CN106870874A - 一种管道运动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管道运动装置，包括末端运动组件（1）、车轮组合装置（2）、车轮组伸缩摇摆组件（3）以及车轮组旋转组件（4）；本发明是一种管道运动装置，该装置结构简单、操作灵活，能够在管道系统内自如运动，实现拐弯、换道等复杂运动，同时能够防止装置坠落，还能适应不同尺寸、不同横截面形状的管道需求。

Description

一种管道运动装置
技术领域
本发明涉及一种运动装置，具体是一种适用于管道系统的运动装置。
背景技术
管道是油、气、液体等的常用运输方式之一，具有占地空间小、成本低等优点。管道系统的检查、排障及内部清理工作通常采用人工的方式，具有成本高、危险性大、工作难度大等不足，而现有的智能运动装置又无法满足管道系统多样性的需求。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种管道运动装置，该装置结构简单、操作灵活，能够在管道系统内自如运动，实现拐弯、换道等复杂运动，同时能够防止装置坠落，还能适应不同尺寸、不同横截面形状的管道需求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种管道运动装置，包括末端运动组件、车轮组合装置、车轮组伸缩摇摆组件以及车轮组旋转组件；车轮组合装置将四组末端运动组件有机结合起来，组合成可以支撑管道内壁面并沿管道轴向运动的车轮组；车轮组旋转组件和六组车轮组伸缩摇摆组件组合成管道运动装置的主体运动机构，车轮组伸缩摇摆组件末端连接车轮组，从而构成能够在管道系统内自如运动，实现拐弯、换道等复杂运动的管道运动装置，该装置结构简单、操作灵活，能够防止坠落，还能适应不同尺寸、不同横截面形状的管道需求。
所述的末端运动组件包括车轮、车轮轴、车轮旋转轴承、轴套、车轮轴固定销以及叉形车轮架；车轮旋转轴承有两个，其内外圈分别与车轮轴和车轮的沉孔紧配合，其中一个车轮旋转轴承由车轮轴的轴肩和车轮的沉孔璧面轴向定位，另一个车轮旋转轴承由轴套和车轮的沉孔璧面轴向定位；叉形车轮架两侧矩形凸台插入车轮轴两端的矩形孔中，并由车轮轴固定销固定，从而构成车轮可绕其轴线旋转的末端运动组件；
所述的车轮组合装置包括车轮伸缩保持杆、车轮伸缩液压缸活塞杆、车轮伸缩液压缸缸筒以及车轮组合件；车轮伸缩保持杆、车轮伸缩液压缸活塞杆以及车轮伸缩液压缸缸筒均有四组，分别位于车轮组合件的上、下、左、右四个侧面；车轮伸缩液压缸缸筒与车轮组合件焊接在一起，车轮伸缩液压缸活塞杆与末端运动组件中的叉形车轮架焊接在一起；车轮伸缩保持杆一组两根，一端焊接在叉形车轮架两侧，另一端穿过车轮伸缩液压缸缸筒上的对应通孔，以防止车轮伸缩液压缸活塞杆相对于车轮伸缩液压缸缸筒的转动；从而构成上、下、左、右四个方位均有可伸缩末端运动装置的车轮组，以实现支撑管道内壁面并沿其轴线的直线运动，同时四组末端运动组件的伸缩运动相互独立，可满足不同横截面形状的管道需求；
所述的车轮组伸缩摇摆组件包括球铰连接件、车轮组伸缩保持杆、车轮组伸缩液压缸活塞杆以及车轮组伸缩液压缸缸筒；车轮组伸缩液压缸缸筒与车轮组组合件焊接在一起，车轮组伸缩液压缸活塞杆的活动端末端呈球状，球头插入车轮组合件的半球形凹槽，并通过球铰连接件限定位置，从而构成球铰结构；车轮组伸缩保持杆一组两根，一端焊接在车轮组伸缩液压缸活塞杆上，另一端穿过车轮组伸缩液压缸缸筒上的对应通孔，以防止车轮组伸缩液压缸活塞杆相对于车轮组伸缩液压缸缸筒的转动；从而构成能够带动车轮组伸缩以及绕任意轴摇摆的车轮组伸缩摇摆组件，以实现该装置在拐弯、换道过程中的形态变换；同时能够防止装置在带竖直管道的管道系统中运动时发生坠落；
