CN113357480B - 管道行走装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种管道行走装置,其包括:气缸本体;上驱动行走部件,通过上支架设置于气缸本体的上侧,其包括上主动轮、上从动轮、连接上主动轮和上从动轮的上传动带,以及驱动上主动轮的上电机;以及下驱动行走部件,通过下支架设置于气缸本体的下侧,其包括下主动轮、下从动轮、连接下主动轮和下从动轮的下传动带,以及驱动下主动轮的下电机;其中,气缸本体设有两个气缸,两个气缸分别设有向上下两侧伸出的两个活塞杆,两个活塞杆的端部分别连接上下驱动行走部件,当气缸在压缩气体的作用下工作时,两个活塞杆通过同步机构带动上下驱动行走部件同步上下运动,上下驱动行走部件的上下主动轮和上下从动轮顶在管道内壁上。
Description
技术领域
本发明属于机械工程技术领域,更具体地说,本发明涉及一种可在管道内部行走的管道行走装置。
背景技术
在实际工作中,各种管道存在弯角、变径、或者布置方式水平或者竖直的各种工况,当管道内部出现裂纹、腐蚀、或者管道中存在异物时,为了查明管道内部的具体情况,通常需要采用管道行走装置进入管道内部,通过管道行走装置上携带的视频设备等对管道内部情况做详细的评估,再确定如何实现下一步对管道内部的修复工作。
但是,在管道行走装置在管道内部爬行的过程中,因为管道可能存在连续的直径变化,需要管道行走装置具有高度变化的能力去适应管道内部直径的变化,同时又要保证管道行走装置上设置的行走轮对管道内壁始终保持一定的压力,才能保证管道爬行载体具有足够的驱动力。
有鉴于此,确有必要提供一种具有较高通过性的管道行走装置。
发明内容
本发明的发明目的在于:克服现有技术的缺陷,提供一种具有较高通过性的管道行走装置。
为了实现上述发明目的,本发明提供了一种管道行走装置,其包括:
气缸本体;
上驱动行走部件,通过上支架设置于气缸本体的上侧,其包括上主动轮、上从动轮、连接上主动轮和上从动轮的上传动带,以及驱动上主动轮的上电机;以及
下驱动行走部件,通过下支架设置于气缸本体的下侧,其包括下主动轮、下从动轮、连接下主动轮和下从动轮的下传动带,以及驱动下主动轮的下电机;
其中,气缸本体设有两个气缸,两个气缸分别设有向上下两侧伸出的两个活塞杆,两个活塞杆的端部分别连接上下驱动行走部件,当气缸在压缩气体的作用下工作时,两个活塞杆通过同步机构带动上下驱动行走部件同步上下运动,上下驱动行走部件的上下主动轮和上下从动轮顶在管道内壁上。
作为本发明管道行走装置的一种改进,所述同步机构包括安装在气缸本体上的第一同步杆和第二同步杆、固定在上支架上的第一同步齿条,以及固定在下支架上的第二同步齿条,其中,第一同步杆的两端分别设有同轴转动的第一同步齿轮和第一同步带轮,第二同步杆的两端分别设有同轴转动的第二同步齿轮和第二同步带轮,第一同步带轮和第二同步带轮通过同步带连接,第一同步齿条和第一同步齿轮啮合,第二同步齿条和第二同步齿轮啮合,第一同步齿条和第二同步齿条的运动带动第一同步齿轮和第二同步齿轮同时转动。
作为本发明管道行走装置的一种改进,所述气缸本体设有第一直线导轨和第二直线导轨连接,所述第一同步齿条和第二同步齿条与气缸本体之间分别通过第一直线导轨和第二直线导轨连接。
作为本发明管道行走装置的一种改进,所述气缸本体上设有调整第一同步带松紧程度的第一同步带张紧轮,以及调整第二同步带松紧程度的第二同步带张紧轮。
作为本发明管道行走装置的一种改进,在所述活塞杆向上下两侧伸出过程中,所述第一同步齿条和第二同步齿条在上下伸出的过程中齿数相同。
作为本发明管道行走装置的一种改进,所述第一同步齿条和第二同步齿条的顶端分别设有安装座,所述第一同步齿条和第二同步齿条通过安装座对应连接在上下驱动行走部件上。
作为本发明管道行走装置的一种改进,所述上驱动行走部件的两侧分别设有上主动轮、上从动轮、连接上主动轮和上从动轮的上传动带,以及驱动上主动轮的上电机,所述下驱动行走部件的两侧分别设有下主动轮、下从动轮、连接下主动轮和下从动轮的下传动带,以及驱动下主动轮的下电机。
作为本发明管道行走装置的一种改进,通过控制所述上电机、下电机的正反转和速度,实现管道行走装置的前进、后退和转弯。
作为本发明管道行走装置的一种改进,所述气缸本体的两侧设有转换座。
作为本发明管道行走装置的一种改进,所述气缸本体上设有上下传动带张紧轮和上下传动带调整螺钉,通过上下传动带张紧轮和上下传动带调整螺钉调整上下传动带的松紧程度。
