连杆通过其上的三个铰支座孔分别与该导向轮的一侧、碟簧组件及基架铰接；腔体具有主筒体、检测器件、密封电连接器及法兰盘；主筒体与法兰盘焊接，检测器位于该主筒体内，密封电连接器安装于主筒体上的插孔内，主筒体通过辅筒体与支撑钢盘焊接；多组检测元件呈圆周状均匀分布在该主筒体上，每组检测元件由传感器支架和传感器组成。

Description

一种支撑轮式管道内检测装置及系统

技术领域

本发明是关于管道检测技术，特别是关于管道内检测技术，具体的讲是关于一种支撑轮式管道内检测装置及系统。

背景技术

管道内检测装置是实现油气管道安全检测的重要装备，主要用于对长输油气管道的管壁缺陷进行检测，提供反映管道服役状况的准确数据，保障输油气管道的安全运行。

传统的漏磁管道内检测装置，由于需要励磁，设备异常笨重，操作不便且收发球作业困难，检测效率低下，极大的限制着其应用。另外，由于传统的漏磁管道内检测装置采用皮碗支撑式结构，不仅内检测装置通过性差，容易发生卡堵，并且长距离检测皮碗磨损严重，易丧失压差，无法推动检测器运行。此外，传统的漏磁管道内检测装置在检测过程中，钢刷、传感器紧贴在管道壁上，造成管道涂层和传感器磨损严重。

发明内容

本发明提供一种支撑轮式管道内检测装置及系统，以增强管道内检测设备的通过性，提高管道检测精度。

为了实现上述目的，在一实施例中，本发明提供一种支撑轮式管道内检测装置，所述的装置包括：前支撑轮机构，具有支撑钢盘及多个支撑元件；所述多个支撑元件呈圆周方向均匀分布在所述支撑钢盘上，每一所述支撑元件具有导向轮、两个三点连杆、基架及碟簧组件；所述基架固定在所述支撑钢盘上，每一所述三点连杆通过其上的三个铰支座孔分别与所述导向轮的一侧、碟簧组件及基架铰接；腔体，具有主筒体、检测器件、密封电连接器及法兰盘；所述的主筒体与法兰盘焊接，所述的检测器位于所述主筒体内，所述密封电连接器安装于主筒体上的插孔内，所述主筒体通过辅筒体与所述支撑钢盘焊接；多组检测元件，呈圆周状均匀分布在所述主筒体上，每组检测元件由传感器支架和传感器组成；后支撑轮机构，具有支撑钢盘及多个支撑元件；所述多个支撑元件呈圆周方向均匀分布在所述支撑钢盘上，每一所述支撑元件具有导向轮、两个三点连杆、基架及碟簧组件；所述支撑钢盘与法兰盘通过螺钉固定，所述的基架固定在所述支撑钢盘上，每一所述三点连杆通过其上的三个铰支座孔分别与所述导向轮的一侧、碟簧组件及基架铰接。每组检测元件中传感器的数量可以为5。

所述的碟簧组件包括：碟黄组，调整垫片组，导向护套，导向调整杆及调整螺母，所述的碟簧组、调整垫片组、导向护套和调整螺母依次套装在所述导向调整杆上，所述的导向护套套在所述碟簧组、调整垫片组的外面，所述的导向调整杆的底端通过销轴与所述的基架铰接。

所述前支撑轮机构的支撑钢盘及所述后支撑轮机构的支撑钢盘上分别具有至少一定位组件，所述定位组件具有底座、定位扭簧、摆杆、编码器及印花钢轮；所述编码器的转轴穿过所述摆杆一端的枢接孔并通过所述印花钢轮的中心孔将所述编码器与印花钢轮紧固，所述底座固定在所述支撑钢盘上，所述底座上具有转动轴，所述转动轴穿过所述定位扭簧及摆杆另一端的枢接孔，所述定位扭簧具有一定位部顶压所述摆杆使所述印花钢轮紧贴管道内壁。

所述的传感器支架包括：安装底座、两根连杆、扭簧、传感器盒及四个保护滚轮；所述两根连杆的一端分别与安装底座的两端通过铰链连接，所述铰链上安装有扭簧，所述两根连杆的另一端、传感器盒及保护滚轮之间通过铰链连接，所述的四个保护滚轮位于传感器盒的四角，所述的安装底座、两根连杆和传感器盒围成一个可伸缩的平行四边形结构，所述传感器安装在所述传感器盒中。

