CN202220942U - 能在无分叉管道行进的维修设备搭载平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能在无分叉管道行进的维修设备搭载平台，包括两个动力模块、一个升降模块、三块连接肋板和外部控制模块，其中动力模块包括履带轮支架、电机、传动齿轮组、履带主动轮、履带从动轮和履带；升降模块包括一个动力模块、升降支架、丝杠、内螺纹空心柱、升降伺服电机、主动齿轮、从动齿轮和丝杠卡盘；两个动力模块和一个升降模块呈放射状均匀分布在圆周平面内，三个模块之间由三块连接肋板两两固定连接成一体，三个模块内的电机通过电缆与外部控制模块相连。本实用新型能搭载功能性设备并通过外部控制模块控制其在小尺寸或无分支管道中行进，完成各项管道检修任务。

Description

能在无分叉管道行进的维修设备搭载平台

技术领域

本发明涉及一种搭载平台，尤其涉及一种在无分叉管道内部行进并搭载维护设备的搭载平台，属于机电设备技术领域。

背景技术

管道是我们在日常生活与工业生产中极其重要的运输途径。尽管有着高效、节能、空间利用率高等诸多优点，其检修过程却异常繁琐，尤其是一些高空中或深埋入地下的管道。这些管道多用于输水、输油、输气，或运送各种工业原料。其直径尺寸大多小于一个成年人的肩宽(40厘米)，并且管道内部环境复杂恶劣，几乎不可能靠人力在其内部进行维修。传统的外部维修或替换的方式，其弊端为维修周期长、工程量大、耗资高，且极易出现管内残留物质大量外泄的事故。因此目前急需一种能够在管道内部空间行进，并搭载各种检修设备，利用管道中已有的柱状空间，对管道进行探查、清淤、修补等多种作业的搭载性平台。对于一般的管道内部作业搭载平台，很难做到在内壁有块状附着物或斑状深度腐蚀印记的崎岖管壁上正常行进；同时，在垂直管道内行进、检修，也是目前管道搭载平台设计的一大难题。

对于管道内部作业的搭载平台，其应对管壁崎岖情况的解决方案通常为大直径轮式驱动或履带驱动，而对于实现在管道行进与作业的手段，通常为采用弹簧连杆式压紧机构。但是目前的管道搭载平台研究，往往不能将两者兼顾——或采用小直径轮配合管壁弹簧压紧机构，或仅采用平行轴履带设计。这样的设计模式，使得搭载平台或者不能在管壁条件差的管道中行进；难以适应日趋复杂的管道内部条件及管道铺设方式。目前还没有一种既有较强的越障能力，又具有相应的管壁压紧机构的搭载平台。

发明内容

本发明提供一种能在无分叉管道行进的维修设备搭载平台，可在小尺寸或无分支管道中搭载功能性设备行进，完成各项管道检修任务。

能在无分叉管道行进的维修设备搭载平台，包括两个动力模块、一个升降模块、三块连接肋板和外部控制模块，其中动力模块包括履带轮支架、电机、传动齿轮组、履带主动轮、履带从动轮和履带，其中，一个履带主动轮和两个以上的履带从动轮并列安装在履带轮支架的侧壁上，履带轮支架背面安装电机，电机输出轴连接传动齿轮组的主动齿轮，传动齿轮组的被动齿轮与履带主动轮的轮轴固定连接，履带包覆在履带主动轮和履带从动轮的外部形成封闭的传动链，履带内部与主动轮外部有接触防滑齿，履带主动轮的转动带动履带以相同边缘速度转动，履带从动轮表面无防滑齿，可以有选择性地随机随履带转动，以减少对履带动力的消耗；另外，三个从动轴均采用小直径设计，最大程度地减少了其摩擦阻力矩对履带动力的消耗；

升降模块包括一个动力模块、升降支架、丝杠、内螺纹空心柱、升降伺服电机、主动齿轮、从动齿轮和丝杠卡盘；升降支架内部中心处安装升降伺服电机，升降伺服电机的电机轴与设置在升降支架底部的主动齿轮固定连接，主动齿轮的左右两侧分别啮合一个从动齿轮，从动齿轮与垂直穿过升降支架底部的丝杠底端固定连接，丝杠上固定一个丝杠卡盘与升降支架的内表面滑动摩擦配合，目的保证丝杠在运动中不脱离升降支架，丝杠上端套装内螺纹空心柱，内螺纹空心柱的上端与动力模块的履带轮支架底面固定连接。

