CN212929186U - 一种气动式管道爬行作业机构的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种气动式管道爬行作业机构的驱动装置，设于管道内部，作业机构还包括管道外部的线缆绞车控制台、空气压缩机及打磨装置，打磨装置通过十字万向轴连接于驱动装置，打磨装置与驱动装置在90°范围内摆动；驱动装置包括：主支撑框，主支撑框内设有顶紧气缸；主支撑框的两侧设有副支撑框，两副支撑框与主支撑框之间设有连杆组件支撑；顶紧气缸控制连接于两所述连杆组件；副支撑框内设有驱动履带总成，驱动履带总成外侧包覆有履带。本装置采用气缸推动变径连杆来实现驱动履带在管道内壁上的压紧，当遇到管径连续变化的情况，在驱动履带的带动下，使气缸自动回缩实现对管道直径的适应，使机构可在设计直径范围内的管道中良好爬行和作业。

Description

一种气动式管道爬行作业机构的驱动装置

技术领域

本实用新型涉及管道作业技术领域，具体涉及一种气动式管道爬行作业机构的驱动装置。

背景技术

由于在实际工作中，各种管道存在弯角、变径、或者布置方式水平或者竖直的各种工况，当管道内部出现裂纹、腐蚀、或者管道中存在异物时，为了查明管道内部的具体情况，需要采用管道爬行设备进入管道内部，通过上面携带的视频设备等对管道内部情况做详细的评估，再确定如何实现下一步对管道内部的修复工作。但是在爬行机构在管道内部爬行的过程中，因为管道可能存在连续的直径变化，需要管道爬行设备具有高度变化的能力去适应管道内部直径的变化，同时又要保证爬行设备的行走轮对管道内壁式中保持一定的正压力，才能保证管道爬行设备具有足够的驱动力，带动自身在各种工况的管道内部爬行及拖动为其供能得线缆及气管。

现有的管道爬行作业机构，主要针对固定规格的标准管道内作业，不能适应连续较大范围直径变化的管道，只能在较小范围内做调整的管道作业设备；并且，对于不同的管道直径需对设备高度进行频繁地调整。因此，需对现有技术加以改进。

实用新型内容

本申请提供一种气动式管道爬行作业机构的驱动装置，同时满足较小的轴向长度及较大的变径范围，可顺利通过1.5D的90°弯管，并且不用对设备高度进行频繁的调整。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种气动式管道爬行作业机构的驱动装置，设于管道内部，其特征在于：所述作业机构还包括管道外部的线缆绞车控制台、空气压缩机及打磨装置，所述打磨装置通过十字万向轴连接于驱动装置，所述打磨装置与驱动装置在90°范围内摆动；所述驱动装置包括：主支撑框，所述主支撑框内设有顶紧气缸；

主支撑框的两侧设有副支撑框，两所述副支撑框与所述主支撑框之间设有连杆组件支撑；

所述顶紧气缸控制连接于两所述连杆组件；

所述副支撑框内设有驱动履带总成，所述驱动履带总成外侧包覆有履带。

相对于现有技术而言，本实用新型的驱动装置采用气缸推动变径连杆来实现驱动履带在管道内壁上的压紧，爬行作业机构在管道内行走的过程中，当遇到管径连续变化的情况，因为气缸的可被压缩性，可在驱动履带的带动下，使气缸自动回缩来实现对管道直径的适应，使整个机构可在设计直径范围内的管道中良好爬行和作业；并且打磨吸尘模块与驱动装置间可以在90°范围内摆动，同时满足较小的轴向长度及较大的变径范围，可顺利通过1.5D的90°弯管。

