CN108843893B - 一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置 - Google Patents

一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置，其结构包括超声波探伤仪、活动臂、定向平衡辅助行驶装置、支座、防滑轮、机体，本发明具有的效果：通过控制升降机构使顶杆上升，并带动管壁接触机构与石油管道上内壁接触，通过手动调节管壁接触机构，使中心滚轮和侧边滚轮形成三角布局紧贴在管道上内壁，实现机体受重平衡，使石油管道探伤机器人在定向行驶过程中不会因为石油管道内部粘滑和凹凸平的环境，出现打滑和卡死的情况，并且能够实现石油管道探伤机器人在纵向管道中稳定行驶。

Description

一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置
技术领域
本发明涉及管道探伤机器人技术领域，尤其是涉及到一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置。
背景技术
石油管道即用于运送石油及石油产品的管道，石油管道需要定期通过管道机器人进行探伤，以防止管道破裂石油外漏，对环境造成污染，但是目前用于石油管道探伤的机器人，技术考虑不全，具有以下弊端：
石油具有粘滑的特性，石油在运送过程中会粘黏在管道内壁，管道探伤机器人行驶在管道内，行驶稳定性差，速度较快时会持续打滑，易损坏机器本体，造成故障，影响管道探伤的准确性，并且专用与横向的管道探伤的管道探伤机器人，无法在纵向管道中行驶探伤，需要另外定制，费用高昂。
本发明内容
针对现有技术的不足，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置，其结构包括超声波探伤仪、活动臂、定向平衡辅助行驶装置、支座、防滑轮、机体，所述的机体两侧均匀等距安设有六个防滑轮，所述的支座安装在机体顶部，所述的活动臂安装在支座上，所述的活动臂顶端安设有超声波探伤仪，所述的活动臂后端设有定向平衡辅助行驶装置，所述的定向平衡辅助行驶装置垂直安装在支座顶部。
作为本技术方案的进一步优化，所述的定向平衡辅助行驶装置由管壁接触机构、升降机构组成，所述的管壁接触机构安装在升降机构顶部并且二者相配合。
作为本技术方案的进一步优化，所述的管壁接触机构由轴承、中心滚轮、中心夹套、连杆、侧边滚轮、侧边夹套、第一活动杆、矩形板、旋转套、螺纹杆、固定螺纹套组成，所述的滚轮缓冲机构安装在矩形板中心位置的凹槽上，所述的螺纹杆和滚轮缓冲机构采用螺纹配合，所述的螺纹杆顶端设有轴承并固定在中心夹套底部，所述的轴承下方设有旋转套，所述的旋转套固定在螺纹杆上，所述的中心夹套上安装有中心滚轮，所述的中心夹套两侧设有侧边夹套，所述的中心夹套和侧边夹套通过连杆活动连接，所述的侧边夹套上安设有侧边滚轮，所述的第一活动杆安装在侧边夹套底部的中心位置，所述的侧边夹套通过第一活动杆与矩形板连接。
作为本技术方案的进一步优化，所述的升降机构由顶杆、滑轨、滑块、连接杆、第二活动杆、底座、滑座、滑槽、电动马达、螺纹丝杆、丝杠套、限位螺母组成，所述的底座顶部的中心位置安装有电动马达，所述的电动马达两侧设有滑轨并且相互平行，所述的滑轨底端与底座顶面凹槽相扣合，所述的滑块设于滑轨内部并且二者采用滑动配合，所述的滑块顶部的中心位置安装有顶杆，所述的顶杆顶端与矩形板底面相焊接，所述的底座前后两端设有滑槽，所述的滑槽和底座为一体化结构，所述的滑槽之间设有两个滑座并且均匀分布在电动马达两侧，所述的电动马达顶端的中心位置安设有螺纹丝杆，所述的螺纹丝杆顶端设有限位螺母并且二者采用螺纹配合，所述的螺纹丝杆上设有丝杠套并且二者相配合，所述的螺纹丝杆两侧设有第二活动杆并且成轴对称结构，所述的第二活动杆首尾两端分别与丝杠套和滑座活动连接，所述的丝杠套两侧设有连接杆并且成轴对称结构，所述的连接杆首尾两端分别固定在丝杠套和滑块上。
