刹车式管道内智能封堵机器人制造技术

刹车式管道内智能封堵机器人属于管道维修维护机器人技术领域，目的在于解决现有技术存在的管路复杂、成本高、技术要求高以及精度要求高的问题。本发明专利技术包括沿待封堵的管道轴线同轴设置的调速封堵单元和刹车驻锚单元；调速封堵单元至少包括用于调速的泄流调速结构以及用于封堵的弹性变形体；通过调节泄流调速结构的泄流口大小调整速度；多个并排设置的弹性变形体和待封堵的管道同轴设置，弹性变形体沿径向变形；通过刹车锚单元实现机器人整体相对待封堵的管道内壁的刹车和锁定。本发明专利技术在作业时需两组配合工作，分别定位锁定在待维护管道的两端，提供了一个封闭隔离的空间。本发明专利技术驱动为机械驱动，解决管路复杂、成本高、技术要求高以及精度要求高的问题。

Brake Pipeline Intelligent Blocking Robot

Brake Pipeline Intelligent plugging robot belongs to the field of pipeline maintenance robot technology. The purpose is to solve the problems of complex pipeline, high cost, high technical requirements and high precision in the existing technology. The invention comprises a speed regulating and blocking unit and a brake anchoring unit arranged along the coaxial axis of the pipeline to be blocked; a speed regulating and blocking unit includes at least a discharge and speed regulating structure for speed regulating and an elastic deformation body for blocking; a speed regulating outlet size of the discharge and speed regulating structure; a plurality of elastic deformation bodies arranged side by side and a coaxial setting of the pipeline to be blocked, and elastic deformation. The body deforms along the radial direction, and the whole robot brakes and locks relative to the inner wall of the pipeline to be blocked through the brake anchor unit. The invention needs two groups to cooperate in operation, locates and locks at both ends of pipeline to be maintained, and provides a closed and isolated space. The invention is driven by machinery, and solves the problems of complicated pipeline, high cost, high technical requirements and high precision requirements.

