CN217402081U - 一种伸缩式管道内爬行装置 - Google Patents
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Abstract
一种伸缩式管道内爬行装置，包括前爬行组（1）和后爬行组（2），后爬行组（2）通过弹性杆固定连接在前爬行组（1）的爬行滑块结构上。本发明使用一个电机驱动实现爬行装置在管道内部爬行的运动，简化了电气控制结构。可在外部框架上加装其它设备进行管道的检测、维护等工作，方便了管道检测维护；由电机通过曲柄滑块机构提供驱动力，结合刹车杆的制动作用，可以防止车轮打滑，使该装置具有更大的推动力；通过万向联轴器结构与弹性杆作用，使装置可以在弯曲的管道内运动，同时弹性杆能够使两个爬行组在直管道时自动修正回到原始正直的状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种管道内部移动装置，特别是涉及一种伸缩式管道内爬行装置，属于管道装置技术领域。
背景技术
管道运输具有运输量大、安全可靠、连续性好、运输耗能少、成本低等特点，被广泛应用于工农业生产及人们的日常生活中输送流体物质，有力的促进了社会发展。然而随着管道的长期使用，管道内外部均会出现不同程度的腐蚀、磨损、破裂等受损现象。为了进行管道的检测和维护，传统方法为随机抽样、挖掘维修的方法。此类检修方法会耗费大量的人力物力，且工作效率较低，随机抽样检查也会出现漏检现象。同时一些管道输送的特殊物质可能存在不允许人直接接触的情况，或管道所处的某些位置不适宜挖掘等因素，都对管道检修工作存有较大影响。由此出现了一些能够在管道内运动的装置用于检测与维修，其主要有轮式的和伸缩式的。轮式爬行装置由电机带动车轮驱动，驱动力主要取决于车轮与管道的摩擦力，在前进阻力较大时车轮会打滑，无法前进；伸缩式爬行装置的伸缩运动有气缸驱动的，其机械结构简单，但气动系统较复杂；还有采用电动推杆驱动的，其电机需要频繁启停，对电机不利，而且控制系统也比较复杂。
发明内容
基于以上原因，本实用新型提出一种伸缩式管道内爬行装置，由一个电机提供动力，通过槽轮机构、曲柄滑块机构等带动爬行装置，并结合刹车结构实现爬行装置在管道内部进行前后爬行运动，提高了爬行装置的前进动力，在此装置基础上可加装多类机械装置及传感器，用于管道的维修及检测，提高管道检修的效率。
一种伸缩式管道内爬行装置，包括前爬行组1和后爬行组2。
后爬行组2通过弹性杆固定连接在前爬行组1的爬行滑块结构上。
前爬行组1包括前刹车片1-1、前刹车杆1-2、前弹簧1-3、前刹车导轨1-4、前滑动推杆1-5、前连杆1-6、前曲柄1-7、主动锥齿轮1-8、从动锥齿轮1-9、从动轴1-10、前爬行轮1-11、爬行滑块1-12、滑杆1-13、前机架1-14、爬行导轨1-15、支撑槽轮1-16、主动拨盘1-17、联轴器1-18、驱动电机1-19、爬行槽轮1-20、爬行曲柄1-21和爬行连杆1-22。
前刹车片1-1固定连接在前刹车杆1-2顶部，前刹车杆1-2下端与前滑动推杆1-5之间通过前弹簧1-3固定连接。前刹车杆1-2、前弹簧1-3、前滑动推杆1-5整体置于前刹车导轨1-4内。前机架1-14一侧安装支撑槽轮1-16、主动拨盘1-17、爬行槽轮1-20，组成槽轮间歇机构。主动拨盘1-17具有两个拨销。主动拨盘1-17通过联轴器1-18与驱动电机1-19输出轴连接，驱动电机1-19固定安装在前机架1-14上。爬行滑块1-12与滑杆1-13固定连接，滑杆1-13安装在爬行导轨1-15内，可以相对滑动。爬行导轨1-15固定在前机架1-14上。爬行槽轮1-20与爬行曲柄1-21固定连接，爬行曲柄1-21与爬行滑块1-12通过爬行连杆1-22连接，组成曲柄滑块机构。主动锥齿轮1-8布置在前机架1-14的另一侧，固定安装在支撑槽轮1-16的转轴上，与从动锥齿轮1-9配合。主动锥齿轮1-8与从动锥齿轮1-9具有相同的齿数。从动锥齿轮1-9固定安装在从动轴1-10上，前曲柄1-7固定安装在从动轴1-10左端，从动轴1-10中间部位与前机架1-14相连。前曲柄1-7与前滑动推杆1-5通过前连杆1-6连接组成曲柄滑块机构。四个前爬行轮1-11分别安装在前机架1-14底部。
后爬行组2包括后刹车片2-1、后刹车杆2-2、后刹车导轨2-3、后弹簧2-4、后滑动推杆2-5、后连杆2-6、弹性杆2-7、连接套筒2-8、万向联轴器2-9、曲柄轴2-10、后曲柄2-11、后爬行轮2-12和后机架2-13。
