CN110388532A - 一种核电站小口径管道检测用机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核电站小口径管道检测用机器人，涉及核电站管道无损探测技术领域，包括：前径向制动部分、中间驱动转向部分、后径向制动部分、气泵和控制器；前径向制动部分、中间驱动转向部分和后径向制动部分均与气泵连接，前径向制动部分、中间驱动转向部分、后径向制动部分依次固定连接；前径向制动部分和后径向制动部分均能够发生径向变形；中间驱动转向部分能够发生轴向伸缩和弯曲变形；前径向制动部分、中间驱动转向部分和后径向制动部分均与控制器电连接，以克服现有的管道检测机器人体积较大和易受管道内环境影响的缺陷，本发明具有良好的柔顺性，能够适应管道直径的变化，以避免装置受到管道内环境的影响。

Description

一种核电站小口径管道检测用机器人
技术领域
本发明涉及核电站管道无损探测技术领域，特别是涉及一种核电站小口径管道检测用机器人。
背景技术
当前核电站中，普遍大量使用直径不等的细小金属管道，这些管道长期工作后会出现积垢、腐蚀、机械损伤、纹裂等缺陷，若不及时检测维修，就会造成事故，后果不堪设想。由于空间狭小，且环境有毒有害，人工检查起来不仅劳动强度大、难度大，而且还会带来许多潜在威胁，因此，迫切需要寻求能够自动检查这些细小管道内部缺陷的方法。但是，由于这些核电站用管道尺寸较小，现有的刚性管道机器人的驱动装置及电池等元件体积较大，难以进入核电站小口径管道内并在核电站小口径管道自主移动检测，且多数核电站管道环境恶劣，容易导致现有的管道机器人在检测过程中受管道环境影响而损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种核电站小口径管道检测用机器人，以解决现有技术存在的问题，能够适应管道直径的变化，以避免装置受到管道内环境的影响而损坏。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种核电站小口径管道检测用机器人，包括前径向制动部分、中间驱动转向部分、后径向制动部分、气泵和控制器；所述前径向制动部分、所述中间驱动转向部分、所述后径向制动部分依次固定连接；所述前径向制动部分、所述中间驱动转向部分和所述后径向制动部分均与所述气泵连接，所述前径向制动部分和所述后径向制动部分在所述气泵的作用下均能够发生径向变形，以固定在核电站小口径管道内壁；所述中间驱动转向部分在所述气泵的作用下能够发生轴向伸缩和弯曲变形，以调整整个装置在所述核电站小口径管道内的位置；所述前径向制动部分、所述中间驱动转向部分和所述后径向制动部分均与所述控制器电连接。
优选的，所述前径向制动部分和所述后径向制动部分均包括径向制动器、径向通气管和径向电磁阀，所述径向制动器的一端与所述中间驱动转向部分固定连接，所述径向制动器通过所述径向通气管与所述气泵连接，所述径向电磁阀设置在所述径向通气管上，所述径向电磁阀与所述控制器电连接。
优选的，所述径向制动器包括支座和硅胶单元，所述支座上设置有环形凹槽，所述硅胶单元固定设置在所述环形凹槽内，所述硅胶单元通过所述径向通气管与所述气泵连接，且所述支座内搭载检测装置。
优选的，所述气泵靠近所述后径向制动部分设置，所述前径向制动部分的所述径向通气管依次穿过所述后径向制动部分和所述中间驱动转向部分，与所述前径向制动部分的所述径向制动器固定连接。
优选的，所述中间驱动转向部分包括三根气动肌肉、三根中部通气管、三个中部电磁阀、弹性原件以及若干支撑面板；三根所述气动肌肉关于所述前径向制动部分的轴线等角度分布，且每根所述气动肌肉均穿过若干所述支撑面板，每根所述气动肌肉均通过一根所述中部通气管与所述气泵连接，每根所述中部通气管上均固定设置有一个所述中部电磁阀，每个所述中部电磁阀均与所述控制器电连接；所述弹性原件与所述前径向制动部分和所述后径向制动部分同轴设置，所述弹性原件一端与所述后径向制动部分固定连接，所述弹性元件另一端与所述前径向制动部分固定连接，且所述弹性原件穿过若干所述支撑面板，若干所述支撑面板沿所述弹性元件长度方向等间距设置。
