JP6964319B1 - 能動型位置調整可能な管清掃ロボットおよびその使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】石油・ガスパイプラインの応急処置・修理技術分野に関し、能動型位置調整可能な管清掃ロボットを提供する。【解決手段】直線状に順次接続された管清掃アセンブリ１００と、第一の走行アセンブリ２１０と、位置調整アセンブリ３００と、第二の走行アセンブリ２２０とを備え、前記管清掃アセンブリ１００上には、調整可能な管清掃ゴムリングが設けられており、オーバーフローヘッドは、管清掃ハウジングのヘッド部に嵌着接続され、第一の走行アセンブリ２１０と第二の走行アセンブリ２２０とは、構成が同じであり、二つの調整可能な封止ゴムリングが設けられており、前記位置調整アセンブリ３００内には、配管を介して接続された位置調整油シリンダ、位置調整油圧シリンダが設けられており、位置調整油圧シリンダの位置調整ピストンロッドは、第一の走行アセンブリ２１０に接続される。【選択図】図１

Description

本発明は、石油・ガスパイプラインの応急処置・修理の技術分野に属し、具体的には、ゴム流量制御速度調整型パイプラインスマート封止管清掃ロボットに関する。

パイプライン輸送は、石油・天然ガスの最も経済的かつ合理的な輸送方式である。現在、中国では、既に複数の石油・ガスエリア管網が形成され、そして、エネルギー工業の急速な発展に伴い、中国の石油・ガスパイプラインの建設も長足の発展を遂げている。中国でのパイプラインの敷設長さの増加及び使用年数の増加に伴い、パイプラインに対して計画的な維持管理を行う必要がある。維持管理を行う際、パイプライン封止技術を用いてパイプライン内の輸送媒体を封止せざるを得ない。現在、中国国内では、維持管理対象であるパイプラインに対して封止作業を行うときに、加圧孔開け封止技術が広く用いられている。当該技術は、工程が比較的複雑である以外に、パイプラインの停止時間も比較的長い。同時に、加圧孔開け封止作業の封止圧力は、パイプラインの正常な輸送圧力よりもはるかに低いため、封止器が開口からパイプラインに入って封止を行う構造的制限を突破し、より高い管内圧力に耐えられる管内封止技術を研究する必要がある。

現在、国外では、既に比較的成熟した技術によって製造されたパイプラインスマート封止ロボットの製品がある。中国国内では一定の研究開発作業を展開しているが、まだ成熟した製品を形成していない。パイプラインの完全性管理レベル及び要求の向上に伴い、従来のパイプラインスマート封止ロボットは、既に現場の作業のニーズを十分に満たすことができなくなり、また、機能及び性能上の問題として次のようなものがある。

（１）石油・ガス輸送パイプライン内のフランジ、溶接継目などの障害をスムーズに通過できない。

（２）パイプラインスマート封止ロボットを確実に制御して封止すべき位置に到達して封止を行うことを実現できない。

（３）パイプライン内のパイプラインスマート封止ロボットの移動速度を制御できず、パイプラインスマート封止ロボットの移動速度が速すぎて制御不能になりやすい。

（４）パイプラインスマート封止ロボットに搭載した清掃機器が一定の運転時間を経た後、摩耗により故障する。

従来の石油・ガス輸送パイプライン用封止装置に存在する問題を解決し、石油・ガス輸送パイプラインの応急修理作業の効率及び安全性を高め、石油・ガス漏れ又は輸送停止による環境汚染と経済損失を減少させるために、早急に能動型速度調整可能なパイプラインスマート封止ロボットを発明しなければならず、パイプラインスマート封止ロボットがパイプラインで障害を安全かつスムーズに通過することができるとともに、管路を高効率かつ持続的に清掃することができ、最終的に、パイプラインスマート封止ロボットの位置を封止の指定位置まで正確に調整することにより、石油・ガス輸送パイプラインの応急修理封止作業の安全かつ高効率化が実現される。

本発明の目的は、パイプライン内の封止面積を調整することができ、パイプライン内の流体の推力を利用して速度調整を行い、スマート速度調整を実現しつつ、パイプライン内で位置を正確に調整できる能動型位置調整可能な管清掃ロボットを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、直線状に順次接続された管清掃アセンブリと、第一の走行アセンブリと、位置調整アセンブリと、第二の走行アセンブリとを備える能動型位置調整可能な管清掃ロボットを提供する。

前記管清掃アセンブリは、管清掃ハウジングと、オーバーフローヘッドと、二つの管清掃ゴムリングと、管清掃ゴムリングギャップリングとを含み、オーバーフローヘッドは、管清掃ハウジングのヘッド部に嵌着接続され、管清掃ゴムリングは、管清掃ハウジング上のオーバーフローヘッドの後部に嵌着接続され、管清掃ゴムリングギャップリングは、二つの管清掃ゴムリングの間に位置し、管清掃ハウジング内には、互いに電気的に接続されたヘッド部モータ、電源が設けられており、ヘッド部モータの出力軸は、オーバーフローヘッドのネジロッドと伝動接続される。

第一の走行アセンブリと第二の走行アセンブリとは、構成が同じであり、いずれも走行アセンブリハウジングと、二つの封止ゴムリングと、封止ゴムリングギャップリングとを含み、二つの封止ゴムリングは、走行アセンブリハウジングの外側壁に摺動嵌着され、封止ゴムリングギャップリングは、二つの封止ゴムリングの間に設けられ、走行アセンブリハウジング内には、走行油圧シリンダが設けられており、走行油圧シリンダには、配管を介して走行電動ポンプ、走行油シリンダ、走行電源が接続されており、走行油圧シリンダのピストンロッドには、押圧ディスクが固接されており、押圧ディスクの周方向には、コンロッドを介して複数の係留スリップが接続されており、走行アセンブリハウジングには、係留スリップと係合する押圧ボウルが嵌着接続され、押圧ボウルは、封止ゴムリングと当接接続される。

押圧ディスクおよび油圧シリンダベースの周方向には、いずれも複数の環状に配置されたローラアセンブリが設けられており、ローラアセンブリは、ローラホルダと、ローラとを含み、ローラホルダには、互いに平行な二つの溝体が設けられており、二つの溝体には、ばねが設けられており、ローラの両側には、円柱形のローラ軸が設けられており、二つのローラ軸は、溝体に摺動接続されるとともに、ばねと当接する。

