CN108087661A - 一种步进式管道小车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种步进式管道小车，包括上层安装板和下层安装板，上层安装板的前端和后端分别安装有上层支撑导轨，在上层支撑导轨的两端安装有与上层支撑导轨配合的上层支撑滑块，上层支撑滑块通过第一运动装置沿上层支撑导轨移动；下层安装板的前端和后端分别安装有下层支撑导轨，在下层支撑导轨的两端安装有与下层支撑导轨配合的下层支撑滑块，下层支撑滑块通过第二运动装置沿下层支撑导轨移动；上层安装板与下层安装板之间安装有用于支撑上层安装板和带动上层安装板与下层安装板相对运动的连接组件。本发明的一种步进式管道小车，可以在不同形状，多种规格的管道中平稳行进的步进式管道小车，并且可以在有些许积水和油液的管道中安全运行。

Description

一种步进式管道小车

技术领域

本发明涉及步进式管道小车，属于管道内壁质量的检测领域。

背景技术

管道运输是随着石油和天然气产量的增长而发展起来的，目前已成为陆上油、气运输的主要运输方式，近年来输送固体物料的管道，如输煤、输精矿管道，也有很大发展。管道经长时间运营后会因腐蚀、机械破坏、地质破坏及管材自身缺陷等原因发生失效，严重影响管线周边环境及人民群众的生命安全，同时造成输送能源的极大浪费，因此，需要实时检测管道内壁的质量状况。由于管道形状的多样化，以及管道规格的不同，许多检测小车无法适应其多变要求。此外，在管道中有水或者油液的情况下，管道小车难以在管道中平稳行进。一系列检测障碍，导致检测管道质量成为了难题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种步进式管道小车，可以在不同形状，多种规格的管道中平稳行进的步进式管道小车，并且可以在有些许积水和油液的管道中安全运行。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种步进式管道小车，包括上层安装板和下层安装板，所述上层安装板的前端和后端分别安装有上层支撑导轨，在上层支撑导轨的两端安装有与上层支撑导轨配合的上层支撑滑块，上层支撑滑块通过第一运动装置沿上层支撑导轨移动；所述下层安装板的前端和后端分别安装有下层支撑导轨，在下层支撑导轨的两端安装有与下层支撑导轨配合的下层支撑滑块，下层支撑滑块通过第二运动装置沿下层支撑导轨移动；所述上层安装板与下层安装板之间安装有用于支撑上层安装板和带动上层安装板与下层安装板相对运动的连接组件。

作为优选，所述第一运动装置包含上层直流电机、一对上层大齿轮、上层小齿轮和上层丝杠，所述上层直流电机与上层小齿轮固定连接，上层小齿轮同时与一对上层大齿轮啮合，上层大齿轮固定安装在上层丝杠的端部，上层丝杠上套有轴承，轴承位于上层轴承支撑座上，上层轴承支撑座固定安装在上层安装板上，所述上层丝杠与螺母配合，螺母固定安装在上层牵引板上，上层牵引板的两端固定安装在上层支撑滑块上，上层直流电机转动，带动上层小齿轮转动，从而带动上层大齿轮转动，从而带动上层丝杠转动，上层丝杠通过螺母带动上层牵引板的移动，从而带动上层支撑滑块移动。

作为优选，所述第二运动装置包含下层直流电机、一对下层大齿轮、下层小齿轮和下层丝杠，所述下层直流电机与下层小齿轮固定连接，下层小齿轮同时与一对下层大齿轮啮合，下层大齿轮固定安装在下层丝杠的端部，下层丝杠上套有轴承，轴承位于下层轴承支撑座上，下层轴承支撑座固定安装在下层安装板上，所述下层丝杠与螺母配合，螺母固定安装在下层牵引板上，下层牵引板的两端固定安装在下层支撑滑块上，下层直流电机转动，带动下层小齿轮转动，从而带动下层大齿轮转动，从而带动下层丝杠转动，下层丝杠通过螺母带动下层牵引板的移动，从而带动下层支撑滑块移动。