所述检测器件包括：数据采集与处理系统、电源系统、激光陀螺仪和安装架；所述安装架固定于所述主筒体内，所述数据采集与处理系统、电源系统、激光陀螺仪分别固定在所述安装架的安装孔内。所述的数据采集与处理系统包括数据采集卡和计算机。所述的电源系统包括至少两套电池组件，每套电池组件由6只3.8v/30Ah的可充电锂电池组成，并配有独立的充放电系统。

在另一实施例中，本发明提供一种支撑轮式管道内检测系统，所述的系统包括：皮碗清管器、前支撑轮式管道内检测装置及后支撑轮式管道内检测装置；所述的皮碗清管器通过万向联轴器与前支撑轮式管道内检测装置，所述前支撑轮式管道内检测装置通过万向联轴器与后支撑轮式管道内检测装置连接；所述的前/后支撑轮式管道内检测装置包括：前支撑轮机构，具有支撑钢盘及多个支撑元件；所述多个支撑元件呈圆周方向均匀分布在所述支撑钢盘上，每一所述支撑元件具有导向轮、两个三点连杆、基架及碟簧组件；所述基架固定在所述支撑钢盘上，每一所述三点连杆通过其上的三个铰支座孔分别与所述导向轮的一侧、碟簧组件及基架铰接；腔体，具有主筒体、检测器件、密封电连接器及法兰盘，所述的主筒体与法兰盘焊接，所述的检测器位于所述主筒体内，所述腔体通过主筒体上的凸起与所述的支撑钢盘焊接；多组检测元件，呈圆周均匀分布在所述主筒体上，每组检测元件由传感器支架和传感器组成；后支撑轮机构，具有支撑钢盘及多个支撑元件；所述多个支撑元件呈圆周方向均匀分布在所述支撑钢盘上，每一所述支撑元件具有导向轮、两个三点连杆、基架及碟簧组件；所述支撑钢盘与法兰盘通过螺钉固定，所述的基架固定在所述支撑钢盘上，每一所述三点连杆通过其上的三个铰支座孔分别与所述导向轮的一侧、碟簧组件及基架铰接。每组检测元件中传感器的数量可以为5。

所述的皮碗清管器包括：防撞头、钢制骨架、清管皮碗及定位接收机；所述防撞头焊接于所述钢制骨架前端；所述清管皮碗由螺栓紧固在所述钢制骨架上；所述定位接收机位于钢制骨架内部，用于发射电磁波信号。

所述的碟簧组件包括：碟黄组，调整垫片组，导向护套，导向调整杆及调整螺母，所述的碟簧组、调整垫片组、导向护套和调整螺母依次套装在所述导向调整杆上，所述的导向护套套在所述碟簧组、调整垫片组的外面，所述的导向调整杆的底端通过销轴与所述的基架铰接。

所述前支撑轮机构的支撑钢盘及所述后支撑轮机构的支撑钢盘上分别具有至少一定位组件，所述定位组件具有底座、定位扭簧、摆杆、编码器及印花钢轮；所述编码器的转轴穿过所述摆杆一端的枢接孔并通过所述印花钢轮的中心孔将所述编码器与印花钢轮紧固，所述底座固定在所述支撑钢盘上，所述底座上具有转动轴，所述转动轴穿过所述定位扭簧及摆杆另一端的枢接孔，所述定位扭簧具有一定位部顶压所述摆杆使所述印花钢轮紧贴管道内壁。

所述的传感器支架包括：安装底座、两根连杆、扭簧、传感器盒及四个保护滚轮；所述两根连杆的一端分别与安装底座的两端通过铰链连接，所述铰链上安装有扭簧，所述两根连杆的另一端、传感器盒及保护滚轮之间通过铰链连接，所述的四个保护滚轮位于传感器盒的四角，所述的安装底座、两根连杆和传感器盒围成一个可伸缩的平行四边形结构，所述传感器安装在所述传感器盒中。