作为本技术方案的进一步优化，所述的滚轮缓冲机构由螺纹套、连接直角杆、上活塞、气缸、下活塞、圆杆、弹簧限位圆板、弹簧组成；所述的螺纹套安装在矩形板中心位置的凹槽上，所述的螺纹套和矩形板采用滑动配合，所述的螺纹套两侧设有气缸并且成轴对称结构固定在矩形板底部，所述的气缸内部从上到下设有上活塞和下活塞，所述的上活塞和下活塞与气缸采用滑动配合，所述的连接直角杆安装在上活塞顶部并且一端与螺纹套相焊接，所述的圆杆安装在下活塞底部并且另一端设有弹簧限位圆板，所述的弹簧限位圆板和圆杆相焊接，所述的弹簧限位圆板设于气缸下方并且两者之间安设有弹簧。
作为本技术方案的进一步优化，所述的滑座成U型结构并且两端与底座前后两端设有的T型滑槽采用滑动配合。
作为本技术方案的进一步优化，所述的中心滚轮和侧边滚轮接触面设有防滑硅胶垫，所述的防滑硅胶垫表面均匀分布不规则硬质防滑颗粒。
工作原理：
将石油管道探伤机器人放入管道内，而后控制电动马达工作并驱动螺纹丝杆顺时针旋转，使丝杠套沿螺纹丝杆向上移动，因为丝杠套和滑块通过连接杆，所以滑块沿滑轨向上滑动并带动顶杆向上顶升，此时螺纹丝杆两侧设有的第二活动杆通过一端设有的滑座沿滑槽向电动马达方向滑动收紧，并形成三角支撑结构，提高顶杆上升时的稳定性，顶杆下降时，第二活动杆通过一端设有的滑座沿滑槽向电动马达方向滑动张开，提高顶杆下降时的平稳性；当中心滚轮两侧设有的侧边滚轮与管道上内壁接触时顶杆停止顶升，此时手动顺时针旋转螺纹杆，使中心滚轮向上移动，当中心滚轮与管道上内壁接触时停止旋转螺纹杆，此时中心滚轮与两侧侧边滚轮形成三角布局紧贴在管道上内壁，从而保证石油管道探伤机器人在管道行驶中的稳定性，同时能够满足适应不同管道大小使用的需要；通过定向平衡辅助行驶装置与管壁接触使机体在定向行驶过程中不会因为石油管道内部粘滑和凹凸不平的环境，出现打滑和卡死的情况，并且能够提高活动臂的活动效率，平衡机体受力，使管道探伤机器人具备在纵向管道和横向管道中行驶，同时防止活动臂向前延伸时，因为重心不稳，机体向前倾倒。
有益效果
本发明一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置，设计合理，功能性强，具有以下有益效果：
通过控制升降机构使顶杆上升，并带动管壁接触机构与石油管道上内壁接触，通过手动调节管壁接触机构，使中心滚轮和侧边滚轮形成三角布局紧贴在管道上内壁，实现机体受重平衡，使石油管道探伤机器人在定向行驶过程中不会因为石油管道内部粘滑和凹凸平的环境，出现打滑和卡死的情况，并且能够实现石油管道探伤机器人在纵向管道中稳定行驶。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置的结构示意图。
图2为本发明一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置的定向平衡辅助行驶装置结构示意图。
图3为本发明一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置的定向平衡辅助行驶装置详细结构示意图。
图4为本发明一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置的滑座和滑槽组合结构示意图。
图5为本发明一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置的图3中的放大图。
图中：超声波探伤仪-1、活动臂-2、定向平衡辅助行驶装置-3、管壁接触机构-31、轴承-311、中心滚轮-312、中心夹套-313、连杆-314、侧边滚轮-315、侧边夹套-316、第一活动杆-317、矩形板-318、旋转套-319、螺纹杆-3110、滚轮缓冲机构-3111、螺纹套-3111-1、连接直角杆-3111-2、上活塞-3111-3、气缸-3111-4、下活塞-3111-5、圆杆-3111-6、弹簧限位圆板-3111-7、弹簧-3111-8、升降机构-32、顶杆-321、滑轨-322、滑块-323、连接杆-324、第二活动杆-325、底座-326、滑座-327、滑槽-328、电动马达-329、螺纹丝杆-3210、丝杠套-3211、限位螺母-3212、支座-4、防滑轮-5、机体-6。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式以及附图说明，进一步阐述本发明的优选实施方案。
