CN111089205A - 一种刚性中空旋转头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种刚性中空旋转头,包括固定端,固定端的一端连接刚性的一级旋转头的一端,一级旋转头的另一端依次连接刚性的二级旋转头和刚性的三级旋转接头,固定端、一级旋转头和二级旋转头内部均安装有电机,每个电机分别带动一级旋转头、二级旋转头和三级旋转头旋转任意角度,三级旋转接头的另一端安装有吸盘,三级旋转头的内壁设置有内衬套与吸盘卡接。本发明公开的旋转头解决了现有旋转机构存在刚性不足导致不能完成某些工况的作业,无法任意角度旋转的问题,非常适合弯管的作业,具有结构简单,运行成本低,用途广泛,功能全面等优点。

Description

一种刚性中空旋转头
技术领域
本发明属于机械旋转设备技术领域,具体涉及一种刚性中空旋转头。
背景技术
管道大量应用在石油化工、发电站等基础工业设施中。在管道出现卡堵、破损、腐蚀等情况下,需要对其内部进行探测和清理。管道机器人无法进入管径较小的管道,只能采用进入式探测方法进行作业。现有技术对狭小空间的内机构的运动控制主要是采用动力装置后置,钢丝推拉使得头部转动的方式进行,例如内窥镜系统,通常前端采用柔性支撑管,后端用4根钢丝进行拉拽,通过控制对钢丝的操作,完成对头部旋转的控制。然而,这种结构的头部为柔性支撑,缺乏刚性,只可观察,不能作业。
目前,大多数的作业工况属于管道内为气、液、固体、胶体和粘接块体的复杂工况,为实现对狭小空间或危险化学品空间内气、液的处理,通常使用特制细管对被测空间内的介质进行选择性抽吸,或者对粘接固定的障碍物进行吹扫,这就要求抽吸管道的前端抽吸头应能旋转,使得其转动到指定角度,且具有较强的刚性,对重点部位进行针对性作业;另外,由于作业空间环境恶劣,要求作业头外部光滑,不能与作用空间卡堵,旋转头的结构必须紧凑,重量轻,对后方提供动力的管路无长度要求,便于安装和集成。但是,目前还没有能够兼顾解决上述问题的旋转机构。
发明内容
本发明的目的是提供一种刚性中空旋转头,解决了现有旋转机构存在刚性不足导致不能完成某些工况的作业,无法任意角度旋转的问题。
本发明所采用的技术方案是,一种刚性中空旋转头,包括固定端,固定端的一端连接刚性的一级旋转头的一端,一级旋转头的另一端依次连接刚性的二级旋转头和刚性的三级旋转接头,固定端、一级旋转头和二级旋转头内部均安装有电机,每个电机分别带动一级旋转头、二级旋转头和三级旋转头旋转任意角度,三级旋转接头的另一端安装有吸盘,三级旋转头的内壁设置有内衬套,内衬套与吸盘卡接。
本发明的其他特点还在于,
固定端内侧壁边缘开有半球形凹槽,一级旋转头靠近固定端的一端内侧壁边缘开有凹槽,固定端的半球形凹槽与一级旋转接头的凹槽卡接在一起,形成一个截面为圆形的环形通道,并且在连接处的侧壁上开设有钢珠安装孔,固定端通过在钢珠安装孔中安装钢珠与一级旋转头连接;
一级旋转头的另一端内侧壁边缘开设有半球形凹槽,二级旋转头靠近一级旋转头的一端内侧壁边缘开设有凹槽,一级旋转头的半球形凹槽与二级旋转头的凹槽卡接,形成一个截面为圆形的环形通道,并且在连接处的侧壁上开设有钢珠安装孔,一级旋转头与二级旋转头通过安装在钢珠安装孔中的钢珠连接;
二级旋转头的另一端内侧壁边缘开设有半球形凹槽,三级旋转头靠近二级旋转头的一端内侧壁边缘开设有凹槽,二级旋转头的半球形凹槽与三级旋转头的凹槽卡接,形成一个截面为圆形的环形通道,并且在连接处侧壁上开设有钢珠安装孔,二级旋转头与三级旋转头通过安装在钢珠安装孔中的钢珠固定连接。
固定端内部固定安装电机卡槽a,电机卡槽a中放置电机,电机的电机轴上连接齿轮,一级旋转头靠近固定端的内壁沿周向开设齿圈a,齿圈a与齿轮啮合。
一级旋转头靠近二级旋转头的内壁固定安装电机卡槽b,电机卡槽b中放置电机,电机的电机轴上安装齿轮,二级旋转头内壁沿周向开设齿圈b,齿轮与齿圈b啮合。
二级旋转头靠近一级旋转头的内壁固定安装电机卡槽c,电机卡槽c中放置电机,电机的电机轴上安装齿轮,三级旋转头内壁沿周向开设齿圈c,齿轮与齿圈c啮合。
固定端远离一级旋转头的内壁沿周向固接滤网。
