CN111720662B - 一种用于地下管道探测的救援装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于地下管道探测的救援装置，属于电力设备技术领域，包括车体、抓取机构、行走机构及蓄电池，抓取机构设于车体的前端，行走机构分布于车体的外周，蓄电池设于车体内，抓取机构包括卡爪、抓取电机及传动结构，车体的前端设有座体，卡爪可沿座体径向来回移动的设于座体上且沿周向间隔设有数个，抓取电机设于车体内，抓取电机通过传动结构驱动卡爪朝向座体中心移动实现收拢或远离座体中心移动实现张开。收拢的卡爪可以抓取住管道检测车，救援装置可以带动管道检测车在地下管道中行走实现救援目的。通过本发明的救援装置可以有效提高管道救援车的救援效率，也有利于改善工作环境。

Description

一种用于地下管道探测的救援装置

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种用于地下管道探测的救援装置。

背景技术

地下管道是城市的重要基础设施，近年来，随着科学和技术的发展，城市建设的进程逐渐加快，在城市规划和建设时，需要详细的了解地下管道的分布和具体位置信息，交通系统、能源体系、通讯系统、信息网络等各项工程的实施均离不开地下管道这一重要的隐蔽工程。对于建设时间较为久远的管道，很多管道资料已经不全，增加了管道的管理难度，在施工时常因管道不明挖断管道造成停水、停电、通讯中断等事故，给人民生活和施工带来了极大的不便。为了避免此类状况发生，查明地下管道的位置和走向已经成为工程施工必不可少的前提，对促进城市的建设和发展具有重要意义。

为了探测地下管道，一些单位设计并制造了管道检测车，管道检测车在地下管道中行走并收集管道信息。若管道经久失修，管道的内壁会发生脱落、拱起等损坏情况，管道检测车在管道中行走时会发生卡牢而不能继续行进的情况，需要人工参与解决，如此会大大降低探测效率，另外，人工救援方式的工作环境较差，不利于展开救援。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种用于地下管道探测的救援装置，有效解决管道检测车在地下管道中卡牢而不便救援的问题。

为了实现上述技术目的，本发明提供的一种用于地下管道探测的救援装置，包括车体，还包括抓取机构、行走机构及蓄电池，抓取机构设于车体的前端，行走机构设有数个且均匀分布于车体的外周，蓄电池设于车体内且用于供电，抓取机构包括卡爪、抓取电机及传动结构，车体的前端设有座体，卡爪可沿座体径向来回移动的设于座体上且沿周向间隔设有数个，抓取电机设于车体内，抓取电机通过传动结构驱动卡爪朝向座体中心移动实现收拢或远离座体中心移动实现张开。

优选的，所述卡爪包括移动部、卡抓部及用于连接移动部和卡抓部的连接部，移动部呈长条状且沿座体的径向延伸，座体上设有与移动部配合的滑槽，移动部设于滑槽内且轴向受到限位，传动结构与移动部配合驱动卡爪沿座体径向移动。

优选的，所述移动部的一侧设有齿条，传动结构包括与各卡爪上的齿条啮合的输出轮，座体上设有用于放置输出轮的通口，通口的局部与滑槽的局部连通。

优选的，所述传动结构还包括设于车体前端内部的主动轮和从动轮，主动轮套设于抓取电机的电机轴上，从动轮与对应的输出轮同轴设置且与主动轮啮合。

优选的，所述移动部上设有燕尾形的卡条，座盖上设有与卡条配合且与滑槽连通的卡槽，卡条设于卡槽内使移动部受到轴向限位。

优选的，所述行走机构包括支撑座、可转动设于支撑座上的两个带轮、套设于两个带轮上的履带及用于驱动带轮转动的行走电机，行走电机固定于支撑座上，支撑座连接于车体，带轮的轴向与车体的长度方向垂直设置。

优选的，所述支撑座可浮动连接于车体，支撑座上设有朝车体凸出的凸柱，凸柱的末端设有限位环，车体的外壁上设有供凸柱插入的插筒，凸柱的至少局部及限位环插设于插筒中，限位环与插筒间隙配合且限位环受到轴向限位，凸柱的外部套设有弹簧，弹簧的一端定位设置、另一端抵触于支撑座。

优选的，所述插筒上固定有使限位环受到轴向限位的限位盖，限位盖上设有与凸柱间隙配合的通孔，弹簧的一端抵于限位盖上实现定位设置。

优选的，所述车体上还设有控制单元、拍摄单元及通信单元，控制单元电连接于蓄电池，抓取电机、行走电机、拍摄单元及通信单元均信号连接于控制单元。

优选的，所述车体的后端设有牵引机构，牵引机构包括可转动设于车体后端的绕线架及可缠绕于绕线架上的牵引绳。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

