本發(fā)明涉及管道檢測(cè)裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種管道輪式爬行裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有許多管道用于輸送高溫高壓氣體，有毒放射性物質(zhì)，強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕流體，這類管道長(zhǎng)期承受高溫高壓腐蝕等損壞，極易發(fā)生泄漏現(xiàn)象，由于管道內(nèi)輸送特殊流體，一旦管道破損，若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)引起火災(zāi)爆炸，人員中毒等事故。由于管道內(nèi)輸送流體的危險(xiǎn)性，以及管道布置的錯(cuò)綜復(fù)雜，這類管道根本不能靠工作人員進(jìn)行檢測(cè)，因此，亟待設(shè)計(jì)出一種能在管道外壁進(jìn)行移動(dòng)的裝置來完成管道檢測(cè)的工作。

現(xiàn)有的管道外壁的檢測(cè)裝置一般采用蠕動(dòng)式、螺旋式、滾動(dòng)式、交替攀爬等多種移動(dòng)方式，但是普遍存在如下缺點(diǎn)：1，不能跨越管道上的障礙，很難通過彎管或者十字管道；2，檢測(cè)裝置與管道固定不牢靠；3，對(duì)于一根外徑連續(xù)變化的管道，運(yùn)行不平穩(wěn)。

中國(guó)實(shí)用新型專利(授權(quán)公告號(hào)為CN 2747088Y授權(quán)公告日為2005.12.21)公開了一種單電機(jī)單驅(qū)動(dòng)直進(jìn)輪式小型管道機(jī)器人移動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)器人適用在小直徑的直管道內(nèi)移動(dòng)，不適用彎管的爬行。再如中國(guó)發(fā)明專利(授權(quán)公告號(hào)CN101138994A授權(quán)公告日2009.6.24)公開了一種輪式永磁吸附管道爬行機(jī)器人，是一種能在傾斜管道上沿管道軸向運(yùn)動(dòng)的裝置；該機(jī)器人能在管道外壁移動(dòng)，該機(jī)器人在其底部安裝永磁吸附機(jī)構(gòu)，通過永磁吸附機(jī)構(gòu)與管道間的吸引力使小車在任何角度，任何位置可靠的吸附在管道外壁上，不發(fā)生脫落，但是由于磁力的不穩(wěn)定性，磁力會(huì)受到外界的干擾較大，而且磁力的大小較難把控，磁力太大，會(huì)對(duì)小車的運(yùn)行造成較大的阻力，因此，采用磁力固定的方式較難在實(shí)際中得到應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種管道輪式爬行裝置，該管道輪式爬行裝置具有與管道固定牢靠，能平穩(wěn)通過外徑連續(xù)變化的管道，以及能通過各類彎管或十字管的特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

管道輪式爬行裝置，包括車架、主動(dòng)輪系、從動(dòng)輪系與檢測(cè)傳感器；

所述車架包括主支撐板、側(cè)支撐板與連接板，所述主支撐板兩端分別通過連接板與側(cè)支撐板連接，所述主支撐板、側(cè)支撐板以及連接板形成六邊形的五條邊，所述六邊形缺失的一條邊形成車架的開口端；所述主支撐板上設(shè)有主動(dòng)輪系，所述側(cè)支撐板上設(shè)有從動(dòng)輪系，所述連接板上設(shè)有檢測(cè)傳感器；

所述主動(dòng)輪系包括主動(dòng)輪、驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)以及與所述主動(dòng)輪連接的第一壓緊機(jī)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括與主支撐板固定的轉(zhuǎn)向座和設(shè)于轉(zhuǎn)向座上的驅(qū)動(dòng)組件與從動(dòng)組件，所述驅(qū)動(dòng)組件包括轉(zhuǎn)向電機(jī)，主動(dòng)轉(zhuǎn)向軸與主動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪；所述主動(dòng)轉(zhuǎn)向軸上端與轉(zhuǎn)向電機(jī)連接，所述主動(dòng)轉(zhuǎn)向軸中部與主動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪連接；所述從動(dòng)組件包括從動(dòng)轉(zhuǎn)向軸與從動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪，所述從動(dòng)轉(zhuǎn)向軸中部與從動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪連接，所述從動(dòng)轉(zhuǎn)向軸下端內(nèi)設(shè)有空腔，所述從動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪與主動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪相嚙合；所述第一壓緊機(jī)構(gòu)包括第一伸縮桿與第一壓縮彈簧，所述第一伸縮桿上端穿過轉(zhuǎn)向座套設(shè)于從動(dòng)轉(zhuǎn)向軸的空腔內(nèi)，所述第一伸縮桿下端與主動(dòng)輪固定，所述伸縮桿上套有第一壓縮彈簧，所述第一壓縮彈簧一端抵頂在轉(zhuǎn)向座上，所述第一壓縮彈簧另一端與主動(dòng)輪固定；所述主動(dòng)輪上設(shè)有驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪直行的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；