实施例
请参阅图1，本发明提供一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置，其结构包括超声波探伤仪1、活动臂2、定向平衡辅助行驶装置3、支座4、防滑轮5、机体6，所述的机体6两侧均匀等距安设有六个防滑轮5，所述的支座4安装在机体6顶部，所述的活动臂2安装在支座4上，所述的活动臂2顶端安设有超声波探伤仪1，所述的活动臂2后端设有定向平衡辅助行驶装置3，所述的定向平衡辅助行驶装置3垂直安装在支座4顶部。
请参阅图2，定向平衡辅助行驶装置3由管壁接触机构31、升降机构32组成，所述的管壁接触机构31安装在升降机构32顶部并且二者相配合。
请参阅图3，所述的管壁接触机构31由轴承311、中心滚轮312、中心夹套313、连杆314、侧边滚轮315、侧边夹套316、第一活动杆317、矩形板318、旋转套319、螺纹杆3110、滚轮缓冲机构3111组成，所述的滚轮缓冲机构3111安装在矩形板318中心位置的凹槽上，所述的螺纹杆3110和滚轮缓冲机构3111采用螺纹配合，所述的螺纹杆3110顶端设有轴承311并固定在中心夹套313底部，所述的轴承311下方设有旋转套319，所述的旋转套319固定在螺纹杆3110上，所述的中心夹套313上安装有中心滚轮312，所述的中心夹套313两侧设有侧边夹套316，所述的中心夹套313和侧边夹套316通过连杆314活动连接，所述的侧边夹套316上安设有侧边滚轮315，所述的第一活动杆317安装在侧边夹套316底部的中心位置，所述的侧边夹套316通过第一活动杆317与矩形板318连接，当中心滚轮312两侧设有的侧边滚轮315与管道上内壁接触时顶杆321停止顶升，此时手动顺时针旋转螺纹杆3110，使中心滚轮312向上移动，当中心滚轮312与管道上内壁接触时停止旋转螺纹杆3110，此时中心滚轮312与两侧侧边滚轮315形成三角布局紧贴在管道上内壁，从而保证石油管道探伤机器人在管道行驶中的稳定性，同时能够满足适应不同管道大小使用的需要。
请参阅图3，所述的升降机构32由顶杆321、滑轨322、滑块323、连接杆324、第二活动杆325、底座326、滑座327、滑槽328、电动马达329、螺纹丝杆3210、丝杠套3211、限位螺母3212组成，所述的底座326顶部的中心位置安装有电动马达329，所述的电动马达329两侧设有滑轨322并且相互平行，所述的滑轨322底端与底座326顶面凹槽相扣合，所述的滑块323设于滑轨322内部并且二者采用滑动配合，所述的滑块323顶部的中心位置安装有顶杆321，所述的顶杆321顶端与矩形板318底面相焊接，所述的底座326前后两端设有滑槽328，所述的滑槽328和底座326为一体化结构，所述的滑槽328之间设有两个滑座327并且均匀分布在电动马达329两侧，所述的电动马达329顶端的中心位置安设有螺纹丝杆3210，所述的螺纹丝杆3210顶端设有限位螺母3212并且二者采用螺纹配合，所述的螺纹丝杆3210上设有丝杠套3211并且二者相配合，所述的螺纹丝杆3210两侧设有第二活动杆325并且成轴对称结构，所述的第二活动杆325首尾两端分别与丝杠套3211和滑座327活动连接，所述的丝杠套3211两侧设有连接杆324并且成轴对称结构，所述的连接杆324首尾两端分别固定在丝杠套3211和滑块323上，通过控制电动马达329工作，使螺纹丝杆3210顺时针或逆时针旋转，当螺纹丝杆3210顺时针旋转时，丝杠套3211沿螺纹丝杆3210向上移动，并通过连接杆324带动滑块323沿滑轨322向上滑动，因为顶杆321安装在滑块323顶部，所以顶杆321向上顶升，此时螺纹丝杆3210两侧设有的第二活动杆325通过一端设有的滑座327沿滑槽328向电动马达329方向滑动收紧，并形成三角支撑结构，从而提高顶杆321上升或下降时的稳定性。
