CN104763858A - 一种新型的管道勘测搭载平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有攀爬和转弯能力的管道勘测搭载平台，尤指一种靠同步带紧贴管壁运转产生推进力、依靠柔性软管连接实现转弯的管道勘测搭载平台。本发明公开了一种具有攀爬和转弯能力的管道勘测搭载平台，包括上机体、连接软轴、传动机体、攀爬带支架；上机体与传动机体通过连接软轴连接，攀爬带支架通过传动轴安装到传动机体上，依靠传动机体带动同步攀爬带进行运转。上机体包括自适应支腿、支腿安装架、对接平台，传动机体包括蜗轮、蜗杆、驱动电机、密封外壳，攀爬带支架包括同步带、同步带轮、张紧轮、安装架、电作动筒；本发明能在竖直管道和弯曲管道里推进，可以搭载各种勘测和清理设备完成对管道的检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有攀爬和转弯能力的管道勘测搭载平台，具体的说，涉及一种靠同步带紧贴管壁运转产生推进力、依靠柔性软管连接实现转弯的管道勘测搭载平台。
背景技术
管道通常用于流体运输，被广泛应用于众多领域，并且起着不可替代的作用。随着使用年限的增加，为提高管道的传输效率和使用效率，必须将对管道状况进行勘测，管道内情况复杂，管径也会发生变化，工业现场工况更加复杂，有较多竖直和弯曲的传输管道，对管道勘测提出了更高的要求，这也就体现出了具有攀爬能力和转弯能力的管道勘测机器人的研究意义。本发明依靠同步带紧贴管壁运转产生推进力、依靠柔性软管连接实现转弯，在恶劣的管道环境下，管道勘测平台能够稳定地输出推进力，能够出色地完成竖直、弯曲管道的攀爬和勘测。目前管道得到越来越广泛的应用，但是管道的勘测还大多停留在人工层面上，尤其是工业现场竖直管道的勘测。关于竖直弯曲管道勘测的研究还比较少，本发明在攀爬能力、转弯能力以及适应能力上都有极强的优势，属于未来管道勘测研究领域的热门。
发明内容
技术问题：本发明为了适应上述要求，提供一种能在复杂管道环境下依靠同步带紧贴管壁运转产生推进力、依靠柔性软管连接实现转弯的管道勘测搭载平台，本发明能在竖直管道和弯曲管道里推进，可以搭载各种勘测和清理设备完成对管道的检测。
技术方案：为了达到上述目的，本发明提供一种能在复杂管道环境下依靠同步带紧贴管壁运转产生推进力、依靠柔性软管连接实现转弯的管道勘测搭载平台，本发明的技术方案如下：
具有攀爬和转弯能力的管道勘测搭载平台包括上机体、连接软轴、传动机体、攀爬带支架；上机体与传动机体通过连接软轴连接，攀爬带支架通过传动轴安装到传动机体上，依靠传动机体带动同步攀爬带进行运转；
所述的上机体包括自适应支腿、支腿安装架、对接平台；
所述的自适应支腿包括滚轮、滚轮安装架、滚轮连接架、压簧、压簧套筒；滚轮安装架一端开槽安装滚轮，另一端中心开螺纹孔，用以连接滚轮连接架，滚轮连接架一端是螺纹，另一端是一段台阶轴，用以卡在具有一段锥面的压簧套筒之内，压簧放置在压簧套筒内，压簧套筒底端开有销孔，用于与支腿安装架固定连接；
进一步，所述的传动机体包括蜗轮、蜗杆、驱动电机、密封外壳；驱动电机带动蜗杆转动，蜗杆与三个设定好减速比的蜗轮配合，带动蜗轮转动，蜗轮再带动传动轴转动；
进一步，所述的攀爬带支架包括同步带、同步带轮、张紧轮、安装架、电作动筒；攀爬带支架共有六个同步带，两个为一组，分布在传动轴的左右两侧，三组同步带在连接软轴圆周上呈120°分布；
所述的同步带轮通过顶丝与传动轴固定，传动轴可带动同步带轮转动，同步带轮带动同步带，同步带用于贴合管壁，可以通过张紧轮调节同步带张紧度；电作动筒一端与密封外壳连接，一端与攀爬带支架连接，通过电作动筒可以调节同步带与管壁的贴合度。
有益效果：与现有管道勘测技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、具有较强的攀爬能力
工业现场复杂的作业环境决定了竖直管道存在的必要性，当前对于竖直管道的清理与勘测主要靠拆卸后人工；当前对水平管道的勘测主要是依靠四轮小车搭载摄像头等勘测设备，四轮小车不能适用于竖直管道网络；本发明依靠六个攀爬带紧贴管壁运转，带动整个设备沿管壁运动，攀爬带与管壁贴合度可根据电作动筒调节，攀爬过程只需克服自身重力和摩擦力，攀爬能力较强且可靠。
