一种水下石油管道探伤机器人制造技术

本发明专利技术公开的一种水下石油管道探伤机器人。属于水下机器人领域；包括耐压舱组件、旋转式推进装置、管道探伤装置组件、电池放置舱、全向照明装置、竖直螺旋桨及浮标连接装置。本发明专利技术提出的一种用于水下石油管道探伤的机器人，应用于海底悬浮管道以及平铺在海床上面的管道的无损探伤，同时对于垂直的立管也可以进行检测。对于较少的管道环境，可以采用单个机器人进行工作，对于管道复杂的环境，可以采用多个水下管道探伤机器人协同工作，形成机器人群组，整体布局合理，结构简单，在水下石油管道探伤领域具有一定的实用性。伤领域具有一定的实用性。伤领域具有一定的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种水下石油管道探伤机器人


[0001]本专利技术属于水下机器人
，涉及一种水下石油管道探伤机器人。

技术介绍

[0002]现有技术中，海洋石油的开采是一项非常重要的工程，海底石油的开采离不开海底石油管道的铺设。将机器人应用于水下管道的检测应用也越来越广。但是，水下机器人的运动性能、通讯功能、信号传输等方面需要进一步加强。因此，对于水下管道探伤的机器人，特别是对于外部探伤的机器人的研究与开发，对于海洋石油工业是非常有意义的。
[0003]申请号为CN201811340303.2的中国专利技术专利公开了一种基于集成式矢量推进器的模块化水下机器人，集成式矢量推进器分布在水下机器人舱体的左右两侧，能够产生多维度方向推力实现航姿、航深测量和自身姿态控制，在确保水下机器人稳定性的同时具备更强机动性、功能性和智能性，提高复杂海况下的勘探能力，具有广阔的应用前景。但是该专利技术提出的水下机器人的滚转角度只是
‑
90
°
～90
°
，在同一平面内只能实现角度的旋转，实现机器人的转向功能，并不能实现机器人的倒车功能与爬壁功能，所以在机器人的机动性能与运动性能上需要进一步改善与提高。
[0004]申请号为CN201910631314.4的中国专利技术专利公开了一种可调姿的喷水矢量推进圆蝶形水下机器人及其操纵控制方法。该水下机器人包括旋转外壳及内体，其中，旋转外壳包括左蝶形外盖、右蝶形外盖、观察窗和调整砝码。水下机器人提高了水下机器人与工作环境的共融性；不仅提高了水下机器人的多自由度的低速操纵性，而且降低了水下机器人的航行噪声；水下机器人无需任何动密封，保证机器人良好的密封效果。但是，该机器人内部构造复杂，涉及到的机构较多，而且驱动装置复杂，其喷水推进的过程中仅实现5个自由度的矢量转换，并没有完全实现机器人的机动性能提升，专利技术中并未提及该机器人在工作过程中爬壁、倒车等功能，故在机动性能有运动性能方面，还需要进一步提升。
[0005]申请号为CN201911424330.2的中国专利技术专利公开了一种观测级轻便水下机器人，包括耐压控制舱、中央主体、浮力舱和推进器，所述的中央主体分别与耐压控制舱、浮力舱和推进器连接；所述的推进器分为左推进器、右推进器和浮潜推进器，所述的左推进器和右推进器均为矢量推进器，矢量喷口可以左右、上下偏转，使水下机器人增加两个自由度：纵倾和横滚，这样整个水下机器人有五个自由度：进退、转艏、浮潜、纵倾和横滚，更加灵活，使用三台推进器实现了开架式水下机器人八台推进器的推进效果。解决了开架式水下机器人所需推进器多、占用设计空间大、造价高昂等问题。但是，该技术并不能解决机器人在机器人本体在俯仰状态下的稳定状态，不能实现机器人沿壁面爬动的技术难题。
[0006]目前对于水下管道的外部检测的机器人还在开发阶段，大部分管道检测机器人都是内壁检测，这样容易造成管内堵塞或者管道爆裂。海底管道的铺设是十分复杂的，不仅有水平面的铺设，也存在垂直方向的铺设，同时海底管道一般处于服役状态，采用清管方式或者内壁检测的方法是非常困难的，所以对于海底管道外部检测需要进一步研究与开发。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：本专利技术的目的是提供了一种水下石油管道探伤机器人。
[0008]技术方案：本专利技术所述的一种水下石油管道探伤机器人，包括耐压舱组件、旋转式推进装置、管道探伤装置组件、电池放置舱、全向照明装置、浮标连接装置及竖直螺旋桨；
[0009]所述旋转式推进装置总共有三组六个，其中两组四个旋转式推进装置横向放置，置于耐压舱组件的两侧，另外的一组两个旋转式推进装置竖直放置，置于耐压舱组件的前部和后部，呈中心对称布置，通过安设的支撑件进行连接；
[0010]所述电池放置舱置于耐压舱组件的底部，通过安设的电池箱卡扣进行锁紧连接；
[0011]所述全向照明装置置于耐压舱组件的前上部，通过安设的卡扣固定；
[0012]所述浮标连接装置置于耐压舱组件的后上部，通过安设的浮标连接装置固定桩进行固定连接；
[0013]所述竖直螺旋桨置于耐压舱组件的中部轴线处两侧，通过安设的螺旋桨卡板进行固定。
[0014]进一步的，所述耐压舱组件包括耐压舱本体、前部密封件、摄像头外罩、后部密封件以及电缆线头；
[0015]在所诉耐压舱组件的内部放置控制模块以及线路模块，所述耐压舱组件的主要材料为高分子树脂等轻型复合材料；
