[發(fā)明專利]一種優(yōu)化的可發(fā)電變徑式管道內(nèi)檢測機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710343649.7
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107191739A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史冬巖;徐陽;任宏喜;滕曉艷;李東日;趙賀桃
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;F16L101/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種優(yōu)化的可發(fā)電變徑式管道內(nèi)檢測機器人，特別是能夠?qū)崿F(xiàn)管道內(nèi)運行的管道機器運行裝置。

背景技術(shù)

管道作為油氣運輸?shù)裙I(yè)使用、自來水運輸?shù)壬顟?yīng)用等高效、安全、經(jīng)濟的運輸工具，由于長時間的疲勞破壞、流體沖刷、腐蝕以及管道本身缺陷，其在運行一段時間后會不可避免的出現(xiàn)磨損腐蝕穿孔、機械裂紋、裂縫、管道變形等問題，極大地降低了管道輸送能力和輸送效率，甚至出現(xiàn)管道泄漏等嚴重現(xiàn)象，容易引發(fā)火災(zāi)、爆炸等惡性事故，會給使用者造成巨大經(jīng)濟損失甚至影響正常生產(chǎn)生活秩序。因此，必須定時對管道進行檢測、維護。

由于管道內(nèi)作業(yè)空間狹窄，環(huán)境較差，且管道內(nèi)壓力可能高達數(shù)十兆帕斯卡，采用人工直接進入檢測是不允許的。目前，最通用的方式是采用機器人裝置進入管道，通過機器人攜帶不同類型的傳感器對管道進行檢測，記錄管道內(nèi)的檢測數(shù)據(jù)，反饋給檢測人員，然后通過分析判別管道缺陷類型和尺寸，確定管道缺陷的位置。

長輸管道進行檢測時，對機器人的電能供應(yīng)具有較高的要求，使用纜線供電會極大的限制機器人的行程，這就需要檢測機器人攜帶蓄電池為檢測設(shè)備以及自身的運行供電。由于檢測機器人要在長管道內(nèi)運行，需要攜帶大量蓄電池，這樣會增加機器人的負載，對其自身結(jié)構(gòu)也有很大的限制，降低機器人的使用效率。利用管道內(nèi)流體動能驅(qū)動葉輪轉(zhuǎn)動，從而帶動發(fā)電機發(fā)電，能極大地解決機器人供電問題。許多現(xiàn)有的發(fā)明都有一定的缺陷，如中國專利CN 204437576 U所述的“一種能源自給式管道機器人”，使用葉輪發(fā)電，雖然能達到剛性好且支撐穩(wěn)定可靠的效果，但是對管道內(nèi)徑變化適應(yīng)能力差；再如中國專利CN 202598023 U所述的“可變徑輪式管道機器人”，雖然可以實現(xiàn)變徑的功能，但是電機能源供應(yīng)問題很難解決。因此具有可發(fā)電、行程遠、運動平穩(wěn)、管徑適應(yīng)能力強等特點的檢測機器人正成為國、內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究重點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種優(yōu)化的可發(fā)電變徑式管道內(nèi)檢測機器人，具有管道內(nèi)徑適應(yīng)性強、可發(fā)電、運行平穩(wěn)可靠、行程遠的特點。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：包括前機體、后機體、設(shè)置在前機體和后機體之間的中間連接架，所述中間連接內(nèi)設(shè)置有機艙和設(shè)置在機艙兩端的機艙端蓋，所述機艙內(nèi)設(shè)置有電機和發(fā)電機，所述后機體包括后機體骨架、安裝在電機輸出軸上的錐齒輪A、均勻設(shè)置在后機體上的至少三個傳動軸以及至少三個后支撐輪機構(gòu)，每個傳動軸的兩端分別設(shè)置錐齒輪C和錐齒輪B，且錐齒輪B位于后機體骨架內(nèi)、錐齒輪C位于后機體骨架外，后機體骨架上對稱設(shè)置有與后支撐輪機構(gòu)數(shù)量相等的后滑道，每個后支撐輪機構(gòu)包括設(shè)置在對應(yīng)后滑道中的后滑塊、設(shè)置在后滑塊與對應(yīng)后滑道之間的后彈簧、與后滑塊鉸接的后支桿、通過鉸接軸鉸接在前機體骨架上的后支座、分別設(shè)置在鉸接軸兩端的錐齒輪D和帶輪一、設(shè)置在后支座端部的后滾輪軸、安裝在后滾輪軸上的后滾輪和帶輪二，帶輪一與帶輪二之間設(shè)置同步帶，錐齒輪D與錐齒輪C嚙合；

所述前機體包括與中間連接架固連的前機體骨架、設(shè)置在發(fā)電機的電機軸上的葉輪、均勻設(shè)計在前機體骨架上的至少三個前支撐輪機構(gòu)，所述前機體骨架上設(shè)置有與前支撐輪結(jié)構(gòu)數(shù)量相等的前滑道，每個前支撐輪機構(gòu)包括設(shè)置在對應(yīng)前滑道中的前滑塊、設(shè)置在前滑塊與對應(yīng)前滑道之間的前彈簧、與前滑塊鉸接的前支桿、鉸接在前機體骨架上的前支座、設(shè)置在前支座端部的前滾輪軸、安裝在前滾輪軸上的前滾輪，所述支桿的端部與前支座的中間位置鉸接。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.所述后支撐輪機構(gòu)、前支撐輪機構(gòu)均有三個。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的技術(shù)方案提出了一種新的輪式管道內(nèi)行走裝置，本發(fā)明采用電機帶動錐齒輪旋轉(zhuǎn)，通過兩對錐齒輪機構(gòu)與帶輪機構(gòu)配合控制滾輪的轉(zhuǎn)動，支撐輪機構(gòu)與機體骨架之間通過彈簧的調(diào)節(jié)作用，并作用于管道內(nèi)壁，提高了整個裝置的可靠性，以及對管道內(nèi)徑變化的適應(yīng)能力，使得機構(gòu)更加柔性化，前后機體通過中間連接架對稱安裝，運行過程中較平穩(wěn)，有利于延長機體壽命；通過流體的推動作用，實現(xiàn)葉輪旋轉(zhuǎn)，可以隨時發(fā)電，節(jié)省了電能，可以運行較遠的距離。本發(fā)明裝置機械結(jié)構(gòu)簡單緊湊、可發(fā)電、行程較大、管道內(nèi)徑適應(yīng)性強、運行穩(wěn)定、工作效率高、安全可靠，為管道機器人的發(fā)展提供了一種新的設(shè)計思維，擁有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的發(fā)電部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a和圖3b分別為本發(fā)明的前機體骨架和后機體骨架結(jié)構(gòu)示意圖；