CN114263806A - 一种可变直径管道内检测器牵引装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种可变直径管道内检测器牵引装置，包括：头部驱动组件、舱体和尾部驱动组件，其中，所述头部驱动组件、舱体和尾部驱动组件同轴设置，所述舱体一端与所述头部驱动组件连接，另一端与所述尾部驱动组件连接。所述头部驱动组件和尾部驱动组件包括可折叠的伞状结构；所述头部支臂组件和尾部支臂组件包括多个带有复位弹簧的连杆机构。所述皮碗组件的各支撑部通过间隔均匀分布的褶皱部衔接，并且支撑部和褶皱部呈对称分布。因此，在所述牵引装置进入小管径管道时，所述皮碗组件率先从褶皱部处变形，使皮碗组件能够快速的收缩或展开，并且仍然保持圆形，不影响对管道的密封。

Description

一种可变直径管道内检测器牵引装置

技术领域

本申请涉及管道检测设备技术领域，尤其涉及一种可变直径管道内检测器牵引装置。

背景技术

油气管道内检测器作为一种特种检测仪器，常用于对油气管道内部缺陷进行检测，其在管道内部运行，由管道中介质推动使检测器向前运行。油气管道内检测器主要由牵引装置及检测器组成，牵引装置不产生动力，依靠密封管道产生压差提供驱动力。

常规管道内检测器的牵引装置主要由聚氨酯密封皮碗及舱体组成，密封皮碗分为碟形、直板型、锥形等形状，既密封管道又起支撑作用。不同形状的皮碗所适用的场景有所不同，碟形皮碗应用于原油及成品油等液体管道，锥形皮碗蝶应用于天然气等气体管道，直板型皮碗一般成组适用，用于管道清管。当检测器质量较大时，一般使用直径小于管道内径的直板型皮碗辅助支承。常规皮碗变形量最大约为10%-15%，当变形量较大时会增加管道对皮碗的压力，导致皮碗磨损加剧，影响皮碗正常密封。

常规检测器牵引装置的皮碗为圆形，增大变形量会在局部产生不均匀褶皱导致密封失效。若采用小口径皮碗，它虽在小口径管段中顺利运行，但在大口径管道中将因泻流太大，失去运行的动力；若采用大口径皮碗，它虽在大口径管段中顺利运行，但在小口径管道中将因过盈太大，可能造成卡堵。因此，需要一种可以满足更大变形量且不易磨损的管道内检测器牵引装置。

发明内容

常规检测器牵引装置的皮碗为圆形，增大变形量会在局部产生不均匀褶皱导致密封失效。若采用小口径皮碗，它虽在小口径管段中顺利运行，但在大口径管道中将因泻流太大，失去运行的动力；若采用大口径皮碗，它虽在大口径管段中顺利运行，但在小口径管道中将因过盈太大，可能造成卡堵。为了解决上述的问题，本申请提出如下方案：

本申请提供了一种可变直径管道内检测器牵引装置，包括：头部驱动组件、舱体和尾部驱动组件，其中，所述头部驱动组件、舱体和尾部驱动组件同轴设置，所述舱体一端与所述头部驱动组件连接，另一端与所述尾部驱动组件连接；所述头部驱动组件包括头部支臂组件和第一皮碗组件，所述头部支臂组件与第一皮碗组件连接，构成可折叠的伞状结构；所述尾部驱动组件包括尾部支臂组件和第二皮碗组件，所述尾部支臂组件与第二皮碗组件连接，构成可折叠的伞状结构；所述头部支臂组件和尾部支臂组件包括多个带有复位弹簧的连杆机构；所述第一皮碗组件和第二皮碗组件为结构相同的皮碗组件；所述皮碗组件包括多个支撑部和褶皱部，所述支撑部沿周向均匀分布，所述支撑部与所述连杆机构连接；相邻的支撑部之间通过所述褶皱部连接。