前記位置調整アセンブリは、位置調整アセンブリハウジングを含み、位置調整アセンブリハウジング内には、配管を介して接続された位置調整油シリンダ、位置調整油圧シリンダが設けられており、位置調整油圧シリンダの位置調整ピストンロッドは、第一の走行アセンブリに接続され、位置調整アセンブリハウジング内には、位置調整電動ポンプ、アキュムレータがさらに設けられ、位置調整電動ポンプは、配管を介して位置調整油シリンダ、位置調整油圧シリンダにそれぞれ接続され、位置調整油シリンダと位置調整油圧シリンダとの間の接続配管には、電磁弁が設けられる。

管清掃ハウジング内には、ヘッド部モータ、電源にそれぞれ電気的に接続された第一の制御アセンブリが設けられており、第一の走行アセンブリおよび第二の走行アセンブリ内には、いずれも走行電動ポンプ、走行電源に電気的に接続された第二の制御アセンブリが設けられており、位置調整アセンブリハウジング内には、第三の制御アセンブリがさらに設けられ、第三の制御アセンブリは、それぞれ位置調整電動ポンプ、アキュムレータ、電磁弁に電気的に接続され、第三の制御アセンブリは、第一の制御アセンブリ、二つの第二の制御アセンブリと通信接続され、第三の制御アセンブリと通信接続可能な外接制御アセンブリをさらに含む。

好適な態様として、係留スリップと押圧ボウルとの近接箇所には、互いに嵌合して斜面が設けられており、係留スリップが押圧ボウルに近づいたときに、斜面の作用下で、走行アセンブリハウジングの周方向に拡張される。

好適な態様として、係留スリップの周面には、配列状に滑り止めリングが設けられる。

好適な態様として、走行油圧シリンダの両端には、受圧ヘッド、油圧シリンダ蓋がそれぞれ接続され、走行アセンブリハウジングの端部には、油圧シリンダベースが接続されており、受圧ヘッドは、油圧シリンダベースと走行油圧シリンダとの間に位置し、油圧シリンダベースの端部は、封止ゴムリングと当接接続される。

好適な態様として、受圧ヘッドは、ボルトを介して油圧シリンダ蓋に接続される。

好適な態様として、受圧ヘッドには、筒形の支持体が設けられており、二つの封止ゴムリング、封止ゴムリングギャップリング、押圧ボウルは、いずれも支持体に嵌着接続される。

好適な態様として、押圧ディスクには、支持体内に摺動接続された筒形の案内筒が設けられる。

好適な態様として、位置調整アセンブリハウジングの両端には、第一の端蓋、第二の端蓋がそれぞれ接続され、アキュムレータと位置調整電動ポンプとの間には、第一の仕切板が接続されており、位置調整油シリンダと位置調整電動ポンプとの間には、第二の仕切板が接続されており、第一の端蓋と第一の仕切板との間、第一の仕切板と第二の仕切板との間、第二の仕切板と第二の端蓋との間には、一次カバー、二次カバー、三次カバーが順に密封接続される。

好適な態様として、管清掃アセンブリ、第一の走行アセンブリ、位置調整アセンブリと第二の走行アセンブリとの間は、ユニバーサルジョイントにより接続され、管清掃アセンブリ、第一の走行アセンブリ、位置調整アセンブリと第二の走行アセンブリとの間には、走行ばねが設けられる。

本発明は、清掃モード、封止モード、位置調整モードを含む上記のような能動型位置調整可能な管清掃ロボットの使用方法をさらに提供する。

前記清掃モードでは、まず、前記ロボットを清掃対象パイプラインに投入することにより、ロボットがパイプライン中の液体の前方への移動に伴ってパイプラインを清掃し、且つ管清掃アセンブリの管清掃ゴムリングへの押圧程度を制御することにより、摩耗した管清掃ゴムリングを補償することが可能であり、さらに、管清掃ゴムリングへの押圧程度を制御することにより、前記ロボットの移動速度を制御することが可能である。

封止モードでは、第一の走行アセンブリおよび／または第二の走行アセンブリの封止ゴムリングへの押圧程度、係留スリップの拡張程度を制御することにより、ロボットの位置をポジショニングして、パイプラインを封止する。

位置調整モードでは、第一の走行アセンブリまたは第二の走行アセンブリを制御することにより、パイプライン内でポジショニングし、その後、位置調整アセンブリのパイプライン内の押し引きを制御して第一の走行アセンブリと第二の走行アセンブリとの間の距離を調整することによって、ロボットの位置調整を可能とする。

本発明は、能動型位置調整可能な管清掃ロボットを提供し、下記の有益な効果を有する。
本発明は、ゴム流量制御速度調整型パイプラインスマート封止ロボットを提供し、従来技術に比べて、下記の有益な効果を有する。

１、第一の走行アセンブリ、第二の走行アセンブリには、調整可能なローラアセンブリがあり、ローラアセンブリにより前記ロボットを支持してパイプラインで移動させ、ローラアセンブリのばねは、ローラが受圧されたときに圧縮され、ローラが受圧されていないときに反発することができ、それにより、ロボットを石油・ガスパイプライン内で出現する可能性のある障害をスムーズに通過することが可能となる。

２、位置調整アセンブリは、第一の走行アセンブリ、第二の走行アセンブリをパイプライン中の指定位置まで駆動することができ、ロボットを正確な封止位置に到達させることができ、石油・ガスパイプラインの封止応急修理作業の安全性を向上させる。

３、そして、管清掃アセンブリの管清掃ゴムリングの押圧程度を制御することにより、さらに、前記ロボットのパイプライン内の流体媒体によって推進される受力面積を調整することができ、前記ロボットがパイプライン内の流体媒体によって推進されるときに、実際の動作状況のニーズに応じて速度を調整することができ、前記ロボットの移動速度が速すぎて制御不能になることを回避し、石油・ガスパイプラインの封止応急修理作業の安全性を向上させる。

