CN109681720A - 一种流体驱动的软体管道单元 - Google Patents

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李雨佳
任涛
陈永华
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Abstract

本发明属于管道机器人技术领域，具体涉及一种流体驱动的软体管道单元。为了解决现有技术中存在的管道检测设备过弯和和越障能力差的问题，本发明提供了一种流体驱动的软体管道单元，包括伞状驱动体和至少一组驱动稳定组件，所述驱动稳定组件包括尾部保持体和连接在尾部保持体上的中间连接体，所述中间连接体与伞状驱动体连接，所述伞状驱动体、中间连接体、尾部保持体均由可变形软体材料制成。本发明具有以下优点：(1)结构简单；(2)过弯能力强；(3)越障能力强。

Description

一种流体驱动的软体管道单元
技术领域
本发明属于管道机器人技术领域，具体涉及一种流体驱动的软体管道单元。
背景技术
管道广泛应用于给水、排水、石油、天然气、化工等领域，其中，油气长输管道由于口径大，已经具有清管器、管道内检测器等成熟的检测与维护装备。对于复杂的小口径管道，由于管道结构复杂，管道内的检测与清管异常困难。由于不及时检测极易引起管道泄漏，若管道内输送危险化学用品更容易造成严重的安全隐患。
在复杂的小口径管道中，由于弯头、变径等结构众多，常规管道检测设备难以进入。由于管道错综复杂，通过人为的外部巡检检测精度和检测范围都受到极大的限制。目前，有科研机构和公司研发了多种适用于小口径的管道检测机器人代替人工进行管道的检测，但是由于其结构仍然较为复杂，在小口径的复杂管道中的适应能力较差。
发明内容
为了解决现有技术中存在的管道检测设备过弯和和越障能力差的问题，本发明提供了一种流体驱动的软体管道单元。
本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种流体驱动的软体管道单元，包括伞状驱动体和至少一组驱动稳定组件，所述驱动稳定组件包括尾部保持体和连接在尾部保持体上的中间连接体，所述中间连接体与伞状驱动体连接，所述伞状驱动体、中间连接体、尾部保持体均由可变形软体材料制成。
进一步的技术技术方案是，所述中间连接体的端部穿过伞状驱动体。
进一步的技术技术方案是，所述驱动稳定组件的个数为多个，且依次串联。
进一步的技术技术方案是，所述中间连接体为圆柱状连接体。
进一步的技术技术方案是，所述尾部保持体为伞状保持体。
进一步的技术技术方案是，所述尾部保持体上设有若干个缺口。
进一步的技术技术方案是，所述缺口轴向均布在尾部保持体上。
进一步的技术技术方案是，所述伞状驱动体、中间连接体、尾部保持体的材料为硅胶或聚氨酯。
本发明具有以下优点：
(1)结构简单：流体驱动的软体管道单元由伞状驱动体、中间连接体和尾部保持体构成，各部分之间可以一次性铸造或胶结，结构简单，稳定可靠；
(2)过弯能力强：流体驱动的软体管道单元各部分均有软体材料构成，能够在管道中实现大变形，能够适用于曲率半径非常小的弯头；
(3)越障能力强：由于流体驱动的软体管道单元能够实现较大的变形，因此其能够在变径管道、凹陷管道中通过，能够有效的对管道进行检测。
附图说明
图1为实施例1在管道内结构示意图；
图2为实施例1通过弯道的结构示意图；
图3为实施例1通过变形管道时状态示意图；
图4为实施例2的结构示意图；
图5为实施例3的结构示意图。
图中所示：1-伞状驱动体、2-中间连接体、3-尾部保持体、4-管道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明做进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示，本发明的一种流体驱动的软体管道单元，包括伞状驱动体1和一组驱动稳定组件，所述驱动稳定组件包括尾部保持体3和连接在尾部保持体3上的中间连接体2，所述中间连接体2与伞状驱动体1连接，所述伞状驱动体1、中间连接体2、尾部保持体3均由可变形软体材料制成，所述中间连接体2的端部穿过伞状驱动体1，所述中间连接体2为圆柱状连接体，所述尾部保持体3为伞状保持体。