所述舱体一般为圆筒状，两端设有法兰，负责连接所述头部驱动组件和尾部驱动组件，舱体长度根据所检测管道的直径进行设置。

所述头部驱动组件和尾部驱动组件使用可折叠的伞状结构，可以使所述牵引装置能够有很大范围的变形量。所述皮碗组件的各支撑部通过间隔均匀分布的褶皱部衔接，并且支撑部和褶皱部呈对称分布。因此，在所述牵引装置进入小管径管道时，所述皮碗组件率先从褶皱部处变形，使皮碗组件能够快速的收缩或展开，并且仍然保持圆形，不影响对管道的密封。

所述牵引装置主要由所述头部支臂组件和尾部支臂组件负责支撑，由于皮碗组件呈完全对称结构，在配合支臂组件的支撑力下，足以保证所述牵引装置与管道同心。所述头部支臂组件和尾部支臂组件使用带有复位弹簧的连杆机构，使皮碗组件在张开或收缩时，为其提供足够的支撑力与回弹力。通过均匀分布的弹性受力结构，保证了所述皮碗组件的中心始终位于管道中轴上，有效避免了所述皮碗组件的不均匀磨损，能够延长其使用寿命。

可选的，所述皮碗组件的支撑部包括：第一平面、第二平面和第三平面，所述皮碗组件的褶皱部包括：圆环面、第一褶皱、第二褶皱和第三褶皱，其中，所述圆环面外缘连接所述第一平面，所述第一平面在圆周扩大方向与所述第二平面连接，所述第二平面在圆周扩大方向与所述第三平面连接；相邻的所述第一平面之间通过第一褶皱连接，相邻的所述第二平面之间通过第二褶皱连接，相邻的所述第三平面之间通过第三褶皱连接。

所述圆环面为圆环状，其上设有多个通孔，方便通过螺栓连接的方式将所述皮碗组件紧固在所述头部驱动组件和尾部驱动组件中间并保证同轴设置。

所述第一平面、第二平面和第三平面与所述头部支臂组件和尾部支臂组件接触，使其可以借助支臂组件的支撑力。所述第一褶皱、第二褶皱和第三褶皱，可以有很大的变形空间，使皮碗组件能够快速的收缩或展开，并且仍然保持圆形，不影响对管道的密封。

可选的，所述第三平面所在平面与圆环面所在平面平行。

这样设置，是为了使所述牵引装置在管道中运行时，皮碗组件的截面与管道的截面平行，提高密封性。

可选的，所述第三褶皱外缘设有凸起结构。

由于皮碗组件对于管道有一定过盈量，在进入管道时，皮碗组件会被压缩，位于褶皱部连接处的位置会因为变形的原因导致无法与管壁接触，产生泄流，影响牵引系统驱动力。因此，所述第三褶皱外缘设有凸起结构，可以将变形引起的缝隙堵上，提高密封性。

可选的，所述第三平面上设有缺口。

通过缺口可以方便所述头部支臂组件和尾部支臂组件与皮碗组件连接。

可选的，所述皮碗组件外缘所在环形直径大于所述头部支臂组件和尾部支臂组件外缘所在环形直径。

这样设置，在刚进入管道时只有皮碗组件外缘与管壁接触，运行一段时间后皮碗组件磨损，皮碗组件外缘所在环形直径与所述头部支臂组件和尾部支臂组件外缘所在环形直径相同，两处同时与管壁接触。因为支臂组件一般为金属材质热处理后具有耐磨性，同时接触时皮碗组件磨损较小。既保证了皮碗组件的密封性，又减少了磨损。