请参阅图5，所述的滚轮缓冲机构3111由螺纹套3111-1、连接直角杆3111-2、上活塞3111-3、气缸3111-4、下活塞3111-5、圆杆3111-6、弹簧限位圆板3111-7、弹簧3111-8组成；所述的螺纹套3111-1安装在矩形板318中心位置的凹槽上，所述的螺纹套3111-1和矩形板318采用滑动配合，所述的螺纹套3111-1两侧设有气缸3111-4并且成轴对称结构固定在矩形板318底部，所述的气缸3111-4内部从上到下设有上活塞3111-3和下活塞3111-5，所述的上活塞3111-3和下活塞3111-5与气缸3111-4采用滑动配合，所述的连接直角杆3111-2安装在上活塞3111-3顶部并且一端与螺纹套3111-1相焊接，所述的圆杆3111-6安装在下活塞3111-5底部并且另一端设有弹簧限位圆板3111-7，所述的弹簧限位圆板3111-7和圆杆3111-6相焊接，所述的弹簧限位圆板3111-7设于气缸3111-4下方并且两者之间安设有弹簧3111-8，当滚轮行驶在石油管道内壁结块位置时，螺纹套3111-1会带动两侧设有的连接直角杆3111-2下降，并驱动上活塞3111-3沿气缸3111-4向下滑动，因为上活塞3111-3和下活塞3111-5之间封有1个标准大气压的空气，这可以确保上活塞3111-3和下活塞3111-5之间能够实现不接触的情况下进行稳定传动，当下活塞3111-5沿气缸3111-4向下滑动时，圆杆3111-6向下拉动弹簧3111-8，使弹簧发生形变，从而实现滚轮顺利越过石油管道内壁结块位置，防止设备卡死。
请参阅图4，所述的滑座327成U型结构并且两端与底座326前后两端设有的T型滑槽采用滑动配合。
请参阅图1，所述的中心滚轮312和侧边滚轮315接触面设有防滑硅胶垫，所述的防滑硅胶垫表面均匀分布不规则硬质防滑颗粒。
其具体实现原理如下：
将石油管道探伤机器人放入管道内，而后控制电动马达329工作并驱动螺纹丝杆3210顺时针旋转，使丝杠套3211沿螺纹丝杆3210向上移动，因为丝杠套3211和滑块323通过连接杆324，所以滑块323沿滑轨322向上滑动并带动顶杆321向上顶升，此时螺纹丝杆3210两侧设有的第二活动杆325通过一端设有的滑座327沿滑槽328向电动马达329方向滑动收紧，并形成三角支撑结构，提高顶杆321上升时的稳定性，顶杆321下降时，第二活动杆325通过一端设有的滑座327沿滑槽328向电动马达329方向滑动张开，提高顶杆321下降时的平稳性；当中心滚轮312两侧设有的侧边滚轮315与管道上内壁接触时顶杆321停止顶升，此时手动顺时针旋转螺纹杆3110，使中心滚轮312向上移动，当中心滚轮312与管道上内壁接触时，停止旋转螺纹杆3110，此时中心滚轮312与两侧侧边滚轮315形成三角布局紧贴在管道上内壁，从而保证石油管道探伤机器人在管道行驶中的稳定性，同时能够满足适应不同管道大小使用的需要；通过定向平衡辅助行驶装置3与管壁接触使机体6在定向行驶过程中不会因为石油管道内部粘滑凹凸不平的环境，出现打滑卡死的情况，并且能够提高活动臂2的活动效率，平衡机体6受力，使管道探伤机器人具备在纵向管道和横向管道中行驶，同时防止活动臂2向前延伸时，因为重心不稳，机体6向前倾倒。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神或基本特征的前提下，不仅能够以其他的具体形式实现本发明，还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围，因此本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定，而不是上述说明限定。
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 (3)

1.一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置，其结构包括超声波探伤仪(1)、活动臂(2)、定向平衡辅助行驶装置(3)、支座(4)、防滑轮(5)、机体(6)，其特征在于：所述的机体(6)两侧均匀等距安设有六个防滑轮(5)，所述的支座(4)安装在机体(6)顶部，所述的活动臂(2)安装在支座(4)上，所述的活动臂(2)顶端安设有超声波探伤仪(1)，所述的活动臂(2)后端设有定向平衡辅助行驶装置(3)，所述的定向平衡辅助行驶装置(3)垂直安装在支座(4)顶部；所述的定向平衡辅助行驶装置(3)由管壁接触机构(31)、升降机构(32)组成，所述的管壁接