４、管清掃アセンブリにおける管清掃ゴムリングは、前記ロボットを長距離移動させてパイプラインを清掃し、管清掃ゴムリングが摩耗した後に、管清掃ゴムリングの圧縮量を増加させ、さらに、管清掃ゴムリングの摩耗部分を補償することができ、前記ロボットが高効率かつ持続的な管清掃高効率を有するように圧縮変形量を調整することができる。

５、自動化制御、利用者の前記ロボットに対する操作制御を容易にする。

本発明の実施例における能動型位置調整可能な管清掃ロボットの立体構成概略図である。 本発明の実施例における能動型位置調整可能な管清掃ロボットの正面構造概略図である。 本発明の実施例における管清掃アセンブリの正面構造概略図である。 本発明の実施例における管清掃アセンブリの断面構造概略図である。 本発明の実施例における第一の走行アセンブリまたは第二の走行アセンブリの正面構造概略図である。 本発明の実施例における第一の走行アセンブリまたは第二の走行アセンブリの断面構造概略図である。 本発明の実施例における第一の走行アセンブリまたは第二の走行アセンブリの左側面構造概略図である。 本発明の実施例におけるローラアセンブリの取付構造概略図である。 本発明の実施例におけるローラアセンブリの断面構造概略図である。 本発明の実施例における係留スリップの取付立体構成概略図である。 本発明の実施例における位置調整アセンブリの正面構造概略図である。 本発明の実施例における位置調整アセンブリの断面構造概略図である。 本発明の実施例における制御構造概略図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について、実施例及び図面を参照しながらさらに詳細に説明する。以下の実施例は、本発明を具体化するための一形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。

実施例１
図１〜図１３に示すように、本発明の好適な実施例に係る能動型位置調整可能な管清掃ロボットは、パイプライン内で位置調整、速度調整を行うことができ、かつパイプラインを封止することができる。

上述した技術的手段をもとに、本実施例では、直線状に順次接続された管清掃アセンブリ１００と、第一の走行アセンブリ２１０と、位置調整アセンブリ３００と、第二の走行アセンブリ２２０とを備える能動型位置調整可能な管清掃ロボットが提供される。管清掃アセンブリ１００は、パイプラインを清掃するためのものであり、第一の走行アセンブリ２１０、第二の走行アセンブリ２２０は、前記ロボットを支持してパイプライン内で移動させるためのものであり、また、第一の走行アセンブリ２１０、第二の走行アセンブリ２２０を制御して前記ロボットをパイプライン内で移動または停止させることができ、位置調整アセンブリ３００は、第一の走行アセンブリ２１０、第二の走行アセンブリ２２０のパイプライン内での距離を制御するためのものであり、さらに、前記ロボットのパイプライン内での位置を制御する。

具体的には、図３、４に示すように、管清掃アセンブリ１００は、管清掃ハウジング１０１と、オーバーフローヘッド１０２と、二つの管清掃ゴムリング１０３と、管清掃ゴムリングギャップリング１０４とを含み、管清掃ハウジング１０１は、管清掃アセンブリ１００の保持構造体であり、二つの管清掃ゴムリング１０３は、パイプラインの内側壁を清掃するためのものである。

具体的には、オーバーフローヘッド１０２のヘッド部には、パイプライン内の媒体を通過するための溝が設けられる。

具体的には、オーバーフローヘッド１０２は、管清掃ハウジング１０１のヘッド部に嵌着接続され、オーバーフローヘッド１０２により、前記ロボットのパイプライン内での移動抵抗を低減することができる。

具体的には、管清掃ゴムリング１０３は、管清掃ハウジング１０１上のオーバーフローヘッド１０２の後部に嵌着接続され、管清掃ゴムリングギャップリング１０４は、二つの管清掃ゴムリング１０３の間に位置し、ここで、管清掃ゴムリング１０３は、軟質ゴム制の環状構造であり、管清掃ゴムリング１０３は、圧縮変形することが可能であり、管清掃ゴムリング１０３をパイプライン内側壁に接触させて、パイプライン内側壁に付着した不純物を清掃する。管清掃ゴムリングギャップリング１０４は、硬質材料からなるものであり、管清掃ゴムリングギャップリング１０４は、二つの管清掃ゴムリング１０３を分離することができ、二つの管清掃ゴムリング１０３をそれぞれ変形させることができ、二つの管清掃ゴムリング１０３が圧縮変形され、外径が増大すると、外径が増大した管清掃ゴムリング１０３は、パイプラインの内側壁をより良く清掃することができる。

また、同様の押圧力作用下で、管清掃ゴムリングギャップリング１０４は、二つの管清掃ゴムリング１０３の変形量がより小さくなるように、二つの管清掃ゴムリング１０３を分離することができる。同じ寸法の単一管清掃ゴムリング１０３を設ける場合よりも管清掃ゴムリング１０３の変形量がより小さくなり、管清掃ゴムリング１０３の形状歪みがさらに起き難く、管清掃ゴムリング１０３の固定安定性を向上させる。

具体的には、管清掃ハウジング１０１内には、互いに電気的に接続されたヘッド部モータ１０５、電源１０６が設けられており、ヘッド部モータ１０５の出力軸は、オーバーフローヘッド１０２のネジロッドと伝動接続され、ヘッド部モータ１０５とオーバーフローヘッド１０２との接続部は、ネジロッド１０７を介して接続される。ヘッド部モータ１０５が作動すると、さらに、ネジロッドによりオーバーフローヘッド１０２の前後移動を駆動し、さらに、管清掃ゴムリング１０３への押圧程度を制御する。

具体的には、図５〜図７に示すように、第一の走行アセンブリ２１０と第二の走行アセンブリ２２０とは、構成が同じであり、いずれも走行アセンブリハウジング２０１と、二つの封止ゴムリング２０２と、封止ゴムリングギャップリング２０３とを含み、走行アセンブリハウジング２０１は本体支持構造である。

具体的には、二つの封止ゴムリング２０２は、走行アセンブリハウジング２０１の外側壁に摺動嵌着され、二つの封止ゴムリング２０２は、軟質ゴムリングからなり、走行アセンブリハウジング２０１に沿って摺動可能であり、外力作用により封止ゴムリング２０２を押圧し、封止ゴムリング２０２が変形されると、封止ゴムリング２０２の外径は押圧作用を受けた後に増大し、封止ゴムリング２０２の外径がパイプライン内側壁に当接するまで増大した後、走行アセンブリハウジング２０１を、封止ゴムリング２０２を介してパイプライン内側壁に封止することができる。

