CN103029767B - 一种环管道运动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环管道运动机构，通过设置伸缩机构、旋转机构和翻转机构，实现了在各种材质管道上均能进行环管道的360°周向运动的功能，该机构小巧，对管道周围空间要求少，通过性好。若对该运动机构支撑，还可实现机构“换道”到相邻的管道上，携带相应的工具进行下一根管道的作业。本发明采用力封闭方式，支持力可调，对复杂的环境有较好的适应性，且可较为方便地拆卸安装，在保证机构灵活性的同时不失作业的可靠性，工作效率高。

Description

一种环管道运动机构

技术领域

本发明涉及一种运动机构，特别是涉及一种环管道运动机构。

背景技术

管道运输广泛用于石油、天然气的长距离运输。也正是由于其运量大、连续运输的特性，若管道出现问题，不但影响产品的正常运送，还有可能产生安全隐患，威胁生产安全，因此对管道的清扫、涂装、切焊和检测等作业就显得非常重要。

鉴于运输管道多为平直的长管，对管道的一次作业很难覆盖所有管道面，因此需要作业装置能相对于管道进行周向运动，调整作业装置至最佳的角度，完成进一步的作业。

中国发明专利公开号CN1424155A公开了一种切断、开槽的管道专用工具，该工具由一个长套筒定心固定于管道上，其进给与环管道的周向运动均由齿轮传动完成，定位精度高、可靠，且能保证刀具与管道的垂直度要求。但该工具只能沿轴向方向安装，这就要求待加工的管道一端完全开放，这也限制其只能在一根管道上自动运行，拆卸不便，不易实现自动化装卸，且不能在多根管道间连续作业；受固定用长套筒内径的限制，管道的尺寸不能变化太大，使得该工具对管径的适应性较差，且结构较为复杂。

中国发明专利公开号CN101138994A公开了一种轮式永磁吸附管道爬行机器人，该机器人能在铁磁性管道外表面沿管道轴线方向按任意路线爬行，并且该管道可以是任意倾斜角度。该机器人靠永磁机构吸附，靠车轮行进及转向，永磁吸附机构位置可微调，进而调整吸附力以适应不同作业要求。但该机器人只能适用于铁磁性管道，机器人整体环管道运动，在管道周围空间较小时，通过性差，且只能在单根管道工作，不能连续作业多根管道。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种环管道运动机构，该机构能在各种材质管道上完成环管道的360°周向运动，该机构小巧，对管道周围空间要求少，通过性好。若对该运动机构支撑，还可实现机构“换道”到相邻的管道上，携带相应的工具进行下一根管道的作业。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种环管道运动机构，包括支架，所述支架上设有与其转动连接的双向丝杠，所述双向丝杠上连接有上下对称布置螺纹旋向相反的两个丝母，所述丝母上设有导套，所述导套固接在伸缩电机架上，所述导套上设有与其中心线平行的滑槽，所述滑槽内设有固接在所述丝母上的销钉，所述丝母的外端部设有与其垂直的翻转臂；所述双向丝杠上安装有第一蜗轮，所述第一蜗轮与第一蜗杆啮合，所述第一蜗杆与伸缩电机的输出轴连接，所述伸缩电机固定在所述伸缩电机架上；所述翻转臂上设有与其垂直的前后两根翻转轮轴，每根所述翻转轮轴两端各装一个翻转带轮，位于同一所述翻转臂同侧的两个所述翻转带轮上缠绕有一根翻转传动带，所述翻转传动带嵌装在所述翻转带轮的凹槽内；同一所述翻转臂的两根所述翻转轮轴上均连接有第二蜗轮，两个所述第二蜗轮均与第二蜗杆啮合，所述第二蜗杆与翻转电机的输出轴连接，所述翻转电机固装在所述翻转臂上；在任意一个所述导套上连接有第三蜗轮，所述第三蜗轮与第三蜗杆啮合，所述第三蜗杆与旋转电机的输出轴连接，所述旋转电机固装在所述支架上。

本发明具有的优点和积极效果是：通过设置伸缩机构、旋转机构和翻转机构，实现了在各种材质管道上均能进行环管道的360°周向运动的功能，该机构小巧，对管道周围空间要求少，通过性好。若对该运动机构支撑，还可实现机构“换道”到相邻的管道上，携带相应的工具进行下一根管道的作业。

本发明采用力封闭方式，支持力可调，对复杂的环境有较好的适应性，且可较为方便地拆卸安装，易实现自动化控制，在保证机构灵活性的同时不失作业的可靠性，工作效率高。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本发明伸缩电机架的局部示意图；

