CN209309559U - 一种管道爬行机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种管道爬行机构，其包括安装架、支撑组件、驱动组件以及张紧调节组件，其中，支撑组件设置在安装架上，用以将爬行机构支撑于管道内；驱动组件则设置在支撑组件上，用以驱动爬行机构在管道内爬行；张紧调节组件设置在安装支架上，并连接支撑组件，该张紧调节组件用于保持支撑组件与管道内壁的张紧状态。本实用新型通过张紧调节组件调节支撑组件的收缩或撑开，使得该爬行机构能够适用于不同管径的管道，同时保证连接于支撑组件一端的驱动组件能够与管壁呈压紧状态，使得爬行机构有足够的摩擦力能够承受一定载荷的水平爬行、垂直爬行、倾斜爬行或弯曲管道爬行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种爬行机构，具体涉及一种管道爬行机构。
背景技术
随着石油、化工、天然气和核工业的发展，以及管道检测或维护等工作需要，管道爬行机构也得到了更为深入的研究和广泛的适用。针对各种生产设备的输送管道(水、气、油等)，以及特殊设备(高压管道等)的安全检测及维护，管道机器人在实际应用中具有很重要的实用价值。
目前的管道爬行机构一般包括底座和车轮，车轮安装在底座下，这种管道爬行机构一般只能适用于水平管道，对于其他类型的管道如垂直管道、倾斜管道或者弯曲管道，该管道爬行机构可能就无法进行爬行。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种管道爬行机构，其能够灵活地应用于不同类型的管道内。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种管道爬行机构，其包括安装架、支撑组件、驱动组件以及张紧调节组件，所述支撑组件设置在安装架上，所述驱动组件则设置在支撑组件上，所述张紧调节组件设置在安装支架上，并连接支撑组件；
所述张紧调节组件包括传动结构和至少一活动环，所述传动结构连接活动环，所述活动环活动套设在安装支架外；
所述支撑组件包括至少一组支撑臂，每组支撑臂包括两倾斜设置的支撑臂，即第一支撑臂和第二支撑臂，所述第一支撑臂一端固定在活动环或柱状壳体上，另一端则连接有驱动组件，第一支撑臂两端之间的本体通过伸缩件固定在柱状壳体或活动环上；所述第二支撑臂一端固定在活动环或柱状壳体上，另一端连接有驱动组件，第二支撑臂两端之间的本体通过伸缩件固定在柱状壳体或活动环上。
所述第一支撑臂、第二支撑臂以及安装架的中心轴线在同一面上，且第一支撑臂的倾斜方向与第二支撑臂的倾斜方向相反。
所述传动机构包括丝杆电机、丝杆和丝杆螺母，所述丝杆电机固定在安装架内，其连接丝杆；所述丝杆螺母配合连接在丝杆外周，且丝杆螺母连接活动环。
所述传动机构包括气缸和推杆，所述气缸固定在安装架内，且连接推杆的一端，而所述推杆的另一端连接活动环。
所述传动机构包括涡轮电机和涡轮蜗杆，所述涡轮电机固定在安装架内，且连接涡轮蜗杆的一端，而所述涡轮蜗杆的另一端连接活动环。
所述张紧调节组件还包括光轴导轨，所述光轴导轨固定在安装架内，并穿设在活动环中。
所述伸缩件为液压减震器。
所述驱动组件包括驱动轮和驱动电机，所述驱动电机固定于支撑臂上，所述驱动轮则通过减速机连接在驱动电机上。
所述安装架包括一柱状壳体以及连接于柱状壳体两端的固定端盖。
采用上述方案后，本实用新型通过支撑组件将爬行机构支撑于管道内壁上，通过驱动组件驱动爬行机构在管道内爬行，通过张紧调节组件调节支撑组件的收缩或撑开，使得该爬行机构能够适用于不同管径的管道，同时保证连接于支撑组件一端的驱动组件能够与管壁呈压紧状态，使得爬行机构有足够的摩擦力能够承受一定载荷的水平爬行、垂直爬行、倾斜爬行或弯曲管道爬行。同时，本实用新型通过将支撑组件的支撑臂组成方向相反的双伞型结构，使得爬行机构在水平管道、垂直管道、倾斜管道甚至弯曲管道内爬行时，其支撑臂始终与管壁呈压紧状态，保证了爬行机构在水平管道、垂直管道、倾斜管道以及弯曲管道等不同类型管道内的稳定爬行。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图（无部分柱状壳体）；
