CN105840951B - 一种内涨势管道爬行器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内涨势管道爬行器,属于管道内部运输技术领域。所述内涨势管道爬行器包括:前端机座与摄像装置连接;连接装置一端与前端机座活动连接;履带式行走装置与连接装置的另一端活动连接;推动装置一端与履带式行走装置活动连接;驱动装置与推动装置的另一端活动连接;传动装置与驱动装置连接,传动装置一端与前端机座活动连接;空心导杆一端穿过驱动装置与前端机座连接;后端机座与空心导杆的另一端连接;减速电机设置在后端机座内,传动装置另一端穿过后端机座与减速电机连接。本发明内涨势管道爬行器结构简单可靠,能够为外围技术设备的搭载提供必要的空间、接口和承载能力,且适用于对油气长输管道的施工、检测和管道内部监视。

Description

一种内涨势管道爬行器
技术领域
[0001] 本发明涉及管道内部运输技术领域,特别涉及一种内涨势管道爬行器。
背景技术
[0002] 随着油气长输管道施工配套技术的不断进步,各种针对管道加工、检测、监视技术 手段从管道外部作业方式逐步向管道内部作业方式转变,这就需要用于搭载各种外围技术 设备的管道爬行器。目前现有各种的管道爬行器片面突出了在管内爬行的速度和过弯能力 而设置了大量的冗余复杂机构,而忽视了给外围技术设备的搭载提供必要的空间,接口和 承载能力,造成这一类的爬行器在管道工业的是应用上普及程度很低。
发明内容
[0003] 本发明提供一种内涨势管道爬行器,解决了或部分解决了现有技术中爬行器忽视 了给外围技术设备的搭载提供必要的空间,接口和承载能力的技术问题。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明提供了一种内涨势管道爬行器包括:控制器;摄像装 置;前端机座,与所述摄像装置连接;至少三组连接装置,一端与所述前端机座活动连接;至 少三组履带式行走装置,与所述至少三组连接装置的另一端活动连接;至少三组推动装置, 一端与所述至少三组履带式行走装置活动连接;驱动装置,与所述至少三组推动装置的另 一端活动连接;传动装置,与所述驱动装置连接,所述传动装置一端与所述前端机座活动连 接;空心导杆,一端穿过所述驱动装置与所述前端机座连接;后端机座,与所述空心导杆的 另一端连接;减速电机,设置在所述后端机座内,所述传动装置另一端穿过所述后端机座与 所述减速电机连接;电缆,分别与所述履带式行走装置、减速电机及摄像装置连接;线缆端 子盒,与所述电缆连接,所述线缆端子盒与所述控制器连接;其中,所述控制器通过所述线 缆端子盒向所述电缆发送控制信号,所述电缆将控制信号传递给所述履带式行走装置、减 速电机及摄像装置,所述履带式行走装置在所述管道内部进行动作,所述减速电机带动所 述传动装置驱动所述驱动装置,所述驱动装置推动所述推动装置动作,所述推动装置推动 所述履带式行走装置及连接装置做扩张平动,将所述履带式行走装置压紧在所述管道内壁 上,所述摄像装置观察所述管道内部各方位的工作状态。
[0005] 进一步地,所述前端机座及所述后端机座为圆形内空结构。
[0006] 进一步地,所述摄像装置包括:摄像头,设置在所述前端机座上。
[0007] 进一步地,所述连接装置包括:第一连杆,一端与所述履带式行走装置活动连接, 另一端与所述前端机座活动连接;第二连杆,一端与所述履带式行走装置活动连接,另一端 与所述前端机座活动连接,所述第一连杆与所述第二连杆平行。
[0008] 进一步地,所述履带式行走装置包括:行走架,与所述连接装置的另一端活动连 接;行走电机,设置在所述行走架内,所述行走电机与所述电缆连接;链轮,与所述行走电机 连接;履带,与所述链轮啮合。