可选的，所述头部支臂组件包括：弹簧、弹簧挡圈、头部支臂底座、头部支臂前臂、头部支臂后臂、皮碗连接座、连接块和头部支臂弹簧拉杆，其中，所述头部支臂前臂所在直线与所述头部支臂后臂所在直线相平行；所述头部支臂前臂和头部支臂后臂一端与所述头部支臂底座铰接，另一端与所述皮碗连接座铰接，所述头部支臂前臂、头部支臂后臂、头部支臂底座和皮碗连接座构成连杆机构；所述连接块一端与所述头部支臂前臂铰接，另一端与所述头部支臂弹簧拉杆铰接；所述弹簧一端与所述弹簧挡圈连接，另一端与所述头部支臂弹簧拉杆连接；所述尾部支臂组件包括：弹簧、弹簧挡圈、尾部支臂底座、尾部支臂前臂、尾部支臂后臂、尾部支臂弹簧拉杆和皮碗连接座，其中，所述尾部支臂前臂所在直线与所述尾部支臂后臂所在直线相平行；所述尾部支臂前臂和尾部支臂后臂一端与所述尾部支臂底座铰接，另一端与所述皮碗连接座铰接，所述尾部支臂前臂、尾部支臂后臂、尾部支臂底座和皮碗连接座构成连杆机构；所述尾部支臂弹簧拉杆与尾部支臂前臂铰接；所述弹簧一端与所述弹簧挡圈连接，另一端与所述尾部支臂弹簧拉杆连接。

所述头部支臂前臂、头部支臂后臂与头部支臂底座的两个铰接点，和所述头部支臂前臂、头部支臂后臂与皮碗连接座的两个铰接点构成四边形结构，其中头部支臂前臂和头部支臂后臂始终保持平行；所述尾部支臂前臂、尾部支臂后臂与尾部支臂底座的两个铰接点，和所述尾部支臂前臂、尾部支臂后臂与皮碗连接座的两个铰接点构成四边形结构，其中尾部支臂前臂和尾部支臂后臂始终保持平行。通过上述结构，使位于管道内的皮碗组件的截面始终与管道截面方向平行。

所述头部支臂弹簧拉杆和尾部支臂弹簧拉杆方向相反，通过弹簧和弹簧挡圈提供足够的支撑力与回弹力。

可选的，所述头部支臂前臂和尾部支臂前臂上设有滚轮；所述皮碗连接座上设有支撑轮。

这样设置，将皮碗组件外缘与管壁的滑动摩擦改为滚动摩擦，滚轮和支撑轮接触管道内壁，有效降低了前进阻力，提高抗磨损能力，在几乎不降低前后压差的前提下，有效延长了皮碗组件的使用寿命。

可选的，所述头部驱动组件还包括：防撞头、防撞法兰和头部法兰盘，所述防撞头、防撞法兰和头部法兰盘与所述头部驱动组件同轴设置；所述防撞头与防撞法兰连接，所述防撞法兰与头部法兰盘连接，所述头部法兰盘与头部支臂组件连接。

这样设置，可以有效保护头部碰撞，防止因为头部碰撞造成所述牵引装置的损坏。

可选的，所述尾部驱动组件还包括：尾部法兰和连接法兰，所述尾部法兰与皮碗组件连接，所述连接法兰与尾部法兰连接。

这样设置，通过尾部法兰方便与检测器连接。

本申请提供的一种可变直径管道内检测器牵引装置，所述头部驱动组件和尾部驱动组件使用可折叠的伞状结构，使所述牵引装置能够有很大范围的变形量。所述皮碗组件的各支撑部通过间隔均匀分布的褶皱部衔接，并且支撑部和褶皱部呈对称分布。因此，在所述牵引装置进入小管径管道时，所述皮碗组件率先从褶皱部处变形，使皮碗组件能够快速的收缩或展开，并且仍然保持圆形，不影响对管道的密封。在皮碗连接座上设有支撑轮，支撑轮抵靠在管道内壁上，通过滚动摩擦代替滑动摩擦，减小运行阻力，保证了管道内检测器的驱动力，有效减少了皮碗组件的磨损。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请所述牵引装置的等轴侧视分解结构示意图；