所述检测器件包括：数据采集与处理系统、电源系统、激光陀螺仪和安装架；所述安装架固定于所述主筒体内，所述数据采集与处理系统、电源系统、激光陀螺仪分别固定在所述安装架的安装孔内。所述的数据采集与处理系统包括数据采集卡和计算机。所述的电源系统包括至少两套电池组件，每套电池组件由6只3.8v/30Ah的可充电锂电池组成，并配有独立的充放电系统。

本发明实施例的有益效果：通过采用自适应的支撑轮结构和多通道检测环结构，极大的增强检测装置的通过性能与越障能力，同时延长了牵引皮碗的使用寿命，提高了其密封可靠性；通过采用新型强磁记忆传感器，在提高检测精度的同时，简化了检测设备的结构，使重量大为减轻，并消除了检测设备对管道涂层的损伤；采用滚轮结构，避免了传感器与管壁的直接接触，消除了传感器的磨损，降低检测成本；同时自适应的检测环结构保证传感器与管壁的距离恒定，进一步提高了检测的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例支撑轮式管道内检测装置的结构图；

图2为本发明实施例前/后支撑轮机构的结构示意图；

图3为本发明实施例碟簧组件的结构示意图；

图4为本发明实施例前/后支撑轮机构的整体结构示意图；

图5为本发明实施例的传感器支架结构图；

图6为本发明实施例多组检测元件的整体结构示意图；

图7为本发明实施例定位组件的结构图；

图8为本发明实施例支撑轮式管道内检测系统的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明所要解决的技术问题是：第一，通过性问题；发明的内检测装置能够自动适应管道内壁的突变，具有良好的通过性和较强的越障能力。第二，轻便性问题；通过采用强磁记忆技术，大大简化检测装置的结构，减轻其重量，并进一步增强其通过性。第三，传感器探头保护问题；保护传感器探头不被磨损，延长其使用寿命，降低检测成本。第四，皮碗保护问题；最大限度的降低皮碗的磨损，延长其使用距离，保障内检测装置的检测距离。

实施例一

如图1所示，本发明提供一种支撑轮式管道内检测装置，所述的装置包括：前支撑轮机构1，腔体，多组检测元件2及后支撑轮机构3。

参考图1及图2所示，前支撑轮机构1具有支撑钢盘101及多个支撑元件；所述多个支撑元件呈圆周方向均匀分布在所述支撑钢盘上，每一所述支撑元件具有导向轮102、两个三点连杆103、基架201及碟簧组件20。

参考图2及图3所示，所述的碟簧组件20包括：碟黄组301，调整垫片组302，导向护套202，导向调整杆203及调整螺母204，所述的碟簧组301、调整垫片组302、导向护套202和调整螺母204依次套装在所述导向调整杆203上，所述的导向护套202套在所述碟簧组301、调整垫片组302的外面，所述的导向调整杆203的底端通过销轴与所述的基架201铰接。

所述基架201固定在所述支撑钢盘101上，固定有多种方式，可以是通过焊接将所述基架201固定在所述支撑钢盘101上，也可以是通过螺母将所述基架201固定在所述支撑钢盘101上，本发明不限于此，这些固定连接方式为本技术领域公知技术，不再赘述。每一所述的三点连杆103通过其上的三个铰支座孔205分别与所述导向轮102的一侧碟、簧组件20及基架201铰接。图4为前支撑轮机构1的整体结构示意图，如图4所示，每个支撑元件的两个三点连杆分别与基座铰接，对称分布在碟簧组件20及导向轮102的两侧。本发明实施例的前支撑轮机构具有弹性，遇到障碍时向内收缩。

腔体具有主筒体104、检测器件(图中未示出)、密封电连接器105及法兰盘106；所述的主筒体104与法兰盘106焊接，所述的检测器位于所述主筒体104内，所述密封电连接器105安装于主筒体104上的插孔内，密封电连接器105与插孔内壁之间利用密封圈密封，密封电连接器105可以将所需线缆引入到筒体内，所述主筒体104通过辅筒体107与所述支撑钢盘101焊接，法兰盘106端面开有密封槽，配合密封圈起到密封主筒体内部空间的作用。