所述的车轮组旋转组件包括车轮组组合件和车轮组旋转轴承；车轮组组合件有两个，分别与车轮组旋转轴承的内外圈螺栓固定，构成可绕车轮组旋转轴承轴线进行相对旋转的结构；车轮组组合件的左、右、外三个方位上均与车轮组伸缩液压缸缸筒的一端焊接，从而构成能够带动车轮组伸缩摇摆组件及车轮组绕车轮组旋转轴承轴线旋转的车轮组旋转组件，以适应多种夹角情况下的换道需求。
所述的叉形车轮架、车轮组合件以及球铰连接件采用铸造工艺制作而成。
所述的车轮伸缩液压缸活塞杆、车轮伸缩液压缸缸筒、车轮组伸缩液压缸活塞杆以及车轮组伸缩液压缸缸筒采用市面上常见的液压缸结构，并对末端进行相应处理以满足要求。
本发明是一种管道运动装置，该装置结构简单、操作灵活，能够在管道系统内自如运动，实现拐弯、换道等复杂运动，同时能够防止装置坠落，还能适应不同尺寸、不同横截面形状的管道需求，并且本发明的末端运动组件均能实现自主运动，6个独立的的末端运动组件相互结合变化，实现了无障碍的管道变向以及穿过错综复杂的交叉管路。
附图说明
图1为本发明实施例提供的管道运动装置原理示意图；
图中：1、末端运动组件，2、车轮组合装置，3、车轮组伸缩摇摆组件，4、车轮组旋转组件。
图2为本发明实施例提供的末端运动组件原理示意图；
图中：1.1、车轮，1.2、车轮轴，1.3、车轮旋转轴承，1.4、轴套，1.5、车轮轴固定销，1.6、叉形车轮架。
图3为本发明实施例提供的车轮组合装置原理示意图；
图中：2.1、车轮伸缩保持杆，2.2、车轮伸缩液压缸活塞杆，2.3、车轮伸缩液压缸缸筒，2.4、车轮组合件。
图4为本发明实施例提供的车轮组伸缩摇摆组件原理示意图；
图中：3.1、球铰连接件，3.2、车轮组伸缩保持杆，3.3、车轮组伸缩液压缸活塞杆，3.4、车轮组伸缩液压缸缸筒。
图5为本发明实施例提供的球铰连接件结构示意图；
图6为本发明实施例提供的车轮组旋转组件原理示意图；
图中：4.1、车轮组组合件，4.2、车轮组旋转轴承。
图7为本发明实施例提供的管道运动装置拐弯原理示意图。
图8为本发明实施例提供的管道运动装置换道原理示意图。
图9为本发明实施例提供的管道运动装置防坠原理示意图。
图10为本发明实施例在倾斜交叉的管道中变道原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，是本发明实施例提供的一种管道运动装置原理示意图，它包括末端运动组件1、车轮组合装置2、车轮组伸缩摇摆组件3以及车轮组旋转组件4；车轮组合装置2将四组末端运动组件1有机结合起来，组合成可以支撑管道内壁面并沿管道轴向运动的车轮组；车轮组旋转组件4和六组车轮组伸缩摇摆组件3组合成管道运动装置的主体运动机构，车轮组伸缩摇摆组件3末端连接车轮组，从而构成能够在管道系统内自如运动，实现拐弯、换道等复杂运动的管道运动装置，该装置结构简单、操作灵活，能够防止坠落，还能适应不同尺寸、不同横截面形状的管道需求。
请参阅图2，是本发明实施例提供的一种管道运动装置的末端运动组件原理示意图，它包括车轮1.1、车轮轴1.2、车轮旋转轴承1.3、轴套1.4、车轮轴固定销1.5以及叉形车轮架1.6；车轮旋转轴承1.3有两个，其内外圈分别与车轮轴1.2和车轮1.1的沉孔紧配合，其中一个车轮旋转轴承1.3由车轮轴1.2的轴肩和车轮1.1的沉孔璧面轴向定位，另一个车轮旋转轴承1.3由轴套1.4和车轮1.1的沉孔璧面轴向定位；叉形车轮架1.6两侧矩形凸台插入车轮轴1.2两端的矩形孔中，并由车轮轴固定销1.5固定，从而构成车轮1.1可绕其轴线旋转的末端运动组件1；
所述的叉形车轮架1.6采用铸造工艺制作而成。
