CN114619197A - 管道内焊机 - Google Patents

Abstract

一种管道内焊机，属于管道焊接技术领域。包括：机头机构、机架机构、第一连接机构、行走机构、定位机构和焊接机构；第一连接机构分别与机头机构和机架机构连接，第一连接机构能够进行刚柔转换使机头机构与机架机构能够相对偏转；行走机构设置在机架机构上，行走机构能够沿管道的内壁行走，并通过机架机构带动管道内焊机在管道内行走；定位机构和焊接机构分别设置在机头机构上，定位机构用于在焊接机构处于两段管道的接触面所在位置时与管道的内壁抵接，焊接机构用于在定位机构与管道的内壁抵接时从两段管道的接触面对该两段管道焊接。本申请提供的管道内焊机能够适用于包括弯曲角度较大的弯管的输送管道建设，该管道内焊机的应用场景广泛。

Description

管道内焊机

技术领域

本申请涉及管道焊接技术领域，特别涉及一种管道内焊机。

背景技术

石油、天然气等介质的输送管道通常由多段管道焊接而成，基于已建管道网络、输送管道的建设区域以及管道建设经济性等因素考虑(例如输送管道需要与已建管道网络连通或者输送管道需要绕过一些地理区域的景观等)，建设输送管道的过程中不可避免的需要使用弯管，例如，在建设输送管道的过程中，不可避免的需要将弯管与直管组对焊接或者将弯管与弯管组对焊接。其中，组对焊接指的是使用管道内焊机将两段管道(可以是两段弯管，两段直管，或者一段弯管和一段直管)的管口组对，使该两段管道的管口对准并接触，然后从该两段管道的接触面对该两段管道进行焊接。

在建设输送管道的过程中，管道内焊机通常需要在管道内行走，管道内焊机在管道内行走的过程中，经常需要过弯管(也即是从弯管内经过)。但是目前的管道内焊机难以从弯曲角度较大的弯管(例如热煨弯管)内经过，导致其难以适用于包括弯曲角度较大的弯管的输送管道建设。

发明内容

本申请提供一种管道内焊机，能够应用于包括弯曲角度较大的弯管(例如热煨弯管)的输送管道建设，该管道内焊机的应用场景的局限性较低，应用范围较广。本申请的技术方案如下：

一种管道内焊机，所述管道内焊机包括：

机头机构、机架机构、第一连接机构、行走机构、定位机构和焊接机构；

所述第一连接机构分别与所述机头机构和所述机架机构连接，所述第一连接机构能够进行刚柔转换使所述机头机构与所述机架机构能够相对偏转；

所述行走机构设置在所述机架机构上，所述行走机构能够沿管道的内壁行走，并通过所述机架机构带动所述管道内焊机在所述管道内行走；

所述定位机构和所述焊接机构分别设置在所述机头机构上，所述定位机构能够沿所述机头机构的径向伸缩，所述定位机构用于在所述焊接机构处于两段管道的接触面所在位置时沿所述机头机构的径向从所述机头机构中伸出与管道的内壁抵接，所述焊接机构用于在所述定位机构与所述管道的内壁抵接时从所述两段管道的接触面对所述两段管道焊接。

可选地，所述管道内焊机还包括：对口涨紧机构；

所述对口涨紧机构设置在所述机头机构上，且能够沿所述机头机构的径向伸缩，所述对口涨紧机构用于在所述焊接机构处于两段管道的接触面所在位置时沿所述机头机构的径向伸开与所述两段管道的管口的内壁抵接，以涨紧所述两段管道的管口。

可选地，所述对口涨紧机构包括至少两个涨紧组件，所述至少两个涨紧组件位于所述焊接机构的两侧，所述至少两个涨紧组件均能够沿所述机头机构的径向伸缩；

所述焊接机构两侧的涨紧组件用于在所述焊接机构处于两段管道的接触面所在位置时沿所述机头机构的径向伸开与所述两段管道的管口的内壁分别抵接。

可选地，所述管道内焊机还包括：驱动机构；

所述驱动机构设置在所述机架机构上，所述驱动机构与所述行走机构连接，所述驱动机构用于驱动所述行走机构沿管道的内壁行走。

可选地，所述驱动机构包括：驱动电机、差速组件和变速组件；

所述行走机构包括至少两个行走组件，每个所述行走组件包括轮轴和设置在所述轮轴的两端的第一行走轮和第二行走轮，所述至少两个行走组件的所述第一行走轮位于同一侧，所述至少两个行走组件的所述第二行走轮位于同一侧；

所述变速组件包括变速箱，所述差速组件分别与所述驱动电机和所述变速箱连接，所述变速箱与所述至少两个行走组件的行走轮连接；

所述驱动电机用于通过所述差速组件和所述变速箱向所述至少两个行走组件的行走轮输出驱动力，所述差速组件用于通过所述变速箱控制所述第一行走轮和所述第二行走轮具有转速差。

可选地，所述驱动机构还包括：驱动气缸；

所述驱动气缸包括缸体和一端设置在所述缸体内的伸缩杆，所述缸体上设置有滑杠，所述滑杠的长度方向与所述伸缩杆的长度方向平行；

所述变速组件还包括设置在所述变速箱上的滑杠套，所述伸缩杆的另一端与所述变速箱连接，所述滑杠套接在所述滑杠套内；

所述行走机构包括两个行走组件，所述缸体设置在一个所述行走组件的轮轴上，所述变速箱在设置另一个所述行走组件的轮轴上，所述伸缩杆能够沿所述气缸伸缩，带动所述滑杠沿所述滑杠套滑动，以调整所述两个行走组件之间的距离。