多组检测元件2呈圆周状均匀分布在所述主筒体104上，如图5所示，每组检测元件2由传感器支架和传感器108组成；主筒体104上的开有安装槽，用于传感器支架的安装。所述的传感器支架包括：安装底座501、两根连杆502、扭簧503、传感器盒504及四个保护滚轮505；所述两根连杆502的一端分别与安装底座501的两端通过铰链连接，所述铰链上安装有扭簧503，所述两根连杆502的另一端、传感器盒504及保护滚轮505之间通过铰链连接，所述的四个保护滚轮505位于传感器盒504的四角，用于保护传感器免受损伤。所述的安装底座501、两根连杆502和传感器盒504围成一个可伸缩的平行四边形结构，所述传感器108安装在所述传感器盒504中。图6为本发明实施例多组检测元件2的整体结构示意图，图6中示出了9组检测元件，本发明检测器件的组数不限于此。在检测过程中，可伸缩的传感器支架通过扭簧的柔性调节使保护滚轮紧贴在管道内壁，保证传感器与管壁的距离恒定，使数据检测准确可靠。

后支撑轮机构3具有支撑钢盘101及多个支撑元件；所述多个支撑元件呈圆周方向均匀分布在所述支撑钢盘上，每一所述支撑元件具有导向轮102、三点连杆103、基架201及碟簧组件20；所述支撑钢盘101与法兰盘106通过螺钉固定；所述基架201固定在所述支撑钢盘101上，固定有多种方式，可以是通过焊接将所述基架201固定在所述支撑钢盘101上，也可以是通过螺母将所述基架201固定在所述支撑钢盘101上，本发明不限于此，这些固定连接方式为本技术领域公知技术，不再赘述。所述的三点连杆103通过其上的三个铰支座孔205分别与所述碟簧组件20、基架201及导向轮102的一侧铰接。

后支撑轮机构3的碟簧组件与图2、图3中介绍的前支撑轮机构1的碟簧组件完全相同，不再赘述。

后支撑轮机构3与图4中前支撑轮机构1的结构相同，每个支撑元件的两个三点连杆103分别与基座铰接，对称分布在碟簧组件20及导向轮102的两侧。本发明实施例的后支撑轮机构同样具有弹性，遇到障碍时向内收缩。

通过调整上述碟簧组301和调整垫片组302的数量或组合方式，可以调整导向轮102的位置和装置的支撑力，以适应不同管径的管道和不同重量的检测装置。调节上述调整螺母204可以调节预紧力的大小。在检测过程中，如遇到管壁突起或变形处，支撑轮机构受力向内收缩，检测装置可顺利通过。当通过形变处后，在碟簧的作用下，支撑轮机构恢复原始状态。

如图1所示，所述前支撑轮机构1的支撑钢盘101及所述后支撑轮机构3的支撑钢101上分别具有至少一定位组件109，如图7所示，所述定位组件109具有底座701、定位扭簧702、摆杆703、编码器704及印花钢轮705；所述编码器704的转轴706穿过所述摆杆一端的枢接孔并通过所述印花钢轮705的中心孔将所述编码器704与印花钢轮705紧固，所述底座701固定在所述支撑钢盘101上，所述底座701上具有转动轴707，所述转动轴707穿过所述定位扭簧702及摆杆703另一端的枢接孔，所述定位扭簧702具有一定位部708顶压所述摆杆703使所述印花钢轮705紧贴管道内壁。前支撑轮机构1的支撑钢盘101的圆周上及后支撑轮机构1的支撑钢盘101的圆周上可以分别有多个定位组件109，并且该多个定位组件109在以支撑钢盘101中心为圆心的圆周上。

所述检测器件包括：数据采集与处理系统、电源系统、激光陀螺仪和安装架；所述安装架固定于所述主筒体内，所述数据采集与处理系统、电源系统、激光陀螺仪分别固定在所述安装架的安装孔内。所述的数据采集与处理系统包括数据采集卡和计算机。

当检测装置运行时，印花钢705轮受力转动，编码器704及传感器108输出的脉冲信号被上述信号采集与处理系统采集并处理。

进一步地，所述的电源系统包括至少两套电池组件，每套电池组件由6只3.8v/30Ah的可充电锂电池组成，并配有独立的充放电系统。每组检测元件中传感器的数量为5，本发明不依此为限。