2、实现弯管转弯
本发明上机体和下机体采用软轴连接，设备运动动力在下机体，依靠下机体通过软轴推动上机体，上机体只有三个接触轮与管壁贴合，且尺寸偏小，所以遇到转弯管道时，下机体继续推动可以使软轴弯曲，带动整个设备转弯。
3、可搭载各种勘测设备，实用性强
本发明除了满足攀爬和转弯功能，还设计有对外接口，可以搭载摄像头、超声波探测仪、成像仪等探测设备，可带动探测设备进入竖直弯管网络进行探测。
4、结构紧凑，大传动比
本发明整体体积较小，结构紧凑，采用蜗轮蜗杆传动方式，具有较大传动比，所需电机功率小，适合工作在较狭小的管道密闭空间。
附图说明
图1为本发明的整体结构及外观图。
图2为本发明上机体的行走机构图。
图3为本发明传动机体的传动外观图。
图4为本发明传动机体的内部传动机构分析图。
图5为本发明在管道中行走的实施方式图。
图中有1.上机体，101.自适应支腿，102.支腿安装架，103.对接平台，104.滚轮，105.滚轮安装架，106.压簧套筒，107.压簧，108.滚轮连接架，2.连接软轴，3.传动机体，301.密封外壳，302.蜗杆，303.传动轴，304.蜗轮，305.驱动电机，306.滚动轴承，4.攀爬带支架，401.同步带轮，402.同步带支架，403.同步带，404.张紧轮，405.电作动筒。
具体实施方式
为使本发明的技术方案、结构特点更加清楚，下面结合附图对本发明做更进一步的详细说明。
具有攀爬和转弯能力的管道勘测搭载平台包括上机体1、连接软轴2、传动机体3、攀爬带支架4；上机体1与传动机体3通过连接软轴2连接，攀爬带支架4通过传动轴303安装到传动机体3上，依靠传动机体3带动同步攀爬带401进行运转；上机体1包括自适应支腿101、支腿安装架102、对接平台103；三条自适应支腿101呈120°安装在支腿安装架102上，对接平台103在整个设备的最前端，固定安装在支腿安装架103上；传动机体3包括蜗轮304、蜗杆302、驱动电机305、密封外壳301；驱动电机305带动蜗杆302转动，蜗杆302与三个设定好减速比的蜗轮304配合，带动蜗轮304转动，蜗轮304再带动传动轴303转动；攀爬带支架4包括同步带403、同步带轮401、张紧轮404、同步带支架402、电作动筒405；攀爬带支架4共有六个同步带403，两个为一组，分布在传动轴303的左右两侧，三组同步带403在连接软轴2圆周上呈120°分布；同步带轮401通过顶丝与传动轴303固定，传动轴303可带动同步带轮401转动，同步带轮401带动同步带403，同步带403用于贴合管壁，可以通过张紧轮404调节同步带403张紧度；电作动筒405一端与密封外壳301连接，一端与攀爬带支架4连接，通过电作动筒405可以调节同步带403与管壁的贴合度。
图2反应的是上机体在管径有变化时自适应的实施方式，自适应支腿101包括滚轮104、滚轮安装架105、滚轮连接架108、压簧107、压簧套筒106；滚轮安装架105一端开槽安装滚轮104，另一端中心开螺纹孔，用以连接滚轮连接架108，滚轮连接架108一端是螺纹，另一端是一段台阶轴，用以卡在具有一段锥面的压簧套筒106之内，压簧107放置在压簧套筒106内，压簧套筒106底端开有销孔，用于与支腿安装架102固定连接；遇到有管径变化的情况，滚轮104受压，压缩弹簧107即可通过，如此设计的滚轮具有两个自由度，侧面遇到障碍时，亦可旋转通过。
图3、图4反应的是传动机体3的核心传动部件，由蜗杆302分别与三个呈120°的蜗轮304啮合，电机305驱动蜗杆302带动三个蜗轮304转动，每个蜗轮304中心通过键引出3根传动轴303，用以连接带动攀爬带轮401。
图1、图5反应有攀爬带支架4的机构图，同步带轮401带动同步带403，同步带403用于贴合管壁，可以通过张紧轮404调节同步带403张紧度；电作动筒405一端与密封外壳301连接，一端与攀爬带支架4连接，通过电作动筒405调节同步带403与管壁的贴合度。