具体的には、封止ゴムリングギャップリング２０３は、二つの封止ゴムリング２０２の間に設けられ、管清掃ゴムリングギャップリング１０４が二つの管清掃ゴムリング１０３を分離する原理と同様に、走行アセンブリハウジング２０１上に固定された封止ゴムリング２０２の安定性を向上させる。

具体的には、走行アセンブリハウジング２０１内には、走行油圧シリンダ２３０が設けられており、走行油圧シリンダ２３０には、配管を介して走行電動ポンプ２６１、走行油シリンダ２６２が接続されており、走行油圧シリンダ２３０のピストンロッド２３１には、押圧ディスク２４０が固接されており、走行油圧シリンダ２３０は、押圧ディスク２４０の移動のために動力を供給することができ、走行電動ポンプ２６１は、作動油を走行油シリンダ２６２から走行油圧シリンダ２３０にポンプ注入するためのものである。

具体的には、押圧ディスク２４０の周方向には、コンロッド２４１を介して複数の係留スリップ２０４が接続されており、係留スリップ２０４は、コンロッド２４１とヒンジ接続され、コンロッド２４１は、押圧ディスク２４０とヒンジ接続される。前記ロボットがパイプライン内を移動するとき、係留スリップ２０４は、パイプラインのストッパ作用下で、係留スリップ２０４が走行アセンブリハウジング２０１の周囲を自由に包囲することができる。

具体的には、走行油圧シリンダ２３０が押圧ディスク２４０を駆動して移動させると、押圧ディスク２４０上のコンロッド２４１は、係留スリップ２０４と共に移動する。

具体的には、走行アセンブリハウジング２０１には、係留スリップ２０４と係合する押圧ボウル２０５が嵌着接続され、押圧ボウル２０５は、封止ゴムリング２０２と当接接続され、係留スリップ２０４が押圧ボウル２０５に向かって移動するとき、係留スリップ２０４は、押圧ボウル２０５を押圧することができ、押圧ボウル２０５は、押圧作用下で、封止ゴムリング２０２に向かって移動し、さらに、封止ゴムリング２０２を押圧し、封止ゴムリング２０２が押圧され、外径が大きくなった後に、走行アセンブリハウジング２０１を、封止ゴムリング２０２を介してパイプラインの内側壁に封止することができる。

具体的には、押圧ディスク２４０および油圧シリンダベース２３４の周方向には、いずれも複数の環状に配置されたローラアセンブリ２５０が設けられており、ローラアセンブリ２５０は、パイプライン内で押圧ディスク２４０および油圧シリンダベース２３４を支持するためのものであり、押圧ディスク２４０および油圧シリンダベース２３４は、ロボットを支持してパイプライン内を移動させる。

具体的には、図８、９に示すように、ローラアセンブリ２５０は、押圧ディスク２４０と、油圧シリンダベース２３４とを、ボルトを介して接続可能なエンドレス保持具リング上に取り付けることが可能である。

具体的には、図８、９に示すように、ローラアセンブリ２５０は、ローラホルダ２５１と、ローラ２５４とを含み、ローラホルダ２５１は、金属製のものであり、ローラホルダ２５１には、互いに平行な二つの溝体２５２が設けられており、二つの溝体２５２には、ばね２５３が設けられており、ローラ２５４の両側には、円柱形のローラ軸２５５が設けられており、二つのローラ軸２５５は、溝体２５２に摺動接続されるとともに、ばね２５３と当接する。パイプライン内を移動するとき、ロボットがパイプラインの内側壁上の障害物を通過する際に、ばね２５３および夫々のローラ２５４は圧縮可能であり、それにより、ロボットの外径を小さくし、ローラ２５４がパイプラインの内側壁上の障害物をスムーズに通過できることを保証するとともに、ロボットの動作時の安全性を保証する。

具体的には、位置調整アセンブリ３００は、支持構造である位置調整アセンブリハウジング３０１を含む。

具体的には、位置調整アセンブリハウジング３０１内には、配管を介して接続された位置調整油シリンダ３０２、位置調整油圧シリンダ３０３が設けられており、位置調整油シリンダ３０２は、作動油を貯蔵するためのものであり、位置調整油圧シリンダ３０３の位置調整ピストンロッド３０４は、第一の走行アセンブリ２１０に接続され、位置調整油圧シリンダ３０３は、位置調整ピストンロッド３０４を前後に移動させ、さらに、第一の走行アセンブリ２１０を位置調整アセンブリ３００に対して前後に移動させるように駆動するためのものである。

具体的には、位置調整アセンブリハウジング３０１内には、位置調整電動ポンプ３０５、アキュムレータ３０６がさらに設けられ、位置調整電動ポンプ３０５は、配管を介して位置調整油シリンダ３０２、位置調整油圧シリンダ３０３にそれぞれ接続され、アキュムレータ３０６は、位置調整電動ポンプ３０５に電気的に接続されて、位置調整電動ポンプ３０５のために動力を供給し、位置調整油シリンダ３０２と位置調整油圧シリンダ３０３との間の接続配管には、電磁弁３６２が設けられており、位置調整電動ポンプ３０５により、位置調整油シリンダ３０２と位置調整油圧シリンダ３０３との間で作動油を輸送することができ、さらに、位置調整油圧シリンダ３０３のために作動油を供給する。

具体的には、管清掃ハウジング１０１内には、ヘッド部モータ１０５、電源１０６にそれぞれ電気的に接続された第一の制御アセンブリ４１０が設けられており、第一の制御アセンブリ４１０は、ヘッド部モータ１０５の動作状態を制御することができ、電源１０６は、ヘッド部モータ１０５、第一の制御アセンブリ４１０のために電力を供給する。

具体的には、第一の走行アセンブリ２１０および第二の走行アセンブリ２２０内には、いずれも走行電動ポンプ２６１、走行電源２６３に電気的に接続された第二の制御アセンブリ４２０が設けられており、第二の制御アセンブリ４２０は、走行電動ポンプ２６１の動作状態を制御するためのものである。走行電源２６３は、走行電動ポンプ２６１、第二の制御アセンブリ４２０のために電力を供給することができる。