1、本发明提供的用于地下管道探测的救援装置，行走机构可以带动装置整体在地下管道中行走，当装置行走至靠近管道检测车时，抓取电机先通过传动结构驱动卡爪朝远离座体中心的方向移动实现张开，然后通过传动结构驱动卡爪朝靠近座体中心的方向移动实现收拢，收拢的卡爪可以抓取住管道检测车，救援装置可以带动管道检测车在地下管道中行走实现救援目的。通过本发明的救援装置可以有效提高管道救援车的救援效率，也有利于改善工作环境。

2、抓取机构的传动结构采用齿轮传动结构，抓取电机通过传动结构的输出轮与齿条的啮合驱动卡爪沿座体的径向来回移动实现卡爪的收拢和张开，传动结构简单、有效，且能使卡爪稳定的抓取住管道检测车。

3、移动部上燕尾形的卡条与座体上的卡槽配合，使移动部受到轴向限位，避免移动部在轴向上脱离滑槽，保证移动部的结构稳定性，进而有利于提高卡爪的结构稳定性。

4、行走机构的支撑座可浮动连接于车体，行走机构在管道的内径减小时可以朝靠近车体的方向移动，行走机构在管道的外径增大时可以朝远离车体的方向移动，保证履带始终能贴合管道的内壁行走，避免救援装置卡在管道内。

5、通过限位盖将凸柱末端的限位环限位于插筒内，避免凸柱脱离插筒，保证支撑座连接于车体的稳定性。

6、利用拍摄单元可以对管道的内部情况及卡爪的抓取情况进行拍摄，控制单元可以将拍摄单元的拍摄画面经通信单元传送给外部的操控装置，以便地面工作人员通过操控装置远程遥控救援装置。

7、救援装置在进入地下管道时，将牵引绳的一端固定在地面上，救援装置在地下管道中行进时牵引绳放绳，当救援装置在地下管道中行进受阻时可以通过拖拽牵引绳的方式尝试拖拉救援装置。

附图说明

图1为本发明实施例一用于地下管道探测的救援装置的整体示意图；

图2为本发明实施例一用于地下管道探测的救援装置中抓取机构的示意图；

图3为本发明实施例一用于地下管道探测的救援装置中部分构件的爆炸视图；

图4为本发明实施例一用于地下管道探测的救援装置中卡爪的示意图；

图5为本发明实施例一用于地下管道探测的救援装置中部分构件的另一爆炸视图；

图6为本发明实施例一用于地下管道探测的救援装置中凸柱与插筒配合处的截面视图；

图7为本发明实施例一用于地下管道探测的救援装置的控制原理图。

图中，110-车体，111-安装平面，112-插筒，120-前盖，121-避让槽，130-后盖，131-轴承座，200-抓取机构，210-卡爪，211-移动部，212-卡抓部，213-连接部，214-齿条，215-卡条，220-抓取电机，231-主动轮，232-从动轮，233-输出轮，234-转轴，300-行走机构，310-支撑座，311-凸柱，312-限位环，320-带轮，330-履带，340-行走电机，350-轮轴，360-弹簧，370-限位盖，371-通孔，400-蓄电池，500-座体，501-滑槽，502-凹槽，503-卡槽，504-通口，610-控制单元，620-拍摄单元，630-通信单元，700-绕线架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。需要理解的是，下述的“上”、“下”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1至图7所示，本发明实施例一提供的一种用于地下管道探测的救援装置，包括车体110、抓取机构200、行走机构300及蓄电池400，抓取机构200设于车体110的前端，行走机构300设有数个且均匀分布于车体110的外周，蓄电池400设于车体110内且用于供电。抓取机构200包括卡爪210、抓取电机220及传动结构，车体110的前端设有座体500，卡爪210可沿座体500径向来回移动的设于座体上且沿周向间隔设有数个，抓取电机220设于车体110内，抓取电机220通过传动结构驱动卡爪210朝向座体中心移动实现收拢或远离座体中心移动实现张开。

结合图4，卡爪210包括移动部211、卡抓部212及用于连接两者的连接部213，移动部211呈长条状且沿座体500的径向延伸，座体500上设有与移动部211配合的滑槽501，移动部211设于滑槽501内且轴向受到限位，传动结构与移动部211配合驱动卡爪210沿座体500的径向来回移动。本实施例中，卡爪210沿周向均匀间隔设有三个。卡抓部212与移动部211平行设置，且卡抓部212的长度小于移动部211的长度设置。连接部213与移动部211垂直设置，连接部213的一端与移动部211的外端连接、另一端与卡抓部212的外端连接。