本发明的有益效果是,一种刚性中空旋转头,解决了现有旋转机构存在刚性不足导致不能完成某些工况的作业,无法任意角度旋转的问题。相比于现有的旋转机构具有以下优势:
(1)具备较强的刚性,可承受较强的作用力而不变形,能够作为其他作业工具的载体,提供运控和控制基础平台;
(2)驱动电机内置于旋转接头内部,外侧光滑,具备较强的通过性;
(3)驱动电机与旋转头本体一体化,只需要电缆提供动力,抽吸管道的长度和弯曲状态不受限制,现有的内窥镜系统长度不能超过8米,且使用时必须伸直使用;
(4)中空结构,可与后端管道形成抽吸或吹扫结构,对被测空间进行抽吸或吹扫作业;
附图说明
图1是本发明的一种刚性中空旋转头的主视图;
图2是本发明的一种刚性中空旋转头的剖视图;
图3是本发明的一种刚性中空旋转头的右视图;
图4是本发明的一种刚性中空旋转头中固定端内部的结构示意图;
图5是本发明的一种刚性中空旋转头中一级旋转头内部结构示意图;
图6是本发明的一种刚性中空旋转头中二级旋转头内部结构示意图;
图7是本发明的一种刚性中空旋转头中三级旋转头内部结构示意图;
图8是本发明的一种刚性中空旋转头的工作状态示意图。
图中,1.内衬套,2.吸盘,3.滤网,4.三级旋转头,5.二级旋转头,6.一级旋转头,7.齿轮,8.电机,9.钢珠,10.固定端,11.钢珠安装孔,12.电机卡槽a,13.电机卡槽b,14.电机卡槽c,15.齿圈a,16.齿圈b,17.齿圈c。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的一种刚性中空旋转头,如图1所示,包括固定端10,固定端 10的一端连接刚性的一级旋转头6的一端,一级旋转头6的另一端依次连接刚性的二级旋转头5和刚性的三级旋转接头4,固定端10、一级旋转头6和二级旋转头5内部均安装有电机8,每个电机8分别带动一级旋转头6、二级旋转头5和三级旋转头4旋转任意角度,三级旋转接头4的另一端安装有吸盘2,三级旋转头4的内壁设置有内衬套1,内衬套1与吸盘2卡接。
如图2所示,固定端10内侧壁边缘开有半球形凹槽,一级旋转头6靠近固定端10的一端内侧壁边缘开有凹槽,固定端10的半球形凹槽与一级旋转接头6的凹槽卡接在一起,形成一个截面为圆形的环形通道,并且在连接处的侧壁上开设有钢珠安装孔11,固定端10通过在钢珠安装孔11中安装钢珠9与一级旋转头6连接;
一级旋转头6的另一端内侧壁边缘开设有半球形凹槽,二级旋转头靠近一级旋转头6的一端内侧壁边缘开设有凹槽,一级旋转头6的半球形凹槽与二级旋转头5的凹槽卡接,形成一个截面为圆形的环形通道,并且在连接处的侧壁上开设有钢珠安装孔11,一级旋转头6与二级旋转头5通过安装在钢珠安装孔11中的钢珠9连接;
二级旋转头5的另一端内侧壁边缘开设有半球形凹槽,三级旋转头4靠近二级旋转头5的一端内侧壁边缘开设有凹槽,二级旋转头5的半球形凹槽与三级旋转头4的凹槽卡接,形成一个截面为圆形的环形通道,并且在连接处侧壁上开设有钢珠安装孔11,二级旋转头5与三级旋转头4通过安装在钢珠安装孔11中的钢珠9固定连接。
如图3和图4所示,固定端10内部固定安装电机卡槽a12,电机卡槽 a12中放置电机8,电机8的电机轴上连接齿轮7,一级旋转头6靠近固定端 10的内壁沿周向开设齿圈a15,齿圈a15与齿轮7啮合。
如图5所示,一级旋转头6靠近二级旋转头5的内壁固定安装电机卡槽b13,电机卡槽b13中放置电机8,电机8的电机轴上安装齿轮,二级旋转头5内壁沿周向开设齿圈b16,齿轮与齿圈b16啮合。
如图6所示,二级旋转头5靠近一级旋转头4的内壁固定安装电机卡槽c14,电机卡槽c14中放置电机8,电机8的电机轴上安装齿轮,如图7 所示,三级旋转头4内壁沿周向开设齿圈c17,齿轮与齿圈c17啮合。
固定端10远离一级旋转头6的内壁沿周向固接滤网3。
本发明的一种刚性中空旋转头,其中一级旋转接头6可以相对于固定端 10做360°旋转;二级旋转头5可以相对于一级旋转接头6做360°旋转;三级旋转头4可以相对于二级旋转接头5做360°旋转;吸盘2为橡胶材料,可以于被吸物体紧密结合;滤网3可以过滤颗粒物,防止颗粒物进去旋转头内部。