图3为本发明导套与丝母连接的示意图；

图4为本发明的应用示意。

图中：1、翻转传动带，2、翻转带轮，3、第二蜗轮，4、第二蜗杆，5、翻转轮轴，6、翻转臂，7、丝母，8、导套，9、第三蜗轮，10、伸缩电机，11、第一蜗杆，12、旋转电机，13、伸缩电机架，14、支架，15、翻转电机，16、第三蜗杆，17、双向丝杠，18、第一蜗轮，19、销钉。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图4，一种环管道运动机构，包括支架14，所述支架14上设有与其转动连接的双向丝杠17，所述双向丝杠17上连接有上下对称布置螺纹旋向相反的两个丝母7，所述丝母7上设有导套8，所述导套8固接在伸缩电机架13上，所述导套8上设有与其中心线平行的滑槽，所述滑槽内设有固接在所述丝母7上的销钉19，所述丝母7的外端部设有与其垂直的翻转臂6；所述双向丝杠17上安装有第一蜗轮18，所述第一蜗轮18与第一蜗杆11啮合，所述第一蜗杆11与伸缩电机10的输出轴连接，所述伸缩电机10固定在所述伸缩电机架13上；所述翻转臂6上设有与其垂直的前后两根翻转轮轴5，每根所述翻转轮轴5两端各装一个翻转带轮2，位于同一所述翻转臂6同侧的两个所述翻转带轮2上缠绕有一根翻转传动带1，所述翻转传动带1嵌装在所述翻转带轮2的凹槽内；同一所述翻转臂6的两根所述翻转轮轴5上均连接有第二蜗轮3，两个所述第二蜗轮3均与第二蜗杆4啮合，所述第二蜗杆4与翻转电机15的输出轴连接，所述翻转电机15固装在所述翻转臂6上；在任意一个所述导套8上连接有第三蜗轮9，所述第三蜗轮9与第三蜗杆16啮合，所述第三蜗杆16与旋转电机12的输出轴连接，所述旋转电机12固装在所述支架14上。

本发明的工作原理：

启动伸缩电机10，伸缩电机10驱动第一蜗杆11正转，带动第一蜗轮18和与之固连的双向丝杠17，进而带动丝母7接近双向丝杠17的垂直平分面，使连接在丝母7上的翻转臂6抱紧在管道上，此时翻转机构完成了翻转臂6的收缩和对管道的抱紧，实现了翻转机构1对机器人的整体支撑。待行走机构爬行带轮脱离管道后，启动翻转电机15，翻转电机15驱动第二蜗杆4转动，带动两个第二蜗轮3和与之固连的翻转带轮轴5，进而带动同样固定在翻转带轮轴5上的翻转带轮2转动，实现并联全驱动，带动翻转传动带1转动。两个翻转臂6上的翻转电机15同时启动，但转向始终相反，借助翻转臂6对管道的抱紧力和翻转传动带1与管道的摩擦力提供机器人整体环管道翻转运动的力矩，本机构能进行环管道360°的圆周运动，并能在任意角度位置停止并可靠定位，完成相应的作业。当外加支撑装置时，伸缩电机10反转，带动翻转臂6离开管道。当翻转臂6完全脱离管道时，旋转电机12驱动第三蜗杆16反转，带动翻转臂6旋转到相邻管道上，开始下一根管道的作业。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种环管道运动机构，其特征在于，包括支架，所述支架上设有与其转动连接的双向丝杠，所述双向丝杠上连接有上下对称布置螺纹旋向相反的两个丝母，所述丝母上设有导套，所述导套固接在伸缩电机架上，所述导套上设有与其中心线平行的滑槽，所述滑槽内设有固接在所述丝母上的销钉，所述丝母的外端部设有与其垂直的翻转臂；所述双向丝杠上安装有第一蜗轮，所述第一蜗轮与第一蜗杆啮合，所述第一蜗杆与伸缩电机的输出轴连接，所述伸缩电机固定在所述伸缩电机架上；所述翻转臂上设有与其垂直的前后两根翻转轮轴，每根所述翻转轮轴两端各装一个翻转带轮，位于同一所述翻转臂同侧的两个所述翻转带轮上缠绕有一根翻转传动带，所述翻转传动带嵌装在所述翻转带轮的凹槽内；同一所述翻转臂的两根所述翻转轮轴上均连接有第二蜗轮，两个所述第二蜗轮均与第二蜗杆啮合，所述第二蜗杆与翻转电机的输出轴连接，所述翻转电机固装在所述翻转臂上；在任意一个所述导套上连接有第三蜗轮，所述第三蜗轮与第三蜗杆啮合，所述第三蜗杆与旋转电机的输出轴连接，所述旋转电机固装在所述支架上。