管道内智能封堵机器人制造技术

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。本实用新型专利技术的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单元、封堵单元和驻锚单元；所述调速单元至少包括泄流调速结构，通过调节泄流调速结构的泄流口大小调整速度；所述封堵单元至少包括两个并排设置并和待封堵的管道同轴的弹性变形体，所述弹性变形体沿径向变形；通过所述驻锚单元实现机器人整体相对待封堵的管道内壁的锁定。本实用新型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。本实用新型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。

Intelligent plugging robot in pipeline

The intelligent plugging robot in pipeline belongs to the technical field of pipeline maintenance robot, which aims to solve the problems of complicated pipeline, high cost, high technical requirements and high precision requirements existing in the existing technology. The intelligent plugging robot in the pipeline of the utility model comprises a speed regulating unit, a plugging unit and a anchoring unit arranged along the coaxial line of the pipeline axis to be blocked; the speed regulating unit at least comprises a discharge speed regulating structure, which adjusts the speed by adjusting the size of the discharge port of the discharge speed regulating structure; the plugging unit at least comprises two elastic deformations arranged side by side and coaxial with the pipeline to be blocked The elastic deformation body deforms along the radial direction, and the anchoring unit realizes the locking of the robot with respect to the inner wall of the pipeline to be blocked. The utility model needs two groups of cooperation work during operation, which are respectively positioned and locked at both ends of the pipeline to be maintained, providing a closed and isolated space. The drive of the utility model is a mechanical drive, which solves the problems of complicated pipeline, high cost, high technical requirements and high precision requirements existing in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
管道内智能封堵机器人
本技术属于管道维修维护机器人
，具体涉及一种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
本技术的目的在于提出一种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，本技术的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单元、封堵单元和驻锚单元；所述调速单元至少包括泄流调速结构，通过调节泄流调速结构的泄流口大小调整速度；所述封堵单元至少包括两个并排设置并和待封堵的管道同轴的弹性变形体，所述弹性变形体沿径向变形；通过所述驻锚单元实现机器人整体相对待封堵的管道内壁的锁定。所述弹性变形体为封堵密封圈，所述封堵密封圈受轴向力挤压并沿径向变形。所述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。所述调速单元包括：调速壳体；沿所述待封堵的管道轴线方向设置在所述调速壳体外壁一端部的多个圆周均布的调速支撑轮，所述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壳体外壁另一端部的泄流调速阀，所述泄流调速阀包括同轴设置的阀体和阀芯，所述阀体和阀芯侧壁上均设置有泄流口，通过调速驱动单元调整阀体和阀芯上相对的泄流口的重合度的大小；以及至少两个同轴设置在所述泄流调速阀外壁上的驱动皮碗，通过阀体和阀芯上相对的通孔实现驱动皮碗两侧的介质的流通。所述调速驱动单元包括设置在所述调速壳体内部的调速电机、调速齿轮减速组和调速电源，所述调速电机通过所述调速齿轮减速组和所述阀芯连接，带动所述阀芯相对阀体绕轴线转动，调整阀体和阀芯上相对的通孔开口的大小；所述调速电源和所述调速电机电连接。所述封堵单元包括：封堵壳体，所述封堵壳体一端和所述调速壳体一端通过铰链连接；沿所述待封堵的管道轴线方向设置在所述调速壳体外壁两端部的多个封堵支撑轮，每一端部的封堵支撑轮圆周均布；套在所述封堵壳体外的多个封堵密封圈，所述封堵密封圈由内环向外环方向轴向宽度逐渐变大，多个所述封堵密封圈整体的一侧和封堵壳体上的凸起配合，所述凸起侧面和所述封堵密封圈端面贴合；设置在相邻两个封堵密封圈之间的挤压环，所述挤压环套在所述封堵壳体外，挤压环两侧的端面和相邻的两个封堵密封圈的端面贴合；套在所述封堵壳体外并位于多个所述封堵密封圈整体的另一侧的封堵压力环，所述封堵压力环的一个端面和相邻的封堵密封圈端面贴合；以及和所述封堵压力环另一个端面接触的封堵承压件，所述封堵承压件通过封堵驱动单元带动挤压封堵密封圈。所述封堵驱动单元包括设置在所述封堵壳体内的封堵电源、封堵丝杠副、封堵电机和封堵齿轮减速组，所述封堵电机通过封堵齿轮减速组带动封堵丝杠副转动，进而带动所述封堵承压件沿轴向往复运动，所述封堵电源和所述封堵电机电连接。所述驻锚单元包括：驻锚壳体，所述驻锚壳体的一端和所述封堵壳体的另一端通过铰链连接；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；设置在所述锥体锥面和待封堵的管道内壁之间锚爪，所述锥体的锥面通过滑轨副和锚爪滑动配合；套在所述驻锚壳体外一端面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接触的驻锚承压件，所述驻锚承压件通过驻锚驱动单元推动沿轴线方向滑动。所述驻锚驱动单元包括设置在所述驻锚壳体内的驻锚电源、驻锚丝杠副、驻锚电机和驻锚齿轮减速组，所述驻锚电机通过驻锚齿轮减速组带动驻锚丝杠副转动，进而带动所述驻锚承压件沿轴向往复运动，所述驻锚电源和所述驻锚电机电连接。本技术的有益效果为：本技术的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，其总体结构由调速单元、封堵单元及驻锚单元构成。该机器人利用调速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，调速单元降低机器人的移动速度，驻锚单元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，封堵单元通过压缩密封胶囊，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为本技术的管道内智能封堵机器人整体结构示意图；图2为本技术的管道内智能封堵机器人中调速单元结构示意图；图3为本技术的管道内智能封堵机器人中封堵单元结构示意图；图4为本技术的管道内智能封堵机器人中驻锚单元结构示意图；其中：1、调速单元，101、调速壳体，102、驱动皮碗，103、泄流调速阀，104、阀体，105、阀芯，106、调速电机，107、调速齿轮减速组，108、调速支撑轮，109、调速电源，2、封堵单元，201、封堵壳体，202、封堵支撑轮，203、封堵密封圈，204、封堵承压件，205、封堵压力环，206、封堵挤压环，207、封堵电源，208、封堵丝杠副，209、封堵电机，210、封堵齿轮减速组，3、驻锚单元，301、驻锚壳体，302、驻锚支撑轮，303、锥体，304、锚爪，305、滑轨副，306、驻锚压力环，307、驻锚承压件，308、驻锚电源，309、驻锚丝杠副，310、驻锚电机，311、驻锚齿轮减速组。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施方式作进一步说明。参见附图1，本技术的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单元1、封堵单元2和驻锚单元3；所述调速单元1至少包括泄流调速结构，通过调节泄流调速结构的泄流口大小调整速度；所述封堵单元2至少包括两个并排设置并和待封堵的管道同轴的弹性变形体，所述弹性变形体沿径向变形；通过所述驻锚单元3实现机器人整体相对待封堵的管道内壁的锁定。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.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单元(1)、封堵单元(2)和驻锚单元(3)；所述调速单元(1)至少包括泄流调速结构，通过调节泄流调速结构的泄流口大小调整速度；所述封堵单元(2)至少包括两个并排设置并和待封堵的管道同轴的弹性变形体，所述弹性变形体沿径向变形；通过所述驻锚单元(3)实现机器人整体相对待封堵的管道内壁的锁定。