图2为本实用新型结构示意图（含完整柱状壳体）。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型揭示了一种管道爬行机构，其包括安装架、支撑组件、驱动组件以及张紧调节组件，其中，支撑组件设置在安装架上，用以将爬行机构支撑于管道内；驱动组件则设置在支撑组件上，用以驱动爬行机构在管道内爬行；张紧调节组件设置在安装支架上，并连接支撑组件，该张紧调节组件用于保持支撑组件与管道内壁的张紧状态。
上述安装架包括一柱状壳体11以及连接于柱状壳体11两端的固定端盖12，柱状壳体11内形成有一容置空间。
上述张紧调节组件包括丝杆电机21、丝杆23、丝杆螺母24、光轴导轨26和活动环25，其中，丝杆电机21固定在柱状壳体11内，其电机轴通过联轴器22连接丝杆23；丝杆螺母24配合连接在丝杆23外周，且丝杆螺母24连接活动环25，而活动环25套设在柱状壳体11外；光轴导轨26呈轴向固定在柱状壳体11内，且穿设在活动环25中。当丝杆电机21带动丝杆23旋转，丝杆螺母24可以带动活动环25沿着光轴导轨26移动。为了保证活动环26移动的稳定性，光轴导轨26的数量可以设置在两个以上。
上述丝杆电机21、丝杆23和丝杆螺母24配合形成驱动活动环25的传动结构，该传动结构也可以采用气缸配合推杆形成，其中，气缸固定在柱状壳体11内，其通过联轴器连接推杆，而推杆连接活动环25。所述传动机构也可以采用涡轮电机配合涡轮蜗杆实现，所述涡轮电机固定在柱状壳体11内，且连接涡轮蜗杆的一端，而所述涡轮蜗杆的另一端连接活动环25。
上述支撑组件包括至少一组支撑臂，每组支撑臂包括两个倾斜设置的支撑臂即第一支撑臂311和第二支撑臂312，第一支撑臂311、第二支撑臂312以及柱状壳体11的中心轴线在同一面上，且第一支撑臂311的倾斜方向与第二支撑臂312的倾斜方向相反。第一支撑臂311一端固定在活动环33或柱状壳体11上，另一端则连接有驱动组件，第一支撑臂311两端之间的本体通过伸缩件固定在柱状壳体11或活动环25上；第二支撑臂312一端固定在活动环25或柱状壳体11上，另一端连接有驱动组件，第二支撑臂312两端之间的本体通过伸缩件固定在柱状壳体11或活动环25上。
上述驱动组件包括驱动轮42和驱动电机41，驱动电机41固定于支撑臂311、312上，驱动轮42则通过减速机连接在驱动电机41上。其中，驱动轮42可以采用轮式结构，也可以采用履带式结构。驱动电机41通过减速带动驱动轮42旋转，驱动电机41正转，驱动轮42前进，驱动电机41反转，驱动轮42后退，驱动轮42的爬行速度可以通过调节驱动电机41的转速进行控制。
如图1所示，本实用新型所公开的实施例中，支撑组件由三组支撑臂构成，且支撑组件中的伸缩件采用液压式减震器32，其除了具有伸缩作用之外，还具有减震的作用，以便稳定爬行机构在管道内的爬行运动，且三组支撑臂通过一固定环33固定在柱状壳体11上。伸缩张紧调节组件则由一丝杆电机21、一丝杆23、一丝杆螺母24、三光轴导轨26和一活动环25构成，三个光轴导轨26均穿设在活动环25中。
具体地，三组支撑臂中的第一支撑臂311一端固定在活动环2上，另一端连接驱动组件，另一端连接有驱动组件，第一支撑臂311两端的本体则通过液压减震器32固定于固定环33上；第二支撑臂312的一端固定于固定环33上，另一端连接有驱动组件，第二支撑臂312两端之间的本体通过液压减震器32固定于活动环25上。三组支撑臂的第一支撑臂311组成一伞型结构，第二支撑臂312则组成另一伞型结构，两个伞型结构的方向相反。
上述管道爬行机构灵活应用于不同类型管道的检测或维护工作中，当应用于水平管道时，通过控制张紧调节组件来调节支撑组件在管道内的张紧度，以便适应水平管道的管径。具体地，控制丝杆电机21正转或反转，使三组支撑臂撑开或收缩。调整完成后，三组支撑臂上的驱动轮42压抵在管道内壁，启动驱动电机41就可带动驱动轮旋转，从而使得爬行机构在管道内爬行。
当该爬行机构应用于垂直管道或倾斜管道时，通过控制张紧调节组件来调节支撑组件在管道内的张紧度，以便适应垂直管道或倾斜管道的管径。调整完成后，三组支撑臂上的驱动轮42呈压紧状态压抵在管道内壁，保证了驱动轮42与管壁之间有足够的摩擦力能够承受一定载荷的垂直爬行或倾斜爬行。