可选地，所述管道内焊机还包括：刹车机构；

所述刹车机构设置在所述机架机构上，且能够沿所述机架机构的径向伸缩，所述刹车机构用于在所述焊接机构处于两段管道的接触面所在位置时沿所述机架机构的径向伸开与管道的内壁抵接，以对所述管道内焊机刹车。

可选地，所述管道内焊机还包括：机尾机构、动力供给机构和第二连接机构；

所述第二连接机构分别与所述机尾机构和所述机架机构连接，所述第二连接机构能够进行刚柔转换使所述机尾机构与所述机架机构能够相对偏转；

所述动力供给机构设置在所述机尾机构上，所述动力供给机构分别与所述定位机构、所述对口涨紧机构、所述驱动机构、所述刹车机构、所述第一连接机构以及所述第二连接机构连接，所述动力供给机构用于向所述定位机构、所述对口涨紧机构、所述驱动机构、所述刹车机构、所述第一连接机构以及所述第二连接机构分别提供动力。

可选地，所述第一连接机构和所述第二连接机构分别包括：气体伸缩组件和位于所述气体伸缩组件两侧的万向节，所述气体伸缩组件两侧的万向节分别与所述气体伸缩组件连接；

所述第一连接机构中的所述气体伸缩组件两侧的万向节分别与所述机头机构和所述机架机构连接，所述第一连接机构通过所述第一连接机构中的气体伸缩组件进行刚柔转换；

所述第二连接机构中的所述气体伸缩组件两侧的万向节分别与所述机尾机构和所述机架机构连接，所述第二连接机构通过所述第二连接机构中的气体伸缩组件进行刚柔转换。

可选地，所述第一连接机构和所述第二连接机构还分别包括：浮动轮组，所述第一连接机构和所述第二连接机构中的所述气体伸缩组件分别包括两个气体伸缩件；

在所述第一连接机构和所述第二连接机构中的任一连接机构中：所述浮动轮组设置在所述两个气体伸缩件之间且与所述两个气体伸缩件分别连接，所述气体伸缩组件两侧的万向节分别与所述两个气体伸缩件对应连接。

可选地，所述管道内焊机还包括：机头浮动轮组、机架浮动轮组和机尾浮动轮组；

所述机头浮动轮组设置在所述机头机构上，且所述机头浮动轮组能够与管道的内壁接触，所述机头浮动轮组用于对所述机头机构进行浮动支撑；

所述机架浮动轮组设置在所述机架机构上，且所述机架浮动轮组能够与管道的内壁接触，所述机架浮动轮组用于对所述机架机构进行浮动支撑；

所述机尾浮动轮组设置在所述机尾机构上，且所述机尾浮动轮组能够与管道的内壁接触，所述机尾浮动轮组用于对所述机尾机构进行浮动支撑。

本申请提供的技术方案带来的有益效果是：

本申请提供的管道内焊机包括机头机构、机架机构、第一连接机构、行走机构、定位机构和焊接机构，该第一连接机构分别与该机头机构和该机架机构连接，该第一连接机构能够进行刚柔转换使该机头机构与该机架机构能够相对偏转，该行走机构设置在该机架机构上且能够沿管道的内壁行走，并通过该机架机构带动该管道内焊机在该管道内行走，该定位机构和该焊接机构分别设置在该机头机构上，该定位机构用于在该焊接机构处于两段管道的接触面所在位置时与管道的内壁抵接，该焊接机构用于从该两段管道的接触面对该两段管道焊接。由于该管道内焊机中的机头机构和机架机构通过能够进行刚柔转换的连接机构连接，因此在该管道内焊机过弯管时，可以通过该连接机构使得该机头机构与该机架机构相对偏转，便于该管道内焊机从弯管内经过。该管道内焊机能够适用于包括弯曲角度较大的弯管(例如热煨弯管)的输送管道建设，并且还能够适用于包括弯曲角度较小的弯管(例如冷弯管)和/或直管的输送管道建设，该管道内焊机的应用场景广泛。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种管道内焊机的正视图；

图2是图1所示的管道内焊机的俯视图；

图3是本申请实施例提供的一种第一连接机构的放大图；

图4是图3所示的第一连接机构的左视图；

图5是本申请实施例提供的一种管道内焊机的机头部分的放大图；

图6是图5的俯视图；

图7是本申请实施例提供的一种驱动机构与行走机构连接后放大图；

图8是图7的俯视图；

图9是本申请实施例提供给的一种动力供给机构的正视图；

图10是图9所示的动力供给机构的左视图。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

石油、天然气等介质的输送管道通常由多段管道焊接而成，该多段管道通常包括弯管和/或直管。随着智能输送管道的建设以及对输送管道的建设质量的日益重视，管道自动焊接技术已成为建设油气输送管道的主流技术，管道自动焊接设备(例如管道内焊机)得以快速发展及大规模推广应用。管道自动焊接设备可用于管口快速组对焊接，是管道自动焊接技术中的关键装备，在输送管道建设的焊接流水作业中的作用举足轻重。基于已建管道网络、输送管道途径区域的地理环境与景观保护，以及管道建设经济性等综合因素考虑，输送管道设计路由更加复杂多样，输送管道中弯管的使用比例日趋增加，尤其是在山区、丘陵、水网、沼泽等复杂施工环境中建设输送管道通常需要大量使用弯管。