具体的には、位置調整アセンブリハウジング３０１内には、第三の制御アセンブリ４３０がさらに設けられ、第三の制御アセンブリ４３０は、それぞれ位置調整電動ポンプ３０５、アキュムレータ３０６、電磁弁３６１に電気的に接続され、アキュムレータ３０６は、第三の制御アセンブリ４３０、位置調整電動ポンプ３０５、電磁弁３６１のために動力を提供するためのものである。

具体的には、第三の制御アセンブリ４３０は、第一の制御アセンブリ４１０、二つの第二の制御アセンブリ４２０に対して通信、制御を行うことができるように、第一の制御アセンブリ４１０、二つの第二の制御アセンブリ４２０と通信接続される。

具体的には、本実施例は、第三の制御アセンブリ４３０と通信接続可能な外接制御アセンブリ４４０をさらに含み、利用者は、外接制御アセンブリ４４０を介して第三の制御アセンブリ４３０を制御することができ、さらに、第一の制御アセンブリ４１０、二つの第二の制御アセンブリ４２０を制御することができる。

ここで、外接制御アセンブリ４４０、第三の制御アセンブリ４３０、第一の制御アセンブリ４１０、二つの第二の制御アセンブリ４２０間の通信方式は、ＷＩＦＩ、Ｚｉｇｂｅｅ、ブルートゥース(登録商標)による通信接続であってもよい。

好ましくは、係留スリップ２０４と押圧ボウル２０５との近接箇所には、互いに嵌合して斜面２０７が設けられており、係留スリップ２０４が押圧ボウル２０５に近づいたときに、斜面２０７の作用下で、走行アセンブリハウジング２０１の周方向に拡張され、係留スリップ２０４が周辺に拡張されたときに、係留スリップ２０４は、パイプラインの内側壁に当接することができ、さらに、第一の走行アセンブリ２１０、第二の走行アセンブリ２２０を係留スリップ２０４でパイプラインの内側壁に固定することができる。

好ましくは、係留スリップ２０４の周面には、配列状に滑り止めリング２０８が設けられており、これにより、係留スリップ２０４とパイプラインの内側壁との固定安定性を向上させることができる。

好ましくは、走行油圧シリンダ２３０の両端には、受圧ヘッド２３２、油圧シリンダ蓋２３３がそれぞれ接続され、走行アセンブリハウジング２０１の端部には、油圧シリンダベース２３４が接続されており、受圧ヘッド２３２は、油圧シリンダベース２３４と走行油圧シリンダ２３０との間に位置し、受圧ヘッド２３２と油圧シリンダベース２３４との間は、ボルトを介して安定に接続することができ、受圧ヘッド２３２は、走行油圧シリンダ２３０を安定に固定することができる。

具体的には、油圧シリンダベース２３４の端部は、封止ゴムリング２０２と当接接続される。封止ゴムリング２０２が押圧されたときには、油圧シリンダベース２３４を介して封止ゴムリング２０２を止めることができる。

好ましくは、受圧ヘッド２３２は、ボルトを介して油圧シリンダ蓋２３３に接続され、受圧ヘッド２３２および油圧シリンダ蓋２３３は、走行油圧シリンダ２３０の両端にそれぞれ位置し、受圧ヘッド２３２と油圧シリンダ蓋２３３とを接続するボルトの長さが比較的長く、走行油圧シリンダ２３０内の圧力を両端から安定に制御しつつ、受圧ヘッド２３２、油圧シリンダ蓋２３３が走行油圧シリンダ２３０の両端から走行油圧シリンダ２３０から離脱することを防止することができ、受圧ヘッド２３２および油圧シリンダ蓋２３３を走行油圧シリンダ２３０の両端に安定に接続することができる。

好ましくは、受圧ヘッド２３２には、筒形の支持体２３５が設けられており、支持体２３５は、受圧ヘッド２３２と一体成形されてもよく、ボルトを介して受圧ヘッド２３２に接続されてもよい。二つの封止ゴムリング２０２、封止ゴムリングギャップリング２０３、押圧ボウル２０５は、いずれも支持体２３５に嵌着接続され、支持体２３５を介して二つの封止ゴムリング２０２、封止ゴムリングギャップリング２０３、押圧ボウル２０５を支持し位置決めすることができる。

好ましくは、押圧ディスク２４０には、支持体２３５内に摺動接続された筒形の案内筒２０６が設けられる。案内筒２０６と支持体２３５との協働を通じて、押圧ディスク２４０に対して方向決定を行い、押圧ボウル２０５に接近するときの係留スリップ２０４の方向安定性をより良く保証することができ、動作時の安定性を向上させることができる。

好ましくは、位置調整アセンブリハウジング３０１の両端には、第一の端蓋３１０、第二の端蓋３２０がそれぞれ接続され、アキュムレータ３０６と位置調整電動ポンプ３０５との間には、第一の仕切板３０７が接続されており、位置調整油シリンダ３０２と位置調整電動ポンプ３０５との間には、第二の仕切板３０８が接続されており、第一の端蓋３１０と第一の仕切板３０７との間、第一の仕切板３０７と第二の仕切板３０８との間、第二の仕切板３０８と第二の端蓋３２０との間には、一次カバー３３０、二次カバー３４０、三次カバー３５０が順に密封接続される。

ここで、一次カバー３３０、二次カバー３４０、三次カバー３５０および本実施例における夫々の接続部は、シールリング、シールネジなどの方式により密封され、前記ロボットの動作時のシール性を保証することができる。

好ましくは、管清掃アセンブリ１００、第一の走行アセンブリ２１０、位置調整アセンブリ３００と第二の走行アセンブリ２２０との間は、ユニバーサルジョイントにより接続され、図３、４に示すように、管清掃アセンブリ１００、第一の走行アセンブリ２１０、位置調整アセンブリ３００および第二の走行アセンブリ２２０上のユニバーサルジョイントは、接続ベース１０８を介して接続される。

具体的には、管清掃アセンブリ１００、第一の走行アセンブリ２１０、位置調整アセンブリ３００と第二の走行アセンブリ２２０との間には、走行ばね１２０が設けられており、走行ばね１２０により制振作用を奏することができ、防護構造としてユニバーサルジョイントの接続安全性を保護することもできる。

