CN109357104B - 一种管道检测机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明属于管道作业机器技术领域，尤其涉及一种管道检测机器人；包括自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置和供电控制系统功能舱，供电控制系统功能舱的三个不相邻的侧面上分别安装有一组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置，一组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置为两个对称设置的自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置；是一种使用方便、节能、处理速度快且可自动校正姿态的管道检测器。

Description

一种管道检测机器人
技术领域
本发明属于管道作业机器技术领域，尤其涉及一种管道检测机器人。
背景技术
人们在生产生活中广泛利用管道来输送介质，管道运输已经成为与铁路、公路、水运、航空并列的运输行业之一，在生产生活中起着至关重要的作用。所以管道的健康状况需要定期进行检测，但由于管道内部空间有限且管道铺设距离较长，其内部环境复杂，检测比较困难。目前常见的自动检测设备均为拖缆式手动遥控方式，严重限制了检测长度且效率较低。而近几年新型的全自动自主检测设备也存在问题，由于管道弯曲，设备在管道内运行时，检测器着壁轮胎之间相对运行里程不同导致设备在管道内会发生无规律的周向转动，严重影响设备的寿命及检测结果的可靠性。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提供一种管道检测机器人，是一种使用方便、节能、处理速度快且可自动校正姿态的管道检测器。
本发明采用的技术方案为：
一种管道检测机器人，包括自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置和供电控制系统功能舱8，供电控制系统功能舱8的三个不相邻的侧面上分别安装有一组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置，一组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置为两个对称设置的自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置；
其中自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置包括驱动单元、减震单元、转向单元和保持架单元，其中驱动单元包括轮胎6，减震单元包括减震器7，转向单元包括转向管外管1、转向管内管2、转向管内管止动环3和旋转支座4，保持架单元包括悬臂支腿5，其中转向管外管1与转向管内管2均为空心管，转向管内管2的直径小于转向管外管1；
转向管外管1内部设有导向槽，导向槽分为导向槽直槽段12与导向槽螺旋槽段13，导向槽直槽段12在导向槽螺旋槽段13上方，转向管内管导向销22穿过转向管内管2下方并固定，且转向管内管导向销22嵌入转向管外管1内的导向槽直槽段12中，并能够沿着导向槽直槽段12和导向槽螺旋槽段13滑动，使得转向管内管2在转向管外管1内可以旋转并伸缩，转向管内管止动环3通过卡环槽固定于转向管内管2上，转向管内管2上方还设置有C型支架21，旋转支座4套装在转向管内管2上的C型支架21和转向管内管止动环3之间；
旋转支座4通过旋转支座销轴41与悬臂支腿5孔轴配合连接，旋转支座4可围绕旋转支座销轴41灵活转动，轮胎6固定到C型支架21的固定孔上；减震器7通过销轴与悬臂支腿5连接，并可灵活转动；
自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置安装在供电控制系统功能舱8上的具体方式如下：
供电控制系统功能舱8的三个不相邻的侧面上均分别固定有两个转向单元固定支座81，两个减震器固定支座82和一个悬臂支腿固定座83，其中两个转向单元固定支座81固定在供电控制系统功能舱8一侧面的两端，悬臂支腿固定座83固定在供电控制系统功能舱8一侧面的中部；
转向管外管1利用销轴与转向单元固定支座81孔轴配合连接，转向管外管1可绕销轴转动，减震器7未与悬臂支腿5连接的一端通过销轴与减震器固定支座82孔轴配合连接；悬臂支腿5通过销轴与悬臂支腿固定座83孔轴配合连接；每一组中的两个自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置的两个悬臂支腿5均安装在供电控制系统功能舱8一侧面上的悬臂支腿固定座83上，实现每一组中的两个自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置在供电控制系统功能舱8的一侧面上对称安装。
所述的旋转支座4上端面与转向管内管2的C型支架21的底部端面存在0.2mm的缝隙，旋转支座4下端面与转向管内管止动环3上端面存在0.2mm缝隙。
所述的转向管内管导向销22与导向槽直槽段12与导向槽螺旋槽段13的配合面中间存在间隙且伸缩运动光滑顺畅。
所述减震器12需根据整体的重量计算选取。
所述轮胎6为轮毂电机轮胎即大扭矩电动自行车轮胎。