输送管道建设施工中常用的弯管主要有冷弯管和热煨弯管，冷弯管限于冷弯设备的局限性，普遍采用直管弯制而成，因此弯曲角度较小、曲率半径较大，普通的管道内焊机经过较小改造即可满足过冷弯管及管口组对焊接要求。随着输送管道路由设计的合理性及经济性的重点关注，热煨弯管在输送管道建设施工中的使用比例逐渐增大，热煨弯管的弯曲角度较大，曲率半径较小，例如热煨弯管的曲率半径最小可达5D(D表示该热煨弯管的直径)，这对管道内焊机的过弯管以及管口组对焊接能力提出了更高要求，普通的管道内焊机通常无法满足热煨弯管的过弯管以及管口组对焊接要求。例如，普通的管道内焊机难以从热煨弯管内经过和/或无法精确将热煨弯管组对焊接，因此目前的管道内焊机难以适用于包括诸如热煨弯管等弯曲角度较大的弯管的输送管道建设，从而目前的管道内焊机的应用场景的局限性较高。

有鉴于此，本申请实施例提供一种管道内焊机，在该管道内焊机中，机头机构与机架机构以及机架机构与机尾机构均通过能够进行刚柔转换的连接机构连接，因此机头机构与机架机构能够相对偏转，且机尾机构与机架机构能够相对偏转。在该管道内焊机过弯管时，可以将连接机头机构与机架机构的连接机构，和/或，连接机架机构与机尾机构的连接机构转换为柔性连接机构，从而使得机头机构与机架机构相对偏转，和/或，机尾机构与机架机构相对偏转，该管道内焊机整体可以呈弯曲状态从弯管内经过，例如该管道内焊机可以从呈水平、倾斜、竖直和S型等不同状态下的曲率半径为5D的热煨弯管内经过。本申请实施例提供的管道内焊机能够适用于包括弯曲角度较大的弯管(例如热煨弯管)的输送管道建设，例如能够适用于包括曲率半径为5D的热煨弯管的输送管道建设，且还可以适用于包括直管的输送管道建设，该管道内焊机能够实现弯管与弯管、弯管与直管及直管与直管的精确组对焊接。

下面结合附图对本申请的管道内焊机的结构进行介绍。

图1是本申请实施例提供的一种管道内焊机的正视图，图2是图1所示的管道内焊机的俯视图，参见图1和图2，该管道内焊机包括机头机构01、机架机构02、第一连接机构03、行走机构04、定位机构05和焊接机构06。

第一连接机构03分别与机头机构01和机架机构02连接，也即是，该机头机构01通过该第一连接机构03与该机架机构02连接。其中，该第一连接机构03能够进行刚柔转换使该机头机构01与该机架机构02能够相对偏转，也即是，该第一连接机构03使得该机头机构01与该机架机构02之间能够弯曲。

行走机构04设置在机架机构02上，该行走机构04能够沿管道的内壁行走，并通过该机架机构02带动该管道内焊机在管道内行走。也即是，该行走机构04在沿管道的内壁行走的过程中，带动该机架机构02在管道内移动，使得该管道内焊机在该管道内行走。

定位机构05和焊接机构06分别设置在机头机构01上，该定位机构05能够沿该机头机构01的径向伸缩。该定位机构05用于在该焊接机构06处于两段管道的接触面所在位置时沿该机头机构01的径向从该机头机构01中伸出与管道的内壁抵接，以进行定位。该焊接机构06用于在该定位机构05与该管道的内壁抵接时从该两段管道的接触面对该两段管道焊接。其中，该机头机构01可以为框架结构，其可以由钢材焊接而成，该机头机构01的横截面的外部轮廓可以成为呈圆形、矩形或其他形状，该机头机构01的径向可以是该机头机构01的横截面的外部轮廓的外接圆的径向，其中，该机头机构01的横截面可以与该机头机构01的行走方向垂直，本申请实施例对此不做限定。

图3是本申请实施例提供的一种第一连接机构03的放大图，图4是图3所示的第一连接机构的左视图，参见图1至图4，该第一连接机构03包括气体伸缩组件031和位于该气体伸缩组件031两侧的万向节032，该气体伸缩组件031两侧的万向节032分别与该气体伸缩组件032连接。该气体伸缩组件031两侧的万向节032分别与该机头机构01和该机架机构02连接，使得该第一连接机构03分别与该机头机构01和该机架机构02连接，其中，该第一连接机构03通过该第一连接机构03中的气体伸缩组件031进行刚柔转换。在本申请实施例中，可以通过向该气体伸缩组件031充气或者放气，实现该气体伸缩组件031的刚柔转换，从而实现该第一连接机构03的刚柔转换。示例地，当需要增大该气体伸缩组件031的刚度时，可以向该气体伸缩组件031冲气，当需要减小该气体伸缩组件031的刚度时，可以对该气体伸缩组件031放气。