图2为本申请所述牵引装置的正视结构示意图；

图3为本申请所述头部驱动组件的分解结构示意图；

图4为本申请所述尾部驱动组件的分解结构示意图；

图5为本申请所述牵引装置的左视结构示意图；

图6为图5的局部放大结构示意图；

图7为本申请所述头部支臂组件的等轴侧视结构示意图；

图8为本申请所述头部支臂组件的剖视结构示意图；

图9为本申请所述尾部支臂组件的等轴侧视结构示意图；

图10为本申请所述尾部支臂组件的剖视结构示意图；

图11为本申请所述皮碗组件的等轴侧视结构示意图；

图12为本申请所述皮碗组件的侧视结构示意图；

图13为本申请所述皮碗组件两种极限工作位置的状态示意图；

图14为本申请所述皮碗组件褶皱部的受力结构示意图；

图15为本申请所述牵引装置在管道中工作的示意图；

图16为本申请所述牵引装置在通过弯头时的示意图；

图示说明：

其中，1-头部驱动组件,11-防撞头,12-防撞法兰,13-头部法兰盘,14-头部支臂组件,141-头部支臂底座,142-头部支臂前臂,143-头部支臂后臂,144-皮碗连接座,145-连接块,146-头部支臂弹簧拉杆,147-滚轮,148-支撑轮,15-皮碗组件,150-缺口,151-圆环面,152-皮碗外缘,153-褶皱外缘,1531-凸起结构,154-第一平面,155-第二平面,156-第三平面,157-第一褶皱,158-第二褶皱,159-第三褶皱,16-弹簧,17-弹簧挡圈,2-舱体,3-尾部驱动组件,31-尾部支臂组件,311-尾部支臂底座,312-尾部支臂前臂,313-尾部支臂后臂,314-尾部支臂弹簧拉杆,32-尾部法兰盘,33-连接法兰。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和装置的示例。

参见图1，为一种可变直径管道内检测器牵引装置的等轴侧视分解结构示意图。

本申请提供的一种可变直径管道内检测器牵引装置，如图2所示，包括：头部驱动组件1、舱体2和尾部驱动组件3，其中，所述头部驱动组件1、舱体2和尾部驱动组件3同轴设置，所述舱体2一端与所述头部驱动组件1连接，另一端与所述尾部驱动组件3连接。

所述舱体2一般为圆筒状，两端设有法兰，负责连接所述头部驱动组件1和尾部驱动组件3，舱体2长度根据所检测管道的直径进行设置，一般为管道直径的1.2-1.5倍。

如图3所示，所述头部驱动组件1包括头部支臂组件14和第一皮碗组件，所述头部支臂组件14与第一皮碗组件连接，构成可折叠的伞状结构；如图4所示，所述尾部驱动组件3包括尾部支臂组件31和第二皮碗组件，所述尾部支臂组件31与第二皮碗组件连接，构成可折叠的伞状结构。所述头部驱动组件1和尾部驱动组件3使用可折叠的伞状结构，使所述牵引装置能够有很大范围的变形量。所述第一皮碗组件和第二皮碗组件为结构相同的皮碗组件15。

所述头部支臂组件14和尾部支臂组件31包括多个带有复位弹簧的连杆机构。所述牵引装置主要由所述头部支臂组件14和尾部支臂组件31负责支撑，所述头部支臂组件14和尾部支臂组件31为伞骨状，一般由热处理后的金属材料制成，具有很好的耐磨性。由于皮碗组件15呈完全对称结构，在配合支臂组件的支撑力时，足以保证所述牵引装置与管道同心。所述头部支臂组件14和尾部支臂组件31使用带有复位弹簧的连杆机构，使皮碗组件15在张开或收缩时，为其提供足够的支撑力与回弹力。通过均匀分布的弹性受力结构，保证了所述皮碗组件15的中心始终位于管道中轴上，有效避免了所述皮碗组件15的不均匀磨损，能够延长其使用寿命。

在一种示意性的实施方式中，如图7所示，所述头部支臂组件14包括：弹簧16、弹簧挡圈17、头部支臂底座141、头部支臂前臂142、头部支臂后臂143、皮碗连接座144、连接块145和头部支臂弹簧拉杆146，其中，所述头部支臂前臂142所在直线与所述头部支臂后臂143所在直线相平行。所述头部支臂前臂142和头部支臂后臂143一端与所述头部支臂底座141铰接，另一端与所述皮碗连接座144铰接，所述头部支臂前臂142、头部支臂后臂143、头部支臂底座141和皮碗连接座144构成连杆机构。所述连接块145一端与所述头部支臂前臂142铰接，另一端与所述头部支臂弹簧拉杆146铰接。所述弹簧16一端与所述弹簧挡圈17连接，另一端与所述头部支臂弹簧拉杆146连接。

