CN205781370U - 电力驱动屈曲探测器 - Google Patents

Abstract

一种电力驱动屈曲探测器，包括：一拖动小车、安装在拖动小车上的探测头，其中，拖动小车设有：机械支撑结构、安装在机械支撑结构上的传动装置；该机械支撑结构包括：前轮驱动轮及后轮、将前轮驱动轮及从动轮连接在一起的连接板、设置在前轮驱动轮及后轮之间的电池箱，位于电池箱内的电气控制装置；其中，后轮与探测头相连，并带动探测头前行；电池箱的上部两端分别安装有反倾覆装置，该探测头与牵引轴连接。本实用新型在海底管道铺设过程中，不仅使驱动小车前行速度易于控制，解决了屈曲探测器只能采用吹入行走的问题；而且，探测头支撑轮在一定范围内可以调节，使其不易于卡死；大大提高了其灵活性和适应性。

Description

电力驱动屈曲探测器

技术领域

本实用新型涉及海底管道曲状况检测装置，尤其涉及一种用于海底管道铺设过程中的电力驱动屈曲探测器。属于海洋石油工程装备领域。

背景技术

目前，在海底管道铺设过程中，需要使用屈曲探测器对铺设中的海底管道进行实时屈曲监控，以保证海底管道的铺设符合安装标准的要求。

中国专利文献CN2713435和CN203809952公开了两种屈曲探测器的形式。其中，专利CN2713435中公开的屈曲探测器是由测径板、二组支撑轮组、方向拉环、和芯体组成，其中，每组支撑轮由三个互成120度的支撑轮组成，支撑轮与固定测径板采用法兰连接。该屈曲探测器利用两组支撑轮组引导探测器在管线中平稳行走，并通过测径板的变形检测管道变形。而专利CN203809952中公开的屈曲探测器的两组支撑轮是置于芯体的支撑结构上，其行走方式与前一种相似。由于以上两种屈曲探测器的支撑轮组均为固定形式，其不能根据管径大小作相应的调整，容易在行走过程中被卡住，且支撑轮易损坏，还会造成牵引钢丝破断；且以上两种屈曲探测器的前行是通过钢丝绳牵引或者通过空气吹入进行的，由于钢丝绳牵引对检测环境具有严格限制，其仅适用于管道检测两边均有绞车装置的施工环境，而空气吹入的方式，则仅适用于小管径用屈曲探测器，而且易于产生憋压问题。因此，上述两种结构均存在支撑轮不能调整，而且灵活性、适应性较差的问题，且其行走方式为机械式拖拽，对检测环境有诸多限制。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种电力驱动屈曲探测器，其在海底管道铺设过程中，通过电力驱动、运控控制器控制使驱动小车前行，不仅驱动小车前行速度易于控制，而且，前行过程不需要钢丝绳拖拽或者空气吹入，解决了现有屈曲探测器只能采用吹入行走的问题；同时，探测头支撑轮在一定范围内可以调节，增加了屈曲探测器的适应范围，使其不易于卡死，支撑轮也不易损坏，解决了现有屈曲探测器吹入过程中产生憋压，卡死等问题；大大提高了灵活性及适应性。

本实用新型的目的是由以下技术方案实现的：

一种电力驱动屈曲探测器，其特征在于：包括：一拖动小车、安装在拖动小车上的探测头，其中，拖动小车设有：机械支撑结构、安装在机械支撑结构上的传动装置；该机械支撑结构包括：前轮驱动轮及后轮、将前轮驱动轮及从动轮连接在一起的连接板、设置在前轮驱动轮及后轮之间的电池箱，位于电池箱内的电气控制装置；其中，后轮与探测头相连，并带动探测头前行；电池箱的上部两端分别安装有反倾覆装置；该反倾覆装置为滑动导杆机构，包括：安装在电池箱上方的连杆、与连杆连接的轮架、与轮架连接的液压推杆、安装在轮架上的反倾覆轮，其中，液压推杆与一调整板连接，反倾覆轮始终顶在管道顶部，并与行走轮形成三点支撑，以防止拖动小车倾覆；该探测头与牵引轴连接，探测头主要包括：安装在活动调整板端部上的支撑轮、安装在牵引轴上的支撑轴和固定法兰，其中，支撑轮是由安装在支撑管上数组固定调整板、安装在固定调整板和活动调整板之间拉簧、安装在支撑管端部的活动调整板组成；固定调整板和活动调整板上分别设有数个调整孔，通过改变拉簧的长度和拉力，改变探测头的张角；该前轮驱动轮为双驱式,包括：安装在前轮驱动轮上的电机、安装在电机上的减速器、安装在减速器上的驱动半轴，其中，前轮驱动轮由电机驱动，并经减速器减速，将动力传到驱动半轴上，且前轮驱动轮与驱动半轴之间安装有电磁离合器，电磁离合器的外侧与前轮驱动轮连接，内侧与驱动半轴连接吸合，运动时，驱动半轴带动驱动轮转动；停止运动时，电磁离合器分离，前轮驱动轮在驱动半轴上空转，使钢丝绳向后拖拽时不产生滑动摩擦。