图5反应的是整个勘测设备在管壁中的行走方式，上机体1的三个行走支腿101和六条攀爬带403与管壁紧密接触，依靠电机305驱动传动机体3带动攀爬带403运转，攀爬带403的贴壁运转，克服掉自身重力和摩擦力，推动整个设备向上向前运动，本发明与管壁接触上机体三个点、下机体六个点，且接触点相对机身全面对称，所以受力均匀，运动平稳。
本实施样例是反应的整个勘测设备在管壁中转弯方式，本发明结构紧凑，总长20cm左右，且与管壁接触的各点都具备有一定的自适应性，遇到转弯时，攀爬带403运转，推动上机体1继续运动，上机体1自适应支腿101会沿着转弯的管壁前进，此时连接软轴2弯曲变形，这就使得转弯的机体更小了，传动机体3与攀爬带支架4相对管壁都是点接触，所以能够实现设备转弯。
Claims (4)
1.具有攀爬和转弯能力的管道勘测搭载平台，其特征在于：该搭载平台包括上机体1、连接软轴2、传动机体3、攀爬带支架4；上机体1与传动机体3通过连接软轴2连接，攀爬带支架4通过传动轴303安装到传动机体3上，依靠传动机体3带动同步攀爬带401进行运转；上机体1包括自适应支腿101、支腿安装架102、对接平台103；三条自适应支腿101呈120°安装在支腿安装架102上，对接平台103在整个设备的最前端，固定安装在支腿安装架103上；传动机体3包括蜗轮304、蜗杆302、驱动电机305、密封外壳301；驱动电机305带动蜗杆302转动，蜗杆302与三个设定好减速比的蜗轮304配合，带动蜗轮304转动，蜗轮304再带动传动轴303转动；攀爬带支架4包括同步带403、同步带轮401、张紧轮404、同步带支架402、电作动筒405；攀爬带支架4共有六个同步带403，两个为一组，分布在传动轴303的左右两侧，三组同步带403在连接软轴2圆周上呈120°分布；同步带轮401通过顶丝与传动轴303固定，传动轴303可带动同步带轮401转动，同步带轮401带动同步带403，同步带403用于贴合管壁，可以通过张紧轮404调节同步带403张紧度；电作动筒405一端与密封外壳301连接，一端与攀爬带支架4连接，通过电作动筒405可以调节同步带403与管壁的贴合度。
2.根据权利要求1中所述的自适应支腿101，其特征在于：自适应支腿101包括滚轮104、滚轮安装架105、滚轮连接架108、压簧107、压簧套筒106；滚轮安装架105一端开槽安装滚轮104，另一端中心开螺纹孔，用以连接滚轮连接架108，滚轮连接架108一端是螺纹，另一端是一段台阶轴，用以卡在具有一段锥面的压簧套筒106之内，压簧放置在压簧套筒106内，压簧套筒106底端开有销孔，用于与支腿安装架102固定连接。
3.根据权利要求1所述的传动机体3，其特征在于：传动机体3的核心传动部件，由蜗杆302分别与三个呈120°的蜗轮304啮合，电机305驱动蜗杆302带动三个蜗轮304转动，每个蜗轮304中心通过键引出3根传动轴303，用以连接带动攀爬带轮401，传动机体3的蜗轮302、蜗杆304都被密封外壳301包裹住，防止灰尘进入传动部分。
4.根据权利要求1、2、3中所述的管道勘测搭载平台，其特征在于：上机体1的三个行走支腿101和六条攀爬带403与管壁紧密接触，依靠电机305驱动传动机体3带动攀爬带403运转，攀爬带403的贴壁运转，推动整个设备向上向前运动，与管壁接触上机体三个点、下机体六个点，且接触点相对机身全面对称，所以受力均匀，总长20cm左右，且与管壁接触的各点都具备有一定的自适应性，遇到转弯时，攀爬带403运转，推动上机体1继续运动，上机体1自适应支腿101会沿着转弯的管壁前进，此时连接软轴2弯曲变形，这就使得转弯的机体更小了，传动机体3与攀爬带支架4相对管壁都是点接触，所以能够实现设备转弯。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Beijing Zhong Tongke Xiang Science and Technology Ltd. Document name: Notification that Application Deemed to be Withdrawn |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150708 |