本发明的一种刚性中空旋转头工作过程如下:如图8所示,将本发明的旋转头配合安装在合适工况的仪器上,在工作时,首先通电,电机8工作,电机8带动安装在其上的齿轮7转动,齿轮7分别与一级旋转接头6上的齿圈a15、二级旋转接头5上的齿圈b16以及三级旋转接头4上的齿圈c17啮合,可使其分别旋转,通过控制各级旋转接头的旋转角度,实现360°的旋转。
本发明的一种中空刚性旋转接头配合安装在管道内部抽吸或者除去堵塞物的设备上,能够解决管道内部抽吸或除去堵塞时死角的问题,可以在管弯管内很容易实现转弯,具备较强的刚性,可承受较强的作用力而不变形,可作为其他作业工具的载体,提供运控和控制基础平台,与外接管道连接拆卸方便,容易更换,可在管道内部实现长距离作业不收姿态限制,非常适合弯管的作业,具有结构简单,运行成本低,用途广泛,功能全面等优点。

Claims (6)

1.一种刚性中空旋转头,其特征在于,包括固定端(10),所述固定端(10)的一端连接刚性的一级旋转头(6)的一端,所述一级旋转头(6)的另一端依次连接刚性的二级旋转头(5)和刚性的三级旋转接头(4),所述固定端(10)、所述一级旋转头(6)和所述二级旋转头(5)内部均安装有电机(8),每个所述电机(8)分别带动所述一级旋转头(6)、二级旋转头(5)和所述三级旋转头(4)旋转任意角度,所述三级旋转接头(4)的另一端安装有吸盘(2),所述三级旋转头(4)的内壁设置有内衬套(1),所述内衬套(1)与所述吸盘(2)卡接。
2.如权利要求1所述的一种刚性中空旋转头,其特征在于,所述固定端(10)内侧壁边缘开有半球形凹槽,所述一级旋转头(6)靠近所述固定端(10)的一端内侧壁边缘开有凹槽,所述固定端(10)的半球形凹槽与所述一级旋转接头(6)的凹槽卡接在一起,形成一个截面为圆形的环形通道,并且在连接处的侧壁上开设有钢珠安装孔(11),所述固定端(10)通过在钢珠安装孔(11)中安装钢珠(9)与所述一级旋转头(6)连接;
所述一级旋转头(6)的另一端内侧壁边缘开设有半球形凹槽,所述二级旋转头靠近所述一级旋转头(6)的一端内侧壁边缘开设有凹槽,所述一级旋转头(6)的半球形凹槽与所述二级旋转头(5)的凹槽卡接,形成一个截面为圆形的环形通道,并且在连接处的侧壁上开设有所述钢珠安装孔(11),所述一级旋转头(6)与所述二级旋转头(5)通过安装在所述钢珠安装孔(11)中的钢珠(9)连接;
所述二级旋转头(5)的另一端内侧壁边缘开设有半球形凹槽,所述三级旋转头(4)靠近所述二级旋转头(5)的一端内侧壁边缘开设有凹槽,所述二级旋转头(5)的半球形凹槽与所述三级旋转头(4)的凹槽卡接,形成一个截面为圆形的环形通道,并且在连接处侧壁上开设有所述钢珠安装孔(11),所述二级旋转头(5)与所述三级旋转头(4)通过安装在所述钢珠安装孔(11)中的钢珠(9)固定连接。
3.如权利要求1所述的一种刚性中空旋转头,其特征在于,所述固定端(10)内部固定安装电机卡槽a(12),所述电机卡槽a(12)中放置电机(8),所述电机(8)的电机轴上连接齿轮(7),所述一级旋转头(6)靠近所述固定端(10)的内壁沿周向开设齿圈a(15),所述齿圈a(15)与所述齿轮(7)啮合。
4.如权利要求1所述的一种刚性中空旋转头,其特征在于,所述一级旋转头(6)靠近所述二级旋转头(5)的内壁固定安装电机卡槽b(13),所述电机卡槽b(13)中放置电机(8),所述电机(8)的电机轴上安装齿轮,所述二级旋转头(5)内壁沿周向开设齿圈b(16),所述齿轮与所述齿圈b(16)啮合。
5.如权利要求1所述的一种刚性中空旋转头,其特征在于,所述二级旋转头(5)靠近所述一级旋转头(4)的内壁固定安装电机卡槽c(14),所述电机卡槽c(14)中放置电机(8),所述电机(8)的电机轴上安装齿轮,所述三级旋转头(4)内壁沿周向开设齿圈c(17),所述齿轮与所述齿圈c(17)啮合。
6.如权利要求1所述的一种刚性中空旋转头,其特征在于,所述固定端(10)远离所述一级旋转头(6)的内壁沿周向固接滤网(3)。
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