管道无线遥控观察机制造技术

本发明专利技术是一种管道无线遥控观察机，其管内摄像观察车是一台机、电、讯、光一体化的自动观察作业小车，包括摄像观察机头和机身两大部分。机头分为旋转和固定两部分。机身包括变径调节机构、机载收发信号系统、机载控制系统、蓄电池组和驱动行走机构。机头旋转部分内装摄像机和云台，由电机带动可向右摆动９０度。机头固定部分内装电机及传动机构，能带动机头旋转部分转动３６０度。机身前端通过燕尾式插槽、插板与机头连接成一体。变径调节机构采用燕尾滑板、滑道结构，用丝杠、丝母调节机头上、下移动处于管道中心。驱动行走机构在机身后部，其余在机身前部和中部。主要用来观察管道焊缝内表面缺陷和管内有无异物及施工质量有无问题，以便及时处理。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到观察空心体内部的专用装置，具体而言是一种管道无线遥控观察机。
技术介绍
钢管道铺设施工中，每一道对接焊口少则焊三遍，多则焊10余遍，至焊缝成形，最后用X射线或超声波等进行无损探伤。若有缺陷而不合格，必须进行修复。由施工经验得知绝大部分焊缝的缺陷(如过瘤、夹渣、气孔、未熔等)出现在第一遍焊接过程中，并且在管道外人工观察难以发现。按照这种传统的“焊完最后探伤，修复处理缺陷”的质量监控管理模式，每修复一道焊口，不但付出的经济代价是正常焊口的几倍甚至十几倍，而且耗用很长时间，会影响到其它工序正常进行，甚至延误整个工程的投产期限。另外，在管道施工过程中，管内有时会有各种异物，有的体积较大，在通球清管时容易把球卡住，造成很大麻烦。多年来，许多管道工程施工企业为这些问题吃尽苦头，而又无法摆脱这种局面。胜利油田油建一公司在91年研制成功了“钢管道内涂层焊口补口机”(专利号91106511.3)和“钢管道内涂层自动检测补涂机”(专利号91107953.X)。这两种专利产品虽然都能在管道内自动爬行作业，并且也有自动摄像观察功能，但是其图像清晰度都不够高，也不能沿圆周精确定位，因此都不能专用于在管道内自动摄像和观察焊缝表面缺陷。经检索专利文献，至今未发现与本专利技术更加接近的专利技术产品。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于提供一种与已有技术不同的“管道无线遥控观察机”。它作为管道施工专用设备之一，既能在管道内自动爬行，径向观察对接焊缝内表面有无各种缺陷，并能对缺陷精确定位及录像。一旦发现缺陷就不再继续焊接，而及时进行修复处理，可节省大量人力、财物和时间。同时又能沿管道轴向自动观察管内有无异物及其它施工质量问题，以便于及时处理，防患于未然。上述目的是由下述技术方案实现的管道无线遥控观察机包括管内摄像观察车、管外监控和水平基准靠模总成三部分。管内摄像观察车是一台机、电、讯、光一体化的自动观察作业小车，由摄像观察机头和机身二大部分相连接而成。摄像观察机头包括旋转部分和固定部分。机身包括变径调节机构、管内机载收发信号系统、机载控制系统、蓄电池组和驱动行走机构等。管外监控部分包括管外遥控信号发收系统主机和遥控操作器。其特征是管内摄像观察车的最前部是摄像观察机头的旋转部分。该部分最前端装有三只轴向照明灯。彩色变焦摄像机置于旋转部分中心部位。摄像机云台座装在旋转部分机壳下部。云台座上装有转向电机、云台主动齿轮和被动齿轮。被动齿轮上装有90°磁性限位开关。被动齿轮轴的上端与摄像机固定支架相连。旋转部分机壳上部安装远红外摄像镜头及其支座，其镜头方向朝着后方的角度刻度盘。旋转部分机壳右侧装有径向照明灯，并有径向观察孔。旋转部分机壳内后部有角度刻度盘总成，刻度盘总成装在固定芯轴上。