[0016]所述耐压舱本体包括拱形舱壁、泡沫体、内舱壁、前部连接头及后部连接头；
[0017]所述拱形舱壁的外部和内部都是凹字形状，所述内舱壁的内部与外部都是直线形，所述泡沫体填充在拱形舱壁与内舱壁之间；
[0018]所述耐压舱本体通过锻造的方式进行生产，在内舱壁内部开孔，将泡沫体注入拱形舱壁与内舱壁之间；
[0019]所述前部密封件置于摄像头外罩与耐压舱本体之间，
[0020]所述前部密封件、摄像头外罩及耐压舱本体通过螺栓螺母进行紧固；
[0021]所述后部密封件置于耐压舱本体与电缆线头之间，
[0022]所述后部密封件、耐压舱本体及电缆线头通过螺栓螺母进行紧固。
[0023]进一步的，所述旋转式推进装置包括推进螺旋桨、防水电机控制箱、防水电机密封盖、后部耐压舱上卡扣、后部耐压舱下卡扣、螺旋桨卡板、支撑件、浮标安装固定桩、防水电机、旋转轴承、电机轴固定板及锁紧螺母；
[0024]所述后部耐压舱上卡扣与后部耐压舱下卡扣通过螺栓螺母紧固连接，中间卡紧耐压舱组件；
[0025]所述支撑件与后部耐压舱上卡扣焊接固连，通过螺栓螺母紧固支撑竖向放置的推进螺旋桨；
[0026]所述横向放置的推进螺旋桨通过螺钉与电机轴固定板固定连接；
[0027]所述电机轴固定板通过锁紧螺母与防水电机的旋转轴固定连接，通过防水电机的旋转轴旋转可带动电机轴固定板旋转，从而带动推进螺旋桨转向；
[0028]所述防水电机安装在防水电机控制箱的内部，通过旋转轴承固定防水电机的电机轴，实现无障碍转动；
[0029]所述防水电机密封盖、螺旋桨卡板、后部耐压舱上卡扣、防水电机控制箱、后部耐
压舱下卡扣之间采用螺栓螺母进行禁锢连接；
[0030]所述推进螺旋桨可以通过防水电机的旋转进行360
°
旋转。
[0031]进一步的，所述管道探伤装置组件包括可调探测卡扣、探测器支撑件、方向控制弹簧、弹簧固定件及超声波探测仪；
[0032]所述可调探测卡扣将电池放置舱通过螺栓螺母进行卡紧，固定探测器支撑件；
[0033]所述探测器支撑件与可调探测卡扣铰接，通过铰接头相对转动；
[0034]在所述探测器支撑件上部设置弹簧固定件，所述弹簧固定件与可调探测卡扣之间通过方向控制弹簧连接，在探测器支撑件、可调探测卡扣及方向控制弹簧之间形成稳定的三角形形状；
[0035]所述探测器支撑件的形状为多边形折线形状，每一个折线之间安装一个超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下石油管道探伤机器人，其特征在于，包括耐压舱组件(01)，三组、至少六个旋转式推进装置(02)，管道探伤装置组件(03)，电池放置舱(04)，全向照明装置(05)，浮标连接装置(06)及竖直螺旋桨(07)；其中两组四个所述的旋转式推进装置(02)呈横向放置，安置于耐压舱组件(01)的两侧；另外一组两个所述的旋转式推进装置(02)呈竖直放置，安置于耐压舱组件(01)的前部和后部，且呈中心对称布置，通过安设的支撑件(027)进行连接；所述的电池放置舱(04)安置于耐压舱组件(01)的底部，通过安设的电池箱卡扣(041)进行锁紧连接；所述的全向照明装置(05)安置于耐压舱组件(01)的前上部，通过安设的卡扣进行固定；所述的浮标连接装置(06)置于耐压舱组件(01)的后上部，通过安设的浮标连接装置固定桩(028)进行固定；所述的竖直螺旋桨(07)安置于耐压舱组件(01)的中部轴线处两侧，通过安设的螺旋桨卡板(026)进行固定。2.根据权利要求1所述的一种水下石油管道探伤机器人，其特征在于，所述耐压舱组件(01)包括耐压舱本体(011)、摄像头外罩(013)及电缆线头(015)，在所述耐压舱本体(011)与摄像头外罩(013)之间安设有前部密封件(012)，在所述耐压舱本体(011)与电缆线头(015)之间安设有后部密封件(014)；所述耐压舱本体(011)包括拱形舱壁(0111)、泡沫体(0112)、内舱壁(0113)、前部连接头(0114)及后部连接头(0115)；所述拱形舱壁(0111)的外部和内部均呈凹字形状；所述内舱壁(0113)的内部与外部均呈直线形；所述泡沫体(0112)填充在所述拱形舱壁(0111)与内舱壁(0113)之间；所述前部密封件(012)安置于所述摄像头外罩(013)与耐压舱本体(011)之间；所述后部密封件(014)安置于耐压舱本体(011)与电缆线头(015)之间。3.根据权利要求2所述的一种水下石油管道探伤机器人，其特征在于，所述耐压舱组件(01)采用的材质为高分子树脂轻型复合材料；在所述耐压舱组件(01)的内部还放置有相互连接的控制模块及线路模块；在所述内舱壁(0113)的内部开孔，将泡沫体(0112)通过开设的孔注入至拱形舱(0111)与内舱壁(0113)之间；所述前部密封件(012)、摄像头外罩(013)及耐压舱本体(011)之间通过螺栓螺母进行紧固连接；所述后部密封件(014)、耐压舱本体(011)及电缆线头(015)之间通过螺栓螺母进行紧固连接。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗铭鑫，赵世发，李秀，陈宜，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：