[0009] 进一步地,所述推动装置包括:第一推杆,一端与所述履带式行走装置活动连接; 第二推杆,一端与所述第一推杆套装滑动配合,另一端与所述驱动装置活动连接;压簧,设 置在所述第一推杆与所述第二推杆之间。
[0010]进一步地,所述驱动装置包括:平动法兰,与所述推动装置的另一端活动连接;滚 珠导套,设置在所述平动法兰的圆周上,所述滚珠导套与所述空心导杆滑动导向配合。
[0011]进一步地,所述传动装置包括:联轴器;梯形螺母,设置在所述驱动装置上;梯形丝 杆,与所述梯形螺母活动连接,所述梯形丝杆与所述梯形螺母为自锁式螺旋传动配合,所述 梯形丝杆一端穿过所述梯形螺母与所述前端机座活动连接,所述梯形丝杆穿过所述后端 机座通过所述联轴器与所述减速电机连接。
[0012] 进一步地,本发明管道内涨势管道爬行器还包括:Lm)照明灯,设置在所述前端机 座的外圆面端部,所述LH)照明灯与所述电缆连接。
[0013]本发明提供的内涨势管道爬行器的控制器通过线缆端子盒向电缆发送控制信号, 电缆将控制信号传递给履带式行走装置、减速电机及摄像装置,履带式行走装置在管道内 部进行动作,减速电机带动传动装置驱动驱动装置,驱动装置推动推动装置动作,推动装置 推动履带式行走装置及连接装置做扩张平动,将履带式行走装置压紧在管道内壁上,摄像 装置观察管道内部各方位的工作状态,结构简单可靠,能够为外围技术设备的搭载提供必 要的空间、接口和承载能力,且适用于对油气长输管道的施工、检测和管道内部监视。
附图说明
[0014] 图1为本发明实施例提供的内涨势管道爬行器结构示意图;
[0015] 图2为图1中内涨势管道爬行器的主视图;
[0016] 图3为图2中内涨势管道爬行器的A-A向剖视图;
[0017] 图4为图1中内涨势管道爬行器的左视图;
[0018] 图5为图4中内涨势管道爬行器的B-B向剖视图。
具体实施方式
[0019] 参见图1-5,本发明实施例提供的一种本发明实施例提供的一种内涨势管道爬行 器包括:控制器、摄像装置1、前端机座1 〇、连接装置6、履带式行走装置7、推动装置8、驱动装 置9、传动装置12、空心导杆5、后端机座11、减速电机13、电缆3及线缆端子盒4。
[0020] 所述前端机座10与所述摄像装置1连接。
[0021] 所述至少三组连接装置6—端与所述前端机座活动连接。
[0022] 所述至少三组履带式行走装置7与所述至少三组连接装置6的另一端活动连接。
[0023] 所述至少三组推动装置8—端与所述至少三组履带式行走装置7活动连接。
[0024] 所述驱动装置9与所述至少三组推动装置8的另一端活动连接。
[0025] 所述传动装置12与所述驱动装置9连接,所述传动装置12—端与所述前端机座10 活动连接。 &
[0026] 所述空心导杆5—端穿过所述驱动装置9与所述前端机座1〇连接。
[0027] 所述后端机座11与所述空心导杆5的另一端连接。
[0028] 所述减速电机13设置在所述后端机座U内,所述传动装置12另一端穿过所述后端 机座11与所述减速电机13连接。
[0029] 所述电缆3分别与所述履带式行走装置7、减速电机13及摄像装置1连接。
[0030] 所述线缆端子盒4与所述电缆3连接,所述线缆端子盒4与所述控制器连接。
[0031] 其中,所述控制器通过所述线缆端子盒4向所述电缆3发送控制信号,所述电缆3将 控制信号传递给所述履带式行走装置7、减速电机13及摄像装置3,所述履带式行走装置7在 所述管道内部进行动作,所述减速电机13带动所述传动装置12驱动所述驱动装置9,所述驱 动装置9推动所述推动装置8动作,所述推动装置8推动所述履带式行走装置7及连接装置6 做扩张平动,将所述履带式行走装置7压紧在所述管道内壁上,所述摄像装置1观察所述管 道内部各方位的工作状态。