旋转部分后端的旋转环与其后面的内齿轮相连成为一体。内齿轮通过轴承安装在固定芯轴上。固定芯轴前端一小部分伸进旋转部分机壳内，后部大部分置于机头固定部分机壳内中心部位，并通过支承环固定到机头固定部分机壳内壁上。支承环上装有旋转电机，其动力输出轴上的主动齿轮与内齿轮相啮合，带动机头旋转部分旋转。支承环上部装有360度磁性限位开关。机头固定部分后盖上有燕尾式机头插板，该插板与机身最前端的燕尾式机头插槽相配，其作用是把机头与机身连接成为一体。再向后是变径调节机构、被动轮和被动轮轴承座。再向后机身壳内依次是管内机载收发信号系统、机载控制系统和蓄电池组。机身后部是驱动行走机构、机身最后端下部装有一个牵引环。管外监控部分发收信号主机中包括管外遥控信号发收系统、图像显示器、直流/交流电源逆变器和电池组。天线和遥控操作器与主机之间都由电缆线相连。水平基准靠模总成是个独立部分，由靠模板、重锤线和重锤组成。靠模板中部一侧加工成V形槽，其中心刻有一条基准直线，基准直线的上端系一根重锤线，重锤线的下端系一重锤。上述管道无线遥控观察机中的角度刻度盘总成，由圆形刻度盘、小支撑板、小轴承、小轴、导环和配重块组成。刻度盘边沿处有0～360度的刻度，其中心孔中装有导环。导环外圆上均布三个小轴承，小轴承装在小轴上。由三块小支撑板和三个小轴把刻度盘与三个小轴承连成一体，能在导环中滚动。配重块装在刻度盘的下半部。刻度盘的上半部有半环形的减轻孔。上述管道无线遥控观察机中的支承环类似于轮毂形状，其轮缘通过螺钉固定到机头的固定部分机壳内壁上，其中心是轮毂，轮缘与轮毂之间的轮辐上均布安装三个旋转电机，并有减轻孔。上述管道无线遥控观察机中的变径调节机构，由燕尾滑板、燕尾滑道、调节丝杠和丝母组成。燕尾滑板与机身前端的燕尾式机头插槽焊接成一体，燕尾滑板的后表面下部装有一个丝母。燕尾滑道与机身的机架固定为一体。调节丝杠由上向下装入燕尾滑道的螺纹孔中，并且丝杠下端装入丝母中。上述管道无线遥控观察机中的驱动行走机构，由驱动电机、谐波减速器、减速箱、电磁刹车、主动轮、减速箱输出轴和被动轮组成。谐波减速器与驱动电机的前输出轴连接，电磁刹车装在驱动电机的后输出轴上。谐波减速器输出端与减速箱连接。主动轮安装在减速箱输出上。减速箱安装在机架后部。被动轮通过其轴承座安装在机架的前端。上述管道无线遥控观察机中的机载控制系统，由PLC可编程控制器及其输入、输出接口电路和专用控制软件组成。该系统安装在机身中部的控制仓内。按照上述技术方案制成的管道无线遥控观察机，利用其彩色变焦摄像机、角度刻度盘总成、远红外摄像镜头、径向照明灯和径向观察孔，可以及时径向观察管道对接焊缝焊接第一遍后其内表面有无缺陷，并能直观或记录下缺陷所在的精确角度位置，以便于及时处理修复，大大提高探伤合格率。这样既节省大量人工、材料和设备费用，又节省大量时间，确保不误工期。若把彩色变焦摄像机镜头调到朝正前方向，利用最前面的三只轴向照明灯，可以沿管道轴向观察管道内有无较大异物或其它施工质量问题，以便于及时清除障碍，或处理施工质量问题，避免留下隐患。以上径向和轴向两种观察功能都是通过管外无线监控部分，由遥控操作器发出指令信号，由管内摄像观察小车自动完成的。另外，该机还可作为穿越管道的牵引设备，将钢丝绳等辅助施工索具穿过管道，为其它工序施工创造条件。该机径向观察时，适用管径500～1200毫米；轴向观察时，适用管径325～1200毫米。由于在驱动电机的后输出轴上安装了电磁刹车，该机能在坡度不大于17度管道内正常工作。既可用于新管道施工，又可用于旧管道修复或观察内涂层表面质量。遇到障碍或较深积水，能自动退出管道外。