如图8所示，所述头部支臂前臂142、头部支臂后臂143与头部支臂底座141的两个铰接点C和D，和所述头部支臂前臂142、头部支臂后臂143与皮碗连接座144的两个铰接点A和B，构成ABCD四边形结构。其中，AD的长度和BC的长度相等，头部支臂前臂142所在直线AD和头部支臂后臂143所在直线BC始终保持平行，铰接点C和D所在直线CD与铰接点A和B所在直线AB也始终保持平行。

如图9所示，所述尾部支臂组件31包括：弹簧16、弹簧挡圈17、尾部支臂底座311、尾部支臂前臂312、尾部支臂后臂313、尾部支臂弹簧拉杆314和皮碗连接座144，其中，所述尾部支臂前臂312所在直线与所述尾部支臂后臂313所在直线相平行。所述尾部支臂前臂312和尾部支臂后臂313一端与所述尾部支臂底座311铰接，另一端与所述皮碗连接座144铰接，所述尾部支臂前臂312、尾部支臂后臂313、尾部支臂底座311和皮碗连接座144构成连杆机构。所述尾部支臂弹簧拉杆314与尾部支臂前臂312铰接。所述弹簧16一端与所述弹簧挡圈17连接，另一端与所述尾部支臂弹簧拉杆314连接。

如图10所示，所述尾部支臂前臂312、尾部支臂后臂313与尾部支臂底座311的两个铰接点C^’和D^’，和所述尾部支臂前臂312、尾部支臂后臂313与皮碗连接座144的两个铰接点A^’和B^’，构成A^’B^’C^’D^’四边形结构。其中，A^’D^’的长度和B^’C^’的长度相等，尾部支臂前臂312所在直线A^’D^’和头部尾部支臂后臂313所在直线B^’C^’始终保持平行，铰接点C^’和D^’所在直线C^’D^’与铰接点A^’和B^’所在直线A^’B^’也始终保持平行。

通过上述结构，使位于管道内的皮碗组件15的截面能够始终与管道截面方向平行。

所述头部支臂弹簧拉杆146和尾部支臂弹簧拉杆314方向相反，所述头部支臂弹簧拉杆146和尾部支臂弹簧拉杆314与弹簧16的连接方式，一般可采用焊接方式或螺栓连接方式。所述弹簧挡圈17为圆环形，可以起到阻挡作用，也可以用于和舱体2进行固定连接，可以采用焊接方式或螺栓连接方式。所述头部支臂弹簧拉杆146和尾部支臂弹簧拉杆314通过弹簧16和弹簧挡圈17提供足够的支撑力与回弹力。

在一种示意性的实施方式中，所述头部支臂前臂142和尾部支臂前臂312上设有滚轮147；所述皮碗连接座144上设有支撑轮148。

所述滚轮147和支撑轮148一般使用热处理后的金属材料，支撑轮148设有两个，稳定性会更好。支撑轮148始终与管壁接触，负责支撑；滚轮147在所述牵引装置通过弯头时，如图16所示，支臂组件压缩与管壁接触，负责辅助支撑。这样设置，将皮碗组件15外缘与管壁的滑动摩擦改为滚动摩擦，滚轮147和支撑轮148接触管道内壁，有效降低了前进阻力，提高抗磨损能力，在几乎不降低前后压差的前提下，有效延长了皮碗组件15的使用寿命。

所述皮碗组件15包括多个支撑部和褶皱部，所述支撑部沿周向均匀分布，所述支撑部与所述连杆机构连接；相邻的支撑部之间通过所述褶皱部连接，所述褶皱部可折叠。

所述皮碗组件15的外周为圆形，可直接采用现有技术的材料，如聚氨酯浇筑成型即可满足使用需求，作为优选的，其邵氏硬度≥80A，拉伸强度≥40MPa。各支撑部通过间隔均匀分布的褶皱部衔接，并且支撑部和褶皱部呈对称分布。因此，在所述牵引装置进入小管径管道时，所述皮碗组件15率先从褶皱部处变形，使皮碗组件15能够快速的收缩或展开，并且仍然保持圆形，不影响对管道的密封。

