CN106704766A - 一种可自动扶正管内爬行装置 - Google Patents

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郭稚薇
窦益华
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    • F16L55/26—Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
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Abstract

一种可自动扶正管内爬行装置,包括两个机体，两个机体之间通过万向节相连，机体未连接的两个端部分别安装有伸缩腿结构；机腿分为主机腿和副机腿，副机腿顶部之间相连后连接在机体的端部，主机腿直接连接在机体的端部；各个机腿上设置有前端弹簧、后端弹簧与二级滑套；机腿顶部安装有轮部；导向杆上安装有主弹簧，主弹簧上设置有滑套，滑套与二级滑套之间通过连杆支撑连接；机体的底部与顶部分别设置有扶正推杆、扶正弹簧与扶正轮；工作中，电机驱动轮部，轮部带动爬行器在管道内部移动；遇到管道变径时，通过伸缩机构实现管径适应，自动扶正部分的扶正弹簧产生收缩量推动扶正推杆，起到自动扶正的作用；本发明具有结构简单，方便实用的特点。

Description

一种可自动扶正管内爬行装置
技术领域
本发明涉及爬行器技术领域，特别涉及一种可自动扶正管内爬行装置。
背景技术
由于管道自身高效、便捷、环保等特点，管道运输已经成为与铁路、公路、航空、水运并行的五大运输手段之一。但是由于管道在长期服役状态下会受到腐蚀、重压以及外部力冲击等原因，管道会出现老化，产生裂纹、漏孔发生泄漏等现象，同时管道内壁会产生不同程度的结垢，造成管输效率降低，物耗、能耗增加，工艺流程中断，带来安全隐患。所以，针对管道状况的定期检查和维护十分必要，但是管道传统的检修方式多采用挖掘法以及抽样检测法等，这种人工挖掘的方式效率低且工程量大。
管内爬行器是一种可沿管道的内部或外部自动行走的机、电、仪一体化系统，并可携带一种或多种传感器以及操作装置，如超声传感器、涡流传感器、管道清理装置等，在操作人员远距离的控制下，可以实现一系列的管道检测及维修作业。由管道机器人代替人工检测的技术极大的提升了检测的精度、准确度，对改善劳动条件、降低作业成本、提高工作效率有着十分重要的意义。爬行器在作业工程中运行速度的平稳性，以及过弯能力、越障能力等都直接关系到作业的效果。而且目前存在的部分设计产品并未考虑到爬行器的自动扶正能力，尤其是两段式机身爬行器，这可能导致爬行器在中部万向节处塌陷，使爬行器在管道内卡住无法完成预定作业。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种可自动扶正管内爬行装置,通过在机身中部增加自动扶正机构，使爬行器在机身连接处具有支撑机构并有自动扶正功能，具有结构简单，方便实用的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种可自动扶正管内爬行装置,包括两个机体14，所述的两个机体14之间通过万向节16相连，机体14未连接的两个端部分别安装有伸缩腿结构；
所述的伸缩腿结构包括在每个机体14端部安装的导向杆8和三个机腿13，所述的机腿13分为一个主机腿和两个副机腿，所述的两个副机腿顶部之间相连后，通过可转动方式连接在机体14的端部，主机腿直接以可转动方式连接在机体14的端部；各个机腿13上设置有前端弹簧2、后端弹簧4与二级滑套3，二级滑套3设置在前端弹簧2与后端弹簧4之间，机腿13顶部安装有轮部1，所述的导向杆8上安装有主弹簧7，主弹簧7上设置有一级滑套6，一级滑套6与二级滑套3之间通过连杆5支撑连接；
所述的机体14上设置有三组扶正推杆11，分别为底部平行两组，顶部一组；扶正推杆11上套有扶正弹簧10，扶正推杆11端部安装有扶正轮9。
所述的三个机腿13呈伞形分布在导向杆8周围。
所述的扶正推杆11为径向支撑式。
所述的三条机腿13为120°周向对称分布。
所述的扶正轮9为万向轮结构。
本发明的有益效果是：
本发明通过扶正部分可有效支撑起爬行器中间部位，防止两段式机身在连接处塌陷；扶正部分为径向支撑式。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的左视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。
参照图1，爬行器为三腿支撑式伞形结构，三条腿为120°周向对称分布。轮部1通过机腿13连接在机体14上，机腿13上套有前端弹簧2，二级滑套3，后端弹簧4。一级滑套6通过连杆5与二级滑套3相连。当爬行器在管道内部遇到障碍时，某一条轮腿或几条轮腿可通过前端弹簧2的伸缩带动连杆5径向摆动，使得机腿13产生径向收缩的效果达到越障的目的。当管径发生变化时，前端弹簧2开始收缩，二级滑套3向前滑动，通过连杆5带动一级滑套6向后运动压缩主弹簧7，一级滑套6的运动再次带动连杆5，使得轮腿的张角进一步缩小，以达到自适应管径的目的，并能较好克服因管壁内的凹凸不平等出现的障碍因素。
自动扶正部分由扶正轮9、扶正弹簧10、扶正推杆11组成，在爬行中部上下布置形成三点式支撑，如图2中的三个自动扶正部分一12、自动扶正部分二15、自动扶正部分三17所示。扶正轮9通过扶正推杆11与机体14相连，扶正弹簧10套在扶正推杆11上。当遇到障碍时，扶正轮9受力并通过扶正弹簧10的收缩推动扶正推杆11上下运动。当管径发生变化时，自动扶正部分的扶正弹簧10产生相同的收缩量，推动扶正推杆11产生相同位移，保持了受力的平衡，并能够始终给予爬行器中部有力支撑。同时扶正轮9采用万向轮结构，使得爬行器在转向和越障时具有更高的灵活性。
当爬行器在管内遇障或者管径发生变化时，通过扶正弹簧10的伸缩性可使扶正推杆11上下运动，达到越障以及自适应管径的效果。且扶正轮9采用万向轮结构，保证了爬行器充足的灵活性。
在自动扶正的基础上采用万向轮结构，保证了爬行器在管道内良好的转向性，尤其在转弯过程中可防止机器人在管道内卡死。
本发明的工作原理：
在工作的过程中，电机驱动轮部1，轮部1带动爬行器在管道内部进行移动。在遇到管道变径时，通过伸缩机构实现管径适应，具体为：管壁对轮部1施压，前端弹簧2开始收缩，二级滑套3向前滑动，通过连杆5带动一级滑套6向后运动压缩主弹簧7，一级滑套6的运动再次带动连杆5，使得轮腿的张角进一步缩小以达到自适应管径的目的。同时，自动扶正部分的扶正弹簧10产生相同的收缩量，推动扶正推杆11产生相同位移，保持爬行器中部受力平衡，起到自动扶正的作用。