实施例二

如图8所示，本发明提供一种支撑轮式管道内检测系统，所述的系统包括三节：依次为皮碗清管器100、前支撑轮式管道内检测装置200及后支撑轮式管道内检测装置300；所述的皮碗清管器100通过万向联轴器801与前支撑轮式管道内检测装置200，所述前支撑轮式管道内检测装置200通过万向联轴器801与后支撑轮式管道内检测装置300连接。

参考图1及图2所示，前支撑轮机构1具有支撑钢盘101及多个支撑元件；所述多个支撑元件呈圆周方向均匀分布在所述支撑钢盘上，每一所述支撑元件具有导向轮102、两个三点连杆103、基架201及碟簧组件20。

参考图2及图3所示，所述的碟簧组件20包括：碟黄组301，调整垫片组302，导向护套202，导向调整杆203及调整螺母204，所述的碟簧组301、调整垫片组302、导向护套202和调整螺母204依次套装在所述导向调整杆203上，所述的导向护套202套在所述碟簧组301、调整垫片组302的外面，所述的导向调整杆203的底端通过销轴与所述的基架201铰接。

所述基架201固定在所述支撑钢盘101上，固定有多种方式，可以是通过焊接将所述基架201固定在所述支撑钢盘101上，也可以是通过螺母将所述基架201固定在所述支撑钢盘101上，本发明不限于此，这些固定连接方式为本技术领域公知技术，不再赘述。每一所述的三点连杆103通过其上的三个铰支座孔205分别与所述碟簧组件20、基架201及导向轮102的一侧铰接。图4为前支撑轮机构1的整体结构示意图，如图4所示，每个支撑元件的两个三点连杆分别与基座铰接，对称分布在碟簧组件20及导向轮102的两侧。本发明实施例的前支撑轮机构具有弹性，遇到障碍时向内收缩。

腔体具有主筒体104、检测器件(图中未示出)、密封电连接器105及法兰盘106；所述的主筒体104与法兰盘106焊接，所述的检测器位于所述主筒体104内，所述密封电连接器105安装于主筒体104上的插孔内，将所需线缆引入到筒体内，所述主筒体104通过辅筒体107与所述支撑钢盘101焊接，法兰盘106端面开有密封槽，配合密封圈起到密封主筒体内部空间的作用。

多组检测元件2呈圆周状均匀分布在所述主筒体104上，如图5所示，每组检测元件2由传感器支架和传感器108组成；所述的传感器支架包括：安装底座501、两根连杆502、扭簧503、传感器盒504及四个保护滚轮505；所述两根连杆502的一端分别与安装底座501的两端通过铰链连接，所述铰链上安装有扭簧503，所述两根连杆502的另一端、传感器盒504及保护滚轮505之间通过铰链连接，所述的四个保护滚轮505位于传感器盒504的四角，，用于保护传感器免受损伤。所述的安装底座501、两根连杆502和传感器盒504围成一个可伸缩的平行四边形结构，所述传感器108安装在所述传感器盒504中。在检测过程中，可伸缩的传感器支架通过扭簧的柔性调节使保护滚轮紧贴在管道内壁，保证传感器与管壁的距离恒定，使数据检测准确可靠。

图6为本发明实施例多组检测元件2的整体结构示意图，图6中示出了9组检测元件，本发明检测器件的组数不限于此。所述的前支撑轮式管道内检测装置中的每组检测元件2与后支撑轮式管道内检测装置中的每组检测元件2在轴向错开，以使传感器均匀布满管道内壁的整个圆周，如图8所示，前支撑轮式管道内检测装置中有一组检测元件2在AB之间的连线上，而后支撑轮式管道内检测装置中的检测元件2在不在AB之间的连线上而是错开一定角度。

后支撑轮机构3具有支撑钢盘101及多个支撑元件；所述多个支撑元件呈圆周方向均匀分布在所述支撑钢盘上，每一所述支撑元件具有导向轮102、两个三点连杆103、基架201及碟簧组件20；所述支撑钢盘101与法兰盘106通过螺钉固定；所述基架201固定在所述支撑钢盘101上，固定有多种方式，可以是通过焊接将所述基架201固定在所述支撑钢盘101上，也可以是通过螺母将所述基架201固定在所述支撑钢盘101上，本发明不限于此，这些固定连接方式为本技术领域公知技术，不再赘述。每一所述的三点连杆103通过其上的三个铰支座孔205分别与所述碟簧组件20、基架201及导向轮102的一侧铰接。