実施例２
本実施例は、清掃モード、封止モード、位置調整モードを含む実施例１に係る能動型位置調整可能な管清掃ロボットの使用方法を提供する。

清掃モードでは、まず、前記ロボットを清掃対象パイプラインに投入することにより、ロボットがパイプライン中の液体の前方への移動に伴ってパイプラインを清掃し、且つ管清掃アセンブリの管清掃ゴムリングへの押圧程度を制御することにより、さらに、摩耗した管清掃ゴムリングを補償することが可能であり、管清掃ゴムリングへの押圧程度を制御することにより、前記ロボットの移動速度を制御することが可能である。

前記ロボットが長距離移動した後、管清掃ゴムリング上には一定量の摩耗損耗がある。このとき、ヘッド部モータによりオーバーフローヘッドを回転駆動させて管清掃ゴムリングを押圧変形させ、以前の長距離移動による管清掃ゴムリングの摩耗を補償し、前記ロボットの持続的かつ高効率な管清掃効果を保証する。

ここで、ロボットを製品油輸送パイプラインの入口からパイプライン内に投入する。清掃過程において、速度調整が必要である場合には、パイプライン内の石油・ガス媒体を介して前記ロボットを目標位置まで移動させる。前記ロボットの移動速度が遅すぎる場合、ヘッド部モータ１０５の回転を制御し、さらに、ネジロッド１０７を介してオーバーフローヘッド１０２を駆動して前記ロボットの尾部に移動させ、管清掃ゴムリング１０３への押圧程度を増大させ、管清掃ゴムリング１０３は、押圧された後に、流れ阻止面積が増大し、より大きな石油・ガス推力を受け、前記ロボットの移動速度を増大させる。前記ロボットの移動速度が速すぎる場合、ヘッド部モータ１０５の回転を制御し、さらに、ネジロッド１０７を介してオーバーフローヘッド１０２を駆動して前記ロボットの先端部に移動させ、管清掃ゴムリング１０３への押圧程度を減少させ、管清掃ゴムリング１０３は、押圧された後に、流れ阻止面積が減少し、より小さい石油・ガス推力を受け、前記ロボットの移動速度を減少させる。これにより、前記ロボットの移動速度を調整する効果を奏する。

封止モードでは、第一の走行アセンブリおよび／または第二の走行アセンブリの封止ゴムリングへの押圧程度、係留スリップの拡張程度を制御することにより、ロボットの位置をポジショニングして、パイプラインを封止する。

前記ロボットが係留封止を行う必要がある場合、第一の走行アセンブリおよび／または第二の走行アセンブリ内の走行油圧シリンダ２３０は、押圧ディスク２４０と共に押圧ボウル２０５の方向に油圧によって移動し、押圧ディスク２４０は、係留スリップ２０４がパイプライン内側壁に当接するまで斜面２０７に沿って拡張するように係留スリップ２０４を押し動かし、その結果、前記ロボットを係留スリップ２０４とパイプライン内側壁との間の摩擦力によって徐々に停止するまで減速させる。このとき、第一の走行アセンブリおよび／または第二の走行アセンブリは係留状態となる。

走行油圧シリンダ２３０に対して押圧し続ける。このとき、係留スリップ２０４は既にパイプライン内側壁に固定されて動くことがなく、押圧ボウル２０５は、油圧シリンダベース２３４の方向に移動しながら封止ゴムリング２０２を押圧変形して、第一の走行アセンブリおよび／または第二の走行アセンブリの周方向の隙間を充填し、パイプラインを密封する効果を奏する。このとき、第一の走行アセンブリおよび／または第二の走行アセンブリは封止状態となる。

前記ロボットが封止を解除する必要がある場合、第一の走行アセンブリおよび／または第二の走行アセンブリ内の走行油圧シリンダ２３０が減圧され、押圧ボウル２０５は、油圧シリンダベース２３４から離れる方向に移動しながら封止ゴムリング２０２の変形量を減少させる。このとき、第一の走行アセンブリおよび／または第二の走行アセンブリは、封止状態を解除し、走行油圧シリンダ２３０に対して減圧し続け、押圧ディスク２４０を油圧シリンダベース２３４から離れる方向に移動させ、押圧ディスク２４０は、係留スリップ２０４がパイプライン内側壁から離脱するまで斜面２０７に沿って縮小するように係留スリップ２０４を押し動かし、係留スリップ２０４がパイプライン内側壁から離れるまで収縮する。このとき、第一の走行アセンブリおよび／または第二の走行アセンブリは、係留状態を解除する。

位置調整モードでは、第一の走行アセンブリまたは第二の走行アセンブリを制御することにより、パイプライン内でポジショニングし、その後、位置調整アセンブリのパイプライン内の押し引きを制御して第一の走行アセンブリと第二の走行アセンブリとの間の距離を調整することによって、ロボットの位置調整を可能とする。

前記ロボットが指定位置まで正確に移動する必要がある場合、前記ロボットは、第一の走行アセンブリまたは第二の走行アセンブリによって位置決めされ、第三の制御アセンブリは、電磁弁の開放を制御するとともに、位置調整電動ポンプの作動を制御し、作動油を位置調整油シリンダから位置調整油圧シリンダにポンプ注入し、さらに、位置調整ピストンロッドを駆動して延長し、前記ロボットの第一の走行アセンブリと第二の走行アセンブリとの間の距離の増大を可能にし、さらに、第一の走行アセンブリまたは第二の走行アセンブリがパイプラインに沿って前進または後退するように制御し、封止モードに合わせて第一の走行アセンブリまたは第二の走行アセンブリのうちの一つをパイプライン内側壁に係留し、第一の走行アセンブリまたは第二の走行アセンブリの前進または後退を逐次制御することができ、前記ロボットのパイプライン内の位置に対する正確な制御を可能にする。

