油气管道悬空内检测机器人结构制造技术

本发明专利技术为一种油气管道悬空内检测机器人结构，包括悬空内检测机器人和牵引机器人，悬空内检测机器人包括激振装置和振动信号数据采集储存设备，激振装置基于力锤敲击激励管道；振动信号数据采集储存设备用于采集、分析、储存管道振动信号；牵引机器人用于牵引悬空内检测机器人行进或停止；牵引机器人与悬空内检测机器人万向连接；牵引机器人包括行进驱动装置和里程信号数据采集分析储存设备，行进驱动装置能驱动牵引机器人带动悬空内检测机器人行进，里程信号数据采集分析储存设备用于采集、分析、储存里程数据。本发明专利技术能基于力锤敲击对油气管道进行激励，悬空内检测机器人能随牵引机器人行进与停止，识别出油气管道悬空段的位置与长度。位置与长度。位置与长度。

【技术实现步骤摘要】
油气管道悬空内检测机器人结构


[0001]本专利技术涉及油气管道
，尤其涉及一种基于力锤敲击激励的油气管道悬空内检测机器人结构。

技术介绍

[0002]随着管网体系的日益发展壮大，管道安全检测变得越来越重要。为了保护管道输运的安全，通常将油气管道填埋于地面或海床以下一定深度，以保证管道持久、安全和稳定的输送油气资源。但是，随着地下埋管服役年限的增长，地质运移、洋流冲刷等因素会导致掩埋于地层或海床中的管道敷设状态发生改变。管道敷设状态发生改变后，管道可能出现悬空，这些悬空管道长期暴露于不稳定环境中，并且承受着复杂的工作载荷、环境载荷及意外风险载荷，易产生应力集中、疲劳失效，甚至断裂的情况，严重时可能引发管道事故，为环境带来巨大破坏，为国家带来巨大经济损失。为了避免该类事故的发生，需要对管线的敷设状态进行定期检测，保证管道的正常安全运行。
[0003]目前对管线的检测技术应用较多的是浅底层剖面技术、单/多波束光纤传感技术等一些光电传感技术。这些检测技术虽能辨别出某一区域管线是否存在悬空段，但也存在着成本较高、工作效率低、检测流程复杂、需要单独的铺设配套的辅助检测设备、检测过程中需要较多的人力物力等不足之处。而且现有的检测技术大都采取在管道外部进行检测的方式，对于部分位于山区、河谷沼泽或某些建筑基础设施等特殊地带地区可能无法开展检测。
[0004]由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种油气管道悬空内检测机器人结构，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种油气管道悬空内检测机器人结构，悬空内检测机器人通过牵引机器人实现在油气管道中的行进与停止，其行进与停止更容易实现且控制精度更高；悬空内检测机器人的激振装置对管道进行机械式激励，采集、分析、储存管道振动信号，结合牵引机器人所采集的里程数据，识别出油气管道悬空段的位置与长度，克服了管外检测技术的局限性，在工程实际中有重要价值。
[0006]本专利技术的目的是这样实现的，一种油气管道悬空内检测机器人结构，包括，
[0007]悬空内检测机器人，包括激振装置和振动信号数据采集储存设备，所述激振装置基于力锤敲击激励管道；所述振动信号数据采集储存设备用于采集、分析、储存管道振动信号；
[0008]牵引机器人，用于牵引所述悬空内检测机器人在管道内行进或停止；所述牵引机器人与所述悬空内检测机器人万向连接；所述牵引机器人包括行进驱动装置和里程信号数据采集分析储存设备，所述行进驱动装置能驱动所述牵引机器人带动所述悬空内检测机器人行进，所述里程信号数据采集分析储存设备用于采集、分析、储存里程数据。
[0009]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述激振装置包括步进电机结构、蜗轮蜗杆结构、凸轮结构和力锤结构，所述凸轮结构包括凸轮，所述力锤结构包括力锤，所述步进电机结构通过所述蜗轮蜗杆结构驱动所述凸轮转动，所述凸轮转动以控制所述力锤摆动，所述力锤的第一端摆动以与管道的内壁接触产生瞬时冲击力实现力锤对管道的敲击激励；所述步进电机结构间歇性提供扭矩以使力锤对管道间歇性激励。