作为优选，所述连接组件包含前进电机、支撑底座、减速器、牵引齿轮、齿条、运动滑块和运动导轨，所述支撑底座安装在上层安装板的下表面，运动导轨安装在支撑底座上，运动导轨上套有运动滑块，运动滑块固定在下层安装板上，所述前进电机固定在上层安装板上，前进电机通过减速器与牵引齿轮连接，牵引齿轮与齿条啮合，齿条固定安装在下层安装板上。

作为优选，所述上层支撑滑块和下层支撑滑块的端部均为圆锥状。

有益效果：本发明的步进式管道小车，具有以下优点：

1.本发明一种步进式管道小车，通过直流电机推动上层/下层支撑滑块，支撑于管道内壁，并悬在管道中，这样可使小车在有积水的管道内行进。

2.本发明一种步进式管道小车，通过丝杠螺母的运动，带动上层/下层支承滑块向两端移动，可以根据管道内径以及管道形状的不同，进行灵活的适应。

3.本发明一种步进式管道小车，通过前进电机带动牵引齿轮和齿条的运动，从而达到上层安装板和下层安装板的相对运动，使小车在管道内壁上平稳行进。

附图说明

图1是本发明一种步进式管道小车结构示意图。

图2是本发明一种步进式管道小车俯视图。

图3是本发明一种步进式管道小车左视图。

图4是本发明一种步进式管道小车右视图。

图5是本发明一种步进式管道小车仰视图。

图6是本发明一种步进式管道小车上层组件主视图。

图7是本发明一种步进式管道小车上层组件俯视图。

图8是本发明一种步进式管道小车上层组件C-C剖视图。

图9是本发明一种步进式管道小车上层组件E-E剖视图。

图10是本发明一种步进式管道小车下层组件主视图。

图11是本发明一种步进式管道小车下层组件仰视图。

图12是本发明一种步进式管道小车连接组件主视图。

图13是本发明一种步进式管道小车连接组件左视图。

图14是本发明一种步进式管道小车连接组件右视图。

图15是本发明一种步进式管道小车连接组件仰视图。

图16是本发明一种步进式管道小车A处放大图。

图17是本发明一种步进式管道小车B处放大图。

图18是本发明一种步进式管道小车D处放大图。

图19是本发明一种步进式管道小车F处放大图。

图20是本发明一种步进式管道小车H处放大图。

图21是本发明一种步进式管道小车I处放大图。

图22是本发明一种步进式管道小车J处放大图。

图23是本发明一种步进式管道小车工作示意图。

图中：1.上层安装板、2.上层支撑滑块、3.上层牵引板、4.上层丝杠、5.轴承支撑座、6、上层直流电机、7.前进电机安装座、8.前进电机、9.支撑底座、10.减速器、11.牵引齿轮、12.齿条、13.运动滑块、14.运动导轨、15.直流电机安装座、16.上层小齿轮、17.上层大齿轮、18.上层支撑导轨、19.螺母、20.下层安装板、21.下层支撑滑块、22.下层牵引板、23.下层丝杠、24.下层直流电机、25.下层大齿轮、26.下层小齿轮、27.下层支撑导轨。

具体实施方式

如图1至图23所示，本发明的步进式管道小车，包括上层组件、下层组件及连接组件。上层组件中由上层直流电机6提供动力，促使上层支撑滑块2向着管道内壁运动，依靠上层支撑滑块2与管道内壁之间的压力，使小车悬在管道中。并且，该组件中设有云台安装孔；下层组件中由下层直流电机24作为动力源，使下层支承滑块24压紧于管道内壁，让小车悬在管道中；连接组件将上、下层组件紧密结合，并且利用上、下组件的交替工作，促使小车实现纵向移动。