【技术实现步骤摘要】
刹车式管道内智能封堵机器人
本专利技术属于管道维修维护机器人
，具体涉及一种刹车式管道内智能封堵机器人。
技术介绍
由于地球上的人类居民增长的越来越快，人类对资源的需求也越来越多，为了生存和发展，人们开始了向海洋进军。而海洋最重要的资源就是石油，由于海洋环境的复杂多变性，海底石油气输送管道在长期服役的过程之中，难免会因潮流、地震、材料缺陷等等原因，而产生输送管道的损坏导致石油气的泄露，使得海洋生态环境受到污染和破坏，甚至危及海上作业人员的人身安全，给社会也会带来极大的负面影响。现有技术中，为了能够完成深海海底管道的维修封堵工作，出现多种智能的封堵器。智能封堵器可以针对基于液压系统、密封材料、自动控制系统等模块及其产品的测试和整个系统的运动仿真。封堵器的传感器和控制元件需要密封处理，密封材料选用高强聚氨酯材料，电缆要做耐腐蚀处理。封堵器需要一定的运动柔性，各个部件的连接设计成球杆铰连接；封堵器还需要保证液压软管连接的可靠性，设计成内外弹性套筒连接。现有的封堵器结构复杂，应用液压等系统，管路复杂，技术要求高，精度要求高，成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种刹车式管道内智能封堵机器人，解决现有技术存在的管路复杂、成本高、技术要求高以及精度要求高的问题。为实现上述目的，本专利技术的刹车式管道内智能封堵机器人包括沿待封堵的管道轴线同轴设置的调速封堵单元和刹车驻锚单元；所述调速封堵单元至少包括用于调速的泄流调速结构以及用于封堵的弹性变形体；通过调节泄流调速结构的泄流口大小调整速度；多个并排设置的所述弹性变形体和待封堵的管道同轴设置，所述弹性变形体沿径向变形；通过所述刹车锚单元实现机器人整体相对待封堵的管道内壁的刹车和锁定。所述弹性变形体为密封圈，所述密封圈受轴向力挤压并沿径向变形。所述刹车驻锚单元至少包括固定的锥体以及相对所述锥体沿轴向移动的锚爪，所述锚爪相对锥体移动沿垂直待封堵的管道的内壁方向挤压内壁实现锁定。所述调速封堵单元包括调速封堵壳体；沿所述待封堵的管道轴线方向设置在所述调速封堵壳体外壁两端部的多个调速封堵支撑轮，每个端部的多个调速封堵支撑轮圆周均布，所述调速封堵支撑轮和待封堵的管道内壁接触；沿所述待封堵的管道轴线方向设置在所述调速封堵壳体内的泄流调速阀，所述泄流调速阀包括连通调速封堵壳体两端的泄流孔以及相对泄流孔沿轴向运动调整泄流孔开口大小的封堵体，通过调速封堵驱动单元带动泄流调速阀的封堵体往复运动；至少两个同轴设置在所述调速封堵壳体外壁上的密封圈，通过泄流孔和封堵体配合运动实现密封圈两侧的介质流量的调整；以及和所述封堵体固定连接的调速封堵承压件。所述调速封堵单元还包括设置在所述调速封堵壳体上的封堵承压环、封堵挤压环和封堵压力环；所述密封圈由内环向外环方向轴向宽度逐渐变大；所述密封圈整体的两端分别和所述封堵承压环及封堵压力环端面贴合，所述封堵挤压环位于相邻两个调速封堵密封圈之间，两个端面分别和相邻两个密封圈端面贴合；所述封堵压力环和所述封堵承压件接触，通过调速封堵驱动单元带动所述封堵承压件沿轴向运动压缩所述密封圈。所述调速封堵驱动单元包括设置在所述调速封堵壳体内部的电动机、调速封堵齿轮减速组、调速封堵丝杠副和调速封堵导向柱，所述电动机通过所述调速封堵齿轮减速组带动所述调速封堵丝杠副转动，通过调速封堵导向柱并导向通过调速封堵丝杠副带动所述调速封堵承压件沿轴向往复运动。所述刹车驻锚单元包括：驻锚壳体，所述驻锚壳体的一端和所述调速封堵壳体的一端通过铰链连接；沿所述待封堵的管道轴线方向设置在所述驻锚壳体外壁两端部的多个驻锚支撑轮，每一端部的驻锚支撑轮圆周均布；固定在所述驻锚壳体上的锥体，所述锥体的外表面为锥面；圆周均布设置在所述锥体锥面和待封堵的管道内壁之间n个锚爪，所述锥体的锥面和锚爪滑动配合；套在所述驻锚壳体外一端面并和所述锚爪一端接触的驻锚压力环，通过所述驻锚压力环推动所述锚爪相对锥体沿轴向滑动；以及和所述驻锚压力环另一个端面固定连接的驻锚承压件，通过驻锚驱动单元挤压驻锚承压件沿轴线运动。所述刹车驻锚单元还包括圆周均布的n/2个刹车胶轮，所述n的取值为偶数，n/2个所述刹车胶轮设置在n/2个锚爪上。所述驻锚驱动单元包括设置在所述驻锚壳体内的驻锚丝杠副、驻锚电机、驻锚齿轮减速组和驻锚导向柱，所述驻锚电机通过驻锚齿轮减速组带动驻锚丝杠副转动，通过驻锚导向柱导向通过驻锚丝杠副带动所述驻锚承压件沿轴向往复运动。本专利技术的有益效果为：本专利技术的刹车式管道内智能封堵机器人为具有独立驱动调速单元的封堵机器人，其总体结构由调速封堵单元及刹车驻锚单元构成。该机器人利用调速封堵单元的将管道内介质隔离成上游及下游两部分，上下游的压力差产生驱动力，驱使机器人沿管道前行，在机器人行进过程中调速单元通过调节泄流量来控制机器人的行进速度，可实现长距离全速前进，近距离减速并能准确停止；当机器人移动至封堵目标位置时，调速封堵单元降低机器人的移动速度，刹车驻锚单元通过刹车胶轮实现刹车并通过锚爪将机器人与管壁锁定，实现机器人在管道内的可靠驻锚；机器人驻锚锁定后，调速封堵单元通过压缩密封圈，实现管道内介质的隔离与封堵。该机器人在作业时需两组配合工作，先后将两组机器人放入管道，两组机器人分别定位锁定在待维护管道的两端，进行管道封堵后为管道更换、维修及修补提供了一个封闭隔离的空间。本专利技术驱动为机械驱动，解决现有技术存在的管路复杂、成本高、技术要求高以及精度要求高的问题。附图说明图1为本专利技术的刹车式管道内智能封堵机器人整体结构示意图；图2为图1的左视图；图3为本专利技术的刹车式管道内智能封堵机器人中调速封堵单元结构示意图；图4为本专利技术的刹车式管道内智能封堵机器人中刹车驻锚单元结构示意图；其中：1、调速封堵单元，101、调速封堵壳体，102、调速封堵支撑轮，103、泄流调速阀，104、泄流孔，105、封堵体，106、密封圈，107、调速封堵承压件，108、电动机，109、调速封堵丝杠副，110、调速封堵齿轮减速组，111、调速封堵导向柱，112、封堵承压环，113、封堵挤压环，114、封堵压力环，2、刹车驻锚单元，201、驻锚壳体，202、驻锚支撑轮，203、锥体，204、锚爪，205、驻锚压力环，206、驻锚承压件，207、驻锚电机，208、驻锚齿轮减速组，209、驻锚丝杠副，210、驻锚导向柱，211、刹车胶轮。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明。参见附图1和2，本专利技术的刹车式管道内智能封堵机器人包括沿待封堵的管道轴线同轴设置的调速封堵单元1和刹车驻锚单元2；所述调速封堵单元1至少包括用于调速的泄流调速结构以及用于封堵的弹性变形体；通过调节泄流调速结构的泄流口大小调整速度；多个并排设置的所述弹性变形体和待封堵的管道同轴设置，所述弹性变形体沿径向变形；通过所述刹车锚单元实现机器人整体相对待封堵的管道内壁的刹车和锁定。所述弹性变形体为密封圈106，所述密封圈106受轴向力挤压并沿径向变形。所述刹车驻锚单元2至少包括固定的锥体203以及相对所述锥体203沿轴向移动的锚爪204，所述锚爪204相对锥体203移动沿垂直待封堵的管道的内壁方向挤压内壁实现锁定。参见附图3，所述调速封堵单元1包括调速封堵壳体101；沿所述待封堵的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.刹车式管道内智能封堵机器人，其特征在于，包括沿待封堵的管道轴线同轴设置的调速封堵单元(1)和刹车驻锚单元(2)；所述调速封堵单元(1)至少包括用于调速的泄流调速结构以及用于封堵的弹性变形体；通过调节泄流调速结构的泄流口大小调整速度；多个并排设置的所述弹性变形体和待封堵的管道同轴设置，所述弹性变形体沿径向变形；通过所述刹车锚单元实现机器人整体相对待封堵的管道内壁的刹车和锁定。