所述拖动小车底部设有：底部固定板，通过底部固定板将电池箱、前轮驱动与从动轮三部分连接起来，并经过底部固定板和电池箱将动力传到后轮上。

所述电气控制装置的核心是一种电动车的控制器，该控制器上的对外接口与触摸屏连接，通过触摸屏发出信号给控制器来控制输入/输出设备接口的动作；控制器的控制轴接口处分别连接有旋转编码器和电机驱动器；输入接口与一接近开关相连接，并发出信号送给控制器；输入/输出接口分别与蜂鸣器、电磁离合器连接，且由控制器发出信号控制蜂鸣器、电磁离合器的通断。

所述后轮是由牵引调整装置、与牵引调整装置相连的从动轮以及辅助支撑结构组成，其中，牵引调整装置包括：安装在调整板中间的调整块、安装在调整块内部的牵引轴，其中，牵引轴与探测头的支撑轴连接，牵引轴与调整块之间安装有弹簧，当拖动小车停车产生变形时，弹簧触发电源关闭，电磁离合器打开；调整块上的接近开关在拖动小车运动时，不与弹簧接触，当钢丝绳拉住探测头制动时，弹簧压缩，接近开关与弹簧接触，并触发电源关闭，电磁离合器打开，驱动半轴与驱动轮分离；且该调整块与探测头连接，并使探测头角度轴线与管道中心始终重合。

所述支撑轮固定在支撑管上，数组固定调整板和活动调整板互相成120度布置，并与探测头的支承轴相连接，且固定法兰通过支撑筋板与支撑轴相连接；该固定法兰上连接有测量板。

所述调整块为框架结构，调整块与调整板上的开槽连接，并能够放置在调整板的不同高度上。

本实用新型的有益效果：本实用新型由于采用上述技术方案，其在海底管道铺设过程中，通过电力驱动、运控控制器控制使驱动小车前行，不仅使驱动小车前行速度易于控制，而且，前行过程不需要钢丝绳拖拽或者空气吹入，解决了屈曲探测器只能采用吹入行走的问题；同时，探测头支撑轮在一定范围内可以调节，增加了屈曲探测器的适应范围，使其不易于卡死，支撑轮也不易损坏，解决了现有屈曲探测器吹入过程中产生憋压，卡死等问题；大大提高了其灵活性和适应性。

附图说明

图1为本实用新型整体结构轴测示意图。

图2为本实用新型正视示意图。

图3为本实用新型俯视示意图。

图4为本实用新型牵引调整块轴侧剖视示意图。

图5为本实用新型驱动轮装配轴侧剖视示意图。

图6为本实用新型控制装置接线原理图。

图中主要标号说明：

1.电机，2.减速器，3.前轮驱动轮，4.连杆，5.反倾覆轮，6.轮架，7.液压推杆，8.调整板，9.底部固定板，10.从动轮，11.支撑轴，12.电池箱，13.调整块，14.销轴，15.测量板，16.固定法兰，17.支撑筋板，18.固定调整板，19.拉簧，20.活动调整板，21.支撑轮，22.支撑管，23.牵引轴，24.弹簧，25.接近开关，26.驱动半轴，27.电磁离合器。

具体实施方式

如图1—图6所示，本实用新型包括：一拖动小车、安装在拖动小车上的探测头，其中，拖动小车设有：机械支撑结构、安装在机械支撑结构上的传动装置；该机械支撑结构包括：前轮驱动轮3及后轮、采用螺栓连接方式将前轮驱动轮3及从动轮10连接在一起的连接板、设置在前轮驱动轮3及后轮之间的电池箱12，位于电池箱12内的电气控制装置；其中，后轮与探测头相连，并带动探测头前行；电池箱12的上部两端采用插销连接方式分别安装有反倾覆装置；

上述拖动小车底部设有：底部固定板，通过底部固定板将电池箱12、前轮驱动3与从动轮10三部分以螺栓连接起来，起到固定支撑作用；，并经过底部固定板和电池箱12将动力传到后轮上。拖动小车的主要作用是提供牵引力，并拖动探测头以一定的速度前行。