[0010]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述激振装置还包括拉伸弹簧结构和压缩弹簧结构，所述拉伸弹簧结构用于增大所述凸轮回程时所述力锤对管道的激振力；所述压缩弹簧结构用于避免力锤与管道产生二次冲击影响管道自由衰减振动。
[0011]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述蜗轮蜗杆结构包括蜗杆和蜗轮，所述蜗杆与所述步进电机结构连接；所述凸轮结构包括凸轮轴，所述凸轮套设于所述凸轮轴上，所述凸轮轴上还套设所述蜗轮，所述步进电机结构的扭矩通过所述蜗杆、所述蜗轮和所述凸轮轴传递至所述凸轮。
[0012]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述悬空内检测机器人包括激振平台，所述激振平台上设置第一透槽和第二透槽，所述激振平台上位于所述第一透槽的一端设置力锤支座，所述力锤的第二端铰接于所述力锤支座上，所述力锤的第一端设置锤头，所述锤头能摆动穿过所述第一透槽；所述凸轮穿设于所述第一透槽内，所述第一透槽的两侧设置凸轮支座，所述凸轮轴转动穿设于所述凸轮支座；所述蜗轮设置于所述第二透槽内，所述激振平台上位于所述第二透槽的两侧设置蜗杆支座，所述蜗杆转动穿设于所述蜗杆支座。
[0013]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述第一透槽的底部设有弹簧托板；所述力锤上套设有力锤环，所述拉伸弹簧结构包括拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的第一端钩挂连接于所述力锤环上，所述拉伸弹簧的第二端连接于所述弹簧托板上；所述压缩弹簧结构包括压缩弹簧，所述压缩弹簧的第一端设置弹簧盖，所述压缩弹簧的第二端连接于所述弹簧托板上。
[0014]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述悬空内检测机器人还包括第一密封舱，所述第一密封舱包括底板、第一端盖和第二端盖，所述底板的两端分别固定连接于所述第一端盖和所述第二端盖的中部；所述底板的一侧与所述第一端盖、所述第二端盖形成激振装置空间，所述激振装置设置于所述激振装置空间内；所述底板的另一侧密封扣合有舱盖，所述底板的另一侧、所述第一端盖、所述第二端盖和所述舱盖之间形成密封腔室，所述振动信号数据采集储存设备包括三轴加速度传感器和振动信号数据储存设备，所述密封腔室内设置第一电池、步进电机驱动器和所述振动信号数据储存设备，所述第二端盖的外侧连接所述三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器用于采集管道振动信号，所述振动信号数据储存设备用于存储所述管道振动信号，所述步进电机驱动器电连接所述步进电机结构；所述第一端盖和所述第二端盖的外侧均连接有第一从动轮组，所述第二端盖的外侧连接第一牵引轴，所述第一牵引轴用于连接所述牵引机器人。
[0015]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述第一从动轮组包括第一从动轮支架，所述第一从动轮支架上连接第一从动轮；所述第二端盖上设有传感器轮支架，所述三轴加速度传感器连接于所述传感器轮支架上。
[0016]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述里程信号数据采集分析储存设备包括里程信号数据分析储存设备和里程轮组，所述里程轮组用于实时采集记录行进里程数据，所述里程信号数据分析储存设备用于分析处理、储存里程数据，所述行进驱动装置包括驱动轮组；