同様に、前記ロボットが指定位置まで正確に移動する必要がある場合、前記ロボットは、第一の走行アセンブリまたは第二の走行アセンブリによって位置決めされ、第三の制御アセンブリは、電磁弁の開放を制御するとともに、位置調整電動ポンプの作動を制御し、作動油を位置調整油圧シリンダから位置調整油シリンダにポンプ注入し、さらに、位置調整ピストンロッドを駆動して退避させ、前記ロボットの第一の走行アセンブリと第二の走行アセンブリとの間の距離の減少を可能にし、さらに、第一の走行アセンブリまたは第二の走行アセンブリがパイプラインに沿って前進または後退するように制御し、封止モードに合わせて第一の走行アセンブリまたは第二の走行アセンブリのうちの一つをパイプライン内側壁に係留し、第一の走行アセンブリまたは第二の走行アセンブリの前進または後退を逐次制御することができる。

上記の過程を繰り返すことで、前記ロボットのクリープ走行の効果を奏することができ、前記ロボットを指定作業位置まで正確に移動させるという目的を果たす。前記ロボットを指定作業位置まで移動させたとき、第一の走行アセンブリ、第二の走行アセンブリは、いずれも封止モードでパイプラインを封止し、石油・ガス輸送パイプラインを封止するという目的を果たす。

上述したのは本発明の好適な実施形態を示したものに過ぎず、指摘すべきことは、本技術分野の当業者にとって、本発明の技術原理から逸脱しない限り、さらに幾つかの改善及び置換を行うことができることであり、これらの改善及び置換も本発明の保護範囲に入っていると見なされるべきである。

１００：管清掃アセンブリ
１１０：パイプライン
１２０：走行ばね
２１０：第一の走行アセンブリ
３００：位置調整アセンブリ
２２０：第二の走行アセンブリ
１０１：管清掃ハウジング
１０２：オーバーフローヘッド
１０３：管清掃ゴムリング
１０４：管清掃ゴムリングギャップリング
１０５：ヘッド部モータ
１０６：電源
１０７：ネジロッド
１０８：接続ベース
２０１：走行アセンブリハウジング
２０２：封止ゴムリング
２０３：封止ゴムリングギャップリング
２０４：係留スリップ
２０５：押圧ボウル
２０６：案内筒
２０７：斜面
２０８：滑り止めリング
２３０：走行油圧シリンダ
２３１：ピストンロッド
２３２：受圧ヘッド
２３３：油圧シリンダ蓋
２３４：油圧シリンダベース
２３５：支持体
２４０：押圧ディスク
２５０：ローラアセンブリ
２５１：ローラホルダ
２５２：溝体
２５３：ばね
２５４：ローラ
２５５：ローラ軸
２６１：走行電動ポンプ
２６２：走行油シリンダ
２６３：走行電源
３０１：位置調整アセンブリハウジング
３０２：位置調整油シリンダ
３０３：位置調整油圧シリンダ
３０４：位置調整ピストンロッド
３０５：位置調整電動ポンプ
３０６：アキュムレータ
３０７：第一の仕切板
３０８：第二の仕切板
３１０：第一の端蓋
３２０：第二の端蓋
３３０：一次カバー
３４０：二次カバー
３５０：三次カバー
３６１：電磁弁
４１０：第一の制御アセンブリ
４２０：第二の制御アセンブリ
４３０：第三の制御アセンブリ
４４０：外接制御アセンブリ

Claims (10)