本发明的有益效果：
1.检测机器人在运动中始终在小范围内保持运动姿态保持水平；
2.纯机械结构节省能源，相应速度快；
3.结构简单可靠，不会受到环境的干扰；
4.实用性强，是一种可用于多种管径的轮式管道检测机器人。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
图2是本发明装置的自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置结构示意图。
图3是本发明装置应用于管道检测情况示意图。
图4是本发明装置在管道内运行发生偏转情况示意图。
图5是本发明装置部分结构示意图。
图6是本发明装置部分结构示意图。
图7是本发明装置转向管内管结构示意图。
图8是本发明装置转向管外管结构示意图。
图9是本发明装置转向管外管结构示意图。
其中：1转向管外管；11转向管外管销孔；12导向槽直槽段；13导向槽螺旋槽段；2转向管内管；21C型支架；22转向管内管导向销；3转向管内管止动环；4旋转支座；41旋转支座销轴；5悬臂支腿；51臂支腿底座；6轮胎；7减震器；8供电控制系统功能舱；81转向单元固定支座；82减震器固定支座；83悬臂支腿固定座；9管道。
具体实施方式
一种管道检测机器人，如图1所示，包括自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置和供电控制系统功能舱8，供电控制系统功能舱8的三个不相邻的侧面上分别安装有一组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置，一组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置为两个对称设置的自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置；
如图2、图5、图6、图7、图8和图9所示，其中自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置包括驱动单元、减震单元、转向单元和保持架单元，其中驱动单元包括轮胎6，减震单元包括减震器7，转向单元包括转向管外管1、转向管内管2、转向管内管止动环3和旋转支座4，保持架单元包括悬臂支腿5，其中转向管外管1与转向管内管2均为空心管，转向管内管2的直径小于转向管外管1；
转向管外管1下方设置有两个转向管外管销孔11，内部设有两个导向槽，导向槽分为导向槽直槽段12与导向槽螺旋槽段13，导向槽直槽段12在导向槽螺旋槽段13上方，转向管内管导向销22垂直穿过转向管内管2下方并固定，且转向管内管导向销22两端分别嵌入转向管外管1内的两段导向槽直槽段12中，并能够沿着导向槽直槽段12和导向槽螺旋槽段13滑动，使得转向管内管2在转向管外管1内可以旋转并伸缩，转向管内管止动环3通过卡环槽固定于转向管内管2上，转向管内管2上方还设置有C型支架21，旋转支座4套装在转向管内管2上的C型支架21和转向管内管止动环3之间；旋转支座4与转向管内管2之间添加润滑剂；
旋转支座4通过两个旋转支座销轴41与悬臂支腿5孔轴配合连接，旋转支座4可围绕旋转支座销轴41灵活转动，轮胎6固定到C型支架21的固定孔上；减震器7通过销轴与悬臂支腿5连接，并可灵活转动；具体为悬臂支腿5上固定有悬臂支腿底座111，减震器7通过销轴与臂支腿底座111孔轴配合连接，且减震器7可围绕销轴灵活转动；
自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置安装在供电控制系统功能舱8上的具体方式如下：
供电控制系统功能舱8的三个不相邻的侧面上均分别固定有两个转向单元固定支座81，两个减震器固定支座82和一个悬臂支腿固定座83，其中两个转向单元固定支座81固定在供电控制系统功能舱8一侧面的两端，悬臂支腿固定座83固定在供电控制系统功能舱8一侧面的中部；
转向管外管1通过转向管外管销孔11利用销轴与转向单元固定支座81孔轴配合连接，转向管外管1可绕销轴转动，减震器7未与悬臂支腿5连接的一端通过销轴与减震器固定支座82孔轴配合连接；悬臂支腿5通过销轴与悬臂支腿固定座83孔轴配合连接；每一组中的两个自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置的两个悬臂支腿5均安装在供电控制系统功能舱8一侧面上的悬臂支腿固定座83上，实现每一组中的两个自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置在供电控制系统功能舱8的一侧面上对称安装。
所述的旋转支座4上端面与转向管内管2的C型支架21的底部端面存在0.2mm的缝隙，旋转支座4下端面与转向管内管止动环3上端面存在0.2mm缝隙。
所述的转向管内管导向销22与导向槽直槽段12与导向槽螺旋槽段13的配合面中间存在间隙且伸缩运动光滑顺畅。
所述减震器12需根据整体的重量计算选取。
所述轮胎6为轮毂电机轮胎即大扭矩电动自行车轮胎。
3组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置每组之间均成120°，均匀装配于供电控制系统功能舱8；装配完成后和装配组件运动部分均可灵活伸缩转动。