相对于现有技术,在管道中行走时,本发明管道行走装置的气缸在压缩气体的作用下伸出,通过设有齿轮齿条的同步机构,可使上下两侧的活塞杆伸出的长度相同,能够保证管道行走装置在任何高度下气缸本体都能够在上下驱动行走部件的中间位置附近,克服了管道内无法与管道圆轴线重合的问题。当整个管道行走装置在管道中爬行时遇到变径头、弯管等位置时,管道行走装置能有较高的通过性,可应用于各种中小型管道。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式,对本发明管道行走装置及其技术效果进行详细说明,其中:
图1为本发明管道行走装置的结构示意图。
图2A、2B为本发明管道行走装置的上、下驱动行走部件的结构示意图。
图3为本发明管道行走装置的气缸本体的结构示意图。
图4为本发明管道行走装置的一侧视图。
图5为本发明管道行走装置的另一侧视图。
图6为本发明管道行走装置的同步杆的结构示意图。
图7A、7B为本发明管道行走装置的同步机构中齿轮齿条的配合示意图。
图8为本发明管道行走装置在管道内的使用状态示意图。
图中:
10--气缸本体;100--活塞杆;102--第一直线导轨;104--第一导轨安装板;106--第二直线导轨;108--第二导轨安装板;110--转接座;112--安装座;
20--上驱动行走部件;200--上主动轮;202--上从动轮;204--上传动带;206--上电机;208--上支架;210--上传动带张紧轮;212--上传动带调整螺钉;
30--下驱动行走部件;300--下主动轮;302--下从动轮;304--下传动带;306--下电机;308--下支架;310--下传动带张紧轮;312--下传动带调整螺钉;
400--第一同步杆;402--第一同步齿条;404--第一同步齿轮;406--第一同步带轮;408--同步带;410--第一同步带张紧轮;
500--第二同步杆;502--第二同步齿条;504--第二同步齿轮;506--第二同步带轮;510--第二同步带张紧轮。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰,以下结合附图和具体实施方式,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明,并非为了限定本发明。
请参照图1至图8所示,本发明提供了一种管道行走装置,其包括:
气缸本体10;
上驱动行走部件20,通过上支架208设置于气缸本体10的上侧,其包括上主动轮200、上从动轮202、连接上主动轮200和上从动轮202的上传动带204,以及驱动上主动轮200的上电机206;
下驱动行走部件30,通过下支架308设置于气缸本体10的下侧,其包括下主动轮300、下从动轮302、连接下主动轮300和下从动轮302的下传动带304,以及驱动下主动轮300的下电机306;以及
其中,气缸本体10设有两个气缸,两个气缸分别设有向上下两侧伸出的两个活塞杆100,两个活塞杆100的端部分别连接上下驱动行走部件20,30,当气缸在压缩气体的作用下工作时,两个活塞杆100通过同步机构带动上下驱动行走部件20,30同步上下运动,上下驱动行走部件20,30的上下主动轮200,300和上下从动轮202,302顶在管道内壁上。
请参照图4至图7A、7B所示,同步机构包括安装在气缸本体10上的第一同步杆400和第二同步杆500、固定在上支架208上的第一同步齿条402,以及固定在下支架308上的第二同步齿条502,其中,第一同步杆400的两端分别设有同轴转动的第一同步齿轮404和第一同步带轮406,第二同步杆500的两端分别设有同轴转动的第二同步齿轮504和第二同步带轮506,第一同步带轮406和第二同步带轮506通过同步带408连接,第一同步齿条402和第一同步齿轮404啮合,第二同步齿条502和第二同步齿轮504啮合,第一同步齿条402和第二同步齿条502的运动带动第一同步齿轮404和第二同步齿轮504同步转动。
请特别参照图4所示,气缸本体10设有第一直线导轨102和第二直线导轨106连接,第一同步齿条402和第二同步齿条502与气缸本体10之间分别通过第一直线导轨102和第二直线导轨106连接。在图示实施方式中,第一直线导轨102通过第一导轨安装板104连接于气缸本体10上,第二直线导轨106通过第一导轨安装板108连接于气缸本体10上。
请参照图4和图5所示,气缸本体10上设有调整第一同步带轮406松紧程度的第一同步带张紧轮410,以及调整第二同步带轮506松紧程度的第二同步带张紧轮510,分别通过调整螺钉实现松紧程度的调整,防止同步带408过松时出现跳齿,影响整个结构的同步性。
请参照图4和图5所示,第一同步带轮406和第二同步带轮506通过同步带408连接,在活塞杆100向上下两侧伸出过程中,第一同步带轮406和第二同步带轮506同步转动,第一同步杆400和第二同步杆500使第一同步齿轮404和第二同步齿轮504同步转动,再通过第一同步齿轮404和第二同步齿轮504与对应的第一同步齿条402和第二同步齿条502的啮合,使第一同步齿条402和第二同步齿条502在上下伸出的过程中齿数相同,最终达到上下驱动行走部件20,30距离气缸本体10的高度相同。