其整体连接关系为：两个动力模块和一个升降模块呈放射状均匀分布在圆周平面内，三个模块之间由三块连接肋板两两固定连接成一体，三个模块内的电机通过电缆与外部控制模块相连。

工作原理：动力模块的电机将动力通过传动齿轮组传输至传动轴上；传动轴与主动轮同心固连，从而主动轮通过传动轴获得扭转动力，跟随其转动；同时，由于履带内部与主动轮外部有接触防滑齿，所以履带将会跟随主动轮以相同边缘速度转动，实现电机——履带的动力传输；当管口直径变化需要调节时，升降伺服电机将动力输出，通过主动齿轮及与之啮合的从动齿轮将动力输送至两个丝杠，同时，由于内螺纹空心柱固定在动力模块的底面，不能随丝杠转动，因此空心柱将会随丝杠上的螺纹向上升起吗，从而带动动力模块升起，挤压住管道，该挤压力可以随着螺纹空心柱传递至丝杠，进而传递至丝杠卡盘，再由卡盘传递至升降模块支架；由于升降模块支架与肋板固连，所以这样的力传导机制可以将挤压力有效而均匀地传递至另外两个动力模块上，实现科学的压力分配。

在该机构中，两个从动齿轮的齿数相同，这使得两个丝杠可以以相同角速度同步转动，保证顶部升降模块前后两端升降高度相同，使其履带中心平面始终与管壁平行，保证履带与管壁间足够的接触面积。

三块肋板负责承载与传递巨大的管壁挤压力，保证管壁挤压力均匀分配在每个履带动力模块上，同时保证搭载平台结构稳定，并保护设置在三块肋板内部的作业维修设备。

有益效果：本发明的履带驱动模式，可以使搭载平台最大限度的适应各种复杂的管壁状况，减少客观因素对搭载平台完成作业的影响；其螺纹升降机制，可以灵活地控制搭载平台体积尺寸，可以保证其通过管道中狭窄之处，同时又在大管径中增大体积以压紧管壁；其独特的螺纹机构可以将电机的动力扩大数十倍，保证其在竖直管道中履带前进的静摩擦力。在作业时，又可以牢固地将搭载平台固定在管道的某个位置上；搭载平台的肋板为可灵活拆卸部件，可以根据不同尺寸的作业管道制作多套不同尺寸的肋板，随时更换，拆卸简易，适用性强，使用方便；其拖缆设计使搭载平台可以在各种屏蔽性管道中正常工作，即时传回管道内部情况，并进行作业。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的动力模块结构示意图；

图3是本发明的动力模块底部结构示意图；

图4是本发明的升降模块结构示意图；

图5是本发明的升降模块底部结构示意图。

其中：1-动力模块、2-升降模块、3-连接肋板、4-履带、5-电机、6-传动齿轮组、7-履带主动轮、8-履带轮支架、9-履带从动轮、10-升降支架、11-丝杠、12-内螺纹空心柱、13-伺服电机、14-主动齿轮、15-从动齿轮、16-丝杠卡盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如附图1所示，本发明的能在无分叉管道行进的维修设备搭载平台，包括两个动力模块1、一个升降模块2、三块连接肋板3和外部控制模块，如附图2和3所示，动力模块包括履带轮支架8、电机5、传动齿轮组6、履带主动轮7、履带从动轮9和履带4，其中，一个履带主动轮7和三个履带从动轮9并列安装在履带轮支架8的侧壁上，履带轮支架8背面安装电机，电机输出轴连接传动齿轮组6的主动齿轮，传动齿轮组6的被动齿轮与履带主动轮的轮轴固定连接，履带4包覆在履带主动轮7和履带从动轮9的外部形成封闭的传动链，履带4内部与履带主动轮7外部有接触防滑齿，履带主动轮7的转动带动履带4以相同边缘速度转动，履带从动轮9表面无防滑齿，可以有选择性地随机随履带4转动，以减少对履带动力的消耗；另外，三个从动轴均采用小直径设计，最大程度地减少了其摩擦阻力矩对履带动力的消耗；