该机工作时无任何噪声或污染。附图说明附图1是该机的管内摄像观察车整体结构示意图。附图2是图1的A向俯视示意图。附图3是图1中摄像观察机头旋转部分与固定部分连接处的放大图。附图4是其角度刻度盘总成示意图。附图5是图4的B-B剖视图。附图6是其水平基准靠模总成及应用示意图。附图7是其管外监控部分组成示意图。附图8是其控制原理及工作流程方框图。具体实施方式结合附图说明一个实施例附图1、2中，1是彩色变焦摄像机，2是远红外摄像镜头支座，3是远红外摄像镜头，4是机头旋转部分机壳，5是刻度盘，6是机头固定部分机壳，7是360度磁性限位开关，8是机头固定部分后盖，9是燕尾式机头插板，10是调节丝杠，11是机载天线，12是机身上盖，13是减速箱，14是谐波减速器，15是驱动电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道无线遥控观察机，包括管内摄像观察车、管外监控和水平基准靠模总成三部分，管内摄像观察车是一台机、电、讯、光一体化的自动观察作业小车，由摄像观察机头和机身两大部分相连而成，摄像观察机头包括旋转部分和固定部分，机身包括变径调节机构、管内机载收发信号系统、机载控制系统、蓄电池组和驱动行走机构，管外监控部分包括管外遥控信号发收系统主机和遥控操作器，其特征是管内摄像观察车的最前部是摄像观察机头的旋转部分，该部分最前端是三只轴向照明灯（３３），中心有轴向观察孔（Ｄ），彩色变焦摄像机（１）置于旋转部分中心部位，摄像机云台座（３１）装在旋转部分机壳（４）下部，云台座（３１）上装有转向电机（２７）、云台主动齿轮（２８）和被动齿轮（３０），被动齿轮（３０）上装有９０度磁性限位开关（２９），被动齿轮轴的上端与摄像机固定支架（３２）相连，旋转部分机壳（４）上部安装远红外摄像镜头（３）及其支座（２），其镜头朝向后方的角度刻度盘（５），旋转部分机壳（４）右侧装有径向照明灯（３４）并有径向观察孔（Ｃ），机壳（４）内后部有角度刻度盘总成，刻度盘总成装在固定芯轴（４８）上，旋转部分后端的旋转环（２６）与其后面的内齿轮（２５）用螺钉（４４）相连成为一体，内齿轮（２５）通过轴承（５３）安装在固定芯轴（４８）上，固定芯轴（４８）后部大部分置于机头固定部分机壳（６）内中心部位，并通过支承环（２４）固定到机壳（６）内壁上，支承环（２４）上装有旋转电机（２３），其动力输出轴上的主动齿轮（５２）与内齿轮（２５）相啮合，带动机头旋转部分旋转，支承环（２４）上部装有３６０度磁性限位开关（７），机头固定部分后盖（８）上装有燕尾式机头插板（９），插板（９）与机身最前端的燕尾式机关插槽（３５）相配，其作用是把机头与机身连接成一体，再向后是变径调节机构、被动轮（３７）和轴承座（３８），再向后机身壳内依次是管内机载收发信号系统（３９）、机载机控制系统（４０）和蓄电池组（４１），机身后部是驱动行走机构，机身最后端下部装有一个牵引环（１８），管外监控部分的主机箱（６０）中，包括管外遥控发收信号系统（６１）、图像显示器（６２）、电池组（６３）和直流／交流逆变器（６４），天线（６５）和遥控操作器（６６）与主机之间都用电缆线相连，水平基准靠模总成是一个独立部分，由靠模板（５５）、重锤线（５６）和重锤（５７）组成，靠模板（５５）中部一侧加工成Ｖ形槽，其中心刻有一条基准直线（５８...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶明，王开怀，孙法远，
申请(专利权)人：东营市科威智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]