[0032] 详细介绍前端机座10及后端机座11的结构。
[0033] 所述前端机座10及所述后端机座11为圆形内空结构,便于在内部放置部件,节约 外部空间。
[0034] 详细介绍摄像装置1的结构。
[0035] 所述摄像装置3包括:摄像头1-1。
[0036] 所述摄像头3-1固定设置在所述前端机座10上。具体地,在本实施方式中,所述摄 像头3-1通过螺栓固定设置在所述前端机座10上,在其它实施方式中,所述摄像头3-1可通 过其它方式如轴销等固定设置在所述前端机座10上。
[0037] 详细介绍连接装置6的结构。
[0038] 所述连接装置6包括:第一连杆6-1及第二连杆6-2。
[0039] 所述第一连杆6-1—端与所述履带式行走装置7活动连接。具体地,在本实施方式 中,所述第一连杆6-1—端与所述履带式行走装置7铰接。所述第一连杆6_1另一端与所述前 端机座10活动连接。具体地,在本实施方式中,所述第一连杆6-1另一端与所述前端机座10 较接。
[0040] 所述第二连杆6-2—端与所述履带式行走装置7活动连接。具体地,在本实施方式 中,所述第二连杆6-2—端与所述履带式行走装置7铰接。所述第二连杆6-2另一端与所述前 端机座10活动连接。具体地,在本实施方式中,所述第二连杆6-2另一端与所述前端机座1〇 铰接。所述第一连杆6-1与所述第二连杆6-2平行。
[0041] 详细介绍履带式行走装置7的结构。
[0042] 所述履带式行走装置7包括:行走架7-1、行走电机、链轮及履带7-2。
[0043] 所述行走架7-1与所述连接装置6的另一端活动连接。具体地,在本实施方式中,所 述行走架7-1与所述连接装置6的另一端铰接。
[0044] 所述行走电机固定设置在所述行走架7-1内。好、具体地,在本实施方式中,所述行 走电机通过螺栓固定设置在所述行走架7_1内,在其它实施方式中,所述行走电机可通过其 它方式如轴销等固定设置在所述行走架7_1内。所述行走电机与所述电缆3连接,接受所述 控制器发送的控制信号。
[0045]所述链轮与所述行走电机固定连接。具体地,在本实施方式中,所述链轮通过螺栓 与所述行走电机固定连接,在其他宿舍,所述链轮可通过其它方式如轴销等与所述行走电 机固定连接。所述行走电机带动所述链轮转动。
[0046] 所述履带7-2与所述链轮啮合,所述链轮带动所述履带7-2转动。
[0047] 详细介绍推动装置8的结构。
[0048] 所述推动装置8包括:第一推杆8-1、第二推杆8-2及压簧8-3。
[0049] 所述第一推杆8-1—端与所述履带式行走装置7活动连接。具体地,在本实施方式 中,所述第一推杆8-1—端与所述履带式行走装置7较接。
[0050] 所述第二推杆8-2—端与所述第一推杆8-1套装滑动配合。所述第二推杆8-2另一 端与所述驱动装置9活动连接。具体地,在本实施方式中,所述第二推杆8-2另一端与所述驱 动装置9较接。
[0051] 所述压簧8-3设置在所述第一推杆8-1与所述第二推杆8-2之间。
[0052] 详细介绍驱动装置9的结构。
[0053] 所述驱动装置9包括:平动法兰9-1及滚珠导套9-2。
[0054]所述平动法兰9-1与所述推动装置8的另一端活动连接。具体地,在本实施方式中, 所述平动法兰9-1与所述推动装置8的另一端铰接。
[0055]所述滚珠导套9-2固定设置在所述平动法兰9-1的圆周上。具体地,在本实施方式 中,所述滚珠导套9-2通过螺栓固定设置在所述平动法兰9-1的圆周上,在其它实施方式中, 所述滚珠导套9-2可通过其它方式如轴销等固定设置在所述平动法兰9-1的圆周上。所述滚 珠导套9-2与所述空心导杆14滑动导向配合。