请参照图3所示,第一同步齿条402和第二同步齿条502的顶端分别设有安装座112,第一同步齿条402和第二同步齿条502通过安装座112对应连接在上下驱动行走部件20,30上。
请参照图2A、2B所示,根据本发明的一个实施方式,上驱动行走部件20、下驱动行走部件30(上驱动行走部件20、下驱动行走部件30的结构基本相同)的两侧分别设有上下主动轮200,300、上下从动轮202,302、连接上下主动轮200,300和上下从动轮202,302的上下传动带204,304,以及驱动上下主动轮200,300的上下电机206,306,通过控制所述上下电机206,306的正反转和速度,实现管道行走装置的前进、后退和转弯。
请参照图1和图3所示,气缸本体10的两侧设有转接座110,以实现与其他模块的快速链接和更换。
请参照图4和图5所示,气缸本体10上设有传动带张紧轮106和传动带调整螺钉108,通过传动带张紧轮106和传动带调整螺钉108调整传动带的松紧程度。
结合以上对本发明实施方式的详细描述可以看出,相对于现有技术,在管道中行走时,本发明管道行走装置的气缸在压缩气体的作用下伸出,通过设有齿轮齿条的同步机构,可使上下两侧的活塞杆100伸出的长度相同,能够保证管道行走装置在任何高度下气缸本体10都能够在上下驱动行走部件20,30的中间位置附近,克服了管道内无法与管道圆轴线重合的问题。当整个管道行走装置在管道中爬行时遇到变径头、弯管等位置时,管道行走装置能有较高的通过性(如图8所示),可应用于各种中小型管道。
根据上述原理,本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。
Claims (9)
1.一种管道行走装置,其特征在于,包括:
气缸本体;
上驱动行走部件,通过上支架设置于气缸本体的上侧,其包括上主动轮、上从动轮、连接上主动轮和上从动轮的上传动带,以及驱动上主动轮的上电机;以及
下驱动行走部件,通过下支架设置于气缸本体的下侧,其包括下主动轮、下从动轮、连接下主动轮和下从动轮的下传动带,以及驱动下主动轮的下电机;
其中,气缸本体设有两个气缸,两个气缸分别设有向上下两侧伸出的两个活塞杆,两个活塞杆的端部分别连接上下驱动行走部件,当气缸在压缩气体的作用下工作时,两个活塞杆通过同步机构带动上下驱动行走部件同步上下运动,上下驱动行走部件的上下主动轮和上下从动轮顶在管道内壁上,所述同步机构包括安装在气缸本体上的第一同步杆和第二同步杆、固定在上支架上的第一同步齿条,以及固定在下支架上的第二同步齿条,其中,第一同步杆的两端分别设有同轴转动的第一同步齿轮和第一同步带轮,第二同步杆的两端分别设有同轴转动的第二同步齿轮和第二同步带轮,第一同步带轮和第二同步带轮通过同步带连接,第一同步齿条和第一同步齿轮啮合,第二同步齿条和第二同步齿轮啮合,第一同步齿条和第二同步齿条的运动带动第一同步齿轮和第二同步齿轮同时转动。
2.根据权利要求1所述的管道行走装置,其特征在于,所述气缸本体设有第一直线导轨和第二直线导轨连接,所述第一同步齿条和第二同步齿条与气缸本体之间分别通过第一直线导轨和第二直线导轨连接。
3.根据权利要求1所述的管道行走装置,其特征在于,所述气缸本体上设有调整第一同步带松紧程度的第一同步带张紧轮,以及调整第二同步带松紧程度的第二同步带张紧轮。
4.根据权利要求1所述的管道行走装置,其特征在于,在所述活塞杆向上下两侧伸出过程中,所述第一同步齿条和第二同步齿条在上下伸出的过程中齿数相同。
5.根据权利要求1所述的管道行走装置,其特征在于,所述第一同步齿条和第二同步齿条的顶端分别设有安装座,所述第一同步齿条和第二同步齿条通过安装座对应连接在上下驱动行走部件上。
6.根据权利要求1所述的管道行走装置,其特征在于,所述上驱动行走部件的两侧分别设有上主动轮、上从动轮、连接上主动轮和上从动轮的上传动带,以及驱动上主动轮的上电机,所述下驱动行走部件的两侧分别设有下主动轮、下从动轮、连接下主动轮和下从动轮的下传动带,以及驱动下主动轮的下电机。
7.根据权利要求1所述的管道行走装置,其特征在于,通过控制所述上电机、下电机的正反转和速度,实现管道行走装置的前进、后退和转弯。
8.根据权利要求1所述的管道行走装置,其特征在于,所述气缸本体的两侧设有转换座。
9.根据权利要求1所述的管道行走装置,其特征在于,所述气缸本体上设有上下传动带张紧轮和上下传动带调整螺钉,通过上下传动带张紧轮和上下传动带调整螺钉调整上下传动带的松紧程度。
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