参见图6至图20，本发明提供一种步进式管道小车，其中上层组件包括：上层安装板1、四个上层支撑滑块2、两个上层牵引板3、两根上层丝杠4、四个轴承支撑座5、上层直流电机6、直流电机安装座15、两个螺母19、上层小齿轮16、两个上层大齿轮17以及两条上层支撑导轨18。所述上层安装板1呈“凸”字状，凸出的部分用于安装云台，方便在管道内采集信息，上层安装板1上设有若干通孔，用于安装相应零件。所述上层支撑导轨18分别通过四根螺钉，对称安装在上层安装板1上。所述上层支撑滑块2呈长方体形状，一端呈圆锥状，上层支撑滑块2穿套在所述上层支撑导轨18的两端。所述上层牵引板3通过螺钉与上层支撑滑块2固定连接。所述螺母19通过螺钉固定在上层牵引板3的中间部位。所述轴承支撑座5通过螺栓安装在上层安装板1上相应位置。所述上层丝杠4与螺母19相配合，两端分别穿过轴承支撑座5中的轴承。所述上层小齿轮16通过过盈配合安装在上层直流电机6的输出轴上。所述上层直流电机6通过直流电机安装座15固定在上层安装板1的中间位置。所述上层大齿轮17通过平键安装在上层丝杠4的一端，并且与上层小齿轮16相啮合。所述上层直流电机6作为动力源，带动齿轮转动，使上层支撑滑块2沿着上层支撑导轨18向管道内壁运动，直至上层支撑滑块2压紧于管道内壁，才停止运动。依靠上层支撑滑块2与管道内壁的摩擦力，使小车悬于管道中，当上层直流电机6改变旋转方向时，则上层支撑滑块2沿着上层支撑导轨18向远离管道内壁方向运动，上层支撑滑块2与管道内壁不接触。

下层组件包括：下层安装板20、四个下层支撑滑块21、两个下层牵引板22、两根下层丝杠23、四个轴承支撑座5、下层直流电机24、直流电机安装座15、两个螺母19、下层小齿轮26、两个下层大齿轮25以及两条下层支撑导轨27。下层组件的功能和动作方式与上层组件相似，两组件交替工作。所述下层安装板20呈方形，其上设有若干通孔，用于安装相应零件。所述下层支撑导轨27分别通过四根螺钉，对称安装在下层安装板20上。所述下层支撑滑块21呈长方体形状，一端呈圆锥状，下层支撑滑块21分别穿套在所述下层支撑导轨27的两端。所述下层牵引板22通过螺钉与下层支撑滑块21固定连接。所述螺母19通过螺钉固定在下层牵引板22的中间部位。所述轴承支撑座5通过螺栓安装在下层安装板20的相应位置。所述下层丝杠24与螺母19相配合，两端分别穿过轴承支撑座5中的轴承。所述下层小齿轮26通过过盈配合安装在下层直流电机24的输出轴上。所述下层直流电机24通过直流电机安装座15固定在下层安装板20的中间位置。所述下层大齿轮25通过平键安装在下层丝杠23的一端，并且与下层小齿轮26相啮合。所述下层直流电机24作为动力源，带动齿轮转动，使下层支撑滑块21沿着下层支撑导轨27向管道内壁运动，直至下层支撑滑块21压紧于管道内壁，才停止运动。依靠下层支撑滑块21与管道内壁的摩擦力，使小车悬于管道中。上层组件和下层组件交替工作，当下层直流电机24改变旋转方向时，则下层支撑滑块21沿着下层支撑导轨27向远离管道内壁方向运动，下层支撑滑块21与管道内壁不接触。