触机构(31)安装在升降机构(32)顶部并且二者相配合；所述的管壁接触机构(31)由轴承(311)、中心滚轮(312)、中心夹套(313)、连杆(314)、侧边滚轮(315)、侧边夹套(316)、第一活动杆(317)、矩形板(318)、旋转套(319)、螺纹杆(3110)、滚轮缓冲机构(3111)组成，所述的滚轮缓冲机构(3111)安装在矩形板(318)中心位置，所述的螺纹杆(3110)和滚轮缓冲机构(3111)采用螺纹配合，所述的螺纹杆(3110)顶端设有轴承(311)并固定在中心夹套(313)底部，所述的轴承(311)下方设有旋转套(319)，所述的旋转套(319)固定在螺纹杆(3110)上，所述的中心夹套(313)上安装有中心滚轮(312)，所述的中心夹套(313)两侧设有侧边夹套(316)，所述的中心夹套(313)和侧边夹套(316)通过连杆(314)活动连接，所述的侧边夹套(316)上安设有侧边滚轮(315)，所述的第一活动杆(317)安装在侧边夹套(316)底部的中心位置，所述的侧边夹套(316)通过第一活动杆(317)与矩形板(318)连接。
2.根据权利要求1所述的一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置，其特征在于：所述的升降机构(32)由顶杆(321)、滑轨(322)、滑块(323)、连接杆(324)、第二活动杆(325)、底座(326)、滑座(327)、滑槽(328)、电动马达(329)、螺纹丝杆(3210)、丝杠套(3211)、限位螺母(3212)组成，所述的底座(326)顶部的中心位置安装有电动马达(329)，所述的电动马达(329)两侧设有滑轨(322)并且相互平行，所述的滑轨(322)底端与底座(326)顶面凹槽相扣合，所述的滑块(323)设于滑轨(322)内部并且二者采用滑动配合，所述的滑块(323)顶部的中心位置安装有顶杆(321)，所述的顶杆(321)顶端与矩形板(318)底面相焊接，所述的底座(326)前后两端设有滑槽(328)，所述的滑槽(328)和底座(326)为一体化结构，所述的滑槽(328)之间设有两个滑座(327)并且均匀分布在电动马达(329)两侧，所述的电动马达(329)顶端的中心位置安设有螺纹丝杆(3210)，所述的螺纹丝杆(3210)顶端设有限位螺母(3212)并且二者采用螺纹配合，所述的螺纹丝杆(3210)上设有丝杠套(3211)并且二者相配合，所述的螺纹丝杆(3210)两侧设有第二活动杆(325)并且成轴对称结构，所述的第二活动杆(325)首尾两端分别与丝杠套(3211)和滑座(327)活动连接，所述的丝杠套(3211)两侧设有连接杆(324)并且成轴对称结构，所述的连接杆(324)首尾两端分别固定在丝杠套(3211)和滑块上。
3.根据权利要求2所述的一种定向平衡行驶的石油管道探伤机器人辅助移动装置，其特征在于：所述的滚轮缓冲机构(3111)由螺纹套(3111-1)、连接直角杆(3111-2)、上活塞(3111-3)、气缸(3111-4)、下活塞(3111-5)、圆杆(3111-6)、弹簧限位圆板(3111-7)、弹簧(3111-8)组成；所述的螺纹套(3111-1)安装在矩形板(318)中心位置的凹槽上，所述的螺纹套(3111-1)和矩形板(318)采用滑动配合，所述的螺纹套(3111-1)两侧设有气缸(3111-4)并且成轴对称结构固定在矩形板(318)底部，所述的气缸(3111-4)内部从上到下设有上活塞(3111-3)和下活塞(3111-5)，所述的上活塞(3111-3)和下活塞(3111-5)与气缸(3111-4)采用滑动配合，所述的连接直角杆(3111-2)安装在上活塞(3111-3)顶部并且一端与螺纹套(3111-1)相焊接，所述的圆杆(3111-6)安装在下活塞(3111-5)底部并且另一端设有弹簧限位圆板(3111-7)，所述的弹簧限位圆板(3111-7)和圆杆(3111-6)相焊接，所述的弹簧限位圆板(3111-7)设于气缸(3111-4)下方并且两者之间安设有弹簧(3111-8)。
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