移动部211的一侧设有沿长度方向延伸的齿条214，移动部211在与齿条214相对的另一侧设有沿长度方向延伸的卡条215，卡条215呈燕尾形。滑槽501的一侧侧壁上设有与齿条214间隙配合的凹槽502、另一侧侧壁上设有与卡条215配合的燕尾形卡槽503，齿条214位于凹槽502中，卡条215位于卡槽503中使移动部211受到轴向限位。

传动结构包括主动轮231、从动轮232、输出轮233和转轴234，主动轮231固定套设于抓取电机220的电机轴上，从动轮232设有三个，三个从动轮232均匀分布于主动轮231的外周且与主动轮231外啮合，输出轮233设有三个且与各卡爪210一一对应设置，输出轮233与移动部211上的齿条214啮合，对应的输出轮233与从动轮232固定套设于同一根转轴234上实现同轴设置。本实施例中，座体500上设有用于放置输出轮233的通口504，通口504设有三个且沿周向均匀间隔设置，各通口504的局部与对应滑槽501的局部连通，以便输出轮233与移动部211上的齿条214啮合。

座体500固定于车体110的前端，座体500的前端还固定有前盖120，前盖120上设有用于避让各卡爪210的连接部213的避让槽121，避让槽121呈长条状且沿径向延伸，连接部213在卡爪210收拢或张开时可在避让槽121中来回移动。转轴234的一端通过轴承可转动架设于前盖120上，车体110前端的内壁上设有凸耳，转轴234的另一端通过轴承转动架设于凸耳上。

结合图5，行走机构300包括支撑座310、可转动设于支撑座上的两个带轮320、套设于两个带轮上的履带330及用于驱动带轮转动的行走电机340。本实施例中，车体110的外周均匀间隔设有三个安装平面111，安装平面111与车体110的长度方向平行设置，行走机构300设有三个且分别连接于各安装平面111。带轮320通过轮轴350可转动设于支撑座310上，轮轴350的两端通过轴承可转动架设于支撑座310上，同一行走机构300的两根轮轴350的轴向与车体110的长度方向垂直设置且与对应的安装平面111平行设置，即带轮320的轴向与车体110的长度方向垂直设置。行走电机340固定于支撑座310内且位于履带之间，行走电机340通过齿轮传动结构驱动其中一个带轮320作为主动带轮转动，主动带轮通过履带330带动另一带轮作为从动带轮转动。

结合图6，为了避免救援装置卡在管道内，支撑座310可浮动连接于车体110。支撑座310上设有多个朝向车体110凸出形成的凸柱311，凸柱311的末端设有外径增大的限位环312，车体110的安装平面111上设有垂直于安装平面向外凸出形成且与各凸柱311一一对应设置的插筒112。凸柱311的至少局部及限位环312插设于插筒112中，限位环312与插筒112内孔间隙配合且限位环312受到轴向限位，凸柱311的外部套设有弹簧360，弹簧360的一端定位设置、另一端抵触于支撑座310。行走机构300在管道的内径减小时可以朝靠近车体110的方向移动，行走机构300在管道的外径增大时可以朝远离车体110的方向移动，保证履带330始终能贴合管道的内壁行走。

本实施例中，插筒112上固定有使限位环312受到轴向限位的限位盖370，限位盖370优选采用螺纹配合固定连接于插筒112。限位盖370上设有与凸柱311间隙配合的通孔371，弹簧360的一端抵于限位盖370上实现定位设置。当行走机构靠近车体110时，弹簧360受力压缩。当管道外径增大时，弹簧可以施力于支撑座310使行走机构300朝远离车体110的方向移动。

蓄电池400设于车体110内的后端，车体110的后端设有用于封闭车体的后盖130。车体110的后端还设有牵引机构，牵引机构包括可转动设于后盖130上的绕线架700及可缠绕于绕线架上的牵引绳。本实施例中，后盖130上设有两个轴承座131，两个轴承座131平行间隔设置，绕线架700通过轴承可转动架设于轴承座131上。

结合图7，车体110上还设有控制单元610、拍摄单元620及通信单元630，控制单元610电连接于蓄电池400，抓取电机220、行走电机340、拍摄单元620及通信单元630均信号连接于控制单元610，蓄电池400向各用电器件进行供电。通信单元630优选采用无线通信单元，拍摄单元620设于前盖120的中心处，拍摄单元620可以采用摄像头。