可选地，如图1至图4所示，该第一连接机构03还包括浮动轮组033，该气体伸缩组件031包括两个气体伸缩件，该浮动轮组033设置在该两个气体伸缩件之间且与该两个气体伸缩件分别连接，该气体伸缩组件031两侧的万向节分别与该两个气体伸缩件对应连接。示例地，该气体伸缩件可以是气囊等。在本申请实施例中，可以通过向该气体伸缩件充气或者放气，实现该气体伸缩组件031的刚柔转换，从而实现该第一连接机构03的刚柔转换。

本申请实施例中，在该管道内焊机过弯管时，可以视弯管的弯曲弧度对该气体伸缩组件031放气，使该第一连接机构03转换为柔性连接机构，同时使万向节032发生角度偏转，该气体伸缩组件031与该万向节032配合使得该管道内焊机弯曲适应弯管的弯曲弧度，从而顺利从弯管内经过。

图5是本申请实施例提供的管道内焊机的机头部分的放大图，图6是图5的俯视图，参见图1、图2、图5和图6，定位机构05包括多个定位组件051，每个定位组件051包括定位件(图1、图2、图5和图6中均未标出)以及与该定位件连接的定位气缸(图1、图2、图5和图6中均未标出)，该多个定位组件051的定位气缸均设置在机头机构01内，该多个定位组件051的定位件沿该机头机构01的周向均匀分布，每个定位件能够在相应的定位气缸的作用下沿该机头机构01的径向伸缩。在需要进行定位时，通过该多个定位组件051的定位气缸驱动该多个定位组件051的定位件从该机头机构01伸出与管道的内壁抵接，以进行定位；在不需要进行定位时(例如该管道内焊机在管道内行走的过程中)，通过该多个定位组件051的定位气缸驱动该多个定位组件051的定位件缩回该机头机构01，该多个定位组件051的定位件不与管道的内壁抵接，便于该道内焊机在管道内行走。示例地，该定位机构05包括三个定位组件051，该三个定位组件051的定位件沿该机头机构01的周向均匀分布，任意相邻的两个定位件对应的圆心角呈120度，本申请实施例对此不做限定。

可选地，焊接机构06可以是旋转焊接机构，该焊接机构06包括安装盘061以及安装在该安装盘061上的多个焊接单元062，每个焊接单元062可以包括至少一个焊头，该多个焊接单元062的焊头共圆，也即是，该多个焊接单元062的焊头分布在同一圆周上。可选地，该多个焊接单元062沿该安装盘061的周向均匀分布在该安装盘061上。机头机构01上设置有旋转轴(图1、图2、图5和图6中均未示出)以及设置在该旋转轴上的基盘，该安装盘061套接在该基盘上且与该基盘固定连接，该基盘能够绕该旋转轴旋转，带动该安装盘061绕该旋转轴旋转，从而带动该多个焊接单元062绕该旋转轴旋转。在本申请实施例中，定位机构05可以在该焊接机构06的焊接单元062的焊头与两段管道的管口的接触面对齐时与管道的内壁抵接，该焊接机构06通过旋转对该两段管道的管口的接触面进行焊接，其中，该焊接机构06中的每个焊接单元062可以焊接该接触面的一段弧形区域，本申请实施例对此不做限定。

可选地，请继续参考图1、图3以及图5和图6，该管道内焊机还包括对口涨紧机构07。该对口涨紧机构07设置在机头机构01上，且能够沿该机头机构01的径向伸缩，该对口涨紧机构07用于在焊接机构06处于两段管道的接触面所在位置时沿该机头机构01的径向伸开与该两段管道的管口的内壁抵接，以涨紧该两段管道的管口。例如，该对口涨紧机构07在该焊接机构06的焊接单元062的焊头与两段管道的管口的接触面对齐时，沿该机头机构01的径向伸开与该两段管道的管口的内壁抵接。

可选地，该对口涨紧机构07包括至少两个涨紧组件071，该至少两个涨紧组件071位于焊接机构06的两侧，该至少两个涨紧组件071均能够沿机头机构01的径向伸缩，该焊接机构06两侧的涨紧组件071用于在该焊接机构06处于两段管道的接触面所在位置时沿该机头机构01的径向伸开与该两段管道的管口的内壁分别抵接。示例地，如图1、图3、图5和图6所示，该对口涨紧机构07包括两个涨紧组件071，该两个涨紧组件071可以关于该焊接机构06对称，该两个涨紧组件071用于一一对应涨紧两段管道的管口。

可选地，该至少两个涨紧组件071的结构相同，该至少两个涨紧组件071中的每个涨紧组件071包括：连杆顶杆(图1、图2、图5和图6中均未示出)、涨紧体(图1、图2、图5和图6中均未示出)以及设置在该涨紧体上的多个涨杆(图1、图2、图5和图6中均未示出)，该多个涨杆的长度相等，该多个涨杆阵列排布在该涨紧体上，且该多个涨杆的两端各自共圆(也即是该多个涨杆排布形成的结构呈圆环形)，示例地，该多个涨杆的两端所共之圆的圆心均位于该涨紧体的轴线上。如图1和图2所示，该对口涨紧机构07还包括涨紧气缸072，该涨紧气缸072固定设置在该机头机构01上，例如，该涨紧气缸072通过围绕该涨紧气缸072分布的多个固定杆073固定在该机头机构01上。可选地，在每个涨紧组件071中，连杆顶杆的一端位于涨紧体中且与该涨紧组件071的多个涨杆的一端分别接触，该连杆顶杆另一端与涨紧气缸连接，该涨紧气缸用于向该连杆顶杆施加驱动力，使该连杆顶杆向该多个涨杆施加沿该涨紧体的径向的顶力，该连杆顶杆将该多个涨杆中的每个涨杆的至少部分从该涨紧体上顶出与管道的内壁抵接，实现涨紧功能。可选地，第一连接机构03通过该涨紧气缸072与机头机构01连接。示例地，该涨紧气缸072远离机头机构01的一端设置有法兰盘，该第一连接机构03的万向节032与该法兰盘连接，从而该第一连接机构03通过该涨紧气缸072与机头机构01连接。