上述反倾覆装置为：一滑动导杆机构，包括：安装在电池箱12上方的连杆4、与连杆4连接的轮架6、与轮架6连接的液压推杆7、安装在轮架6上的反倾覆轮5，其中，液压推杆7与调整板8连接，液压推杆7长度能够调节，该结构具有稳定支撑作用。使用时，将反倾覆轮始终顶在管道顶部，并与行走轮形成三点支撑，用以防止拖动小车倾覆。

上述前轮驱动轮3为双驱形式,包括：安装在前轮驱动轮3上的电机1、安装在电机1上的减速器2、安装在减速器2上的驱动半轴26，其中，前轮驱动轮3由电机1驱动，并经减速器2减速，将动力传到驱动半轴26上，然后，经由位于拖动小车上的底部固定板9和电池箱12传到后轮上；且前轮驱动轮3与驱动半轴26之间安装有电磁离合器27，电磁离合器27的外侧与前轮驱动轮3键连接，内侧与驱动半轴26键连接吸合，运动时，驱动半轴26带动驱动轮3转动；停止运动时，电磁离合器27分离，前轮驱动轮3可以在驱动半轴26上空转，以便钢丝绳向后拖拽时不产生滑动摩擦，以减轻前轮驱动轮3的磨损。

上述电气控制装置的核心是一种电动车控制器，其型号是MC403型控制器，控制器上的对外接口(RS485接口)与触摸屏连接，通过触摸屏发出信号给MC403型控制器来控制输入/输出设备(I/O)接口的动作；控制器的控制轴接口处分别连接有旋转编码器和电机驱动器；输入接口(INPUT)与接近开关25相连接，并发出信号送给控制器；输入/输出(I/O)接口分别与蜂鸣器、电磁离合器27等原件连接，且由控制器发出信号控制其通断。拖动小车在管道中向前行进，拖动小车后面连接一根钢丝绳，指定钢丝绳长度，当小车到达设计位置时，钢丝绳绷紧，拉拽拖动小车制动，弹簧24会产生一个形变，接近开关25能够感应弹簧25的形变，发出指令关断电源。

上述后轮是由牵引调整装置、与牵引调整装置相连的从动轮10以及辅助支撑结构组成，其中，牵引调整装置包括：安装在调整板8中间的调整块13、安装在调整块13内部的牵引轴23，其中，牵引轴23通过销轴14与探测头的支撑轴11连接，牵引轴23与调整块13之间安装有弹簧24，当拖动小车停车产生变形时，弹簧24触发电源关闭，电磁离合器27打开；调整块13上的接近开关25在拖动小车运动时，不与弹簧24接触，当钢丝绳拉住探测头制动时，弹簧24压缩，接近开关25与弹簧24接触，并触发电源关闭，电磁离合器27打开，驱动半轴26与驱动轮3分离。该调整块13还与探测头通过销轴连接牵引其运动，并可以调整探测头角度使其轴线与管道中心始终重合。

上述探测头通过销轴14与牵引轴23相连接，探测头主要包括：安装在活动调整板20端部上的支撑轮21、通过销轴14连接方式安装在牵引轴23上的支撑轴11和固定法兰16，其中，支撑轮11是由安装在支撑管22上的数组固定调整板18、安装在固定调整板18和活动调整板20之间拉簧19、安装在支撑管22端部的活动调整板20组成；固定调整板18和活动调整板20上分别开有数个调整孔(本实施例为三个)，通过改变拉簧19的长度和拉力，改变探测头的张角。

上述支撑轮21固定在支撑管22上，三组固定调整板18和活动调整板20互相成120度布置，并与探测头的支承轴11相连接，且固定法兰16通过互成90度的支撑筋板17与支撑轴11相连接，固定法兰16通过螺栓连接方式连接有测量板15。

上述调整块13为框架结构，调整块13通过螺栓与调整板8上的开槽连接，并可以放置在调整板8的不同高度上。

本实用新型使用时，先调整好调整块13的位置，通过放松其侧面的紧定螺钉，改变其在调整板8纵向的位置，使其轴线与管道中心重合。然后，根据管径的大小改变探测头支撑轮21的张角，使弹簧力适中，探测头轴线与管道中心对中。设定好速度，距离等参数后，屈曲探测器前行，探测头在支撑轮21的引导下，由拖动小车牵引前进，同时，位于电池箱12盖上的蜂鸣器不断发出信号，以确定屈曲探测器是否正常前行。当屈曲探测器被卡住时，位于调整块13上的接近开关25，接近开关25在拖动小车运动时不与弹簧24接触，当钢丝绳拉住探测头制动时，弹簧24压缩，接近开关25与弹簧24接触，触发电源关闭，电磁离合器27打开，驱动半轴26与驱动轮3分离，此时，由于弹簧24的压缩检测到金属信号，使蜂鸣器发出报警信号，同时电机1停转，电磁离合器27断电分离，屈曲探测器可被连接在支撑轴11后面的钢丝绳拖回。