后支撑轮机构3的碟簧组件与图2、图3中介绍的前支撑轮机构1的碟簧组件完全相同，不再赘述。

后支撑轮机构3与图4中前支撑轮机构1的结构相同，每个支撑元件的两个三点连杆103分别与基座铰接，对称分布在碟簧组件20及导向轮102的两侧。本发明实施例的后支撑轮机构具有弹性，遇到障碍时向内收缩。

通过调整上述碟簧组301和调整垫片组302的数量或组合方式，可以调整导向轮102的位置和装置的支撑力，以适应不同管径的管道和不同重量的检测装置。调节上述调整螺母204可以调节预紧力的大小。在检测过程中，如遇到管壁突起或变形处，支撑轮机构受力向内收缩，检测装置可顺利通过。当通过形变处后，在碟簧的作用下，支撑轮机构恢复原始状态。

如图1所示，所述前支撑轮机构1的支撑钢盘101及所述后支撑轮机构3的支撑钢101上分别具有至少一定位组件109，如图7所示，所述定位组件109具有底座701、定位扭簧702、摆杆703、编码器704及印花钢轮705；所述编码器704的转轴706穿过所述摆杆一端的枢接孔并通过所述印花钢轮705的中心孔将所述编码器704与印花钢轮705紧固，所述底座701固定在所述支撑钢盘101上，所述底座701上具有转动轴707，所述转动轴707穿过所述定位扭簧702及摆杆703另一端的枢接孔，所述定位扭簧702具有一定位部708顶压所述摆杆703使所述印花钢轮705紧贴管道内壁。前支撑轮机构1的支撑钢盘101的圆周上及后支撑轮机构1的支撑钢盘101的圆周上可以分别有多个定位组件109，并且该多个定位组件109在以支撑钢盘101中心为圆心的圆周上。

所述检测器件包括：数据采集与处理系统、电源系统、激光陀螺仪和安装架；所述安装架固定于所述主筒体内，所述数据采集与处理系统、电源系统、激光陀螺仪分别固定在所述安装架的安装孔内。所述的数据采集与处理系统包括数据采集卡和计算机。所述的数据采集与处理系统可由多通道的高速数据采集卡和高性能计算机组成，可满足远距离高精度管道检测的需求。

当检测装置运行时，印花钢705轮受力转动，编码器704及传感器108输出的脉冲信号被上述信号采集与处理系统采集并处理。

进一步地，所述的电源系统包括至少两套电池组件，每套电池组件由6只3.8v/30Ah的可充电锂电池组成，并配有独立的充放电系统。每组检测元件中传感器的数量为5，本发明不依此为限。

如图8所示，所述的皮碗清管器100包括：防撞头802、钢制骨架803、清管皮碗804及定位接收机(图中未示)；所述防撞头802焊接于所述钢制骨架803前端，撞击时可以起到缓冲作用；所述清管皮碗804由螺栓紧固在所述钢制骨架803上；所述定位接收机位于钢制骨架803内部，用于发射电磁波信号，当发生卡堵时，可迅速找到卡堵位置。皮碗清管器100主要起密封作用，牵引装置前进。

支撑轮式管道内检测系统由专用的台架运送到发球筒，进入被检管道。在管道内运行时，清管皮碗804密封前后压差，拉动整个检测系统前进，导向轮102受力被紧压在管壁上，滚动前进。传感器支架上的连杆502在扭簧503的作用下，使位于传感器盒504上的保护滚轮505紧贴在管壁上，使得传感器108与管壁的距离恒定，保证检测数据的准确可靠。当遇到管壁有突起或者形变时，导向轮102受力内压，导向护套202内的碟簧组受压变形，使得前支撑轮机构1和后支撑轮机构3向内收缩，顺利通过形变处。在通过形变处后，前支撑轮机构1和后支撑轮机构3在碟簧组的作用下舒张，恢复初始位置。当多组检测元件2运行到形变处时，连杆502向后摆动，挤压扭簧503变形，而扭簧503的反作用力使传感器盒504在向内收缩时仍可以紧贴在管壁上，不会漏检任何缺陷。通过形变处后，连杆502在扭簧503的作用下摆动，使多组检测元件2恢复初始位置。前、后支撑轮机构和多组检测元件2均形成类似于“伞”形结构，如附图4及图6所示。