可选地，请继续参考图1和图2，该管道内焊机还包括驱动机构08。该驱动机构08设置在机架机构02上，该驱动机构08与行走机构04连接，该驱动机构08用于驱动该行走机构04沿管道的内壁行走。也即是，驱动机构08为该管道内焊机提供驱动力，使该管道内焊机沿管道的内壁行走。

图7是本申请实施例提供的一种驱动机构08与行走机构04连接后放大图，图8是图7的俯视图，参见图7和图8，该驱动机构08包括驱动电机081、差速组件082和变速组件083。其中，该差速组件082设置在差速机构保护罩0821内，该差速机构保护罩0821用于保护该差速组件082，避免该差速组件082被外界物体碰撞而损坏。其中，行走机构04包括至少两个行走组件041(本申请实施例以该行走机构04包括两个行走组件041为例说明)，该至少两个行走组件041中的每个行走组件041包括轮轴0411和设置在该轮轴0411上的第一行走轮0412和第二行走轮0413，该第一行走轮0412和该第二行走轮0413位于该轮轴0411的两端，该至少两个行走组件041的第一行走轮0412位于同一侧，该至少两个行走组件041的第二行走轮0413位于同一侧。例如，在该管道内焊机过弯管时，该第一行走轮0412位于弯管的内侧，该第二行走轮0413位于弯管的外侧，因此该第一行走轮0412也可以称为内侧行走轮，该第二行走轮0413也可以称为外侧行走轮。变速组件083包括变速箱0831，差速组件082分别与驱动电机081和该变速箱0831连接，该变速箱0831与该至少两个行走组件041的行走轮连接，示例地，该驱动电机081的输出轴与该差速组件082连接，该差速组件082与该变速箱0831通过驱动轴连接。该驱动电机081用于通过该差速组件082和该变速箱0831向该至少两个行走组件041的行走轮输出驱动力，以驱动该至少两个行走组件041的行走轮旋转从而在管道内行走，该差速组件082用于通过该变速箱0831控制该第一行走轮0412和该第二行走轮0413具有转速差，例如，控制第一行走轮0412的转速小于该第二行走轮0413的转速，如此可以保证该管道内焊机从弯管内平稳经过。

可选地，请继续参考图7和图8，该驱动机构08还包括驱动气缸084。该驱动气缸084包括缸体0841和一端设置在该缸体0841内的伸缩杆0842，该缸体0841上设置有滑杠0843，该滑杠0843的长度方向(图7和图8中均未标出)与该伸缩杆0842的长度方向(图7和图8中均未标出)平行。变速组件083还包括设置在变速箱0831上的滑杠套0832，伸缩杆0842的另一端与该变速箱0831连接，滑杠0843套接在滑杠套0832内。如图7和图8所示，行走机构04包括两个行走组件041，该缸体0841设置在一个行走组件041的轮轴0411上，变速箱0831设置在另一个行走组件041的轮轴0411上，伸缩杆0842能够沿该气缸0841伸缩，带动滑杠0843沿滑杠套0832滑动，以调整该两个行走组件041之间的距离。例如，调整该两个行走组件041的轮轴0411之间的距离，如此一来，可以根据弯管的弯曲程度来调整行走机构04的行走轮之间的距离，使得行走轮能够与管道的内壁抵接，且使得行走轮之间的距离能够与弯管匹配，便于该行走机构04在弯管内行走。

可选地，请继续参考图1和图2，该管道内焊机还包括刹车机构09。该刹车机构09设置在机架机构02上，且能够沿该机架机构02的径向伸缩，该刹车机构09用于在焊接机构06处于两段管道的接触面所在位置时沿该机架机构02的径向伸开与管道的内壁抵接，以对该管道内焊机刹车。也即是该刹车机构09为该管道内焊机提供制动力，避免焊接机构06与两段管道的接触面错位对焊接效果的影响。其中，该机架机构02可以为框架结构，其可以由管材和/或板材焊接而成，该机架机构02的横截面的外部轮廓可以成为呈圆形、矩形或其他形状，该机架机构02的径向可以是该机架机构02的横截面的外部轮廓的外接圆的径向，其中，该机架机构02的横截面可以与该机架机构02的行走方向垂直。

可选地，该刹车机构09包括刹车气缸(图1和图2均未示出)和至少两个刹车片091，该刹车气缸固定设置在该机架机构02上，该至少两个刹车片091分别与该刹车气缸和该机架机构02铰接，该刹车气缸用于向该至少两个刹车片091施加驱动力，使该至少两个刹车片091沿该机架机构02的径向伸缩，在该至少两个两个刹车片091伸出与管道的内壁抵接时，该至少两个刹车片091实现对该管道内焊机刹车。

