一种流体压差驱动式管道机器人制造技术

本发明专利技术是一种流体压差驱动式管道机器人，包括后舱、前舱、连接组件、支撑组件、里程组件和调速组件；所述后舱与所述前舱通过所述连接组件连接，所述里程组件设置在所述后舱的左端，所述后舱的右端设置有不少于三组的所述支撑组件，所述前舱的左端设置有不少于三组的所述支撑组件，所述调速组件设置在所述前舱的右端。所述的一种流体压差驱动式管道机器人实现了驱动、调速、变径三大功能，而且结构简单，成本低廉，易于控制，安全性高，工作距离大；适用于小口径油气管道，结构紧凑，节省机器人内部空间，无需复杂控制，占用空间小，响应灵敏；避免了线缆暴露缠绕在连接机构外的缺点，实现了对线缆的保护功能，安全性高。安全性高。安全性高。

【技术实现步骤摘要】
一种流体压差驱动式管道机器人


[0001]本专利技术涉及油气管道运输
，尤其涉及一种流体压差驱动式管道机器人。

技术介绍

[0002]为满足多种类型的管内作业需求，管道机器人随之产生。管道机器人是工作于管道内特定空间的智能装备，用来完成管道内部的缺陷检测、防腐涂层的涂敷、管壁的清洁、管内修复等任务。研究并设计具有实际工程化应用价值的管道机器人能够极大地提高了管内检测和管内作业的准确性和可靠性，提高工作效率，降低成本。由于管道内部的空间有限、结构环境较为复杂,因此设计变径范围大、环境适应性强、灵活性好、越障能力强的结构，是实现机器人管内高效作业的必要条件。
[0003]目前的管道机器人按照驱动方式的不同可分为外部驱动、自主驱动以及流体压差驱动。外部驱动能源供给方式稳定，但由于线缆长度限制，机器人作业区间较短；自主驱动速度稳定性强，越障能力强，但续航时间有限。流体压差驱动结构简单，能源供给不受限制，作业区间大，但流体对运动稳定性影响大。根据机器人在管道内部运行的运动方式，又可以分为流体压差式、轮式、履带式、蠕动式、螺旋式、多足爬行式、蛇形式等类型。他们在驱动能力、管道适应性、结构复杂程度、制造成本等方面各有侧重。且大部分管道机器人体积庞大，不适用于对小口径管道进行检测和维护。
[0004]超声检测、漏磁检测和涡流损检测等常用的管道内检测技术，检测效果都受检测器运行速度的影响，一般速度持续稳定在2m/s左右时检测效果最佳，为了保证检测数据的有效性，必须保证将管道机器人的运行速度控制在上述范围之内，然而不论是输水管道还是油气管道，介质流动速度都超过了这一范围，且管内管外情况复杂多变，也将引起内检测器运行速度的剧烈变化(瞬时速度最高可达25m/s)。不仅会造成检测系统检测效果不理想甚至出现漏检，更会导致管道机器人高速碰撞管壁造成损坏，引发严重的工程事故。
[0005]为此，设计一种流体压差驱动式管道机器人，解决以上问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术为克服以上不足，提供一种流体压差驱动式管道机器人，包括后舱、前舱、连接组件、支撑组件、里程组件和调速组件；
[0007]所述后舱与所述前舱通过所述连接组件连接，所述里程组件设置在所述后舱的左端，所述后舱的右端设置有不少于三组的所述支撑组件，所述前舱的左端设置有不少于三组的所述支撑组件，所述调速组件设置在所述前舱的右端；
[0008]所述里程组件包括不少于三组里程机构，每组所述里程机构包括里程轮杆、里程轮和第一弹簧，所述里程轮杆一端铰接在所述后舱的左端面上，所述里程轮均固定在所述里程轮杆的另一端，所述第一弹簧固定设置所述里程轮杆与所述后舱之间使所述里程轮杆朝外展开；
[0009]所述连接组件包括第一万向节段、中万向节管、第二万向节段、后万向节管和前万
向节管，所述第一万向节段与所述第二万向节段结构相同且两端为球状体，所述后万向节管固定设置在所述后舱的右端，所述前万向节管固定设置在所述前舱的左端，所述后万向节管与所述中万向节管之间通过所述第一万向节段连接，所述中万向节管与所述前万向节管之间通过所述第二万向节段连接；
[0010]所述支撑组件组件包括限位槽、支撑杆和支撑轮，所述支撑杆的一端设置在所述限位槽内，所述支撑杆与所述限位槽底部之间固定设有第二弹簧，所述支撑轮固定设置在所述支撑杆的另一自由端；
[0011]所述调速组件包括定盘、动盘、电机和传动轴，所述动盘盖在所述定盘外，所述定盘由定底盘和定皮碗碗瓣组成，所述定底盘固定设置在所述前舱的右端，所述定皮碗碗瓣由弹性材料制成，所述定皮碗碗瓣固定在所述定底盘的周边，所述动盘由动底盘和动皮碗碗瓣组成，所述动底盘设置在所述定底盘的右端，所述动皮碗碗瓣由弹性材料制成，所述动皮碗碗瓣固定在所述动底盘的周边，所述电机固定设置在所述前舱内，所述动底盘通过所述传动轴与所述电机的输出轴连接。