当本实用新型没有检测到屈曲的管道正常行走到指定的距离后，拖动小车本体自动停止，蜂鸣器发出信号，电磁离合器27断电，本实用新型可被拖回。

上述电机，减速器，电池箱，接近开关，电磁离合器为现有技术，未作说明的技术为现有技术，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种电力驱动屈曲探测器，其特征在于：包括：一拖动小车、安装在拖动小车上的探测头，其中，拖动小车设有：机械支撑结构、安装在机械支撑结构上的传动装置；该机械支撑结构包括：前轮驱动轮及后轮、将前轮驱动轮及从动轮连接在一起的连接板、设置在前轮驱动轮及后轮之间的电池箱，位于电池箱内的电气控制装置；其中，后轮与探测头相连，并带动探测头前行；电池箱的上部两端分别安装有反倾覆装置；该反倾覆装置为滑动导杆机构，包括：安装在电池箱上方的连杆、与连杆连接的轮架、与轮架连接的液压推杆、安装在轮架上的反倾覆轮，其中，液压推杆与一调整板连接，反倾覆轮始终顶在管道顶部，并与行走轮形成三点支撑，以防止拖动小车倾覆；该探测头与牵引轴连接，探测头主要包括：安装在活动调整板端部上的支撑轮、安装在牵引轴上的支撑轴和固定法兰，其中，支撑轮是由安装在支撑管上数组固定调整板、安装在固定调整板和活动调整板之间拉簧、安装在支撑管端部的活动调整板组成；固定调整板和活动调整板上分别设有数个调整孔，通过改变拉簧的长度和拉力，改变探测头的张角；该前轮驱动轮为双驱式,包括：安装在前轮驱动轮上的电机、安装在电机上的减速器、安装在减速器上的驱动半轴，其中，前轮驱动轮由电机驱动，并经减速器减速，将动力传到驱动半轴上，且前轮驱动轮与驱动半轴之间安装有电磁离合器，电磁离合器的外侧与前轮驱动轮连接，内侧与驱动半轴连接吸合，运动时，驱动半轴带动驱动轮转动；停止运动时，电磁离合器分离，前轮驱动轮在驱动半轴上空转，使钢丝绳向后拖拽时不产生滑动摩擦。

2.根据权利要求1所述的电力驱动屈曲探测器，其特征在于：所述拖动小车底部设有：底部固定板，通过底部固定板将电池箱、前轮驱动与从动轮三部分连接起来，并经过底部固定板和电池箱将动力传到后轮上。

3.根据权利要求1所述的电力驱动屈曲探测器，其特征在于：所述电气控制装置的核心是一种电动车的控制器，该控制器上的对外接口与触摸屏连接，通过触摸屏发出信号给控制器来控制输入/输出设备接口的动作；控制器的控制轴接口处分别连接有旋转编码器和电机驱动器；输入接口与一接近开关相连接，并发出信号送给控制器；输入/输出接口分别与蜂鸣器、电磁离合器连接，且由控制器发出信号控制蜂鸣器、电磁离合器的通断。

4.根据权利要求1所述的电力驱动屈曲探测器，其特征在于：所述后轮是由牵引调整装置、与牵引调整装置相连的从动轮以及辅助支撑结构组成，其中，牵引调整装置包括：安装在调整板中间的调整块、安装在调整块内部的牵引轴，其中，牵引轴与探测头的支撑轴连接，牵引轴与调整块之间安装有弹簧，当拖动小车停车产生变形时，弹簧触发电源关闭，电磁离合器打开；调整块上的接近开关在拖动小车运动时，不与弹簧接触，当钢丝绳拉住探测头制动时，弹簧压缩，接近开关与弹簧接触，并触发电源关闭，电磁离合器打开，驱动半轴与驱动轮分离；且该调整块与探测头连接，并使探测头角度轴线与管道中心始终重合。

5.根据权利要求1所述的电力驱动屈曲探测器，其特征在于：所述支撑轮固定在支撑管上，数组固定调整板和活动调整板互相成120度布置，并与探测头的支承轴相连接，且固定法兰通过支撑筋板与支撑轴相连接；该固定法兰上连接有测量板。

6.根据权利要求1所述的电力驱动屈曲探测器，其特征在于：所述调整块为框架结构，调整块与调整板上的开槽连接，并能够放置在调整板的不同高度上。