后刹车片2-1固定安装在后刹车杆2-2顶部，后刹车杆2-2下端与后滑动推杆2-5之间通过后弹簧2-4连接。后刹车杆2-2、后弹簧2-4、后滑动推杆2-5整体置于后刹车导轨2-3内。后滑动推杆2-5与后曲柄2-11之间通过后连杆2-6连接，组成曲柄滑块机构。万向联轴器2-9左端与连接套筒2-8固定连接，右端与曲柄轴2-10左端固定连接，后曲柄2-11固定安装在曲柄轴2-10右端，曲柄轴2-10与后机架2-13连接，相对转动。弹性杆2-7一端固定连接在后机架2-13上。四个后爬行轮2-12分别安装在后机架2-13底部。
后爬行组2中的连接套筒2-8与前爬行组1中的从动轴1-10通过滑键连接，为滑动连接，并使二者一起转动。
前爬行组1中的爬行滑块1-12与后爬行组2的弹性杆2-7固定连接。前曲柄1-7与后曲柄2-11的安装位置相差180度，即当前曲柄1-7朝上时，带动前刹车片1-1向上伸出，而此时后曲柄2-11朝下，带动后刹车片2-1缩回。
本发明装置的有益效果是：
（1）使用一个电机驱动实现爬行装置在管道内部爬行的运动，简化了电气控制结构。可在外部框架上加装其它设备进行管道的检测、维护等工作，方便了管道检测维护；
（2）由电机通过曲柄滑块机构提供驱动力，结合刹车杆的制动作用，可以防止车轮打滑，使该装置具有更大的推动力；
（3）通过万向联轴器结构与弹性杆作用，使装置可以在弯曲的管道内运动，同时弹性杆能够使两个爬行组在直管道时自动修正回到原始正直的状态。
附图说明
图1是本发明一种伸缩式管道内爬行装置的整体结构示意图；
图2是本发明前爬行组1的整体结构示意图视角1；
图3是本发明前爬行组1的整体结构示意图视角2；
图4是本发明前爬行组1的整体结构示意图视角2中A部分的局部结构放大图；
图5是本发明后爬行组2的整体结构示意图；
图6是本发明后爬行组2中B部分的局部放大结构示意图；
图7是本发明连接套筒2-8与从动轴1-10的滑动连接示意图；
图8是本发明爬行滑块1-12与弹性杆2-7的连接示意图；
图9是本发明一种伸缩式管道内爬行装置的转弯示意图。
具体实施方式
结合附图1-9对本发明的结构和操作进行说明。
一种伸缩式管道内爬行装置，包括前爬行组1和后爬行组2。
后爬行组2通过弹性杆固定连接在前爬行组1的爬行滑块结构上。
前爬行组1包括前刹车片1-1、前刹车杆1-2、前弹簧1-3、前刹车导轨1-4、前滑动推杆1-5、前连杆1-6、前曲柄1-7、主动锥齿轮1-8、从动锥齿轮1-9、从动轴1-10、前爬行轮1-11、爬行滑块1-12、滑杆1-13、前机架1-14、爬行导轨1-15、支撑槽轮1-16、主动拨盘1-17、联轴器1-18、驱动电机1-19、爬行槽轮1-20、爬行曲柄1-21和爬行连杆1-22。
前刹车片1-1固定连接在前刹车杆1-2顶部，前刹车杆1-2下端与前滑动推杆1-5之间通过前弹簧1-3固定连接。前刹车杆1-2、前弹簧1-3、前滑动推杆1-5整体置于前刹车导轨1-4内。前机架1-14一侧安装支撑槽轮1-16、主动拨盘1-17、爬行槽轮1-20，组成槽轮间歇机构。主动拨盘1-17具有两个拨销。主动拨盘1-17通过联轴器1-18与驱动电机1-19输出轴连接，驱动电机1-19固定安装在前机架1-14上。爬行滑块1-12与滑杆1-13固定连接，滑杆1-13安装在爬行导轨1-15内，可以相对滑动。爬行导轨1-15固定在前机架1-14上。爬行槽轮1-20与爬行曲柄1-21固定连接，爬行曲柄1-21与爬行滑块1-12通过爬行连杆1-22连接，组成曲柄滑块机构。主动锥齿轮1-8布置在前机架1-14的另一侧，固定安装在支撑槽轮1-16的转轴上，与从动锥齿轮1-9配合。主动锥齿轮1-8与从动锥齿轮1-9具有相同的齿数。从动锥齿轮1-9固定安装在从动轴1-10上，前曲柄1-7固定安装在从动轴1-10左端，从动轴1-10中间部位与前机架1-14相连。前曲柄1-7与前滑动推杆1-5通过前连杆1-6连接组成曲柄滑块机构。四个前爬行轮1-11分别安装在前机架1-14底部。
后爬行组2包括后刹车片2-1、后刹车杆2-2、后刹车导轨2-3、后弹簧2-4、后滑动推杆2-5、后连杆2-6、弹性杆2-7、连接套筒2-8、万向联轴器2-9、曲柄轴2-10、后曲柄2-11、后爬行轮2-12和后机架2-13。