可选地，请继续参考图1和图2，该管道内焊机还包括机尾机构10、动力供给机构11和第二连接机构12。该第二连接机构12分别与该机尾机构10和该机架机构02连接，该第二连接机构12能够进行刚柔转换使该机尾机构10与该机架机构02能够相对偏转。该动力供给机构11设置在该机尾机构10上，该动力供给机构11分别与定位机构05、对口涨紧机构07、驱动机构08、刹车机构09、第一连接机构03以及该第二连接机构12连接，该动力供给机构11用于向该定位机构05、该对口涨紧机构07、该驱动机构08、该刹车机构09、该第一连接机构03以及该第二连接机构12分别提供动力。

可选地，该第二连接机构12的结构与前述第一连接机构03的结构相同，该第二连接机构12包括气体伸缩组件121和位于该气体伸缩组件121两侧的万向节(图1和图2中均未示出)，该气体伸缩组件121两侧的万向节分别与该气体伸缩组件121连接，该气体伸缩组件121两侧的万向节分别与该机尾机构10和该机架机构02连接，使得该第二连接机构12分别与该机尾机构10和该机架机构02连接，其中，该第二连接机构12通过该第二连接机构12中的气体伸缩组件121进行刚柔转换。可以通过向该气体伸缩组件121充气或者放气，实现该气体伸缩组件121的刚柔转换，从而实现该第二连接机构12的刚柔转换。与第一连接机构03同理，如图1和图2所示，该第二连接机构12还包括浮动轮组123，该气体伸缩组件121包括两个气体伸缩件，该浮动轮组123设置在该两个气体伸缩件之间且与该两个气体伸缩件分别连接，该气体伸缩组件121两侧的万向节分别与该两个气体伸缩件对应连接。可以通过向该气体伸缩件充气或者放气，实现该气体伸缩组件121的刚柔转换，从而实现该第二连接机构12的刚柔转换。在该管道内焊机过弯管时，可以视弯管的弯曲弧度对该气体伸缩组件121放气，使该第二连接机构12转换为柔性连接机构，同时使该第二连接机构12的万向节发生角度偏转，该气体伸缩组件121与该万向节配合使得该管道内焊机弯曲适应弯管的弯曲弧度，从而顺利从管道内经过。

可选地，该动力供给机构11可以为混合动力供给机构，其包括电供给机构和气供给机构，电供给机构用于向驱动机构08的驱动电机081等需要使用电能工作的机构提供动力，气供给机构用于向定位机构05的定位气缸、对口涨紧机构07的涨紧气缸、驱动机构08的驱动气缸084以及刹车机构09的刹车气缸等需要使用气体工作的机构提供动力。示例地，图9是本申请实施例提供给的一种动力供给机构11的正视图，图10是图9所示的动力供给机构的左视图，参见图9和图10，该动力供给机构11包括电池储存箱111和储气罐112，该电池储存箱111中设置有电池，电池与驱动机构08的驱动电机081电连接，以向该驱动电机081供电，该储气罐112包括冲气口1121和供气口1122，该冲气口1121用于向该储气罐112中冲气，该供气口1122通过软管分别与定位机构05的定位气缸、对口涨紧机构07的涨紧气缸、驱动机构08的驱动气缸084以及刹车机构09的刹车气缸连接，以向这些气缸供气。

可选地，请继续参考图1和图2，该管道内焊机还包括机头浮动轮组13、机架浮动轮组14和机尾浮动轮组15。该机头浮动轮组13设置在机头机构01上，且该机头浮动轮组13能够与管道的内壁接触，该机头浮动轮组013用于对该机头机构01进行浮动支撑，此外，该机头浮动轮组013还可以用于对该机头机构01导向。该机架浮动轮组14设置在机架机构02上，且该机架浮动轮组14能够与管道的内壁接触，该机架浮动轮组14用于对该机架机构02进行浮动支撑。该机尾浮动轮组15设置在机尾机构10上，且该机尾浮动轮组15能够与管道的内壁接触，该机尾浮动轮组15用于对该机尾机构10进行浮动支撑。其中，机头浮动轮组13、机架浮动轮组14和机尾浮动轮组15均可以沿管道内的内壁滑动，以在该管道内焊机在管道内行走的过程中对相应的机构进行支撑。可选地，如图1和图2所示，该机头浮动轮组13、机架浮动轮组14和机尾浮动轮组15中的每个浮动轮组包括两组浮动轮，该机头浮动轮组13的两组浮动轮分布在涨紧机构07的涨紧组件071两侧，且关于焊接机构06对称。

以上是对本申请的管道内焊机结构的介绍。需要说明的是，以上关于该管道内焊机的结构介绍仅仅是示例性的，实际应用中，该管道内焊机可以包括比上述介绍更多或更少的机构，本申请实施例对此不做限定。下面结合上述附图对本申请实施例提供的管道内焊机的工作过程进行介绍。