在一种示意性的实施方式中，如图11所示，所述皮碗组件15的支撑部包括：第一平面154、第二平面155和第三平面156；所述皮碗组件15的褶皱部包括：圆环面151、第一褶皱157、第二褶皱158和第三褶皱159，其中，所述圆环面151外缘连接所述第一平面154，所述第一平面154在圆周扩大方向与所述第二平面155连接，所述第二平面155在圆周扩大方向与所述第三平面156连接。相邻的所述第一平面154之间通过第一褶皱157连接，相邻的所述第二平面155之间通过第二褶皱158连接，相邻的所述第三平面156之间通过第三褶皱159连接。

所述圆环面151为圆环状，其上设有多个通孔，方便通过螺栓连接的方式将所述皮碗组件15紧固在所述头部驱动组件1和尾部驱动组件3中间并保证同轴设置。

所述第一平面154、第二平面155和第三平面156与所述头部支臂组件14和尾部支臂组件31接触，使其可以借助支臂组件的支撑力。所述第一褶皱157、第二褶皱158和第三褶皱159，可以有很大的变形空间，使皮碗组件15能够快速的收缩或展开，并且仍然保持圆形，不影响对管道的密封。

在一种示意性的实施方式中，如图12所示，所述第三平面156所在平面与圆环面151所在平面平行。

这样设置，是为了使所述牵引装置在管道中运行时，如图15所示，皮碗组件15的截面与管道的截面平行，提高密封性。

在一种示意性的实施方式中，如图5和图6所示，所述第三褶皱159外缘设有凸起结构1531。

由于皮碗组件15对于管道有一定过盈量，皮碗外缘152和褶皱外缘153会与管道壁接触起到密封作用。在进入管道时，皮碗组件15会被压缩，位于褶皱部连接处的位置会因为变形的原因导致无法与管壁接触，产生泄流，影响牵引系统驱动力。因此，所述第三褶皱159外缘设有凸起结构1531，可以将变形引起的缝隙堵上，提高密封性。

在一种示意性的实施方式中，如图11所示，所述第三平面156上设有缺口150。

通过缺口150可以方便所述头部支臂组件14和尾部支臂组件31与皮碗组件15连接。

在一种示意性的实施方式中，如图6所示，所述皮碗组件15外缘所在环形直径大于所述头部支臂组件14和尾部支臂组件31外缘所在环形直径。

这样设置，在刚进入管道时只有皮碗组件15外缘与管壁接触，运行一段时间后皮碗组件15磨损，皮碗组件15外缘所在环形直径与所述头部支臂组件14和尾部支臂组件31外缘所在环形直径相同，两处同时与管壁接触。因为支臂组件一般为金属材质热处理后具有耐磨性，同时接触时皮碗组件15磨损较小。既保证了皮碗组件15的密封性，又减少了磨损。

在一种示意性的实施方式中，如图3所示，所述头部驱动组件1还包括：防撞头11、防撞法兰12和头部法兰盘13，所述防撞头11、防撞法兰12和头部法兰盘13与所述头部驱动组件1同轴设置；所述防撞头11与防撞法兰12连接，所述防撞法兰12与头部法兰盘13连接，所述头部法兰盘13与头部支臂组件14连接。

所述防撞头11可设为圆台形或半球形，一般为金属、橡胶或塑料等材料，连接方式可以为焊接方式或螺栓连接方式。这样设置，可以有效保护头部碰撞，防止因为头部碰撞造成所述牵引装置的损坏。

在一种示意性的实施方式中，如图4所示，所述尾部驱动组件3还包括：尾部法兰32和连接法兰33，所述尾部法兰32与皮碗组件15连接，所述连接法兰33与尾部法兰32连接。

