一种可变径的电缆排管机器人及使用方法、应用技术

本发明专利技术属于电缆技术领域，公开了一种可变径的电缆排管机器人及使用方法、应用，机器人包括破拆机构、前行进舱和后行进舱，前行进舱、后行进舱能够带动破拆机构沿排管方向来回往复运动；破拆机构包括驱动电机、旋转电机、刀具和推动刀丝杆，该驱动电机能够带动推动刀丝杆沿水平方向往复运动，从而带动刀具沿纵向圆周方向伸展，实现刀具的变径。本机器人在清障过程中可根据障碍物情况动态调整刀具的张开和闭合程度，实现障碍物无死角清除，能够更好地满足在电力排管出现微小形变、管材连接处、微小转弯处等出现微小幅度形变的管道疏通需求。小转弯处等出现微小幅度形变的管道疏通需求。小转弯处等出现微小幅度形变的管道疏通需求。

【技术实现步骤摘要】
一种可变径的电缆排管机器人及使用方法、应用


[0001]本专利技术属于电缆
，尤其是一种可变径的电缆排管机器人及使用方法、应用。

技术介绍

[0002]电缆排管敷设作为满足电缆线路入地工程的重要电力通道，以其较强的耐热防水性、抗冻性、耐腐蚀性、抗渗性、较长的使用寿命，可有效地提高电力系统供电的可靠性，得到了越来越广泛的应用。电缆排管的建设多采用“先集中建，后期分用”的技术特点，现存备用管道规模巨大。由于在建设过程中存在接口处管口错位、管口未完全对接、外力导致局部破损情况下异物进入等情况发生，造成排管的堵塞，即使只出现在排管某一处点位上，同样会导致相邻排管的其他处点位无法使用，造成前期投资的白白浪费。排管堵塞传统的疏通方式主要包括“拉牛疏通”、“明破开挖”及废弃重新铺设，并存在着适用范围小、成功率低、耗时长、资金耗费高等缺点。由于排管堵塞问题造成在后期的电缆敷设过程中无法按时敷设，无法按期完工，造成项目延期，给公司和企业造成了严重影响。当传统的电缆排管疏通方式已经难以满足实际作业的需要时，需要有新的作业形式和方法用以替代传统的电缆排管疏通方式，以实现高效疏通、节约成本、降低作业强度、提高作业安全性等特点来解决电缆管道堵塞清除修复的难题。
[0003]现有技术的排管巡检机器人一般只能适用于一种固定内径的管道，其刀具一般采用类盾构机的切削刀盘，即通过采用与排管直径几近相同的圆柱形轮廓结构刀具对堵塞物进行切割，刀具的结构形状为圆柱筒状，结构为锯齿状，内置阶梯状环齿形刀具，以旋转切割的方式进行作业。但实际生产工作中，电力排管的材质主要为MPP或CPVC，这类材质本身具备一定的韧性，以更好地满足某些复杂环境条件下工况。排管内部的直径并非完全不变，其在管材连接处、微小转弯处均会出现小幅度的形变。在这种情况下，固定直径的机器人和刀具很难发挥作用，强行推进切割不仅会导致破拆机构卡死，甚至会造成损坏管壁的不良后果。
[0004]因此，亟需研发一种可变径的电缆排管的相关设备。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种可变径的电缆排管机器人及使用方法、应用。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种可变径的电缆排管机器人，所述机器人能够与电缆排管的内部滑动可拆卸相连接设置，所述电缆排管沿水平方向设置，所述机器人包括破拆机构、前行进舱和后行进舱，所述破拆机构、前行进舱和后行进舱均沿水平方向设置，所述破拆机构、前行进舱和后行进舱沿水平方向依次同轴相连接设置，所述前行进舱、后行进舱能够带动破拆机构沿排管方向来回往复运动；
[0008]所述破拆机构包括驱动电机、旋转电机、刀具和推动刀丝杆，所述驱动电机、推动刀丝杆均沿水平方向设置，所述旋转电机、刀具呈环形、沿纵向设置，且驱动电机、旋转电机、刀具依次沿水平方向同轴相连接设置，所述推动刀丝杆同轴套装设置于旋转电机、刀具的内部，该推动刀丝杆的水平一端与驱动电机相连接设置，该推动刀丝杆的水平另一端与刀具相连接设置，该驱动电机能够推动刀丝杆沿水平方向往复运动，从而带动刀具沿纵向圆周方向伸展，实现刀具的变径，该旋转电机能够通过推动刀丝杆带动刀具沿纵向圆周旋转，实现刀具的切割打磨。
[0009]进一步地，所述机器人还包括摄像头和LED灯，所述摄像头和LED灯通过轴承相连接设置于推动刀丝杆的水平另一端，该摄像头和LED灯套装设置于固体套管内。
[0010]进一步地，所述刀具包括张紧连杆、平行杆、张紧支撑块、刀片、张紧驱动板和固定套管，张紧连杆、平行杆、张紧支撑块、刀片均设置为多个，且设置数量相同，所述张紧驱动板、固定套管呈环形沿纵向设置，且该张紧驱动板、固定套管沿水平方向同轴相连接设置，张紧驱动板通过导向轴与固定套管相连接设置；所述导向轴同轴套装设置于张紧驱动板、固定套管的内部，且该导向轴沿纵向圆周方向均布间隔设置有多根；