后刹车片2-1固定安装在后刹车杆2-2顶部，后刹车杆2-2下端与后滑动推杆2-5之间通过后弹簧2-4连接。后刹车杆2-2、后弹簧2-4、后滑动推杆2-5整体置于后刹车导轨2-3内。后滑动推杆2-5与后曲柄2-11之间通过后连杆2-6连接，组成曲柄滑块机构。万向联轴器2-9左端与连接套筒2-8固定连接，右端与曲柄轴2-10左端固定连接，后曲柄2-11固定安装在曲柄轴2-10右端，曲柄轴2-10与后机架2-13连接，相对转动。弹性杆2-7一端固定连接在后机架2-13上。四个后爬行轮2-12分别安装在后机架2-13底部。
后爬行组2中的连接套筒2-8与前爬行组1中的从动轴1-10通过滑键连接，为滑动连接，并使二者一起转动。
前爬行组1中的爬行滑块1-12与后爬行组2的弹性杆2-7固定连接。前曲柄1-7与后曲柄2-11的安装位置相差180度，即当前曲柄1-7朝上时，带动前刹车片1-1向上伸出，而此时后曲柄2-11朝下，带动后刹车片2-1缩回。
本发明一种伸缩式管道内爬行装置的工作过程：
（1）伸缩式管道内爬行装置置于管道内，调节爬行装置使前爬行组1与后爬行组2距离调到最远处，并使前刹车杆1-2缩回到最短、后刹车杆2-2伸出至最长，将爬行装置按前爬行组1在前，后爬行组2在后的状态置于管道内，此时后刹车片2-1伸出顶住管道内壁；
（2）驱动电机1-19驱动主动拨盘1-17转动，带动支撑槽轮1-16从开始结合到脱离，转动180度，这段时间爬行槽轮1-20则保持不动，前爬行组1与后爬行组2间距将保持不变，支撑槽轮1-16带动主动锥齿轮1-8转动，通过从动锥齿轮1-9带动从动轴1-10转动180度，连接套筒2-8跟随从动轴1-10转动180度，此时前刹车杆1-2将通过曲柄滑块机构带动伸出，前刹车片1-1顶在管道内壁，使前爬行组1卡紧在当前位置，后刹车杆2-2通过曲柄滑块机构带动缩回至后刹车导轨2-3内，后刹车片2-1远离管道内壁，使后爬行组2在管道内处于可动状态；
（3）主动拨盘1-17继续转动180度，支撑槽轮1-16将保持不动，爬行槽轮1-20转动180度，带动爬行曲柄1-21转动180度，通过爬行连杆1-22带动爬行滑块1-12向前滑行，从而通过固定连接的弹性杆2-7带动后爬行组2跟随爬行滑块1-12一起向前移动，靠近前爬行组1；
（4）主动拨盘1-17继续转动180度，带动支撑槽轮1-16转动180度，爬行槽轮1-20保持不动，前后两爬行装置间距保持不变，前刹车杆1-2缩回使前爬行组1变为可动状态，后刹车杆2-2伸出，后刹车片2-1顶在管道内壁使后爬行组2卡紧在当前位置；
（5）主动拨盘1-17继续转动180度，带动爬行槽轮1-20转动180度，支撑槽轮1-16保持不动，使前爬行组1在爬行曲柄滑块机构推动下实现向前移动，远离后爬行组2；
（6）主动拨盘1-17转动两周为该装置的一个行进周期，重复步骤（2）、（3）、（4）和（5），实现爬行装置的伸缩式前进，通过改变驱动电机1-19转向可实现爬行装置的前进或后退；
（7）通过万向联轴器2-9结构，实现在弯曲管道内的行进角度微调，在弹性杆2-7作用下，在直管道时爬行装置自动修正回到原始正直的状态，在弯曲的管道内运动时，两个爬行组需偏转一个角度，此时弹性杆2-7弯曲，万向联轴器2-9偏转一定角度，连接套筒2-8与从动轴1-10相对滑动，保证从动轴1-10的动力能传到后爬行组2。
Claims (3)
1.一种伸缩式管道内爬行装置，包括前爬行组（1）和后爬行组（2），后爬行组（2）通过弹性杆固定连接在前爬行组（1）的爬行滑块结构上，其特征在于，前爬行组（1）包括前刹车片（1-1）、前刹车杆（1-2）、前弹簧（1-3）、前刹车导轨（1-4）、前滑动推杆（1-5）、前连杆（1-6）、前曲柄（1-7）、主动锥齿轮（1-8）、从动锥齿轮（1-9）、从动轴（1-10）、前爬行轮（1-11）、爬行滑块（1-12）、滑杆（1-13）、前机架（1-14）、爬行导轨（1-15）、支撑槽轮（1-16）、主动拨盘（1-17）、联轴器（1-18）、驱动电机（1-19）、爬行槽轮（1-20）、爬行曲柄（1-21）和爬行连杆（1-22），前刹车片（1-1）固定连接在前刹车杆（1-2）顶部，前刹车杆（1-2）下端与前滑动推杆（1-5）之间通过前弹簧（1-3）固定连接，前刹车杆（1-2）、前弹簧（1-3）、前滑动推杆（1-5）整体置于前刹车导轨（1-4）内，前机架（1-14）一侧安装支撑槽轮（1-16）、主动拨盘（1-17）、爬行槽轮（1-20），组成槽轮间歇机