[0056] 详细介绍传动装置12的结构。
[0057] 所述传动装置12包括:联轴器12-3、梯形螺母12-1及梯形丝杆12-2。
[0058] 所述梯形螺母12-1固定设置在所述驱动装置9上。具体地,在本实施方式中,所述 梯形螺母12-1通过螺栓固定设置在所述驱动装置9上,在其它实施方式中,所述梯形螺母 12-1可通过其它方式如轴销等固定设置在所述驱动装置9上。
[0059] 所述梯形丝杆12-2与所述梯形螺母12-1活动连接,所述梯形丝杆12-2与所述梯形 螺母12-1为自锁式螺旋传动配合,所述梯形丝杆12-2—端穿过所述梯形螺母12-1与所述前 端机座10活动连接,所述梯形丝杆12-2穿过所述后端机座11通过所述联轴器12-3与所述减 速电机13连接。
[0060]本发明管道内部射线探伤机器人还包括:LED照明灯2。
[0061]所述LED照明灯2固定设置在所述前端机座10的外圆面端部。具体地,在本实施方 式中,所述LED照明灯2通过螺栓固定设置在所述前端机座1〇的外圆面端部,在其它实施方 式中,所述LED照明灯2可通过其它方式如轴销等固定设置在所述前端机座1〇的外圆面端 部。
[0062]为了更清楚的介绍本发明实施例,下面从本发明实施例的使用方法上予以介绍 [0063]将处于收缩初始状态的整机置于管道内部,控制器通过线缆端子盒4向电缆3发送 控制信号,电缆3向减速电I3发送启动信号,启动减速电机13,减速电机13驱动梯形丝杆12-2转动,梯形丝杆12_2通过梯形螺母12-1从而驱动平动法兰9-1沿空心导杆14做平移运动, 梯形丝杆12-2与梯形螺母12-1采用自锁式旋转传动配合。平动法兰9-1推动第二推杆8-2、 压簧8-3和第一推杆8-1—起做平移摆动。第一推杆8-1的另一端推动履带式行走装置7、第 一连杆6_1和第二连杆6-2形成平行四边形机构做扩张平动,当履带式行走装置7与管道内 壁接触并涨紧后第二减速电机13停止工作,此时压簧8-3处于压缩状态,且第一连杆6-1和 第二连杆6-2在梯形丝杆11、梯形螺母12形成的自锁式螺旋传动副的作用下处于锁定状态。 当设备行走过程中遇到管内表面凸凹不平时,履带式行走装置7可以在压簧8-3的作用下进 行适应性调整,始终保持履带式行走装置7与管道内壁紧密接触,并产生较大的摩擦力。三 组履带式行走装置7可以独立进行调速控制,从而实现爬行器的过弯差速动作。位于前端 机座10端部的Lm)照明灯2为管内工作区域提供照明;操作者可以通过摄像头1-1观察管道 内部情况,能够为外围技术设备的搭载提供必要的空间、接口和承载能力,且适用于对油气 长输管道的施工、检测和管道内部监视。
[0064]最后所应说明的是,以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制, 尽管参照实例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明 的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖 在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1. 