所述從動(dòng)輪系包括從動(dòng)輪、與所述從動(dòng)輪連接的第二壓緊機(jī)構(gòu)以及固定第二壓緊機(jī)構(gòu)的安裝座；所述第二壓緊機(jī)構(gòu)包括滑道、第二伸縮桿與第二壓縮彈簧，所述滑道與安裝座固定，所述第二伸縮桿上端穿過安裝座套設(shè)于滑道內(nèi)，所述第二伸縮桿下端與從動(dòng)輪固定，所述第二伸縮桿上套有第二壓縮彈簧，所述第二壓縮彈簧一端抵頂在安裝座上，所述彈簧另一端與從動(dòng)輪固定。

作為優(yōu)選，所述主動(dòng)輪為定向輪，所述從動(dòng)輪為萬向輪。

作為優(yōu)選，所述主動(dòng)輪與從動(dòng)輪沿圓周方向均勻布置。均勻布置主動(dòng)輪與從動(dòng)輪有利于裝置的平衡，在管道上爬行更加平穩(wěn)。

作為優(yōu)選，所述第一伸縮桿與第二伸縮桿均為方形桿，所述與第一伸縮桿配合的空腔以及與第二壓縮桿配合的滑道均為方形。具有方形結(jié)構(gòu)的第一伸縮桿與第二伸縮桿有利于定向輪的轉(zhuǎn)向操作。

作為優(yōu)選，所述車架開口端的長(zhǎng)度大于管道的直徑。開口端的長(zhǎng)度若太小，不利于將該裝置安裝于管道上，需將該裝置的開口用力拉開后卡入管道，長(zhǎng)時(shí)間的拉動(dòng)會(huì)使支架變形。

作為優(yōu)選，所述主動(dòng)轉(zhuǎn)向軸與主動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪鍵連接，所述從動(dòng)轉(zhuǎn)向軸與從動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪鍵連接。

作為優(yōu)選，所述管道輪式爬行裝置在管道外壁爬行過程中第一壓縮彈簧與第二壓縮彈簧均為壓縮狀態(tài)；所述滑道與空腔的深度大于管道最大外直徑與最小外直徑的差值。壓縮狀態(tài)的彈簧為主動(dòng)輪與從動(dòng)輪提供壓緊力，使爬行裝置與管道固定更牢靠；對(duì)于外徑連續(xù)變化的管道，第一壓緊機(jī)構(gòu)中的第一伸縮桿在空腔上下移動(dòng)，第二壓緊機(jī)構(gòu)中第二伸縮桿在滑道上下移動(dòng)，可靈活地適應(yīng)管道外徑的變化，滑道與空腔的深度取決于管道外徑的變化差值。

作為優(yōu)選，所述主動(dòng)輪系包括兩個(gè)主動(dòng)輪，兩個(gè)所述主動(dòng)輪上均設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括兩組從動(dòng)組件，兩組從動(dòng)組件以主動(dòng)轉(zhuǎn)向軸的軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱布置；兩個(gè)所述主動(dòng)輪上均設(shè)有第一壓緊機(jī)構(gòu)。相比于主動(dòng)輪系上只設(shè)一個(gè)主動(dòng)輪，具有兩個(gè)主動(dòng)輪的主動(dòng)輪系且每個(gè)主動(dòng)輪上均設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其具有更大的驅(qū)動(dòng)力，保證其爬行的速度。

作為優(yōu)選，所述從動(dòng)輪系包括兩個(gè)從動(dòng)輪，兩個(gè)所述從動(dòng)輪上均設(shè)有第二壓緊機(jī)構(gòu)。相比于從動(dòng)輪系上只設(shè)有一個(gè)從動(dòng)輪，具有兩個(gè)從動(dòng)輪的從動(dòng)輪系且每個(gè)從動(dòng)輪上均設(shè)有第二壓緊機(jī)構(gòu)，其具有更大的壓緊力，其與管道固定更牢靠。

作為優(yōu)選，所述連接板上開有減重槽。通過減輕車架的重量，一方面減輕該裝置的負(fù)重，增加爬行的速度，防止其從管道上脫落；另一方面，為車架預(yù)留擴(kuò)充空間，其減重槽上可裝入其他所需零件。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1，本發(fā)明的車架的外形結(jié)構(gòu)為六邊形的五條邊，不僅與管道配合穩(wěn)定而且具有較大的擴(kuò)充空間。

2，該管道輪式爬行裝置中的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)能控制主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向，使其通過各類彎管或十字管。

3，該管道輪式爬行裝置中第一壓緊機(jī)構(gòu)與第二壓緊機(jī)構(gòu)，不僅能將主動(dòng)輪與從動(dòng)輪壓緊在管道上，而且可以適應(yīng)外徑連續(xù)變化的管道。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的主視圖；