当爬行机构经由垂直管道或水平管道爬向弯曲管道时，每组支撑臂中至少一支撑臂311、312与管壁呈压紧状态，这样能够保证爬行机构在弯曲管道时，其驱动轮41与管壁之间仍然具有足够的摩擦力，进而保证了爬行机构在弯曲管道内的稳定爬行。
除上述实施方式之外，在实际使用时，张紧调节组件的活动环25可以设置为两个，当活动环25设置为两个时，既可以采用一个丝杆电机21来同时控制两个活动环25的移动，也可以采用两个丝杆电机21来分别控制两个活动环25的移动。当采用两个丝杆电机21来控制两个活动环25时，一个丝杆电机21控制一活动环25，另一丝杆电机21控制另一活动环25，而两个活动环25中一个活动环25用来撑开或收缩第一支撑臂311，另一活动环25用来撑开或收缩第二支撑臂312，该结构的爬行机构在弯曲管道或者管径呈变化状态的管道中仍能够保持稳定爬行。
以上所述，仅是本实用新型实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故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细微修改、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 (9)
1.一种管道爬行机构，其特征在于：包括安装架、支撑组件、驱动组件以及张紧调节组件，所述支撑组件设置在安装架上，所述驱动组件则设置在支撑组件上，所述张紧调节组件设置在安装支架上，并连接支撑组件；
所述张紧调节组件包括传动结构和至少一活动环，所述传动结构连接活动环，所述活动环活动套设在安装支架外；
所述支撑组件包括至少一组支撑臂，每组支撑臂包括两倾斜设置的支撑臂，即第一支撑臂和第二支撑臂，所述第一支撑臂一端固定在活动环或柱状壳体上，另一端则连接有驱动组件，第一支撑臂两端之间的本体通过伸缩件固定在柱状壳体或活动环上；所述第二支撑臂一端固定在活动环或柱状壳体上，另一端连接有驱动组件，第二支撑臂两端之间的本体通过伸缩件固定在柱状壳体或活动环上。
2.根据权利要求1所述的一种管道爬行机构，其特征在于：所述第一支撑臂、第二支撑臂以及安装架的中心轴线在同一面上，且第一支撑臂的倾斜方向与第二支撑臂的倾斜方向相反。
3.根据权利要求1所述的一种管道爬行机构，其特征在于：所述传动结构包括丝杆电机、丝杆和丝杆螺母，所述丝杆电机固定在安装架内，其连接丝杆；所述丝杆螺母配合连接在丝杆外周，且丝杆螺母连接活动环。
4.根据权利要求1所述的一种管道爬行机构，其特征在于：所述传动结构包括气缸和推杆，所述气缸固定在安装架内，且连接推杆的一端，而所述推杆的另一端连接活动环。
5.根据权利要求1所述的一种管道爬行机构，其特征在于：所述传动结构包括涡轮电机和涡轮蜗杆，所述涡轮电机固定在安装架内，且连接涡轮蜗杆的一端，而所述涡轮蜗杆的另一端连接活动环。
6.根据权利要求1所述的一种管道爬行机构，其特征在于：所述张紧调节组件还包括光轴导轨，所述光轴导轨固定在安装架内，并穿设在活动环中。
7.根据权利要求1所述的一种管道爬行机构，其特征在于：所述伸缩件为液压减震器。
8.根据权利要求1所述的一种管道爬行机构，其特征在于：所述驱动组件包括驱动轮和驱动电机，所述驱动电机固定于支撑臂上，所述驱动轮则通过减速机连接在驱动电机上。
9.根据权利要求1所述的一种管道爬行机构，其特征在于：所述安装架包括一柱状壳体以及连接于柱状壳体两端的固定端盖。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN111578038A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-08-25 | 湖南斐曼特种机器人有限公司 | 一种避震管道机器人 |
| CN113211423A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-08-06 | 河海大学 | 一种球铰拉线可变辅助轮式蛇形机器人 |
| CN113374986A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-10 | 南京信息职业技术学院 | 一种管道机器人的可变径伸缩机构 |
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