所述的定位组件的摆杆703在定位扭簧702的作用下，使印花钢轮705紧贴在管壁上转动，编码器704输出的脉冲由数据采集与处理系统采集并处理，用于缺陷的初步定位。

本发明实施例的有益效果：通过采用自适应的支撑轮结构和多通道检测环结构，极大的增强检测装置的通过性能与越障能力，同时延长了牵引皮碗的使用寿命，提高了其密封可靠性；通过采用新型强磁记忆传感器，在提高检测精度的同时，简化了检测设备的结构，使重量大为减轻，并消除了检测设备对管道涂层的损伤；采用滚轮结构，避免了传感器与管壁的直接接触，消除了传感器的磨损，降低检测成本；同时自适应的检测环结构保证传感器与管壁的距离恒定，进一步提高了检测的精度。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种支撑轮式管道内检测装置，其特征在于，所述的装置包括：

前支撑轮机构，具有支撑钢盘及多个支撑元件；所述多个支撑元件呈圆周方向均匀分布在所述支撑钢盘上，每一所述支撑元件具有导向轮、两个三点连杆、基架及碟簧组件；所述基架固定在所述支撑钢盘上，每一所述三点连杆通过其上的三个铰支座孔分别与所述导向轮的一侧、碟簧组件及基架铰接；

腔体，具有主筒体、检测器件、密封电连接器及法兰盘；所述的主筒体与法兰盘焊接，所述的检测器位于所述主筒体内，所述密封电连接器安装于主筒体上的插孔内，所述主筒体通过辅筒体与所述支撑钢盘焊接；

多组检测元件，呈圆周状均匀分布在所述主筒体上，每组检测元件由传感器支架和传感器组成；及

后支撑轮机构，具有支撑钢盘及多个支撑元件；所述多个支撑元件呈圆周方向均匀分布在所述支撑钢盘上，每一所述支撑元件具有导向轮、两个三点连杆、基架及碟簧组件；所述支撑钢盘与法兰盘通过螺钉固定，所述的基架固定在所述支撑钢盘上，每一所述三点连杆通过其上的三个铰支座孔分别与所述导向轮的一侧、碟簧组件及基架铰接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的碟簧组件包括：碟黄组，调整垫片组，导向护套，导向调整杆及调整螺母，所述的碟簧组、调整垫片组、导向护套和调整螺母依次套装在所述导向调整杆上，所述的导向护套套在所述碟簧组、调整垫片组的外面，所述的导向调整杆的底端通过销轴与所述的基架铰接。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述前支撑轮机构的支撑钢盘及所述后支撑轮机构的支撑钢盘上分别具有至少一定位组件，所述定位组件具有底座、定位扭簧、摆杆、编码器及印花钢轮；所述编码器的转轴穿过所述摆杆一端的枢接孔并通过所述印花钢轮的中心孔将所述编码器与印花钢轮紧固，所述底座固定在所述支撑钢盘上，所述底座上具有转动轴，所述转动轴穿过所述定位扭簧及摆杆另一端的枢接孔，所述定位扭簧具有一定位部顶压所述摆杆使所述印花钢轮紧贴管道内壁。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的传感器支架包括：安装底座、两根连杆、扭簧、传感器盒及四个保护滚轮；所述两根连杆的一端分别与安装底座的两端通过铰链连接，所述铰链上安装有扭簧，所述两根连杆的另一端、传感器盒及保护滚轮之间通过铰链连接，所述的四个保护滚轮位于传感器盒的四角，所述的安装底座、两根连杆和传感器盒围成一个可伸缩的平行四边形结构，所述传感器安装在所述传感器盒中。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测器件包括：数据采集与处理系统、电源系统、激光陀螺仪和安装架；所述安装架固定于所述主筒体内，所述数据采集与处理系统、电源系统、激光陀螺仪分别固定在所述安装架的安装孔内。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的数据采集与处理系统包括数据采集卡和计算机。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的电源系统包括至少两套电池组件，每套电池组件由6只3.8v/30Ah的可充电锂电池组成。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，每组检测元件中传感器的数量为5。