请参阅图3，是本发明实施例提供的一种管道运动装置的车轮组合装置原理示意图，它包括车轮伸缩保持杆2.1、车轮伸缩液压缸活塞杆2.2、车轮伸缩液压缸缸筒2.3以及车轮组合件2.4；车轮伸缩保持杆2.1、车轮伸缩液压缸活塞杆2.2以及车轮伸缩液压缸缸筒2.3均有四组，分别位于车轮组合件2.4的上、下、左、右四个侧面；车轮伸缩液压缸缸筒2.3与车轮组合件2.4焊接在一起，车轮伸缩液压缸活塞杆2.2与末端运动组件1中的叉形车轮架1.6焊接在一起；车轮伸缩保持杆2.1一组两根，一端焊接在叉形车轮架1.6两侧，另一端穿过车轮伸缩液压缸缸筒2.3上的对应通孔，以防止车轮伸缩液压缸活塞杆2.2相对于车轮伸缩液压缸缸筒2.3的转动；从而构成上、下、左、右四个方位均有可伸缩末端运动装置的车轮组，以实现支撑管道内壁面并沿其轴线的直线运动，同时四组末端运动组件1的伸缩运动相互独立，可满足不同横截面形状的管道需求；
所述的车轮组合件2.4采用铸造工艺制作而成；
所述的车轮伸缩液压缸活塞杆2.2和车轮伸缩液压缸缸筒2.3采用市面上常见的液压缸结构，并对末端进行相应处理以满足要求。
请参阅图4-5，是本发明实施例提供的一种管道运动装置的车轮组伸缩摇摆组件原理示意图及其中球铰连接件的结构示意图，它包括球铰连接件3.1、车轮组伸缩保持杆3.2、车轮组伸缩液压缸活塞杆3.3以及车轮组伸缩液压缸缸筒3.4；车轮组伸缩液压缸缸筒3.4与车轮组组合件4.1焊接在一起，车轮组伸缩液压缸活塞杆3.3的活动端末端呈球状，球头插入车轮组合件2.4的半球形凹槽，并通过球铰连接件3.1限定位置，从而构成球铰结构；车轮组伸缩保持杆3.2一组两根，一端焊接在车轮组伸缩液压缸活塞杆3.3上，另一端穿过车轮组伸缩液压缸缸筒3.4上的对应通孔，以防止车轮组伸缩液压缸活塞杆3.3相对于车轮组伸缩液压缸缸筒3.4的转动；从而构成能够带动车轮组伸缩以及绕任意轴摇摆的车轮组伸缩摇摆组件3，以实现该装置在拐弯、换道过程中的形态变换；同时能够防止装置在带竖直管道的管道系统中运动时发生坠落；
所述的球铰连接件3.1采用铸造工艺制作而成；
所述的车轮组伸缩液压缸活塞杆3.3和车轮组伸缩液压缸缸筒3.4采用市面上常见的液压缸结构，并对末端进行相应处理以满足要求。
请参阅图6，是本发明实施例提供的一种管道运动装置的车轮组旋转组件原理示意图，它包括车轮组组合件4.1和车轮组旋转轴承4.2；车轮组组合件4.1有两个，分别与车轮组旋转轴承4.2的内外圈螺栓固定，构成可绕车轮组旋转轴承4.2轴线进行相对旋转的结构；车轮组组合件4.1的左、右、外三个方位上均与车轮组伸缩液压缸缸筒3.4的一端焊接，从而构成能够带动车轮组伸缩摇摆组件3及车轮组绕车轮组旋转轴承4.2轴线旋转的车轮组旋转组件4，以适应多种夹角情况下的换道需求。
请参阅图7，是本发明实施例提供的一种管道运动装置的拐弯原理示意图。
请参阅图8，是本发明实施例提供的一种管道运动装置的换道原理示意图。
请参阅图9，是本发明实施例提供的一种管道运动装置的防坠原理示意图。
如图10为本发明实施例在倾斜交叉的管道中拐弯原理示意图，本发明，其通过车轮组旋转组件4能够自主调节选择进入的管道，并通过相互直接的支撑调节，通过一系列的伸缩运动，完成倾斜交叉管道的换道运动。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种管道运动装置，包括末端运动组件（1）、车轮组合装置（2）、车轮组伸缩摇摆组件（3）以及车轮组旋转组件（4）；车轮组合装置（2）将四组末端运动组件（1）有机结合起来，组合成可以支撑管道内壁面并沿管道轴向运动的车轮组；车轮组旋转组件（4）和六组车轮组伸缩摇摆组件（3）组合成管道运动装置的主体运动机构，车轮组伸缩摇摆组件（3）末端连接车轮组。