1. 能動型位置調整可能な管清掃ロボットであって、
   直線状に順次接続された管清掃アセンブリ（１００）と、第一の走行アセンブリ（２１０）と、位置調整アセンブリ（３００）と、第二の走行アセンブリ（２２０）とを備え、
   前記管清掃アセンブリ（１００）は、管清掃ハウジング（１０１）と、オーバーフローヘッド（１０２）と、二つの管清掃ゴムリング（１０３）と、管清掃ゴムリングギャップリング（１０４）とを含み、オーバーフローヘッド（１０２）は、管清掃ハウジング（１０１）のヘッド部に嵌着接続され、管清掃ゴムリング（１０３）は、管清掃ハウジング（１０１）上のオーバーフローヘッド（１０２）の後部に嵌着接続され、管清掃ゴムリングギャップリング（１０４）は、二つの管清掃ゴムリング（１０３）の間に位置し、管清掃ハウジング（１０１）内には、互いに電気的に接続されたヘッド部モータ（１０５）、電源（１０６）が設けられており、ヘッド部モータ（１０５）の出力軸は、オーバーフローヘッド（１０２）のネジロッドと伝動接続され、
   第一の走行アセンブリ（２１０）と第二の走行アセンブリ（２２０）とは、構成が同じであり、いずれも走行アセンブリハウジング（２０１）と、二つの封止ゴムリング（２０２）と、封止ゴムリングギャップリング（２０３）とを含み、二つの封止ゴムリング（２０２）は、走行アセンブリハウジング（２０１）の外側壁に摺動嵌着され、封止ゴムリングギャップリング（２０３）は、二つの封止ゴムリング（２０２）の間に設けられ、走行アセンブリハウジング（２０１）内には、走行油圧シリンダ（２３０）が設けられており、走行油圧シリンダ（２３０）には、配管を介して走行電動ポンプ（２６１）、走行油シリンダ（２６２）、走行電源（２６３）が接続されており、走行油圧シリンダ（２３０）のピストンロッド（２３１）には、押圧ディスク（２４０）が固接されており、押圧ディスク（２４０）の周方向には、コンロッド（２４１）を介して複数の係留スリップ（２０４）が接続されており、走行アセンブリハウジング（２０１）には、係留スリップ（２０４）と係合する押圧ボウル（２０５）が嵌着接続され、押圧ボウル（２０５）は、封止ゴムリング（２０２）と当接接続され、
   押圧ディスク（２４０）および油圧シリンダベース（２３４）の周方向には、いずれも複数の環状に配置されたローラアセンブリ（２５０）が設けられており、ローラアセンブリ（２５０）は、ローラホルダ（２５１）と、ローラ（２５４）とを含み、ローラホルダ（２５１）には、互いに平行な二つの溝体（２５２）が設けられており、二つの溝体（２５２）には、ばね（２５３）が設けられており、ローラ（２５４）の両側には、円柱形のローラ軸（２５５）が設けられており、二つのローラ軸（２５５）は、溝体（２５２）に摺動接続されるとともに、ばね（２５３）と当接し、
   前記位置調整アセンブリ（３００）は、位置調整アセンブリハウジング（３０１）を含み、位置調整アセンブリハウジング（３０１）内には、配管を介して接続された位置調整油シリンダ（３０２）、位置調整油圧シリンダ（３０３）が設けられており、位置調整油圧シリンダ（３０３）の位置調整ピストンロッド（３０４）は、第一の走行アセンブリ（２１０）に接続され、位置調整アセンブリハウジング（３０１）内には、位置調整電動ポンプ（３０５）、アキュムレータ（３０６）がさらに設けられ、位置調整電動ポンプ（３０５）は、配管を介して位置調整油シリンダ（３０２）、位置調整油圧シリンダ（３０３）にそれぞれ接続され、位置調整油シリンダ（３０２）と位置調整油圧シリンダ（３０３）との間の接続配管には、電磁弁（３６２）が設けられており、
   管清掃ハウジング（１０１）内には、ヘッド部モータ（１０５）、電源（１０６）にそれぞれ電気的に接続された第一の制御アセンブリ（４１０）が設けられており、第一の走行アセンブリ（２１０）および第二の走行アセンブリ（２２０）内には、いずれも走行電動ポンプ（２６１）、走行電源（２６３）に電気的に接続された第二の制御アセンブリ（４２０）が設けられており、位置調整アセンブリハウジング（３０１）内には、第三の制御アセンブリ（４３０）がさらに設けられ、第三の制御アセンブリ（４３０）は、それぞれ位置調整電動ポンプ（３０５）、アキュムレータ（３０６）、電磁弁（３６１）に電気的に接続され、第三の制御アセンブリ（４３０）は、第一の制御アセンブリ（４１０）、二つの第二の制御アセンブリ（４２０）と通信接続され、第三の制御アセンブリ（４３０）と通信接続可能な外接制御アセンブリ（４４０）をさらに含む、ことを特徴とする能動型位置調整可能な管清掃ロボット。
2. 係留スリップ（２０４）と押圧ボウル（２０５）との近接箇所には、互いに嵌合して斜面（２０７）が設けられており、係留スリップ（２０４）が押圧ボウル（２０５）に近づいたときに、斜面（２０７）の作用下で、走行アセンブリハウジング（２０１）の周方向に拡張される、ことを特徴とする請求項１に記載の能動型位置調整可能な管清掃ロボット。
3. 係留スリップ（２０４）の周面には、配列状に滑り止めリング（２０８）が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の能動型位置調整可能な管清掃ロボット。
4. 走行油圧シリンダ（２３０）の両端には、受圧ヘッド（２３２）、油圧シリンダ蓋（２３３）がそれぞれ接続され、走行アセンブリハウジング（２０１）の端部には、油圧シリンダベース（２３４）が接続されており、受圧ヘッド（２３２）は、油圧シリンダベース（２３４）と走行油圧シリンダ（２３０）との間に位置し、油圧シリンダベース（２３４）の端部は、封止ゴムリング（２０２）と当接接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の能動型位置調整可能な管清掃ロボット。
5. 受圧ヘッド（２３２）は、ボルトを介して油圧シリンダ蓋（２３３）に接続される、ことを特徴とする請求項４に記載の能動型位置調整可能な管清掃ロボット。
6. 受圧ヘッド（２３２）には、筒形の支持体（２３５）が設けられており、二つの封止ゴムリング（２０２）、封止ゴムリングギャップリング（２０３）、押圧ボウル（２０５）は、いずれも支持体（２３５）に嵌着接続される、ことを特徴とする請求項５に記載の能動型位置調整可能な管清掃ロボット。
7. 押圧ディスク（２４０）には、支持体（２３５）内に摺動接続された筒形の案内筒（２０６）が設けられる、ことを特徴とする請求項６に記載の能動型位置調整可能な管清掃ロボット。
8. 位置調整アセンブリハウジング（３０１）の両端には、第一の端蓋（３１０）、第二の端蓋（３２０）がそれぞれ接続され、アキュムレータ（３０６）と位置調整電動ポンプ（３０５）との間には、第一の仕切板（３０７）が接続されており、位置調整油シリンダ（３０２）と位置調整電動ポンプ（３０５）との間には、第二の仕切板（３０８）が接続されており、第一の端蓋（３１０）と第一の仕切板（３０７）との間、第一の仕切板（３０７）と第二の仕切板（３０８）との間、第二の仕切板（３０８）と第二の端蓋（３２０）との間には、一次カバー（３３０）、二次カバー（３４０）、三次カバー（３５０）が順に密封接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の能動型位置調整可能な管清掃ロボット。
9. 管清掃アセンブリ（１００）、第一の走行アセンブリ（２１０）、位置調整アセンブリ（３００）と第二の走行アセンブリ（２２０）との間は、ユニバーサルジョイントにより接続され、管清掃アセンブリ（１００）、第一の走行アセンブリ（２１０）、位置調整アセンブリ（３００）と第二の走行アセンブリ（２２０）との間には、走行ばね（１２０）が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の能動型位置調整可能な管清掃ロボット。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の能動型位置調整可能な管清掃ロボットの使用方法であって、前記方法は、
    清掃モード、封止モード、位置調整モードを含み
    前記清掃モードでは、まず、前記ロボットを清掃対象パイプラインに投入することにより、ロボットがパイプライン中の液体の前方への移動に伴ってパイプラインを清掃し、且つ管清掃アセンブリの管清掃ゴムリングへの押圧程度を制御することにより、摩耗した管清掃ゴムリングを補償することが可能であり、さらに、管清掃ゴムリングへの押圧程度を制御することにより、前記ロボットの移動速度を制御することが可能であり、
    封止モードでは、第一の走行アセンブリおよび／または第二の走行アセンブリの封止ゴムリングへの押圧程度、係留スリップの拡張程度を制御することにより、ロボットの位置をポジショニングして、パイプラインを封止し、
    位置調整モードでは、第一の走行アセンブリまたは第二の走行アセンブリを制御することにより、パイプライン内でポジショニングし、その後、位置調整アセンブリのパイプライン内の押し引きを制御して第一の走行アセンブリと第二の走行アセンブリとの間の距離を調整することによって、ロボットの位置調整を可能とする、ことを特徴とする能動型位置調整可能な管清掃ロボットの使用方法。

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