[0012]进一步，为了记录所述里程轮的转动数据，优选的，所述里程轮杆上还固定设有光电传感器。
[0013]进一步，为了降低流体阻力，优选的，所述动盘的右端固定设有球弧状的前盖。
[0014]进一步，为了防止线缆缠绕，优选的，所述第一万向节段与所述第二万向节段均开设有左右贯穿的通线孔。
[0015]优选的，所述定皮碗碗瓣与所述动皮碗碗瓣均由聚氨酯制成。
[0016]优选的，所述定底盘与所述动底盘均由不锈钢材料制成。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术所述的一种流体压差驱动式管道机器人通过驱动动盘控制流体通量实现了驱动、调速、变径三大功能，而且结构简单，成本低廉，易于控制，安全性高，工作距离大；
[0019]所述的一种流体压差驱动式管道机器人适用于小口径油气管道，结构紧凑，在管道定位方面，选用结构最为简单的里程轮定位方式，节省机器人内部空间，在变径方面，支撑组件和里程组件选用被动调节式变径，无需复杂控制，占用空间小，响应灵敏；
[0020]所述的一种流体压差驱动式管道机器人的通信线缆可以在内部走线，避免了线缆暴露缠绕在连接机构外的缺点，实现了对线缆的保护功能，安全性高。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术的主视图；
[0023]图3为本专利技术的俯视图；
[0024]图4为图3中A
‑
A向的剖面结构示意图；
[0025]图5为本专利技术的左视图；
[0026]图6为本专利技术的右视图；
[0027]图7为本专利技术所述限位支撑组件的结构示意图；
[0028]图8为本专利技术所述第一万向节段的结构示意图；
[0029]图9为本专利技术所述定盘的结构示意图；
[0030]图10为本专利技术所述动盘的结构示意图。
[0031]其中：
[0032]1‑
里程轮杆；2
‑
光电传感器；3
‑
里程轮；4
‑
第一弹簧；5
‑
后舱；6
‑
第一万向节段；7
‑
中万向节管；8
‑
第二万向节段；9
‑
后万向节管；10
‑
前万向节管；11
‑
限位槽；12
‑
支撑杆；13
‑
支撑轮；14
‑
前舱；
[0033]15
‑
定盘；151
‑
定底盘；152
‑
定皮碗碗瓣；
[0034]16
‑
动盘；161
‑
动底盘；162
‑
动皮碗碗瓣；
[0035]17
‑
前盖；18
‑
第二弹簧；19
‑
电机；20
‑
传动轴。
具体实施方式
[0036]以下将结合本专利技术的实施例参照附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流体压差驱动式管道机器人，其特征在于，包括后舱(5)、前舱(14)、连接组件、支撑组件、里程组件和调速组件；所述后舱(5)与所述前舱(14)通过所述连接组件连接，所述里程组件设置在所述后舱(5)的左端，所述后舱(5)的右端设置有不少于三组的所述支撑组件，所述前舱(14)的左端设置有不少于三组的所述支撑组件，所述调速组件设置在所述前舱(14)的右端；所述里程组件包括不少于三组里程机构，每组所述里程机构包括里程轮杆(1)、里程轮(3)和第一弹簧(4)，所述里程轮杆(1)一端铰接在所述后舱(5)的左端面上，所述里程轮(3)均固定在所述里程轮杆(1)的另一端，所述第一弹簧(4)固定设置所述里程轮杆(1)与所述后舱(5)之间使所述里程轮杆(1)朝外展开；所述连接组件包括第一万向节段(6)、中万向节管(7)、第二万向节段(8)、后万向节管(9)和前万向节管(10)，所述第一万向节段(6)与所述第二万向节段(8)结构相同且两端为球状体，所述后万向节管(9)固定设置在所述后舱(5)的右端，所述前万向节管(10)固定设置在所述前舱的左端，所述后万向节管(9)与所述中万向节管(7)之间通过所述第一万向节段(6)连接，所述中万向节管(7)与所述前万向节管(10)之间通过所述第二万向节段(8)连接；所述支撑组件组件包括限位槽(11)、支撑杆(12)和支撑轮(13)，所述支撑杆(12)的一端设置在所述限位槽(11)内，所述支撑杆(12)与所述限位槽(11)底部之间固定设有第二弹簧(18)，所述支撑轮(13)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽鹏，胡莉莉，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：