2.根据权利要求1所述的一种管道运动装置，其特征在于，所述的末端运动组件（1）包括车轮（1.1）、车轮轴（1.2）、车轮旋转轴承（1.3）、轴套（1.4）、车轮轴固定销（1.5）以及叉形车轮架（1.6）；车轮旋转轴承（1.3）有两个，其内外圈分别与车轮轴（1.2）和车轮（1.1）的沉孔紧配合，其中一个车轮旋转轴承（1.3）由车轮轴（1.2）的轴肩和车轮（1.1）的沉孔璧面轴向定位，另一个车轮旋转轴承（1.3）由轴套（1.4）和车轮（1.1）的沉孔璧面轴向定位；叉形车轮架（1.6）两侧矩形凸台插入车轮轴（1.2）两端的矩形孔中，并由车轮轴固定销（1.5）固定，从而构成车轮（1.1）可绕其轴线旋转的末端运动组件（1）；
所述的车轮组合装置（2）包括车轮伸缩保持杆（2.1）、车轮伸缩液压缸活塞杆（2.2）、车轮伸缩液压缸缸筒（2.3）以及车轮组合件（2.4）；车轮伸缩保持杆（2.1）、车轮伸缩液压缸活塞杆（2.2）以及车轮伸缩液压缸缸筒（2.3）均有四组，分别位于车轮组合件（2.4）的上、下、左、右四个侧面；车轮伸缩液压缸缸筒（2.3）与车轮组合件（2.4）焊接在一起，车轮伸缩液压缸活塞杆（2.2）与末端运动组件（1）中的叉形车轮架（1.6）焊接在一起；车轮伸缩保持杆（2.1）一组两根，一端焊接在叉形车轮架（1.6）两侧，另一端穿过车轮伸缩液压缸缸筒（2.3）上的对应通孔，以防止车轮伸缩液压缸活塞杆（2.2）相对于车轮伸缩液压缸缸筒（2.3）的转动；从而构成上、下、左、右四个方位均有可伸缩末端运动装置的车轮组，以实现支撑管道内壁面并沿其轴线的直线运动，同时四组末端运动组件（1）的伸缩运动相互独立，可满足不同横截面形状的管道需求；
所述的车轮组伸缩摇摆组件（3）包括球铰连接件（3.1）、车轮组伸缩保持杆（3.2）、车轮组伸缩液压缸活塞杆（3.3）以及车轮组伸缩液压缸缸筒（3.4）；车轮组伸缩液压缸缸筒（3.4）与车轮组组合件（4.1）焊接在一起，车轮组伸缩液压缸活塞杆（3.3）的活动端末端呈球状，球头插入车轮组合件（2.4）的半球形凹槽，并通过球铰连接件（3.1）限定位置，从而构成球铰结构；车轮组伸缩保持杆（3.2）一组两根，一端焊接在车轮组伸缩液压缸活塞杆（3.3）上，另一端穿过车轮组伸缩液压缸缸筒（3.4）上的对应通孔，以防止车轮组伸缩液压缸活塞杆（3.3）相对于车轮组伸缩液压缸缸筒（3.4）的转动；从而构成能够带动车轮组伸缩以及绕任意轴摇摆的车轮组伸缩摇摆组件（3），以实现该装置在拐弯、换道过程中的形态变换；同时能够防止装置在带竖直管道的管道系统中运动时发生坠落；
所述的车轮组旋转组件（4）包括车轮组组合件（4.1）和车轮组旋转轴承（4.2）；车轮组组合件（4.1）有两个，分别与车轮组旋转轴承（4.2）的内外圈螺栓固定，构成可绕车轮组旋转轴承（4.2）轴线进行相对旋转的结构；车轮组组合件（4.1）的左、右、外三个方位上均与车轮组伸缩液压缸缸筒（3.4）的一端焊接，从而构成能够带动车轮组伸缩摇摆组件（3）及车轮组绕车轮组旋转轴承（4.2）轴线旋转的车轮组旋转组件（4），以适应多种夹角情况下的换道需求。
3.根据权利要求2所述的一种管道运动装置，其特征在于，所述的叉形车轮架（1.6）、车轮组合件（2.4）以及球铰连接件（3.1）采用铸造工艺制作而成。
4.根据权利要求2所述的一种管道运动装置，其特征在于，所述的车轮伸缩液压缸活塞杆（2.2）、车轮伸缩液压缸缸筒（2.3）、车轮组伸缩液压缸活塞杆（3.3）以及车轮组伸缩液压缸缸筒（3.4）采用市面上常见的液压缸结构。
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