CN115807894B - 一种皮碗支撑调速管道检测机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种皮碗支撑调速管道检测机器人，属于管道机器人领域。包括密封皮碗装置、机器人主体、弹簧滑块往复机构、支撑轮桁架装置、曲柄开口阀装置；两组密封皮碗装置安装在机器人两端且与机器人主体相连接，机器人主体搭载检测设备且分别与弹簧滑块往复机构、支撑轮桁架装置、曲柄开口阀装置连接，支撑轮桁架装置与弹簧滑块往复机构连接。本发明采用流体压差为动力源，通过管径的变化反馈到开口调节阀，通过开口调节阀进行机器人速度调控，可以为机器人在检测时提供一个稳定的测试环境；操作简单，仅需将检测机器人放入管道进行数据采集即可，不需要复杂的操作流程，节省了人力，降低了企业制造成本，提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种皮碗支撑调速管道检测机器人，属于管道机器人领域。
背景技术
随着国家的经济快速发展，国家管线规模逐年递增，管道作为石油、天然气、自来水的主要输送方式被各大企业广泛应用，但是由于石油天然气管道一般深埋地下，对其进行检测和维修十分困难。同时在以前铺设的管道系统中存在积年累计的残渣和腐蚀，由于深埋地下未能及时发现并维修、更换而造成的安全事故屡见不鲜，因此，定期检测地下管道的运行状况尤为重要。由于石油与天然气管道的内部工作空间有限，依靠人力进行检测十分困难，因而需要通过管道机器人搭载检测设备在管道内行走，对管道进行管道内的泄露、残渣堆积等问题进行检测，同时即时进行检修和更换。
然而目前管道机器人主要依靠电力驱动或者有缆线带动，然而不论是电力驱动还是缆线都决定了其检测距离有限；现在出现了流体驱动的方式，其中的困难在于既要兼顾适应管道内部由于腐蚀焊接因素引起的管径变化，同时又需要为检测设备提供极为平稳的检测环境以保证检测数据的全面与准确。
针对以上问题，本发明提供了一种皮碗支撑调速管道检测机器人，用以解决上述问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种皮碗支撑调速管道检测机器人，通过多个部分的巧妙设计通过管径的变化转化为支撑轮与开口调速阀的关联，实现了为检测设备提供平稳检测环境。
本发明采用的技术方案是：一种皮碗支撑调速管道检测机器人，包括密封皮碗装置、机器人主体、弹簧滑块往复机构、支撑轮桁架装置、曲柄开口阀装置；
两组密封皮碗装置安装在机器人两端且与机器人主体相连接，机器人主体搭载检测设备且分别与弹簧滑块往复机构、支撑轮桁架装置、曲柄开口阀装置连接，支撑轮桁架装置与弹簧滑块往复机构连接。
具体地，所述的密封皮碗装置包括支撑皮碗1、皮碗中部连接件2，两个支撑皮碗1之间通过皮碗中部连接件2连接。
具体地，所述的机器人主体包括连接轴管3、检测器搭载台5、开口调节阀6，检测器搭载台5中心设有中心通孔，中心通孔的外侧连接有开口调节阀6，连接轴管3的一端与密封皮碗装置连接，另一端与检测器搭载台5一侧的开口调节阀6相连接，检测器搭载台5与支撑轮桁架装置以转动副相连接。
具体地，所述的弹簧滑块往复机构包括光杆9及套在其上的支撑滑块8、上弹簧10、下弹簧12，光杆9的两端分别与两端的密封皮碗装置连接，检测器搭载台5的外侧周边设有外侧通孔，光杆9穿过外侧通孔，支撑滑块8连接在上弹簧10、下弹簧12之间，上弹簧10的内侧端固定在检测器搭载台5的外侧壁上。
具体地，所述的支撑轮桁架装置包括第一连接杆11、第二连接杆14、支撑轮15，检测器搭载台5的外侧壁上设有固定凸台，第二连接杆14的底端与固定凸台转动副连接，顶端与支撑轮15转动连接，中部与第一连接杆11的一端转动副连接，第一连接杆11的另一端与支撑滑块8转动副连接。
具体地，所述的曲柄开口阀装置包括第三连接杆7、开口调节阀调节杆13、调节闸刀4，第三连接杆7一端与支撑滑块8转动副连接，另一端与开口调节阀调节杆13转动副连接，开口调节阀调节杆13在开口调节阀6的槽口孔上进行往复运动且与调节闸刀4连接，调节闸刀4安装在开口调节阀6内部，调节闸刀4随开口调节阀调节杆13的往复运动实现开口调节阀6开口大小的调节。
本发明的有益效果是：