当管道检测车在地下管道内无法移动时，将本实施例的救援装置放入地下管道中，将牵引绳的一端固定在地面上，工作人员通过操控装置操控救援装置，通信单元630可以实现控制单元610与操控装置之间的双向通信。行走机构300带动装置整体在地下管道中行进，牵引绳放线。当装置行走至靠近管道检测车时，抓取电机220先通过传动结构驱动卡爪210朝远离座体500中心的方向移动实现张开，然后通过传动结构驱动卡爪210朝靠近座体500中心的方向移动实现收拢，收拢的卡爪210抓取住管道检测车，救援装置可以带动管道检测车在地下管道中行走实现救援目的。

控制单元610将拍摄单元620拍摄的画面经通信单元630传送给操控装置，便于地面工作人员确定救援装置是否行进到位及卡爪210是否抓取住管道检测车。当救援装置在地下管道中行进受阻时可以通过拖拽牵引绳的方式尝试拖拉救援装置。

可以理解的是，卡爪210的具体数量并不局限于上述记载和附图所示的三个，也可以设置为两个、四个等合理的数量。

可以理解的是，为了便于卡爪210抓取住管道检测车，可以在管道检测车的尾部安装网格，卡爪210的卡抓部212在卡爪收拢时可以轻易插入网格中实现抓取住管道检测车。

可以理解的是，每个支撑座310上凸柱311的具体数量并不局限于附图所示的四个，也可以设置为六个、八个等合理的数量。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。

Claims (7)

1.一种用于地下管道探测的救援装置，包括车体，其特征在于，还包括抓取机构、行走机构及蓄电池，抓取机构设于车体的前端，行走机构设有数个且均匀分布于车体的外周，蓄电池设于车体内且用于供电，抓取机构包括卡爪、抓取电机及传动结构，车体的前端设有座体，卡爪可沿座体径向来回移动的设于座体上且沿周向间隔设有数个，抓取电机设于车体内，抓取电机通过传动结构驱动卡爪朝向座体中心移动实现收拢或远离座体中心移动实现张开；所述卡爪包括移动部、卡抓部及用于连接移动部和卡抓部的连接部，移动部呈长条状且沿座体的径向延伸，座体上设有与移动部配合的滑槽，移动部设于滑槽内且轴向受到限位，传动结构与移动部配合驱动卡爪沿座体径向移动；所述移动部的一侧设有齿条，传动结构包括与各卡爪上的齿条啮合的输出轮，座体上设有用于放置输出轮的通口，通口的局部与滑槽的局部连通；所述传动结构还包括设于车体前端内部的主动轮和从动轮，主动轮套设于抓取电机的电机轴上，从动轮与对应的输出轮同轴设置且与主动轮啮合。

2.根据权利要求1所述的一种用于地下管道探测的救援装置，其特征在于，所述移动部上设有燕尾形的卡条，座盖上设有与卡条配合且与滑槽连通的卡槽，卡条设于卡槽内使移动部受到轴向限位。

3.根据权利要求1所述的一种用于地下管道探测的救援装置，其特征在于，所述行走机构包括支撑座、可转动设于支撑座上的两个带轮、套设于两个带轮上的履带及用于驱动带轮转动的行走电机，行走电机固定于支撑座上，支撑座连接于车体，带轮的轴向与车体的长度方向垂直设置。

4.根据权利要求3所述的一种用于地下管道探测的救援装置，其特征在于，所述支撑座可浮动连接于车体，支撑座上设有朝车体凸出的凸柱，凸柱的末端设有限位环，车体的外壁上设有供凸柱插入的插筒，凸柱的至少局部及限位环插设于插筒中，限位环与插筒间隙配合且限位环受到轴向限位，凸柱的外部套设有弹簧，弹簧的一端定位设置、另一端抵触于支撑座。

5.根据权利要求4所述的一种用于地下管道探测的救援装置，其特征在于，所述插筒上固定有使限位环受到轴向限位的限位盖，限位盖上设有与凸柱间隙配合的通孔，弹簧的一端抵于限位盖上实现定位设置。

6.根据权利要求3所述的一种用于地下管道探测的救援装置，其特征在于，所述车体上还设有控制单元、拍摄单元及通信单元，控制单元电连接于蓄电池，抓取电机、行走电机、拍摄单元及通信单元均信号连接于控制单元。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种用于地下管道探测的救援装置，其特征在于，所述车体的后端设有牵引机构，牵引机构包括可转动设于车体后端的绕线架及可缠绕于绕线架上的牵引绳。

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