【技术特征摘要】
1.刹车式管道内智能封堵机器人，其特征在于，包括沿待封堵的管道轴线同轴设置的调速封堵单元(1)和刹车驻锚单元(2)；所述调速封堵单元(1)至少包括用于调速的泄流调速结构以及用于封堵的弹性变形体；通过调节泄流调速结构的泄流口大小调整速度；多个并排设置的所述弹性变形体和待封堵的管道同轴设置，所述弹性变形体沿径向变形；通过所述刹车锚单元实现机器人整体相对待封堵的管道内壁的刹车和锁定。2.根据权利要求1所述的刹车式管道内智能封堵机器人，其特征在于，所述弹性变形体为密封圈(106)，所述密封圈(106)受轴向力挤压并沿径向变形。3.根据权利要求1所述的刹车式管道内智能封堵机器人，其特征在于，刹车驻锚单元(2)至少包括固定的锥体(203)以及相对所述锥体(203)沿轴向移动的锚爪(204)，所述锚爪(204)相对锥体(203)移动沿垂直待封堵的管道的内壁方向挤压内壁实现锁定。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的刹车式管道内智能封堵机器人，其特征在于，所述调速封堵单元(1)包括调速封堵壳体(101)；沿所述待封堵的管道轴线方向设置在所述调速封堵壳体(101)外壁两端部的多个调速封堵支撑轮(102)，每个端部的多个调速封堵支撑轮(102)圆周均布，所述调速封堵支撑轮(102)和待封堵的管道内壁接触；沿所述待封堵的管道轴线方向设置在所述调速封堵壳体(101)内的泄流调速阀(103)，所述泄流调速阀(103)包括连通调速封堵壳体(101)两端的泄流孔(104)以及相对泄流孔(104)沿轴向运动调整泄流孔(104)开口大小的封堵体(105)，通过调速封堵驱动单元带动泄流调速阀(103)的封堵体(105)往复运动；至少两个同轴设置在所述调速封堵壳体(101)外壁上的密封圈(106)，通过泄流孔(104)和封堵体(105)配合运动实现密封圈(106)两侧的介质流量的调整；以及和所述封堵体(105)固定连接的调速封堵承压件(107)。5.根据权利要求4所述的刹车式管道内智能封堵机器人，其特征在于，所述调速封堵单元(1)还包括设置在所述调速封堵壳体(101)上的封堵承压环(112)、封堵挤压环(113)和封堵压力环(114)；所述密封圈(106)由内环向外环方向轴向宽度逐渐变大；所述密封圈(106)整体的两端分别和所述封堵承压环(112)及封堵压力环(114)端面贴合，所述封堵挤压环(113)位于相邻两个调速封堵密封圈(...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗春阳，李建永，李忠山，王开宝，张田泽，魏亚博，吴端丽，高兴华，孟祥，李海连，
申请(专利权)人：北华大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22