如附图4和5所示，升降模块2包括一个动力模块、升降支架10、丝杠11、内螺纹空心柱12、升降伺服电机13、主动齿轮14、从动齿轮15和丝杠卡盘16；升降支架10内部中心处安装升降伺服电机13，升降伺服电机13的电机轴与设置在升降支架10底部的主动齿轮14固定连接，主动齿轮14的左右两侧分别啮合一个从动齿轮15，从动齿轮15与垂直穿过升降支架10底部的丝杠11底端固定连接，丝杠11上固定一个丝杠卡盘16与升降支架10的内表面滑动摩擦配合，目的保证丝杠11在运动中不脱离升降支架10，丝杠11上端套装内螺纹空心柱12，内螺纹空心柱12的上端与动力模块的履带轮支架8底面固定连接。

其整体连接关系如附图1所示，两个动力模块1和一个升降模2块呈放射状均匀分布在圆周平面内，三个模块之间由三块连接肋板3两两固定连接成一体，三个模块内的电机通过电缆与外部控制模块相连。

工作原理：动力模块1内的电机5将动力通过传动齿轮组6传输至传动轴上；传动轴与履带主动轮7同心固连，从而履带主动轮7通过传动轴获得扭转动力，跟随其转动；同时，由于履带4内部与主动轮外部有接触防滑齿，所以履带将会跟随主动轮以相同边缘速度转动，实现电机——履带的动力传输，从而实现搭载平台在管道内的移动；当管口直径变化需要调节时，升降伺服电机13将动力输出，通过主动齿轮14及与之啮合的从动齿轮15将动力输送至两个丝杠11，同时，由于内螺纹空心柱12固定在动力模块底部，不能随丝杠转11动，因此内螺纹空心柱12将会随丝杠11上的螺纹向上升起吗，从而带动动力模块升起，挤压住管道，该挤压力可以随着螺纹空心柱12传递至丝杠11，进而传递至丝杠卡盘，再由丝杠卡盘16传递至升降支架；由于升降支架10与连接肋板3固连，所以这样的力传导机制可以将挤压力有效而均匀地传递至另外两个动力模块1上，使三个模块压紧管壁实现在垂直的管道内部移动。

在该机构中，两个从动齿轮的齿数相同，这使得两个丝杠11可以以相同角速度同步转动，保证顶部升降模块2前后两端升降高度相同，使其履带中心平面始终与管壁平行，保证履带与管壁间足够的接触面积。

三块肋板3负责承载与传递巨大的管壁挤压力，保证管壁挤压力均匀分配在每个动力模块1上，同时保证搭载平台结构稳定，并保护设置在三块肋板3内部的作业维修设备。

Claims (2)

1.能在无分叉管道行进的维修设备搭载平台，包括两个动力模块(1)、一个升降模块(2)、三块连接肋板(3)和外部控制模块，其特征在于所述动力模块包括履带轮支架(8)、电机(5)、传动齿轮组(6)、履带主动轮(7)、履带从动轮(9)和履带(4)，一个履带主动轮(7)和两个以上的履带从动轮(9)并列安装在履带轮支架(8)的侧壁上，履带轮支架(8)背面安装电机(5)，电机输出轴连接传动齿轮组(6)的主动齿轮，传动齿轮组(6)的被动齿轮与履带主动轮(7)的轮轴固定连接，履带(4)包覆在履带主动轮(7)和履带从动轮(9)的外部形成封闭的传动链；

升降模块(2)包括一个动力模块、升降支架(10)、丝杠(11)、内螺纹空心柱(12)、升降伺服电机(13)、主动齿轮(14)、从动齿轮(15)和丝杠卡盘(16)；升降支架(10)内部中心处安装升降伺服电机(13)，升降伺服电机(13)的电机轴与设置在升降支架(10)底部的主动齿轮(14)固定连接，主动齿轮(14)的左右两侧分别啮合一个从动齿轮(15)，从动齿轮(15)与垂直穿过升降支架(10)底部的丝杠(11)底端固定连接，丝杠(11)上固定一个丝杠卡盘(16)与升降支架(10)的内表面滑动摩擦配合，丝杠(11)上端套装内螺纹空心柱(12)，内螺纹空心柱(12)的上端与动力模块的履带轮支架(8)底面固定连接；

其整体连接关系为：两个动力模块(1)和一个升降模块(2)呈放射状均匀分布在圆周平面内并且由三块连接肋板(3)两两固定连接成一体，其内部的电机通过电缆与外部控制模块相连。

2.如权利要求1所述的能在无分叉管道行进的维修设备搭载平台，其特征在于所述履带(4)内部与履带主动轮(7)外部有接触防滑齿，履带从动轮(9)表面无防滑齿。

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