构，主动拨盘（1-17）具有两个拨销，主动拨盘（1-17）通过联轴器（1-18）与驱动电机（1-19）输出轴连接，驱动电机（1-19）固定安装在前机架（1-14）上，爬行滑块（1-12）与滑杆（1-13）固定连接，滑杆（1-13）安装在爬行导轨（1-15）内，可以相对滑动，爬行导轨（1-15）固定在前机架（1-14）上，爬行槽轮（1-20）与爬行曲柄（1-21）固定连接，爬行曲柄（1-21）与爬行滑块（1-12）通过爬行连杆（1-22）连接，组成曲柄滑块机构，主动锥齿轮（1-8）布置在前机架（1-14）的另一侧，固定安装在支撑槽轮（1-16）的转轴上，与从动锥齿轮（1-9）配合，主动锥齿轮（1-8）与从动锥齿轮（1-9）具有相同的齿数，从动锥齿轮（1-9）固定安装在从动轴（1-10）上，前曲柄（1-7）固定安装在从动轴（1-10）左端，从动轴（1-10）中间部位与前机架（1-14）相连，前曲柄（1-7）与前滑动推杆（1-5）通过前连杆（1-6）连接组成曲柄滑块机构，四个前爬行轮（1-11）分别安装在前机架（1-14）底部，后爬行组（2）包括后刹车片（2-1）、后刹车杆（2-2）、后刹车导轨（2-3）、后弹簧（2-4）、后滑动推杆（2-5）、后连杆（2-6）、弹性杆（2-7）、连接套筒（2-8）、万向联轴器（2-9）、曲柄轴（2-10）、后曲柄（2-11）、后爬行轮（2-12）和后机架（2-13），后刹车片（2-1）固定安装在后刹车杆（2-2）顶部，后刹车杆（2-2）下端与后滑动推杆（2-5）之间通过后弹簧（2-4）连接，后刹车杆（2-2）、后弹簧（2-4）、后滑动推杆（2-5）整体置于后刹车导轨（2-3）内，后滑动推杆（2-5）与后曲柄（2-11）之间通过后连杆（2-6）连接，组成曲柄滑块机构，万向联轴器（2-9）左端与连接套筒（2-8）固定连接，右端与曲柄轴（2-10）左端固定连接，后曲柄（2-11）固定安装在曲柄轴（2-10）右端，曲柄轴（2-10）与后机架（2-13）连接，相对转动，弹性杆（2-7）一端固定连接在后机架（2-13）上，四个后爬行轮（2-12）分别安装在后机架（2-13）底部，后爬行组（2）中的连接套筒（2-8）与前爬行组（1）中的从动轴（1-10）通过滑键连接，为滑动连接，并使二者一起转动。
2.根据权利要求1所述的一种伸缩式管道内爬行装置，其特征在于，前爬行组（1）中的爬行滑块（1-12）与后爬行组（2）的弹性杆（2-7）固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种伸缩式管道内爬行装置，其特征在于，前曲柄（1-7）与后曲柄（2-11）的安装位置相差180度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221164689.8U CN217402081U (zh) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 一种伸缩式管道内爬行装置 |
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| CN202221164689.8U CN217402081U (zh) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 一种伸缩式管道内爬行装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114719122A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-07-08 | 河北科技大学 | 伸缩式管道内爬行机器人 |
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2022
- 2022-05-16 CN CN202221164689.8U patent/CN217402081U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN114719122B (zh) * | 2022-05-16 | 2024-04-12 | 河北科技大学 | 伸缩式管道内爬行机器人 |
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