进一步的，所述主支撑框的面向所述线缆绞车控制台的一端设有拉环，所述主支撑框的另一端设有连接十字万向轴。爬行机构出现故障时，通过拉环将驱动装置拖回。

进一步的，所述履带与所述副支撑框配合将驱动履带总成进行密封包覆。履带与副支撑框配合所达到的防护等级为IP68的防水等级。

进一步的，所述驱动履带总成包括：驱动电机、驱动轮，由所述驱动电机控制驱动轮带动履带进行传动。

进一步的，所述线缆绞车控制台及空气压缩机通过线缆与驱动装置的尾部相连接，所述线缆内包含气管、电源线、及信号线，所述线缆的外部包覆有钢丝网。既能够实现对气动自适应管道爬行作业设备的控制，又能够承受设备拖出管道时的拉力。

附图说明

图1为本实用新型一种气动式管道爬行作业机构的驱动装置工作的示意图；

图2为本实用新型中与打磨装置相连的驱动装置的具体结构示意图；

图3为本实用新型一种气动式管道爬行作业机构的打磨装置与驱动装置的连接结构示意图。

对应说明书附图内的附图标记参考如下：

管道1、线缆绞车控制台2、空气压缩机3、驱动装置4、打磨装置5、相机6、线缆7、顶紧气缸41、变径连杆42、驱动履带总成43、拉环44、支架51、打磨砂轮52、吸尘口53。

具体实施方式

为了使实用新型实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

本实用新型的第一实施例提供了一种气动式管道爬行作业机构的驱动装置，如图1与图2所示，设于管道1内部，作业机构还包括管道1外部的线缆绞车控制台2、空气压缩机3及打磨本体5，打磨装置5通过十字万向轴连接于驱动装置4，打磨装置5与驱动装置4在90°范围内摆动；其中，驱动装置4包括：主支撑框，主支撑框内设有顶紧气缸41；

主支撑框的两侧设有副支撑框，两副支撑框与主支撑框之间设有连杆组件支撑，连接杆组件由多根变径连杆42组成；顶紧气缸控制连接于两连杆组件；副支撑框内设有驱动履带总成，驱动履带总成外侧包覆有履带，履带为橡胶材质且与管壁接触面积大，不会出现对管道内壁的压力过大而破坏管道内壁的情况。

具体地说，驱动履带总成43中包含大扭矩小体积的驱动电机、驱动轮，电机驱动器也安装在履带结构内部，由驱动电机控制驱动轮带动履带进行传动，整体采用IP68防护等级设计，使用范围广，可为爬行作业机构在管道1内工作时提供足够的驱动力。驱动装置4后端连接有拉环44，爬行机构故障回拖时可连接在拉环44上。其中，履带为聚氨酯材料，无论与金属管道1、塑料管道1还是混凝土管道1间都能够有足够的摩擦系数，可以实现爬行作业机构整体在竖直管道1中的爬行和作业，大大提高了整个机构的使用范围。

驱动装置4中采用气缸推动变径连杆42来实现驱动履带总成43在管道1内壁上的压紧，打磨装置5在管道1内行走的过程中，当遇到管径连续变化的情况，因为气缸的可被压缩性，可在驱动履带总成43的带动下，使气缸自动回缩来实现对管道1直径的适应，使整个机构可在设计直径范围内的管道1中良好爬行和作业。在该驱动装置4中控制元件采用二位五通常开式电磁阀，气缸有杆腔与外界相通，当爬行机构进入可使用范围的管道1内开始工作时，换向阀在常态位工作，气缸活塞杆缩回，使爬行机构上下；履带顶紧管道1内壁，为爬行机构提供足够的驱动力摩擦力。同时，爬行机构在管道1内行走时，当遇到管径变小或者有焊缝等需要越过的障碍时，通过管道1内壁对气缸的反作用力超出气缸的缩回力，迫使气缸伸出。当通过障碍后，气缸在气源压力下继续缩回，使爬行机构的履带时刻顶紧管道1内壁。

另外，如图3所示，打磨装置5包括支架51、设于支架51内部的打磨砂轮52和吸尘口53，吸尘口53通过管道1与管道1外界相连，打磨装置5沿管道1直径方向360°旋转并沿轴线方向移动，打磨砂轮52通过打磨装置5内径向移动装置的带动沿直径方向伸缩，打磨装置5通过线缆绞车控制台2和驱动装置4的控制沿管道1内爬行。