优选的，所述弹性原件为弹簧。
优选的，每根所述气动肌肉的直径均为2mm。
优选的，每根所述中部通气管均穿过所述后径向制动部分与一根所述气动肌肉固定连接。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供了一种核电站小口径管道检测用机器人，利用气泵对中间驱动转向部分充气，使其发生轴向变形和转弯变形，以将整个装置输送至小口径管道内，再利用气泵对前径向制动部分和后径向制动部分充气，使其发生径向变形，以将整个装置固定在管道内壁的特定位置处，以便检测管道是否发生泄漏，控制器能够控制前径向制动部分、后径向制动部和中间驱动转向部分内部的气体含量，以适应管道直径的变化，以避免装置受到管道内环境的影响而损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的核电站小口径管道检测用机器人轴测图；
图2为本发明提供的核电站小口径管道检测用机器人的径向制动器轴测图；
图3为图2中支座轴测图；
图4为图2中硅胶单元轴测图；
图5为本发明提供的核电站小口径管道检测用机器人的驱动转向部分轴测图。
其中：1-前径向制动部分；2-中间驱动转向部分；3-后径向制动部分；4-径向通气管；5-径向制动器；6-支座；7-硅胶单元；8-支撑面板；9-弹簧；10-气动肌肉。
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付出创造性劳动的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。
本发明的目的是提供一种核电站小口径管道检测用机器人，以解决现有技术存在的问题，能够适应管道直径的变化，以避免装置受到管道内环境的影响而损坏。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1～5所示：本实施例提供了一种核电站小口径管道检测用机器人，包括前径向制动部分1、中间驱动转向部分2、后径向制动部分3、气泵和控制器；前径向制动部分1、中间驱动转向部分2、后径向制动部分3依次固定连接；前径向制动部分1、中间驱动转向部分2和后径向制动部分3均与气泵连接，气泵用于为前径向制动部分1、中间驱动转向部分2和后径向制动部分3提供气体，前径向制动部分1和后径向制动部分3在气泵的作用下均能够发生径向变形，以将前径向制动部分1和后径向制动部分3固定在核电站小口径管道内壁；中间驱动转向部分2在气泵的作用下能够发生轴向伸缩和弯曲变形，以调整该管道机器人在核电站小口径管道内的位置；前径向制动部分1、中间驱动转向部分2和后径向制动部分3均与控制器电连接，控制器用于控制前径向制动部分1、中间驱动转向部分2和后径向制动部分3的充气量，通过径向制动部分和后径向制动部分充气膨胀交替锚固在管道内壁，同时弹性元件往复伸缩以带动整个装置在管道内发生位置移动，因此，本发明能够适应管道内直径的变化，从而避免装置受到管道内环境的影响而损坏。
前径向制动部分1和后径向制动部分3均包括径向制动器5、径向通气管4和径向电磁阀，径向制动器5的一端与中间驱动转向部分2固定连接，径向制动器5通过径向通气管4与气泵连接，径向电磁阀设置在径向通气管4上，径向电磁阀开启与否，用于控制是否向与径向电磁阀连接的径向制动器5内充气，径向电磁阀与控制器电连接，控制器用于控制径向电磁阀开启与否。
径向制动器5包括支座6和硅胶单元7，硅胶单元具有良好的柔顺性，支座6上设置有环形凹槽，硅胶单元7固定设置在环形凹槽内，硅胶单元7通过径向通气管4与气泵连接，且支座6内搭载检测装置，检测装置用于检测管道是否发生泄漏。
气泵靠近后径向制动部分3设置，前径向制动部分1的径向通气管4依次穿过后径向制动部分3和中间驱动转向部分2，与前径向制动部分1的径向制动器5固定连接，且与径向通气管4充气过程中能够随中间驱动转向部分2进行弯曲和轴向伸缩变形。