所述牵引机器人包括第二密封舱，所述第二密封舱包括筒体、第三端盖和第四端盖，所述筒体内设置第二电池和所述里程信号数据分析储存设备，所述第四端盖的外侧连接所述驱动轮组和所述里程轮组，所述驱动轮组与所述第二电池电连接；所述第三端盖的外侧连接有第二从动轮组和第二牵引轴，所述第二牵引轴用于连接所述悬空内检测机器人。
[0017]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述驱动轮组包括驱动轮和驱动轮支架，所述驱动轮支架连接于所述第四端盖上，所述驱动轮连接于所述驱动轮支架上；所述里程轮组包括里程轮、里程轮支架和编码器，所述里程轮支架连接于所述第四端盖上，所述里程轮和所述编码器连接于所述里程轮支架上，所述编码器与所述里程信号数据分析储存设备呈无线信号连接。
[0018]由上所述，本专利技术的油气管道悬空内检测机器人结构具有如下有益效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气管道悬空内检测机器人结构，其特征在于，包括，悬空内检测机器人，包括激振装置和振动信号数据采集储存设备，所述激振装置基于力锤敲击激励管道；所述振动信号数据采集储存设备用于采集、分析、储存管道振动信号；牵引机器人，用于牵引所述悬空内检测机器人在管道内行进或停止；所述牵引机器人与所述悬空内检测机器人万向连接；所述牵引机器人包括行进驱动装置和里程信号数据采集分析储存设备，所述行进驱动装置能驱动所述牵引机器人带动所述悬空内检测机器人行进，所述里程信号数据采集分析储存设备用于采集、分析、储存里程数据。2.如权利要求1所述的油气管道悬空内检测机器人结构，其特征在于，所述激振装置包括步进电机结构、蜗轮蜗杆结构、凸轮结构和力锤结构，所述凸轮结构包括凸轮，所述力锤结构包括力锤，所述步进电机结构通过所述蜗轮蜗杆结构驱动所述凸轮转动，所述凸轮转动以控制所述力锤摆动，所述力锤的第一端摆动以与管道的内壁接触产生瞬时冲击力实现力锤对管道的敲击激励；所述步进电机结构间歇性提供扭矩以使力锤对管道间歇性激励。3.如权利要求2所述的油气管道悬空内检测机器人结构，其特征在于，所述激振装置还包括拉伸弹簧结构和压缩弹簧结构，所述拉伸弹簧结构用于增大所述凸轮回程时所述力锤对管道的激振力；所述压缩弹簧结构用于避免力锤与管道产生二次冲击影响管道自由衰减振动。4.如权利要求3所述的油气管道悬空内检测机器人结构，其特征在于，所述蜗轮蜗杆结构包括蜗杆和蜗轮，所述蜗杆与所述步进电机结构连接；所述凸轮结构包括凸轮轴，所述凸轮套设于所述凸轮轴上，所述凸轮轴上还套设所述蜗轮，所述步进电机结构的扭矩通过所述蜗杆、所述蜗轮和所述凸轮轴传递至所述凸轮。5.如权利要求4所述的油气管道悬空内检测机器人结构，其特征在于，所述悬空内检测机器人包括激振平台，所述激振平台上设置第一透槽和第二透槽，所述激振平台上位于所述第一透槽的一端设置力锤支座，所述力锤的第二端铰接于所述力锤支座上，所述力锤的第一端设置锤头，所述锤头能摆动穿过所述第一透槽；所述凸轮穿设于所述第一透槽内，所述第一透槽的两侧设置凸轮支座，所述凸轮轴转动穿设于所述凸轮支座；所述蜗轮设置于所述第二透槽内，所述激振平台上位于所述第二透槽的两侧设置蜗杆支座，所述蜗杆转动穿设于所述蜗杆支座。6.如权利要求5所述的油气管道悬空内检测机器人结构，其特征在于，所述第一透槽的底部设有弹簧托板；所述力锤上套设有力锤环，所述拉伸弹簧结构包括拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的第一端钩挂连接于所述力锤环上，所述拉伸弹簧的第二端连接于所述弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：张行，段志文，王路路，李振林，唐步云，陈铭浩，高孟琦，张仕民，朱霄霄，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：