使用时，将管道检测机器人放入管道内，并使得两组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置位于管道底部，一组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置位于管道上方，且三组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置的轮胎6与管道9内壁紧密贴合；
由于转向管内管导向销22位于导向槽上，当该机器人在管道9中长距离运动时由于管道会有一些弯曲、弯头或障碍物导致机器人在运动过程中会发生转动如图4所示，此时一组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置位于管道9底部。
此时底部的这一组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置因重力原因固所承受的负载会远远大于其他两组，其内的减震器12进行压缩，转向管外管1与转向管内管2配合长度变长，转向管内管导向销22由导向槽直槽段12运动到导向槽螺旋槽段13，转向管内管2将会发生一定角度的转动，使得管道检测机器人在管道9中进行自主螺旋转动回位至图3最初防止机器的情况，当到达图3情况时底部的两组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置所承受压力相同，转向管内管导向销22由导向槽螺旋槽段13运动到导向槽直槽段12内；固利用本装置可解决现有检测机器在管道中运行偏转的问题。

Claims (1)

1.一种管道检测机器人，其特征在于包括自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置和供电控制系统功能舱（8），供电控制系统功能舱（8）的三个不相邻的侧面上分别安装有一组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置，一组自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置为两个对称设置的自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置；
其中自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置包括驱动单元、减震单元、转向单元和保持架单元，其中驱动单元包括轮胎（6），减震单元包括减震器（7），转向单元包括转向管外管（1）、转向管内管（2）、转向管内管止动环（3）和旋转支座（4），保持架单元包括悬臂支腿（5），其中转向管外管（1）与转向管内管（2）均为空心管，转向管内管（2）的直径小于转向管外管（1）；
转向管外管（1）内部设有导向槽，导向槽分为导向槽直槽段（12）与导向槽螺旋槽段（13），导向槽直槽段（12）在导向槽螺旋槽段（13）上方，转向管内管导向销（22）穿过转向管内管（2）下方并固定，且转向管内管导向销（22）嵌入转向管外管（1）内的导向槽直槽段（12）中，并能够沿着导向槽直槽段（12）和导向槽螺旋槽段（13）滑动，使得转向管内管（2）在转向管外管（1）内可以旋转并伸缩，转向管内管止动环（3）通过卡环槽固定于转向管内管（2）上，转向管内管（2）上方还设置有C型支架（21），旋转支座（4）套装在转向管内管（2）上的C型支架（21）和转向管内管止动环（3）之间；
旋转支座（4）通过旋转支座销轴（41）与悬臂支腿（5）孔轴配合连接，旋转支座（4）可围绕旋转支座销轴（41）灵活转动，轮胎（6）固定到C型支架（21）的固定孔上；减震器（7）通过销轴与悬臂支腿（5）连接，并可灵活转动；
自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置安装在供电控制系统功能舱（8）上的具体方式如下：
供电控制系统功能舱（8）的三个不相邻的侧面上均分别固定有两个转向单元固定支座（81），两个减震器固定支座（82）和一个悬臂支腿固定座（83），其中两个转向单元固定支座（81）固定在供电控制系统功能舱（8）一侧面的两端，悬臂支腿固定座（83）固定在供电控制系统功能舱（8）一侧面的中部；
转向管外管（1）利用销轴与转向单元固定支座（81）孔轴配合连接，转向管外管（1）可绕销轴转动，减震器（7）未与悬臂支腿（5）连接的一端通过销轴与减震器固定支座（82）孔轴配合连接；悬臂支腿（5）通过销轴与悬臂支腿固定座（83）孔轴配合连接；每一组中的两个自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置的两个悬臂支腿（5）均安装在供电控制系统功能舱（8）一侧面上的悬臂支腿固定座（83）上，实现每一组中的两个自动行走油气管道牵引器保持运动姿态装置在供电控制系统功能舱（8）的一侧面上对称安装；
所述的旋转支座（4）上端面与转向管内管（2）的C型支架（21）的底部端面存在0.2mm的缝隙，旋转支座（4）下端面与转向管内管止动环（3）上端面存在0.2mm缝隙；
所述的转向管内管导向销（22）与导向槽直槽段（12）与导向槽螺旋槽段（13）的配合面中间存在间隙且伸缩运动光滑顺畅。
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