尾部法兰32和连接法兰33的连接方式可以为焊接方式或螺栓连接方式。通过尾部法兰32方便与检测器连接。

在使用时，所述牵引装置从待检测管道入口进入，所述皮碗组件15率先从褶皱部处变形，使皮碗组件15能够快速的收缩或展开。当所述牵引装置整体进入管道时，如图15所示，其中心轴与管道中心线重合。当管道直径变小时，所述头部支臂组件14和尾部支臂组件31下压，所述皮碗组件15向内收缩。皮碗组件15从褶皱部率先变形使直径变小，最终实现如图13所示的两个极限位置之间的外形变化。当皮碗组件15由状态I向状态II变化时，伞状形的顶部圆尺寸不变，锥度（伞的底角）由θmax过渡至θmin，高度增加，底部圆尺寸减小。

如图14所示，当无需考虑皮碗组件15厚度以及材料的延展性时，可直接在相邻的支撑部之间设置V形结构，即第一褶皱157、第二褶皱158、第三褶皱159。当伞状的侧面收缩时，各V形结构的底部折痕M受弹簧16作用到两侧的向外合力。但是由于管道内壁作用，使皮碗组件15外缘始终处于管道内径相同的大小，可跟随管道直径进行变化。

在皮碗组件15材质刚度和拉伸强度固定的情况下，在保证皮碗组件15具有足够支撑刚性的前提下，有效提高了皮碗组件15的韧性，延长了其使用寿命，避免使用过程中皮碗组件15撕裂损伤导致设备滞留在管道内的不利情况。

为便于描述皮碗组件15的结构，本申请中提及的折痕、褶皱面是在假定皮碗组件15为无限趋近于一个平面的前提下标注的，但实际应用中，为保证皮碗组件15各部分之间存在较高的支撑力，其必然存在一定厚度，其内外折痕和褶皱面必然不重合。此时，折痕、褶皱面实际是指位于材料内部芯层（结构示意图中不可见）的折痕和褶皱面。

本申请提供的一种可变直径管道内检测器牵引装置，所述头部驱动组件1和尾部驱动组件3使用可折叠的伞状结构，使所述牵引装置能够有很大范围的变形量。所述皮碗组件15的各支撑部通过间隔均匀分布的褶皱部衔接，并且支撑部和褶皱部呈对称分布。因此，在所述牵引装置进入小管径管道时，所述皮碗组件15率先从褶皱部处变形，使皮碗组件15能够快速的收缩或展开，并且仍然保持圆形，不影响对管道的密封。在皮碗连接座144上设有支撑轮148，支撑轮148抵靠在管道内壁上，通过滚动摩擦代替滑动摩擦，减小运行阻力，保证了管道内检测器的驱动力，有效减少了皮碗组件15的磨损。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种可变直径管道内检测器牵引装置，其特征在于，包括：头部驱动组件（1）、舱体（2）和尾部驱动组件（3），其中，

所述头部驱动组件（1）、舱体（2）和尾部驱动组件（3）同轴设置，所述舱体（2）一端与所述头部驱动组件（1）连接，另一端与所述尾部驱动组件（3）连接；

所述头部驱动组件（1）包括头部支臂组件（14）和第一皮碗组件，所述头部支臂组件（14）与第一皮碗组件连接，构成可折叠的伞状结构；

所述尾部驱动组件（3）包括尾部支臂组件（31）和第二皮碗组件，所述尾部支臂组件（31）与第二皮碗组件连接，构成可折叠的伞状结构；

所述头部支臂组件（14）和尾部支臂组件（31）包括多个带有复位弹簧的连杆机构；

所述第一皮碗组件和第二皮碗组件为结构相同的皮碗组件（15）；

所述皮碗组件（15）包括多个支撑部和褶皱部，所述支撑部沿周向均匀分布，所述支撑部与所述连杆机构连接；相邻的支撑部之间通过所述褶皱部连接。

2.根据权利要求1所述的一种可变直径管道内检测器牵引装置，其特征在于，所述皮碗组件（15）的支撑部包括：第一平面（154）、第二平面（155）和第三平面（156）；所述皮碗组件（15）的褶皱部包括：圆环面（151）、第一褶皱（157）、第二褶皱（158）和第三褶皱（159），其中，