【技术特征摘要】
1.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单元(1)、封堵单元(2)和驻锚单元(3)；所述调速单元(1)至少包括泄流调速结构，通过调节泄流调速结构的泄流口大小调整速度；所述封堵单元(2)至少包括两个并排设置并和待封堵的管道同轴的弹性变形体，所述弹性变形体沿径向变形；通过所述驻锚单元(3)实现机器人整体相对待封堵的管道内壁的锁定。2.根据权利要求1所述的管道内智能封堵机器人，其特征在于，所述弹性变形体为封堵密封圈(203)，所述封堵密封圈(203)受轴向力挤压并沿径向变形。3.根据权利要求1所述的管道内智能封堵机器人，其特征在于，所述驻锚单元(3)至少包括固定的锥体(303)以及相对所述锥体(303)沿轴向移动的锚爪(304)，所述锚爪(304)相对锥体(303)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中任意一项所述的管道内智能封堵机器人，其特征在于，所述调速单元(1)包括：调速壳体(101)；沿所述待封堵的管道轴线方向设置在所述调速壳体(101)外壁一端部的多个圆周均布的调速支撑轮(108)，所述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壳体(101)外壁另一端部的泄流调速阀(103)，所述泄流调速阀(103)包括同轴设置的阀体(104)和阀芯(105)，所述阀体(104)和阀芯(105)侧壁上均设置有泄流口，通过调速驱动单元调整阀体(104)和阀芯(105)上相对的泄流口的重合度的大小；以及至少两个同轴设置在所述泄流调速阀(103)外壁上的驱动皮碗(102)，通过阀体(104)和阀芯(105)上相对的通孔实现驱动皮碗(102)两侧的介质的流通。5.根据权利要求4所述的管道内智能封堵机器人，其特征在于，所述调速驱动单元包括设置在所述调速壳体(101)内部的调速电机(106)、调速齿轮减速组(107)和调速电源(109)，所述调速电机(106)通过所述调速齿轮减速组(107)和所述阀芯(105)连接，带动所述阀芯(105)相对阀体(104)绕轴线转动，调整阀体(104)和阀芯(105)上相对的通孔开口的大小；所述调速电源(109)和所述调速电机(106)电连接。6.根据权利要求4所述的管道内智能封堵机器人，其特征在于，所述封堵单元(2)包括：封堵壳体(201)，所述封堵壳体(201)一端和所述调速壳体(101)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调速壳体(101)外壁两端部的多个封堵支撑轮(202)，每一端部的封堵支撑轮(202)圆周均布；套在所述封堵壳体(201)外的多个封堵密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏亚博，吴端丽，张田泽，罗春阳，李建永，孙程，李忠山，卢壮旗，曹誉严，刘鑫，
申请(专利权)人：北华大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22