本发明采用流体压差为动力源，通过管径的变化反馈到开口调节阀，通过开口调节阀进行机器人速度调控，可以为机器人在检测时提供一个稳定的测试环境；当管径缩小时，支撑轮贴近机器人主体，支撑滑块挤压下弹簧同时带动开口调节阀调节杆向上移动，从而将开口调节阀阀口扩大，最终达到减缓管道压强，平衡检测机器人的运行速度；当管径变大时，支撑轮远离机器人主体，支撑滑块挤压上弹簧同时带动开口调节阀调节杆向下移动，从而将开口调节阀阀口缩小，最终达到增大管道压强，平衡检测机器人的运行速度；可通过更换不同尺寸的皮碗适应不同管径的管道，极大提高机器人的便携性和实用性，减少了机器人检测的时间成本；本机器人操作简单，仅需将检测机器人放入管道进行数据采集即可，不需要复杂的操作流程，节省了人力，降低了企业制造成本，提高了经济效益。
附图说明
图1为本发明整体结构图；
图2为本发明侧面剖视图；
图3为本发明机器人主体结构示意图；
图4为本发明曲柄开口阀装置示意图；
图5为本发明支撑轮与开口调节阀关联示意图；
图6为本发明的结构拆解示意图；
图7为本发明调速方案流程图。
图中各标号为：支撑皮碗-1、皮碗中部连接件-2、连接轴管-3、调节闸刀-4、检测器搭载台-5，开口调节阀-6、第三连接杆-7、支撑滑块-8、光杆-9、上弹簧-10、第一连接杆-11、下弹簧-12、开口调节阀调节杆-13、第二连接杆-14、支撑轮-15。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。下面结合附图和实施例，对发明做进一步的说明，但本发明的内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1-7所示，一种皮碗支撑调速管道检测机器人，包括密封皮碗装置、机器人主体、弹簧滑块往复机构、支撑轮桁架装置、曲柄开口阀装置；
两组密封皮碗装置安装在机器人两端且与机器人主体相连接，机器人主体搭载检测设备且分别与弹簧滑块往复机构、支撑轮桁架装置、曲柄开口阀装置连接，支撑轮桁架装置与弹簧滑块往复机构连接。
密封皮碗装置，用于将机器人与管内流体隔离，保证机器人的密封性；机器人主体，用于支撑机器人整体结构，同时搭载检测设备；弹簧滑块往复机构，用于实现支撑轮与开口调节阀之间同步协调；支撑轮桁架装置，用于适应不同管道内径，同时保证支撑轮与管道的接触；曲柄开口阀装置，用于对机器人的开口调速阀6开口大小进行调节。
进一步地，所述的密封皮碗装置包括支撑皮碗1、皮碗中部连接件2，两个支撑皮碗1之间通过皮碗中部连接件2连接。
进一步地，所述的机器人主体包括连接轴管3、检测器搭载台5、开口调节阀6，检测器搭载台5中心设有中心通孔，中心通孔两端的外侧均连接有开口调节阀6，连接轴管3的一端与密封皮碗装置连接，另一端与检测器搭载台5一侧的开口调节阀6相连接检测器搭载台5与支撑轮桁架装置以转动副相连接。连接轴管3从皮碗中部连接件2穿过固定于支撑皮碗1上。连接轴管3、开口调节阀6的数量均为两个。
进一步地，所述的弹簧滑块往复机构包括光杆9及套在其上的支撑滑块8、上弹簧10、下弹簧12，光杆9的两端分别与两端的密封皮碗装置连接，检测器搭载台5的外侧周边设有外侧通孔，光杆9穿过外侧通孔，支撑滑块8连接在上弹簧10、下弹簧12之间，上弹簧10的内侧端固定在检测器搭载台5的外侧壁上。光杆9穿过检测器搭载台5外侧孔、然后分别穿过机器人两侧支撑皮碗1上外侧孔并以螺母与支撑皮碗1进行主体部分的二次固定。
进一步地，所述的支撑轮桁架装置包括第一连接杆11、第二连接杆14、支撑轮15，检测器搭载台5的外侧壁上设有固定凸台，第二连接杆14的底端与固定凸台转动副连接，顶端与支撑轮15转动连接，中部与第一连接杆11的一端转动副连接，第一连接杆11的另一端与支撑滑块8转动副连接。
进一步地，所述的曲柄开口阀装置包括第三连接杆7、开口调节阀调节杆13、调节闸刀4，第三连接杆7一端与支撑滑块8转动副连接，另一端与开口调节阀调节杆13转动副连接，开口调节阀调节杆13在开口调节阀6的槽口孔上进行往复运动且与调节闸刀4连接，调节闸刀4安装在开口调节阀6内部，调节闸刀4随开口调节阀调节杆13的往复运动实现开口调节阀6开口大小的调节，开口调节阀调节杆13通过调节闸刀4上的螺纹孔与调节闸刀4进行连接。