[0011]多个张紧连杆沿圆周方向均布间隔设置于张紧驱动板上，张紧连杆的一端与张紧驱动板活动铰装相连接设置，张紧连杆的另一端与一平行杆活动铰装相连接设置；所述平行杆沿圆周方向均布间隔设置于固定套管上，平行杆的一端与固定套管活动铰装相连接设置，该平行杆的另一端与一张紧支撑块活动铰装设置，张紧支撑块上固装设置有刀片，该刀片的刀头延伸设置于张紧支撑块的水平外侧，所述张紧连杆、平行杆、张紧支撑块、刀片对应设置，该张紧连杆与平行杆的相对运动能够带动张紧支撑块和刀片沿水平方向运动和圆周旋转运动；
[0012]所述张紧驱动板通过推动刀丝杆与驱动电机的电机中通轴相连接设置；在工作状态下，驱动电机工作，推动刀丝杆向前，推动固定套管向前，远离张紧驱动板，由于张紧驱动板通过张紧连杆、平行杆与固定套管、张紧支撑块活动铰装相连接设置，张紧驱动板和固定套管产生相对位移，使得张紧连杆带动平行杆打开至设定的角度；旋转电机转子连接推动刀丝杆，转子运动带动推动刀丝杆转动，进而带动张紧驱动板、固定套管转动，带动刀片高速旋转切割破碎障碍物；
[0013]或者，所述刀片通过铣刀盘与张紧支撑块相连接设置。
[0014]进一步地，所述前行进舱和后行进舱的结构相同，该前行进舱和后行进舱沿水平方向对称设置，所述前行进舱和后行进舱均包括定心机构、行走机构、动力气缸和张紧固定环，所述张紧固定环呈环形、且沿水平方向设置，所述定心机构同轴套装相连接设置于张紧固定环的中空内部，且该定心机构与动力气缸与相连接设置，所述动力气缸能够使得定心机构呈张开或闭合状态，定心机构能够使得本机器人在运动和疏通时的轴线均能够与管道的轴线保持重合，所述行走机构沿纵向圆周方向均布设置有多个，该行走机构的一端与定心机构相连接设置，行走机构的另一端延伸设置于张紧固定环的外侧，该行走机构能够与排管的内壁相连接设置。
[0015]进一步地，所述张紧固定环的水平两端分别设置有张紧固定板，所述动力气缸通过张紧固定板与张紧固定环相连接设置，或者，所述动力气缸为中空回转气缸；或者，所述前行进舱还包括第二动力气缸，所述前行进舱通过第二动力气缸与破拆机构的驱动电机相
连接设置。
[0016]进一步地，所述定心机构包括定心张紧驱动板、定心固定套管、定心张紧连杆、定心平行杆和定心张紧支撑块，所述定心张紧驱动板、定心固定套管呈环形沿纵向设置，且该定心张紧驱动板、定心固定套管沿水平方向同轴相连接设置，所述定心张紧连杆、定心平行杆、定心张紧支撑块均设置有多个，且多个定心张紧连杆沿圆周方向均布设置于定心张紧驱动板上，定心张紧连杆的一端与定心张紧驱动板活动铰装相连接设置，定心张紧连杆的另一端与一定心平行杆活动铰装相连接设置；多个定心平行杆沿圆周方向均布设置于定心固定套管上，该定心平行杆的一端与定心固定套管活动铰装相连接设置，该定心平行杆的另一端与一定心张紧支撑块活动铰装设置，所述定心张紧支撑块与行走机构相连接设置，该行走机构能够与排管的内壁相连接设置，行走机构能够带动定心机构在排管内部沿水平方向来回往复运动；
[0017]所述定心张紧驱动板、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变径的电缆排管机器人，其特征在于：所述机器人能够与电缆排管的内部滑动可拆卸相连接设置，所述电缆排管沿水平方向设置，所述机器人包括破拆机构（4）、前行进舱（3）和后行进舱（1），所述破拆机构（4）、前行进舱（3）和后行进舱（1）均沿水平方向设置，所述破拆机构（4）、前行进舱（3）和后行进舱（1）沿水平方向依次同轴相连接设置，所述前行进舱（3）、后行进舱（1）能够带动破拆机构（4）沿排管方向来回往复运动；所述破拆机构（4）包括驱动电机（401）、旋转电机（402）、刀具和推动刀丝杆（405），所述驱动电机（401）、推动刀丝杆（405）均沿水平方向设置，所述旋转电机（402）、刀具呈环形、沿纵向设置，且驱动电机（401）、旋转电机（402）、刀具依次沿水平方向同轴相连接设置，所述推动刀丝杆（405）同轴套装设置于旋转电机（402）、刀具的内部，该推动刀丝杆（405）的水平一端与驱动电机（401）相连接设置，该推动刀丝杆（405）的水平另一端与刀具相连接设置，该驱动电机（401）能够带动推动刀丝杆（405）沿水平方向往复运动，从而带动刀具沿纵向圆周方向伸展，实现刀具的变径，该旋转电机（402）能够通过推动刀丝杆（405）带动刀具沿纵向圆周旋转，实现刀具的切割打磨。2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：所述机器人还包括摄像头和LED灯，所述摄像头和LED灯通过轴承相连接设置于推动刀丝杆（405）的水平另一端，该摄像头和LED灯套装设置于固体套管内。