CN212252112U - 一种管道外部泄漏检测机器人行走机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管道外部泄漏检测机器人行走机构，适用于地下综合管廊等狭小地下空间的管道检测，其特征在于，包括第一壳体(3)和第二壳体(8)；且，所述第一壳体(3)和所述第二壳体(8)之间通过若干铰链结构(4)固定连接，并且两者沿所述铰链结构(4)对称，所述第一壳体(3)和所述第二壳体(8)横向两侧还对称设有磁性轮(1)；所述第一壳体(3)和所述第二壳体(8)顶部分别设有若干承载检测机构或传感器装置的预留底座(16)，且所述第一壳体(3)和所述第二壳体(8)内各设置有电机(15)，驱动实现吸附在地下综合管廊的金属管道外部并进行行走，进而对管道外部泄漏智能检测。

Description

一种管道外部泄漏检测机器人行走机构

技术领域

本实用新型属于地下综合管廊管道检测装置技术领域，涉及一种管道外部泄漏检测机器人行走机构。

背景技术

地下综合管廊是一种大型的地下隧道空间，将电力、通信、给排水和煤气等管线集成在同一个管廊中，一旦发生泄漏，可能导致的后果不堪设想。放眼世界，由于受到输送介质的化学性腐蚀、不可抗力的自然灾害以及自身缺陷的影响，极有可能发生输送物泄漏导致的如环境污染、易燃物爆炸、能源浪费等严重事故，比如近几年许多国家都出现了管道泄漏事件，给国家和人民都带来了巨大的损失，所以需要定期对地下综合管廊的管道外部进行检查，以避免泄漏造成的危害。

传统地检露方式是通过人工检测，人工操作耗时耗力，欲得到准确数值，还需进行多次测量，效率低下，劳动强度大；且通常存在管道以人力难以去够及的情况；同时人工检测的方式，在高空或狭窄环境下存在检测风险和检测死角，因此检测效果十分不理想。

而目前，我国对地下综合管廊管道外壁泄漏的智能检测装置的行走机构研究较少，首先，现有的管道检测行走机构或者机器人基本是进入管道内部的进行检测，并且根据内部行走的障碍做出创新及改进，比如CN110696014A公开了一种电力管道巡检机器人，机器人支撑杆、机体底座和弹性连接件形成高度可以变化的三角结构，保证机器人在电力管道中进行巡检工作时，机体始终能够紧贴在管道里实现机体卡位，不会因为轮胎转速差或者打滑等因素使机体倾斜。其次，现有的管道检测机器人不能够灵活实现对地下综合管廊不同管道、不同管径尺寸的检测，另外，对于竖直的管道不能保证紧贴管道壁行走。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种管道外部泄漏检测机器人行走机构，通过壳体顶部设有承载检测机构或传感器装置的预留底座，横向两侧设置的磁性轮以及内置电机，实现吸附在地下综合管廊金属管道外部并进行行走，进而对管道外部泄漏智能检测。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种管道外部泄漏检测机器人行走机构，包括第一壳体和第二壳体；且，

所述第一壳体和所述第二壳体之间通过若干铰链结构固定连接，并且两者沿所述铰链结构对称，所述第一壳体和所述第二壳体横向两侧还对称设有磁性轮；

所述第一壳体和所述第二壳体顶部分别设有若干承载检测机构或传感器装置的预留底座，且所述第一壳体和所述第二壳体内各设置有电机，驱动实现吸附在管道外部的行走机构的走行及检测。