如图7中，当管径缩小时，支撑轮15贴近机器人主体，支撑滑块8挤压下弹簧12同时带动开口调节阀调节杆13杆向上移动，从而将开口调节阀阀口扩大，最终达到减缓管道压强，平衡检测机器人的运行速度；当管径变大时，支撑轮15远离机器人主体，支撑滑块8挤压上弹簧10同时带动开口调节阀调节杆13向下移动，从而将开口调节阀阀口缩小，最终达到增大管道压强，平衡检测机器人的运行速度。
本发明的工作原理是：
在使用该管道机器人前，应首先测量待检测管道的管径，挑选相应的支撑皮碗1，再将检测设备搭载于检测器搭载台5上，随后将管道内的运输流体截断，随后将机器人放置于管道内，调整机器人姿态，使机器人主体位于管道正中位置，使机器人的支撑轮15与管道内壁贴合，最后将输送流体打开，通过机器人两侧流体压力差驱动机器人在管道内部工作。
在机器人工作时，当管道内径缩小时，支撑轮15向内收缩，贴近机器人主体，支撑滑块8挤压下弹簧12同时带动开口调节阀调节杆13杆向上移动，从而将开口调节阀阀口扩大，最终达到缩小管道机器人两侧压强，平衡检测机器人的运行速度；当管道内径变大时，支撑轮15向外扩张，远离机器人主体，支撑滑块8挤压上弹簧10同时带动开口调节阀调节杆13向下移动，从而将开口调节阀阀口缩小，最终达到增大管道机器人两侧压强，平衡检测机器人的运行速度。从而，既兼顾适应管道内部由于腐蚀焊接因素引起的管径变化，同时又为检测设备提供极为平稳的检测环境保证了检测数据的全面与准确。
综上，本发明采用流体压差为动力源，通过管径的变化反馈到开口调节阀6，通过开口调节阀6进行机器人速度调控，可以为机器人在检测时提供一个稳定的测试环境，可通过更换不同尺寸的支撑皮碗1适应不同管径的管道，极大提高机器人的便携性和实用性，减少了机器人检测的时间成本；本机器人操作简单，仅需将检测机器人放入管道进行数据采集即可，不需要复杂的操作流程，节省了人力，降低了企业制造成本，提高了经济效益。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (1)
1.一种皮碗支撑调速管道检测机器人，其特征在于：包括密封皮碗装置、机器人主体、弹簧滑块往复机构、支撑轮桁架装置、曲柄开口阀装置；
两组密封皮碗装置安装在机器人两端且与机器人主体相连接，机器人主体搭载检测设备且分别与弹簧滑块往复机构、支撑轮桁架装置、曲柄开口阀装置连接，支撑轮桁架装置与弹簧滑块往复机构连接；
所述的密封皮碗装置包括支撑皮碗（1）、皮碗中部连接件（2），两个支撑皮碗（1）之间通过皮碗中部连接件（2）连接；
所述的机器人主体包括连接轴管（3）、检测器搭载台（5）、开口调节阀（6），检测器搭载台（5）中心设有中心通孔，中心通孔的外侧连接有开口调节阀（6），连接轴管（3）的一端与密封皮碗装置连接，另一端与检测器搭载台（5）一侧的开口调节阀（6）相连接，检测器搭载台（5）与支撑轮桁架装置以转动副相连接；
所述的弹簧滑块往复机构包括光杆（9）及套在其上的支撑滑块（8）、上弹簧（10）、下弹簧（12），光杆（9）的两端分别与两端的密封皮碗装置连接，检测器搭载台（5）的外侧周边设有外侧通孔，光杆（9）穿过外侧通孔，支撑滑块（8）连接在上弹簧（10）、下弹簧（12）之间，上弹簧（10）的内侧端固定在检测器搭载台（5）的外侧壁上；
所述的支撑轮桁架装置包括第一连接杆（11）、第二连接杆（14）、支撑轮（15），检测器搭载台（5）的外侧壁上设有固定凸台，第二连接杆（14）的底端与固定凸台以转动副连接，顶端与支撑轮（15）转动连接，中部与第一连接杆（11）的一端以转动副连接，第一连接杆（11）的另一端与支撑滑块（8）以转动副连接；
所述的曲柄开口阀装置包括第三连接杆（7）、开口调节阀调节杆（13）、调节闸刀（4），第三连接杆（7）一端与支撑滑块（8）以转动副连接，另一端与开口调节阀调节杆（13）以转动副连接，开口调节阀调节杆（13）在开口调节阀（6）的槽口孔上进行往复运动且与调节闸刀（4）连接，调节闸刀（4）安装在开口调节阀（6）内部，调节闸刀（4）随开口调节阀调节杆（13）的往复运动实现开口调节阀（6）开口大小的调节。
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