连接组件包括：前进电机8、减速器10、牵引齿轮11、齿条12、支撑底座9、前进电机安装座7、四个运动滑块13以及两个运动导轨14。所述支撑底座9上开有通孔，四个支撑底座9分别通过螺栓固定在上层安装板1的下表面。所述运动导轨14穿过支撑底座9，并通过螺钉进行压紧固定。所述运动滑块13的中心孔穿插过运动导轨，并且其一端面通过螺钉固定在下层安装板20的上表面。支撑底座9固定在上层组件的上层安装板1的下表面，每个运动导轨14固定安装在2个支撑底座9之间，运动滑块13固定安装在下层组件的下层安装板20的上表面，运动滑块13活动安装在运动导轨14上，实现了上层组件和下层组件的连接且上层组件和下层组件之间可以相对平移。所述减速器10安装在上层安装板1的下表面，前进电机8通过前进电机安装座7安装在上层安装板1的下表面，所述减速器10的输入轴和前进电机8输出轴通过联轴器连接。所述牵引齿轮11通过平键安装在减速器10的输出轴上。所述齿条12通过螺栓固定在下层安装板20的上表面，并与牵引齿轮11相啮合。当上层支撑滑块2压紧于管道内壁，而下层支撑滑块21未压紧于管道内壁时，前进电机8通过驱动齿条12，从而带动下层组件沿着运动导轨14向前运动。当下层支撑滑块21压紧在管道内壁，起到支撑小车作用时，前进电机8转动，并且通过齿轮齿条副作用带动上层组件及电机自身相对下层组件的向前运动，上层组件和下层组件交替向前运动，实现管道小车前进；当前进电机8反转，上层组件和下层组件交替向后运动，实现管道小车后退。

Claims (5)

1.一种步进式管道小车，其特征在于：包括上层安装板和下层安装板，所述上层安装板的前端和后端分别安装有上层支撑导轨，在上层支撑导轨的两端安装有与上层支撑导轨配合的上层支撑滑块，上层支撑滑块通过第一运动装置沿上层支撑导轨移动；所述下层安装板的前端和后端分别安装有下层支撑导轨，在下层支撑导轨的两端安装有与下层支撑导轨配合的下层支撑滑块，下层支撑滑块通过第二运动装置沿下层支撑导轨移动；所述上层安装板与下层安装板之间安装有用于支撑上层安装板和带动上层安装板与下层安装板相对运动的连接组件。

2.根据权利要求1所述的步进式管道小车，其特征在于：所述第一运动装置包含上层直流电机、一对上层大齿轮、上层小齿轮和上层丝杠，所述上层直流电机与上层小齿轮固定连接，上层小齿轮同时与一对上层大齿轮啮合，上层大齿轮固定安装在上层丝杠的端部，上层丝杠上套有轴承，轴承位于上层轴承支撑座上，上层轴承支撑座固定安装在上层安装板上，所述上层丝杠与螺母配合，螺母固定安装在上层牵引板上，上层牵引板的两端固定安装在上层支撑滑块上，上层直流电机转动，带动上层小齿轮转动，从而带动上层大齿轮转动，从而带动上层丝杠转动，上层丝杠通过螺母带动上层牵引板的移动，从而带动上层支撑滑块移动。

3.根据权利要求1所述的步进式管道小车，其特征在于：所述第二运动装置包含下层直流电机、一对下层大齿轮、下层小齿轮和下层丝杠，所述下层直流电机与下层小齿轮固定连接，下层小齿轮同时与一对下层大齿轮啮合，下层大齿轮固定安装在下层丝杠的端部，下层丝杠上套有轴承，轴承位于下层轴承支撑座上，下层轴承支撑座固定安装在下层安装板上，所述下层丝杠与螺母配合，螺母固定安装在下层牵引板上，下层牵引板的两端固定安装在下层支撑滑块上，下层直流电机转动，带动下层小齿轮转动，从而带动下层大齿轮转动，从而带动下层丝杠转动，下层丝杠通过螺母带动下层牵引板的移动，从而带动下层支撑滑块移动。

4.根据权利要求1所述的步进式管道小车，其特征在于：所述连接组件包含前进电机、支撑底座、减速器、牵引齿轮、齿条、运动滑块和运动导轨，所述支撑底座安装在上层安装板的下表面，运动导轨安装在支撑底座上，运动导轨上套有运动滑块，运动滑块固定在下层安装板上，所述前进电机固定在上层安装板上，前进电机通过减速器与牵引齿轮连接，牵引齿轮与齿条啮合，齿条固定安装在下层安装板上，实现上层安装板和下层安装板的交替前进。

5.根据权利要求1所述的步进式管道小车，其特征在于：所述上层支撑滑块和下层支撑滑块的端部均为圆锥状。