所述圆环面（151）外缘连接所述第一平面（154），所述第一平面（154）在圆周扩大方向与所述第二平面（155）连接，所述第二平面（155）在圆周扩大方向与所述第三平面（156）连接；

相邻的所述第一平面（154）之间通过第一褶皱（157）连接，相邻的所述第二平面（155）之间通过第二褶皱（158）连接，相邻的所述第三平面（156）之间通过第三褶皱（159）连接。

3.根据权利要求2所述的一种可变直径管道内检测器牵引装置，其特征在于，所述第三平面（156）所在平面与圆环面（151）所在平面平行。

4.根据权利要求2所述的一种可变直径管道内检测器牵引装置，其特征在于，所述第三褶皱（159）外缘设有凸起结构（1531）。

5.根据权利要求2所述的一种可变直径管道内检测器牵引装置，其特征在于，所述第三平面（156）上设有缺口（150）。

6.根据权利要求1所述的一种可变直径管道内检测器牵引装置，其特征在于，所述皮碗组件（15）外缘所在环形直径大于所述头部支臂组件（14）和尾部支臂组件（31）外缘所在环形直径。

7.根据权利要求1所述的一种可变直径管道内检测器牵引装置，其特征在于，所述头部支臂组件（14）包括：弹簧（16）、弹簧挡圈（17）、头部支臂底座（141）、头部支臂前臂（142）、头部支臂后臂（143）、皮碗连接座（144）、连接块（145）和头部支臂弹簧拉杆（146），其中，

所述头部支臂前臂（142）所在直线与所述头部支臂后臂（143）所在直线相平行；

所述头部支臂前臂（142）和头部支臂后臂（143）一端与所述头部支臂底座（141）铰接，另一端与所述皮碗连接座（144）铰接，所述头部支臂前臂（142）、头部支臂后臂（143）、头部支臂底座（141）和皮碗连接座（144）构成连杆机构；

所述连接块（145）一端与所述头部支臂前臂（142）铰接，另一端与所述头部支臂弹簧拉杆（146）铰接；

所述弹簧（16）一端与所述弹簧挡圈（17）连接，另一端与所述头部支臂弹簧拉杆（146）连接；

所述尾部支臂组件（31）包括：弹簧（16）、弹簧挡圈（17）、尾部支臂底座（311）、尾部支臂前臂（312）、尾部支臂后臂（313）、尾部支臂弹簧拉杆（314）和皮碗连接座（144），其中，

所述尾部支臂前臂（312）所在直线与所述尾部支臂后臂（313）所在直线相平行；

所述尾部支臂前臂（312）和尾部支臂后臂（313）一端与所述尾部支臂底座（311）铰接，另一端与所述皮碗连接座（144）铰接，所述尾部支臂前臂（312）、尾部支臂后臂（313）、尾部支臂底座（311）和皮碗连接座（144）构成连杆机构；

所述尾部支臂弹簧拉杆（314）与尾部支臂前臂（312）铰接；

所述弹簧（16）一端与所述弹簧挡圈（17）连接，另一端与所述尾部支臂弹簧拉杆（314）连接。

8.根据权利要求7所述的一种可变直径管道内检测器牵引装置，其特征在于，所述头部支臂前臂（142）和尾部支臂前臂（312）上设有滚轮（147）；所述皮碗连接座（144）上设有支撑轮（148）。

9.根据权利要求1所述的一种可变直径管道内检测器牵引装置，其特征在于，所述头部驱动组件（1）还包括：防撞头（11）、防撞法兰（12）和头部法兰盘（13），

所述防撞头（11）、防撞法兰（12）和头部法兰盘（13）与所述头部驱动组件（1）同轴设置；所述防撞头（11）与防撞法兰（12）连接，所述防撞法兰（12）与头部法兰盘（13）连接，所述头部法兰盘（13）与头部支臂组件（14）连接。

10.根据权利要求1所述的一种可变直径管道内检测器牵引装置，其特征在于，所述尾部驱动组件（3）还包括：尾部法兰（32）和连接法兰（33），所述尾部法兰（32）与皮碗组件（15）连接，所述连接法兰（33）与尾部法兰（32）连接。

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