一种内涨势管道爬行器,其特征在于,包括: 控制器; 摄像装置(1); 前端机座(10),与所述摄像装置⑴连接; 至少三组连接装置(6),一端与所述前端机座(10)活动连接; 至少三组履带式行走装置⑺,与所述连接装置⑹的另一端活动连接; 至少三组推动装置⑻,一端与所述至少三组履带式行走装置⑺活动连接; 驱动装置(9),与所述至少三组推动装置⑻的另一端活动连接; 、 传动装置(12),与所述驱动装置(9)连接,所述传动装置(12) —端与所述前端机座(10) 活动连接; 空心导杆(5),一端穿过所述驱动装置⑼与所述前端机座(1〇)连接; 后端机座(11),与所述空心导杆⑸的另一端连接; % 减速电机(13),设置在所述后端机座(11)内,所述传动装置(12)另一端穿过所述后端 机座(11)与所述减速电机(13)连接; 电缆⑶,分别与所述履带式行走装置⑺、减速电机(13)及摄像装置⑴连接; 线缆端子盒⑷,与所述电缆⑶连接,所述线缆端子盒⑷与所述控制器连接; 所述驱动装置⑼包括: 平动法兰(9-1),与所述推动装置⑻的另一端活动连接; 滚珠导套(9-2),设置在所述平动法兰(9-1)的圆周上,所述滚珠导套(9-2)与所述空心 导杆⑸滑动导向配合; 所述传动装置(12)包括: 联轴器(12-3); 梯形螺母(12-1),设置在所述驱动装置⑼上; 梯形丝杆(12-2),与所述梯形螺母(12-1)活动连接,所述梯形丝杆(12-2)与所述梯形 螺母(12-1)为自锁式螺旋传动配合,所述梯形丝杆(丨2_2) 一端穿过所述梯形螺母(12_1)与 所述前端机座(1〇)活动连接,所述梯形丝杆(12—2)穿过所述后端机座(1丨)通过所述联轴器 (12-3)与所述减速电机(I3)连接; 其中,所述控制器通过所述线缆端子盒⑷向所述电缆(3)发送控制信号,所述电纟览(幻 将控制信号传递给所述履带式行走装置(7)、减速电机(13)及摄像装置(1),所述履带式行 走装置(7)在所述管道内部进行动作,所述减速电机(13)带动所述传动装置(12)驱动所述 驱动装置(9),所述驱动装置(9)推动所述推动装置(8)动作,所述推动装置(8)推动所述® 带式行走装置(7)及连接装置(6)做扩张平动,将所述履带式行走装置(7)压紧在所 内壁上,所述摄像装置(1)观察所述管道内部各方位的工作状态。
2. 根据权利要求1所述的爬行器,其特征在于: 所述前端机座(10)及所述后端机座(11)为圆形内空结构。
3. 根据权利要求1所述的爬行器,其特征在于,所述摄像装置(1)包括: 摄像头(1-1),设置在所述前端机座(10)上。
4. 根据权利要求1所述的爬行器,其特征在于,所述连接装置(6)包括: 第一连杆(6-1),一端与所述履带式行走装置(7)活动连接,另一端与所述前端机座 (10)活动连接; 第二连杆(6-2),一端与所述履带式行走装置(7)活动连接,另一端与所述前端机座 (10)活动连接,所述第一连杆(6-1)与所述第二连杆(6一2)平行。
5. 根据权利要求1所述的爬行器,其特征在于,所述履带式行走装置⑺包括: 行走架(7-1),与所述连接装置⑹的另一端活动连接; 行走电机,设置在所述行走架(7-1)内,所述行走电机与所述电缆⑶连接; 链轮,与所述行走电机连接; 履带(7-2),与所述链轮啮合。
6. 根据权利要求1所述的爬行器,其特征在于,所述推动装置⑻包括: 第一推杆(8-1),一端与所述履带式行走装置00活动连接; 第二推杆(8-2),一端与所述第一推杆(8-1)套装滑动配合,另一端与所述驱动装置(9) 活动连接; 压簧¢-3),设置在所述第一推杆(8_1)与所述第二推杆(8_2)之间。
7.根据权利要求1所述的爬行器,其特征在于,还包括: LED照明灯(2),设置在所述前端机座(1〇)的外圆面端部,所述LED照明灯(2)与所述电 缆⑶连接。
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