进一步地，所述铰链结构包括第一铰链和第二铰链，其中所述第一铰链与所述第一壳体固定连接，所述第二铰链与所述第二壳体固定连接。

进一步地，所述第一铰链和所述第二铰链部分重叠并设有对应的通孔，用于螺杆穿过，并通过该螺杆一端的螺母固定。

进一步地，所述第一壳体和所述第二壳体内部分别设有锥齿轮、第二轴承、以及所述电机，其中所述第二轴承和所述电机之间设有联轴器，所述锥齿轮和第二轴承内设有轴杆。

进一步地，各磁性轮分别通过车轮轴与第一壳体或第二壳体来连接固定。

进一步地，头部的所述车轮轴一端连接对应的所述磁性轮，另一端穿过链轮、壳体，所述锥齿轮，并与第一轴承固定连接。

进一步地，尾部的所述车轮轴的一端连接所述磁性轮，另一端穿过链轮、壳体并与第一轴承固定连接。

进一步地，横向同侧的所述车轮轴之间通过链条连接，实现前后轮同步联动作用。

进一步地，所述磁性轮轮子整体采用铷铁硼强磁铁材料。

进一步地，所述第一壳体和所述第二壳体尾部设置有线缆孔。

进一步地，所述第一壳体和所述第二壳体尾部设有连接装置，可实现多台检测机器人行走机构连挂成编组，以搭载更多的工作部件。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型的管道外部泄漏检测机器人行走机构，行走机构本体包括对称的第一壳体和第二壳体，间通过若干铰链结构固定连接，第一壳体和第二壳体顶部分别设有若干预留底座，用于承载检测机构或传感器装置。第一壳体和第二壳体横向两侧对称设有磁性轮，且壳体内置有电机，实现吸附在地下综合管廊的金属管道外部并进行行走，进而对管道外部泄漏智能检测。

(2)本实用新型的管道外部泄漏检测机器人行走机构，铰链结构，可通过调整第一铰链和第二铰链的夹角角度至行走机构两侧轮体完全贴合管道外壁，再通过拧紧螺杆上的螺母固定行走机构两侧车轮的姿态，以适应不同管径的管道外壁。

(3)本实用新型的管道外部泄漏检测机器人行走机构，左右壳体内均设置有链条、链轮结构，实现前后轮的同步驱动，实现整体行走机构的全驱动。

(4)本实用新型的管道外部泄漏检测机器人行走机构，行走机构本体的左右壳体内各设置有驱动电机，保证了行走机构整体的驱动力。

(5)本实用新型的管道外部泄漏检测机器人行走机构，搭载相关检测机构和传感器，对管道进行泄漏检测作业，解决了传统检测方式劳动强度大，存在检测风险的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种管道外部泄漏检测机器人行走机构整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种管道外部泄漏检测机器人行走机构内部结构图；

图3为本实用新型实施例一种管道外部泄漏检测机器人行走机构爆炸示意图；

图4为本实用新型实施例一种管道外部泄漏检测机器人行走机构涉及的铰链结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-磁性轮、2-橡胶圈、3-右壳体、4-铰链结构、5-车轮轴、6-链条、7-链轮、8-左壳体、9-第一轴承、10-锥齿轮、11-第一轴承座、12-第二轴承座、13-联轴器、14-电机座、15-电机、16-预留底座；401-第一铰链；402-第二铰链；403-螺母；404-螺杆。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型的一种管道外部泄漏检测机器人行走机构，包括磁性轮1、橡胶圈2、第一壳体3、铰链结构4、车轮轴5、链条6、链轮7、第二壳体8、第一轴承9、锥齿轮10、第一轴承座11、第二轴承座12、联轴器13、电机座14、电机15、检测机构及传感器预留底座16。

图1为本实用新型实施例一种管道外部泄漏检测机器人行走机构整体结构示意图。如图1所示，本实用新型的管道外部泄漏检测机器人行走机构为对称结构，第一壳体3和第二壳体8之间通过若干铰链结构4固定连接，并且两者沿铰链结构对称；第一壳体3和第二壳体8横向两侧对称设有磁性轮1，用于吸附在金属管道外部并进行行走。第一壳体3和第二壳体8顶部分别设有预留底座16，用于承载检测机构或传感器装置。本实用新型的行走机构搭载相关检测机构和传感器，对管道进行泄漏检测作业，解决了传统检测方式劳动强度大，存在检测风险的问题。