中间驱动转向部分2包括三根气动肌肉10、三根中部通气管、三个中部电磁阀、弹性原件以及若干支撑面板8；三根气动肌肉10关于前径向制动部分1的轴线等角度分布，且每根气动肌肉10均穿过若干支撑面板8，每根气动肌肉10均通过一根中部通气管与气泵连接，每根中部通气管上均固定设置有一个中部电磁阀，每个中部电磁阀均与控制器电连接，通过控制器控制三个不同的中部电磁阀的开启与否，进而控制三根气动肌肉10是否通气，当三根气动肌肉10同时充气，则可实现整个机器人的轴向伸长；当三根气动肌肉10存在气压差时，在弹性元件的弹力作用下，整个装置能够产生偏转角度，完成转向变形；弹性原件与前径向制动部分1和后径向制动部分3同轴设置，弹性原件一端与后径向制动部分3固定连接，弹性元件另一端与前径向制动部分1固定连接，且弹性原件穿过若干支撑面板8，若干支撑面板8用于支撑弹性元件和三根气动肌肉10，若干支撑面板8沿弹性元件长度方向等间距设置。
弹性原件为弹簧9。
每根气动肌肉10的直径均为2mm，气动肌肉10为McKibben气动肌肉。
每根中部通气管均穿过后径向制动部分3与一根气动肌肉10靠近后径向制动部分的一端固定连接。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种核电站小口径管道检测用机器人，其特征在于：包括前径向制动部分、中间驱动转向部分、后径向制动部分、气泵和控制器；所述前径向制动部分、所述中间驱动转向部分、所述后径向制动部分依次固定连接；所述前径向制动部分、所述中间驱动转向部分和所述后径向制动部分均与所述气泵连接，所述前径向制动部分和所述后径向制动部分在所述气泵的作用下均能够发生径向变形，以固定在核电站小口径管道内壁；所述中间驱动转向部分在所述气泵的作用下能够发生轴向伸缩和弯曲变形，以调整整个装置在所述核电站小口径管道内的位置；所述前径向制动部分、所述中间驱动转向部分和所述后径向制动部分均与所述控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的核电站小口径管道检测用机器人，其特征在于：所述前径向制动部分和所述后径向制动部分均包括径向制动器、径向通气管和径向电磁阀，所述径向制动器的一端与所述中间驱动转向部分固定连接，所述径向制动器通过所述径向通气管与所述气泵连接，所述径向电磁阀设置在所述径向通气管上，所述径向电磁阀与所述控制器电连接。
3.根据权利要求2所述的核电站小口径管道检测用机器人，其特征在于：所述径向制动器包括支座和硅胶单元，所述支座上设置有环形凹槽，所述硅胶单元固定设置在所述环形凹槽内，所述硅胶单元通过所述径向通气管与所述气泵连接，且所述支座内搭载检测装置。
4.根据权利要求2所述的核电站小口径管道检测用机器人，其特征在于：所述气泵靠近所述后径向制动部分设置，所述前径向制动部分的所述径向通气管依次穿过所述后径向制动部分和所述中间驱动转向部分，与所述前径向制动部分的所述径向制动器固定连接。
5.根据权利要求1所述的核电站小口径管道检测用机器人，其特征在于：所述中间驱动转向部分包括三根气动肌肉、三根中部通气管、三个中部电磁阀、弹性原件以及若干支撑面板；三根所述气动肌肉关于所述前径向制动部分的轴线等角度分布，且每根所述气动肌肉均穿过若干所述支撑面板，每根所述气动肌肉均通过一根所述中部通气管与所述气泵连接，每根所述中部通气管上均固定设置有一个所述中部电磁阀，每个所述中部电磁阀均与所述控制器电连接；所述弹性原件与所述前径向制动部分和所述后径向制动部分同轴设置，所述弹性原件一端与所述后径向制动部分固定连接，所述弹性元件另一端与所述前径向制动部分固定连接，且所述弹性原件穿过若干所述支撑面板，若干所述支撑面板沿所述弹性元件长度方向等间距设置。
6.根据权利要求5所述的核电站小口径管道检测用机器人，其特征在于：所述弹性原件为弹簧。
7.根据权利要求5所述的核电站小口径管道检测用机器人，其特征在于：每根所述气动肌肉的直径均为2mm。
8.根据权利要求5所述的核电站小口径管道检测用机器人，其特征在于：每根所述中部通气管均穿过所述后径向制动部分与一根所述气动肌肉固定连接。
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