示例地，在管道内焊机进入管道之前，首先通过动力供给机构11的储气罐112分别向第一连接机构03的气体伸缩组件031和第二连接机构12的气体伸缩组件121充气，使该气体伸缩组件031和该气体伸缩组件121均达到额定气压，该第一连接机构03和该第二连接机构12均呈刚性状态，从而该管道内焊机呈刚性状态。然后，该管道内焊机的机头机构01进入管道内部，带动定位机构05、焊接机构06、对口涨紧机构07、机头浮动轮组13和第一连接机构03进入管道内部。接着，机架机构02也进入管道内部，带动行走机构04进入管道内部。在该行走机构04进入管道内部后，控制驱动机构08的驱动气缸084的伸缩杆0842沿该驱动气缸084的气缸0841伸缩，带动滑杠0843沿滑杠套0832滑动，以调整该行走机构04的两个行走组件041之间的距离，使该两个行走组件041的行走轮顶在管道的内壁上。之后，启动驱动机构08的驱动电机081，该驱动电机081通过差速组件082和变速箱0831向行走组件041的行走轮输出驱动力，驱动该行走轮转动，从而该行走机构04沿该管道的内壁行走，带动该管道内焊机沿该管道的内壁行走，从而刹车机构09、机架浮动轮组14、第二连接机构12、机尾机构10和动力供给机构11均进入管道内，实现该管道内焊机的入管。

在直管内，该管道内焊机保持刚性状态行走，动力供给机构11的电池储存箱111向驱动机构08的驱动电机081供电，储气罐112向定位机构05的定位气缸、对口涨紧机构07的涨紧气缸、驱动机构08的驱动气缸084以及刹车机构09的刹车气缸供气，使得这些气缸能够工作。

在过弯管之前，对第一连接机构03的气体伸缩组件031和第二连接机构12的气体伸缩组件121分别放气，使该气体伸缩组件031和该气体伸缩组件121的气压保持在0-0.3Mpa(兆帕)，以防止在过弯管时某些零件被过度压缩，起到保护的作用。该第一连接机构03的万向节使得机头机构01和机架机构02产生角度的相对偏转，该第二连接机构123的万向节使得机架机构02和机尾机构10产生角度的相对偏转，从而该管道内焊机呈柔性状态。

过弯管时，驱动机构08的驱动电机081通过差速组件082和变速箱0831向行走组件041的行走轮输出驱动力，驱动该行走轮转动，从而该行走机构04沿该管道的内壁行走，带动该管道内焊机沿该管道的内壁行走，且该差速组件082通过该变速箱0831控制行走机构04的第一行走轮0412的转速小于该第二行走轮0413的转速，保证该管道内焊机从弯管内平稳经过。

该管道内焊机经过弯之后，可以对冷弯管、热煨弯管、弯头、直管等各类管件进行组对焊接。在焊接机构06处于两段管道的接触面所在位置(例如焊接机构06的焊接单元062的焊头与该两段管道的管口的接触面对齐时)时，定位机构05的定位气缸驱动该定位机构05的多个定位组件051从机头机构01伸出与该管道的内壁抵接，以实现定位。之后，在对口涨紧机构07的涨紧气缸072的作用下，该对口涨紧机构07的涨紧组件071的涨杆从机头机构01伸出抵接在该两段管道的管口的内壁上，将该两段管道的管口涨紧。最后，驱动焊接机构06旋转以从该两段管道的接触面对该两段管道进行焊接。

综上所述，本申请实施例提供的管道内焊机，机头机构与机架机构以及机架机构与机尾机构均通过能够进行刚柔转换的连接机构连接，因此机头机构与机架机构能够相对偏转，且机尾机构与机架机构能够相对偏转。在该管道内焊机过弯管时，可以将连接机头机构与机架机构的连接机构，和/或，连接机架机构与机尾机构的连接机构转换为柔性连接机构，从而使得机头机构与机架机构相对偏转，和/或，机尾机构与机架机构相对偏转，该管道内焊机整体可以呈弯曲状态从弯管内经过，例如该管道内焊机可以从呈水平、倾斜、竖直和S型等不同状态下的曲率半径为5D的热煨弯管内经过。本申请实施例提供的管道内焊机能够适用于包括弯曲角度较大的弯管(例如热煨弯管)的输送管道建设，例如能够适用于包括曲率半径为5D的热煨弯管的输送管道建设，且还可以适用于包括直管的输送管道建设，具有广阔的应用前景。

本申请实施例采用伸缩式差速机构、一键式刚柔转换连接机构及混合动力供给机构等技术设计的弯管内焊机，实现了对于曲率半径为5D的热煨弯管在水平、倾斜、竖直和S型等不同状态下的平稳过弯管以及焊接，该管道内焊机能够实现弯管与弯管、弯管与直管及直管与直管的精确组对焊接，继而实现在山区、丘陵、水网、沼泽等复杂施工环境下的管道焊接流水作业，确保焊接施工质量与施工进度，同时降低了劳动强度，工程推广应用价值高、市场前景广阔。

本申请实施例中，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本申请的示例性实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道内焊机，其特征在于，所述管道内焊机包括：

机头机构、机架机构、第一连接机构、行走机构、定位机构和焊接机构；

所述第一连接机构分别与所述机头机构和所述机架机构连接，所述第一连接机构能够进行刚柔转换使所述机头机构与所述机架机构能够相对偏转；

所述行走机构设置在所述机架机构上，所述行走机构能够沿管道的内壁行走，并通过所述机架机构带动所述管道内焊机在所述管道内行走；

所述定位机构和所述焊接机构分别设置在所述机头机构上，所述定位机构能够沿所述机头机构的径向伸缩，所述定位机构用于在所述焊接机构处于两段管道的接触面所在位置时沿所述机头机构的径向从所述机头机构中伸出与管道的内壁抵接，所述焊接机构用于在所述定位机构与所述管道的内壁抵接时从所述两段管道的接触面对所述两段管道焊接。