本发明的工作原理如下：将本发明放入管道4内，通过泵或管道内部的流体在伞状驱动体1前后建立压差并推动其在管道内前进；尾部保持体3比管道内径略小，其通过中间连接体2与伞状驱动体1连接起到稳定流体驱动的软体管道单元的作用。其流体冲击伞状驱动体1的伞体部分，伞状驱动体1为伞状结构且为可变形软体材料制成，即使得伞状驱动体1的伞面增大，与管道4内壁接触，从而伞状驱动体1起到密封管道中流体的作用，在前后建立起压差，推动流体驱动的软体管道单元前进。
如图2所示，流体驱动的软体管道单元通过弯道时，其工作过程如下：流体在流体驱动的软体管道单元后部建立压差，流体驱动的伞状驱动体1进入弯道并带动中间连接体2、尾部保持体3向前运动；在通过弯道时，伞状驱动体1、中间连接体2、尾部保持体3根据管道形状产生变形并顺利通过弯道。
如图3所示，用于流体驱动的软体管道单元通过凹陷管道时，其工作过程如下：流体在流体驱动的软体管道单元后部建立压差，流体驱动的软体管道单元的伞状驱动体1接触到凹陷管道并产生相应变形形成密封，伞状驱动体1带动中间连接体2、尾部保持体3向前移动。伞状驱动体1逐渐通过凹陷管道变形逐渐恢复，尾部保持体3逐渐进入凹陷管道并产生一定变形。伞状驱动体1继续向前运动并带动流体驱动的软体管道单元通过凹陷管道。
实施例2
如图4所示，本发明的一种流体驱动的软体管道单元，包括伞状驱动体1和若干组驱动稳定组件，所述驱动稳定组件包括尾部保持体3和连接在尾部保持体3上的中间连接体2，所述中间连接体2与伞状驱动体1连接，所述伞状驱动体1、中间连接体2、尾部保持体3均由可变形软体材料制成，所述中间连接体2的端部穿过伞状驱动体1，所述中间连接体2为圆柱状连接体，所述尾部保持体3为伞状保持体。其在第一个尾部保持体3上连接多级中间连接体2和尾部保持体3。伞状驱动体1通过中间连接体2与尾部保持体3，尾部保持体3继续连接中间连接体2与尾部保持体3。通过多级串联能够进一步增加流体驱动的软体管道单元的稳定性。
实施例3
如图5所示，本发明的一种流体驱动的软体管道单元，在实施例1的基础上，流体驱动的软体管道单元尾部保持体3为带缺口的伞状。尾部保持体3为带缺口伞状，此时尾部保持体3能够与管道内壁稳定接触，流体压力能够顺利传递到伞状驱动体1上，从而带动流体驱动的软体管道单元运动。
上述实施例中伞状驱动体1、中间连接体2、尾部保持体3的材料为硅胶或聚氨酯等高分子材料。
以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种流体驱动的软体管道单元，其特征在于，包括伞状驱动体(1)和至少一组驱动稳定组件，所述驱动稳定组件包括尾部保持体(3)和连接在尾部保持体(3)上的中间连接体(2)，所述中间连接体(2)与伞状驱动体(1)连接，所述伞状驱动体(1)、中间连接体(2)、尾部保持体(3)均由可变形软体材料制成。
2.根据权利要求1所述一种流体驱动的软体管道单元，其特征在于，所述中间连接体(2)的端部穿过伞状驱动体(1)。
3.根据权利要求1所述一种流体驱动的软体管道单元，其特征在于，所述驱动稳定组件的个数为多个，且依次串联。
4.根据权利要求2所述一种流体驱动的软体管道单元，其特征在于，所述中间连接体(2)为圆柱状连接体。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述一种流体驱动的软体管道单元，其特征在于，所述尾部保持体(3)为伞状保持体。
6.根据权利要求5所述一种流体驱动的软体管道单元，其特征在于，所述尾部保持体(3)上设有若干个缺口。
7.根据权利要求6所述一种流体驱动的软体管道单元，其特征在于，所述缺口轴向均布在尾部保持体(3)上。
8.根据权利要求1所述一种流体驱动的软体管道单元，其特征在于，所述伞状驱动体(1)、中间连接体(2)、尾部保持体(3)的材料为硅胶或聚氨酯。
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