3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：所述刀具包括张紧连杆（406）、平行杆（412）、张紧支撑块（408）、刀片（410）、张紧驱动板（411）和固定套管（407），张紧连杆（406）、平行杆（412）、张紧支撑块（408）、刀片（410）均设置为多个，且设置数量相同，所述张紧驱动板（411）、固定套管（407）呈环形沿纵向设置，且该张紧驱动板（411）、固定套管（407）沿水平方向同轴相连接设置，张紧驱动板（411）通过导向轴（404）与固定套管（407）相连接设置；所述导向轴（404）同轴套装设置于张紧驱动板（411）、固定套管（407）的内部，且该导向轴（404）沿纵向圆周方向均布间隔设置有多根；多个张紧连杆（406）沿圆周方向均布间隔设置于张紧驱动板（411）上，张紧连杆（406）的一端与张紧驱动板（411）活动铰装相连接设置，张紧连杆（406）的另一端与一平行杆（412）的中部活动铰装相连接设置；所述平行杆（412）沿圆周方向均布间隔设置于固定套管（407）上，平行杆（412）的一端与固定套管（407）活动铰装相连接设置，该平行杆（412）的另一端与一张紧支撑块（408）活动铰装设置，张紧支撑块（408）上固装设置有刀片（410），该刀片（410）的刀头延伸设置于张紧支撑块（408）的水平外侧，所述张紧连杆（406）、平行杆（412）、张紧支撑块（408）、刀片（410）对应设置，该张紧连杆（406）与平行杆（412）的相对运动能够带动张紧支撑块（408）和刀片（410）沿水平方向运动和圆周旋转运动；所述张紧驱动板（411）通过推动刀丝杆（405）与驱动电机（401）的电机中通轴相连接设置；在工作状态下，驱动电机（401）工作，推动刀丝杆（405）向前，推动固定套管（407）向前，远离张紧驱动板（411），由于张紧驱动板（411）通过张紧连杆（406）、平行杆（412）与固定套管（407）、张紧支撑块（408）活动铰装相连接设置，张紧驱动板（411）和固定套管（407）产生相对位移，使得张紧连杆（406）带动平行杆（412）打开至设定的角度；旋转电机（402）转子连接推动刀丝杆（405），转子运动带动推动刀丝杆（405）转动，进而带动张紧驱动板（411）、固定套管（407）转动，带动刀片（410）高速旋转切割破碎障碍物；或者，所述刀片（410）通过铣刀盘（409）与张紧支撑块（408）相连接设置。
4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：所述前行进舱（3）和后行进舱（1）的结构相同，该前行进舱（3）和后行进舱（1）沿水平方向对称设置，所述前行进舱（3）和后行进舱（1）均包括定心机构、行走机构、动力气缸（301）和张紧固定环（306），所述张紧固定环（306）呈环形、且沿水平方向设置，所述定心机构同轴套装相连接设置于张紧固定环（306）的中空内部，且该定心机构与动力气缸（301）与相连接设置，所述动力气缸（301）能够使得定心机构呈张开或闭合状态，定心机构能够使得本机器人在运动和疏通时的轴线均能够与管道的轴线保持重合，所述行走机构沿纵向圆周方向均布设置有多个，该行走机构的一端与定心机构相连接设置，行走机构的另一端延伸设置于张紧固定环（306）的外侧，该行走机构能够与排管的内壁相连接设置。5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于：所述张紧固定环（306）的水平两端分别设置有张紧固定板（307），所述动力气缸（301）通过张紧固定板（307）与张紧固定环（306）相连接设置，或者，所述动力气缸（301）为中空回转气缸；或者，所述前行进舱（3）还包括第二动力气缸（309），所述前行进舱（3）通过第二动力气缸（309）与破拆机构（4）的驱动电机（401）相连接设置。6.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于：所述定心机构包括定心张紧驱动板（315）、定心固定套管（310）、定心张紧连杆（302）、定心平行杆（305）和定心张紧支撑块（304），所述定心张紧驱动板（315）、定心固定套管（310）呈环形沿纵向设置，且该定心张紧驱动板（315）、定心固定套管（31...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝泽琪，刘玉珩，杨晨，谢宇，王君鹏，苏鹏，任树清，许然然，周宝柱，刘向坤，梁顺顺，孙鹏，杨洲，孙福锋，张涛，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：