图2为本实用新型实施例一种管道外部泄漏检测机器人行走机构内部结构图，如图2所示，第一壳体3和第二壳体8分别用于存放电机和传动机构，图3为本实用新型实施例一种管道外部泄漏检测机器人行走机构爆炸示意图，结合图2和图3，第一壳体3和第二壳体8内分别设有车轮轴5、链条6、链轮7，锥齿轮10、第一轴承座11、第二轴承座12、联轴器13、电机座14、电机15，其中车轮轴5、链条6、链轮7、锥齿轮10、联轴器13构成了传动机构。

各磁性轮1分别通过车轮轴5与第一壳体3或第二壳体8连接固定，头部的车轮轴5的一端连接磁性轮1，另一端穿过链轮7、壳体，壳体内部的锥齿轮10，并与壳体内侧壁内嵌入的第一轴承9固定连接，第一轴承9用于支撑车轮轴5旋转，实现磁性轮1前轮的转动。尾部的车轮轴5的一端连接磁性轮1，另一端穿过链轮7、壳体并与壳体内侧壁内嵌入的第一轴承9固定连接。且横向同侧的车轮轴5之间通过链条6连接，实现前轮带动后轮的同步联动作用，链条6设置于固定在车轮轴1上的链轮7上。本实用新型行走机构左右壳体内均设置有链条、链轮结构，实现前后轮的同步驱动，实现整体行走机构的全驱动。

第一壳体3和第二壳体8的头部设有锥齿轮10，锥齿轮10的横向一侧用于头部的车轮轴5的通过，并实现磁性轮的转动，纵向一侧用于轴杆的通过，实现电机15的转动。壳体内部从头部到尾部依次设有锥齿轮10、第二轴承、联轴器13以及电机15，其中所述锥齿轮10和第二轴承内设有轴杆，第二轴承带动电机15以及锥齿轮10转动，第二轴承下方设有第一轴承座11和第二轴承座12用于支撑第二轴承，用于将电机与锥齿轮轴相连。电机15作为机器人行走机构的动力源，分别设于壳体的尾部，第二轴承和电机15之间设有联轴器13，用于将电机15与锥齿轮10上固定的纵向轴杆相连接，另外优选地，电机15底部设有电机座14，用于固定和支撑电机15。本实用新型的行走机构本体的左右壳体内各设置有驱动电机，保证了行走机构整体的驱动力。

进一步地，图4为本实用新型实施例一种管道外部泄漏检测机器人行走机构涉及的铰链结构示意图。如图4所示，本实用新型的铰链结构4包括第一铰链401、第二铰链402、螺母403以及螺杆404，其中第一铰链401与第一壳体3固定连接，第二铰链402与第二壳体8固定连接，第一铰链401和第二铰链402部分重叠并设有对应的通孔，用于螺杆404穿过，并通过螺杆404一端的螺母403固定。本实用新型的铰链结构4，可通过调整第一铰链401和第二铰链402的夹角角度至行走机构两侧轮体完全贴合管道外壁，再通过拧紧螺杆404上的螺母403固定行走机构两侧车轮的姿态，以适应不同管径的管道外壁。

优选地，磁性轮1轮子整体采用铷铁硼强磁铁材料，吸附能力强，能将整个行走机构紧紧吸附于管道外壁。

优选地，磁性轮1外部嵌套有橡胶圈2，用于增大磁性轮1与管道外壁间摩擦力，使其在行走过程中不易打滑。

优选地，第一壳体3和第二壳体8尾部设置有线缆孔，用于供电线缆和通信线缆通过，通过外部电源电缆连接供电。第一壳体3和第二壳体8尾部设有连接装置，可实现多台检测机器人行走机构连挂成编组，以搭载更多的工作部件。