打磨装置5前端设有相机6，在作业机构进入管道1后，可通过前端的相机6详细的观察到管道1内部的情况，在到达需要作业的位置后，驱动装置4保持顶紧且不移动，打磨模块中的顶紧气缸41顶紧，使打磨模块的旋转中心与管道1的轴线大致重合，然后通过水平移动装置和径向移动装置的配合，外加摄像头的观测，使打磨砂轮52精确打磨管道1内部需要作业的地方，打磨完成后吸尘口53靠近管壁，将打磨产生的粉尘吸除，如此一来，打磨和吸尘一次完成，大大提高了管道1爬行设备的作业效率。

更要说明的是，结合图1所示，线缆绞车控制台2及空气压缩机3分别通过线缆7与驱动装置4的尾部相连接，也就是通过拉环44相连，线缆7内包含气管、电源线、及信号线，线缆7的外部包覆有钢丝网，既能够实现对气动自适应管道1爬行作业设备的控制，又能够承受设备拖出管道1时的拉力，线缆绞车控制台2上设有线缆收放测量装置(图中未示)，线缆7的伸出长度通过线缆收放测量装置确定，可通过线缆7伸出长度确定管道1爬行机构在管道1中的位置，同时在管道1爬行设备出现异常时，可通过收放缆装置将管道1爬行机构拖出管道1。

本实用新型第一实施例的驱动装置，结构简单、使用方便、可靠性高，该装置可以在管道1内径在一定范围内连续变化，及弯曲半径不小于1.5D的管道1内爬行，通过平行四边形变径机构和中间顶紧气缸的配合，机构整体有较大范围变径的能力，不用对设备的高度进行频繁地调整，可以大大的为打磨装置的打磨提供便利，增加打磨的效率。

本实用新型的第二实施例提供了一种气动式管道爬行作业机构的驱动装置，与第一实施例的方案基本相同，其主要区别在于，气缸无杆腔和有杆腔出口都连接可调节流型消声器(图中未示)，使气缸始终处于回气节流的状态，提高其工作稳定性，而且在爬行机构工作过程中，发生突然气源压力供给不足的情况时，节流型消声器能够保证气缸缓慢回缩，防止爬行机构在管道1内姿态失稳倾倒而难以将其拖出管道1。

以上对实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改做出若干简单推演、变形或替换，这并不影响实用新型的实质内容。

Claims (5)

1.一种气动式管道爬行作业机构的驱动装置，设于管道内部，其特征在于：所述作业机构还包括管道外部的线缆绞车控制台、空气压缩机及打磨装置，所述打磨装置通过十字万向轴连接于驱动装置，所述打磨装置与驱动装置在90°范围内摆动；所述驱动装置包括：主支撑框，所述主支撑框内设有顶紧气缸；

主支撑框的两侧设有副支撑框，两所述副支撑框与所述主支撑框之间设有连杆组件支撑；

所述顶紧气缸控制连接于两所述连杆组件；

所述副支撑框内设有驱动履带总成，所述驱动履带总成外侧包覆有履带。

2.如权利要求1所述的气动式管道爬行作业机构的驱动装置，其特征在于：所述主支撑框的面向所述线缆绞车控制台的一端设有拉环，所述主支撑框的另一端设有连接十字万向轴。

3.如权利要求1所述的气动式管道爬行作业机构的驱动装置，其特征在于：所述履带与所述副支撑框配合将驱动履带总成进行密封包覆。

4.如权利要求1所述的气动式管道爬行作业机构的驱动装置，其特征在于：所述驱动履带总成包括：驱动电机、驱动轮，由所述驱动电机控制驱动轮带动履带进行传动。

5.如权利要求1所述的气动式管道爬行作业机构的驱动装置，其特征在于：所述线缆绞车控制台及空气压缩机分别通过线缆与驱动装置的尾部相连接，所述线缆内包含气管、电源线、及信号线，所述线缆的外部包覆有钢丝网。

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