Claims (5)

1.一种可自动扶正管内爬行装置,包括两个机体(14)，其特征在于，所述的两个机体(14)之间通过万向节(16)相连，机体(14)未连接的两个端部分别安装有伸缩腿结构；
所述的伸缩腿结构包括在每个机体(14)端部安装的导向杆(8)和三个机腿(13)，所述的机腿(13)分为一个主机腿和两个副机腿，所述的两个副机腿顶部之间相连后通过可转动方式连接在机体(14)的端部，主机腿直接以可转动方式连接在机体(14)的端部；各个机腿(13)上设置有前端弹簧(2)、后端弹簧(4)与二级滑套(3)，二级滑套(3)设置在前端弹簧(2)与后端弹簧(4)之间，机腿(13)顶部安装有轮部(1)，所述的导向杆(8)上安装有主弹簧(7)，主弹簧(7)上设置有一级滑套(6)，一级滑套(6)与二级滑套(3)之间通过连杆(5)支撑连接；
所述的机体(14)上设置有三组扶正推杆(11)，分别为底部平行两组，顶部一组；扶正推杆(11)上套有扶正弹簧(10)，扶正推杆(11)端部安装有扶正轮(9)。
2.根据权利要求1所述的一种可自动扶正管内爬行装置,其特征在于，所述的三个机腿(13)呈伞形分布在导向杆(8)周围。
3.根据权利要求1所述的一种可自动扶正管内爬行装置,其特征在于，所述的扶正推杆(11)为径向支撑式。
4.根据权利要求1所述的一种可自动扶正管内爬行装置,其特征在于，所述的三条机腿(13为120°周向对称分布。
5.根据权利要求1所述的一种可自动扶正管内爬行装置,其特征在于，所述的扶正轮(9)为万向轮结构。
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