2.根据权利要求1所述的管道内焊机，其特征在于，

所述管道内焊机还包括：对口涨紧机构；

所述对口涨紧机构设置在所述机头机构上，且能够沿所述机头机构的径向伸缩，所述对口涨紧机构用于在所述焊接机构处于两段管道的接触面所在位置时沿所述机头机构的径向伸开与所述两段管道的管口的内壁抵接，以涨紧所述两段管道的管口。

3.根据权利要求2所述的管道内焊机，其特征在于，

所述管道内焊机还包括：驱动机构；

所述驱动机构设置在所述机架机构上，所述驱动机构与所述行走机构连接，所述驱动机构用于驱动所述行走机构沿管道的内壁行走。

4.根据权利要求3所述的管道内焊机，其特征在于，

所述驱动机构包括：驱动电机、差速组件和变速组件；

所述行走机构包括至少两个行走组件，每个所述行走组件包括轮轴和设置在所述轮轴的两端的第一行走轮和第二行走轮，所述至少两个行走组件的所述第一行走轮位于同一侧，所述至少两个行走组件的所述第二行走轮位于同一侧；

所述变速组件包括变速箱，所述差速组件分别与所述驱动电机和所述变速箱连接，所述变速箱与所述至少两个行走组件的行走轮连接；

所述驱动电机用于通过所述差速组件和所述变速箱向所述至少两个行走组件的行走轮输出驱动力，所述差速组件用于通过所述变速箱控制所述第一行走轮和所述第二行走轮具有转速差。

5.根据权利要求4所述的管道内焊机，其特征在于，

所述驱动机构还包括：驱动气缸；

所述驱动气缸包括缸体和一端设置在所述缸体内的伸缩杆，所述缸体上设置有滑杠，所述滑杠的长度方向与所述伸缩杆的长度方向平行；

所述变速组件还包括设置在所述变速箱上的滑杠套，所述伸缩杆的另一端与所述变速箱连接，所述滑杠套接在所述滑杠套内；

所述行走机构包括两个行走组件，所述缸体设置在一个所述行走组件的轮轴上，所述变速箱在设置另一个所述行走组件的轮轴上，所述伸缩杆能够沿所述气缸伸缩，带动所述滑杠沿所述滑杠套滑动，以调整所述两个行走组件之间的距离。

6.根据权利要求3所述的管道内焊机，其特征在于，

所述管道内焊机还包括：刹车机构；

所述刹车机构设置在所述机架机构上，且能够沿所述机架机构的径向伸缩，所述刹车机构用于在所述焊接机构处于两段管道的接触面所在位置时沿所述机架机构的径向伸开与管道的内壁抵接，以对所述管道内焊机刹车。

7.根据权利要求6所述的管道内焊机，其特征在于，

所述管道内焊机还包括：机尾机构、动力供给机构和第二连接机构；

所述第二连接机构分别与所述机尾机构和所述机架机构连接，所述第二连接机构能够进行刚柔转换使所述机尾机构与所述机架机构能够相对偏转；

所述动力供给机构设置在所述机尾机构上，所述动力供给机构分别与所述定位机构、所述对口涨紧机构、所述驱动机构、所述刹车机构、所述第一连接机构以及所述第二连接机构连接，所述动力供给机构用于向所述定位机构、所述对口涨紧机构、所述驱动机构、所述刹车机构、所述第一连接机构以及所述第二连接机构分别提供动力。

8.根据权利要求7所述的管道内焊机，其特征在于，

所述第一连接机构和所述第二连接机构分别包括：气体伸缩组件和位于所述气体伸缩组件两侧的万向节，所述气体伸缩组件两侧的万向节分别与所述气体伸缩组件连接；

所述第一连接机构中的所述气体伸缩组件两侧的万向节分别与所述机头机构和所述机架机构连接，所述第一连接机构通过所述第一连接机构中的气体伸缩组件进行刚柔转换；

所述第二连接机构中的所述气体伸缩组件两侧的万向节分别与所述机尾机构和所述机架机构连接，所述第二连接机构通过所述第二连接机构中的气体伸缩组件进行刚柔转换。

9.根据权利要求8所述的管道内焊机，其特征在于，

所述第一连接机构和所述第二连接机构还分别包括：浮动轮组，所述第一连接机构和所述第二连接机构中的所述气体伸缩组件分别包括两个气体伸缩件；

在所述第一连接机构和所述第二连接机构中的任一连接机构中：所述浮动轮组设置在所述两个气体伸缩件之间且与所述两个气体伸缩件分别连接，所述气体伸缩组件两侧的万向节分别与所述两个气体伸缩件对应连接。

10.根据权利要求7至9任一项所述的管道内焊机，其特征在于，

所述管道内焊机还包括：机头浮动轮组、机架浮动轮组和机尾浮动轮组；

所述机头浮动轮组设置在所述机头机构上，且所述机头浮动轮组能够与管道的内壁接触，所述机头浮动轮组用于对所述机头机构进行浮动支撑；

所述机架浮动轮组设置在所述机架机构上，且所述机架浮动轮组能够与管道的内壁接触，所述机架浮动轮组用于对所述机架机构进行浮动支撑；

所述机尾浮动轮组设置在所述机尾机构上，且所述机尾浮动轮组能够与管道的内壁接触，所述机尾浮动轮组用于对所述机尾机构进行浮动支撑。

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