本实用新型的针对地下综合管廊的管道外部泄漏的检测机器人行走机构，采用轮式磁吸附的走形方式，其工作原理及过程如下：行走机构本体分成左右对称的两部分，中间设置有铰链机构，在检测作业开始前，可以通过铰链机构可提前调整好适应所要检测的管道的姿态角度，再将行走机构贴附于管道外壁上开始检测。通过四个高密度铷铁硼强力磁性轮，能将整个行走机构紧紧吸附于管道外壁；同时，通过在磁性轮轮体上嵌套有橡胶圈，增强了行走机构在管道外壁的摩擦力，使其不易打滑。通过电机提供动力，首先带动锥齿轮纵向一侧的旋转，从而带动锥齿轮横向一侧的旋转，同时在车轮轴的旋转下，实现前端磁性轮的转动，进一步通过链条实现前端磁性轮和后端磁性轮的联动，使得行走机构本体在待检测管道上的行走。行走机构采用轮式磁吸附的走形方式，本行走机构针对于大管径、管道外壁平顺的管道检测作业，当行走机构遇到管道接头处，需通过人工手动调整机器人检测作业位置。

本实用新型的管道外部泄漏检测机器人行走机构，行走机构本体包括对称的第一壳体和第二壳体，间通过若干铰链结构固定连接，第一壳体和第二壳体顶部分别设有若干预留底座，用于承载检测机构或传感器装置。第一壳体和第二壳体横向两侧对称设有磁性轮，且壳体内置有电机，实现吸附在地下综合管廊的金属管道外部并进行行走，进而对管道外部泄漏智能检测。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道外部泄漏检测机器人行走机构，其特征在于，包括第一壳体(3)和第二壳体(8)；且，

所述第一壳体(3)和所述第二壳体(8)之间通过若干铰链结构(4)固定连接，并且两者沿所述铰链结构(4)对称，所述第一壳体(3)和所述第二壳体(8)横向两侧还对称设有磁性轮(1)；

所述第一壳体(3)和所述第二壳体(8)顶部分别设有若干承载检测机构或传感器装置的预留底座(16)，且所述第一壳体(3)和所述第二壳体(8)内各设置有电机(15)，驱动实现吸附在管道外部的行走机构的走行及检测。

2.根据权利要求1所述的一种管道外部泄漏检测机器人行走机构，其特征在于，所述铰链结构(4)包括第一铰链(401)和第二铰链(402)，其中所述第一铰链(401)与所述第一壳体(3)固定连接，所述第二铰链(402)与所述第二壳体(8)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种管道外部泄漏检测机器人行走机构，其特征在于，所述第一铰链(401)和所述第二铰链(402)部分重叠并设有对应的通孔，用于螺杆(404)穿过，并通过该螺杆(404)一端的螺母(403)固定。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种管道外部泄漏检测机器人行走机构，其特征在于，所述第一壳体(3)和所述第二壳体(8)内部分别设有锥齿轮(10)、第二轴承、以及所述电机(15)，其中所述第二轴承和所述电机(15)之间设有联轴器(13)，所述锥齿轮(10)和第二轴承内设有轴杆。

5.根据权利要求4所述的一种管道外部泄漏检测机器人行走机构，其特征在于，各磁性轮(1)分别通过车轮轴(5)与第一壳体(3)或第二壳体(8)连接固定。

6.根据权利要求5所述的一种管道外部泄漏检测机器人行走机构，其特征在于，头部的所述车轮轴(5)一端连接对应的所述磁性轮(1)，另一端穿过链轮(7)、壳体，所述锥齿轮(10)，并与第一轴承(9)固定连接。

7.根据权利要求5或6所述的一种管道外部泄漏检测机器人行走机构，其特征在于，尾部的所述车轮轴(5)的一端连接所述磁性轮(1)，另一端穿过链轮(7)、壳体并与第一轴承(9)固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种管道外部泄漏检测机器人行走机构，其特征在于，横向同侧的所述车轮轴(5)之间通过链条(6)连接，实现前后轮同步联动作用。

9.根据权利要求1或8所述的一种管道外部泄漏检测机器人行走机构，其特征在于，所述第一壳体(3)和所述第二壳体(8)尾部设置有线缆孔。

10.根据权利要求9所述的一种管道外部泄漏检测机器人行走机构，其特征在于，所述第一壳体(3)和所述第二壳体(8)尾部设有连接装置，实现多台检测机器人行走机构连挂成编组，以搭载更多的工作部件。

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