9.一种支撑轮式管道内检测系统，其特征在于，所述的系统包括：皮碗清管器、前支撑轮式管道内检测装置及后支撑轮式管道内检测装置；所述的皮碗清管器通过万向联轴器与前支撑轮式管道内检测装置，所述前支撑轮式管道内检测装置通过万向联轴器与后支撑轮式管道内检测装置连接；

所述的前/后支撑轮式管道内检测装置包括：

前支撑轮机构，具有支撑钢盘及多个支撑元件；所述多个支撑元件呈圆周方向均匀分布在所述支撑钢盘上，每一所述支撑元件具有导向轮、两个三点连杆、基架及碟簧组件；所述基架固定在所述支撑钢盘上，每一所述三点连杆通过其上的三个铰支座孔分别与所述导向轮的一侧、碟簧组件及基架铰接；

腔体，具有主筒体、检测器件、密封电连接器及法兰盘，所述的主筒体与法兰盘焊接，所述的检测器位于所述主筒体内，所述腔体通过主筒体上的凸起与所述的支撑钢盘焊接；

多组检测元件，呈圆周均匀分布在所述主筒体上，每组检测元件由传感器支架和传感器组成；及

后支撑轮机构，具有支撑钢盘及多个支撑元件；所述多个支撑元件呈圆周方向均匀分布在所述支撑钢盘上，每一所述支撑元件具有导向轮、两个三点连杆、基架及碟簧组件；所述支撑钢盘与法兰盘通过螺钉固定，所述的基架固定在所述支撑钢盘上，每一所述三点连杆通过其上的三个铰支座孔分别与所述导向轮的一侧、碟簧组件及基架铰接。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述的皮碗清管器包括：防撞头、钢制骨架、清管皮碗及定位接收机；所述防撞头焊接于所述钢制骨架前端；所述清管皮碗由螺栓紧固在所述钢制骨架上；所述定位接收机位于钢制骨架内部，用于发射电磁波信号。

11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述的碟簧组件包括：碟簧组，调整垫片组，导向护套，导向调整杆及调整螺母，所述的碟簧组、调整垫片组、导向护套和调整螺母依次套装在所述导向调整杆上，所述的导向护套套在所述碟簧组、调整垫片组的外面，所述的导向调整杆的底端通过销轴与所述的基架铰接。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述前支撑轮机构的支撑钢盘及所述后支撑轮机构的支撑钢盘上分别具有至少一定位组件，所述定位组件具有底座、定位扭簧、摆杆、编码器及印花钢轮；所述编码器的转轴穿过所述摆杆一端的枢接孔并通过所述印花钢轮的中心孔将所述编码器与印花钢轮紧固，所述底座固定在所述支撑钢盘上，所述底座上具有转动轴，所述转动轴穿过所述定位扭簧及摆杆另一端的枢接孔，所述定位扭簧具有一定位部顶压所述摆杆使所述印花钢轮紧贴管道内壁。

13.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述的传感器支架包括：安装底座、两根连杆、扭簧、传感器盒及四个保护滚轮；所述两根连杆的一端分别与安装底座的两端通过铰链连接，所述铰链上安装有扭簧，所述两根连杆的另一端、传感器盒及保护滚轮之间通过铰链连接，所述的四个保护滚轮位于传感器盒的四角，所述的安装底座、两根连杆和传感器盒围成一个可伸缩的平行四边形结构，所述传感器安装在所述传感器盒中。

14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述的前支撑轮式管道内检测装置中的每组检测元件与后支撑轮式管道内检测装置中的每组检测元件在轴向错开，以使传感器均匀布满管道内壁的整个圆周。

15.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述检测器件包括：数据采集与处理系统、电源系统、激光陀螺仪和安装架；所述安装架固定于所述主筒体内，所述数据采集与处理系统、电源系统、激光陀螺仪分别固定在所述安装架的安装孔内。

16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述的数据采集与处理系统包括数据采集卡和计算机。

17.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述的电源系统包括至少两套电池组件，每套电池组件由6只3.8v/30Ah的可充电锂电池组成。

18.如权利要求9所述的系统，其特征在于，每组检测元件中传感器的数量为5。

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