圖3為圖2中B-B剖視圖；

圖4為圖2中A-A剖視圖；

圖5為本發(fā)明與管道配合結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中各部件標(biāo)號(hào)如下：車架1、主支撐板11、側(cè)支撐板12、連接板13(其中，包括減重槽13a)、開口端14、主動(dòng)輪系2(其中，包括主動(dòng)輪(定向輪)21、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)22、第一壓緊機(jī)構(gòu)23、第一伸縮桿23a、第一壓縮彈簧23b、轉(zhuǎn)向座24、驅(qū)動(dòng)組件25、轉(zhuǎn)向電機(jī)25a、主動(dòng)轉(zhuǎn)向軸25b、主動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪25c、從動(dòng)組件26、從動(dòng)轉(zhuǎn)向軸26a、從動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪26b、空腔26c)、從動(dòng)輪系3(其中，包括安裝座31、第二壓緊機(jī)構(gòu)32、滑道32a、第二伸縮桿32b、第二壓縮彈簧32c、從動(dòng)輪(萬向輪)33)、檢測(cè)傳感器4、管道5。

具體實(shí)施方式

為更好地理解本發(fā)明，以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

結(jié)合圖1與圖2所示，管道輪式爬行裝置，包括車架1，主動(dòng)輪系2，從動(dòng)輪系3，檢測(cè)傳感器4；

車架1包括主支撐板11、側(cè)支撐板12與連接板13，主支撐板11兩端分別通過連接板13與側(cè)支撐板12連接，主支撐板11、側(cè)支撐板12以及連接板13形成六邊形的五條邊，六邊形缺失的一條邊形成車架1的開口端14,開口端14的長(zhǎng)度大于管道5的直徑；主支撐板11上設(shè)有主動(dòng)輪系2，側(cè)支撐板12上設(shè)有從動(dòng)輪系3，連接板13上設(shè)有檢測(cè)傳感器4,連接板13上開有減重槽13a；

結(jié)合圖2與圖3所示，主動(dòng)輪系2包括兩個(gè)定向輪21、驅(qū)動(dòng)兩個(gè)定向輪21轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)22以及與兩個(gè)主動(dòng)輪21對(duì)應(yīng)連接的的兩個(gè)第一壓緊機(jī)構(gòu)23；轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)22包括與主支撐板11固定的轉(zhuǎn)向座24和設(shè)于轉(zhuǎn)向座24上的一個(gè)驅(qū)動(dòng)組件25與兩個(gè)從動(dòng)組件26，驅(qū)動(dòng)組件25包括轉(zhuǎn)向電機(jī)25a，主動(dòng)轉(zhuǎn)向軸25b與主動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪25c；主動(dòng)轉(zhuǎn)向軸25b上端與轉(zhuǎn)向電機(jī)25a連接，主動(dòng)轉(zhuǎn)向軸25b中部與主動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪25c鍵連接；兩組從動(dòng)組件26以主動(dòng)轉(zhuǎn)向軸25b的軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱布置，每組所述從動(dòng)組件26包括從動(dòng)轉(zhuǎn)向軸26a與從動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪26b，從動(dòng)轉(zhuǎn)向軸26a中部與從動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪26b鍵連接，從動(dòng)轉(zhuǎn)向軸26a下端內(nèi)設(shè)有空腔26c，從動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪26b與主動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪25c相嚙合；兩個(gè)所述定向輪21上均設(shè)有第一壓緊機(jī)構(gòu)23，第一壓緊機(jī)構(gòu)23包括第一伸縮桿23a與第一壓縮彈簧23b，第一伸縮桿23a上端穿過轉(zhuǎn)向座24套設(shè)于從動(dòng)轉(zhuǎn)向軸26a的空腔26c內(nèi)，第一伸縮桿23a下端與定向輪21固定，伸縮桿23a上套有第一壓縮彈簧23b，第一壓縮彈簧23b一端抵頂在轉(zhuǎn)向座24上，第一壓縮彈簧23b另一端與定向輪21固定；兩個(gè)定向輪21上均設(shè)有驅(qū)動(dòng)定向輪21直行的驅(qū)動(dòng)電機(jī)27；

從動(dòng)輪系3包括兩個(gè)萬向輪33、與每個(gè)所述萬向輪33對(duì)應(yīng)連接的第二壓緊機(jī)構(gòu)32以及固定兩個(gè)第二壓緊機(jī)構(gòu)32的安裝座31；第二壓緊機(jī)構(gòu)32包括滑道32a、第二伸縮桿32b與第二壓縮彈簧32c，滑道32a與安裝座31固定，第二伸縮桿32b上端穿過安裝座31套設(shè)于滑道32a內(nèi)，第二伸縮桿32b下端與萬向輪33固定，第二伸縮桿32b上套有第二壓縮彈簧32c，第二壓縮彈簧32c一端抵頂在安裝座31上，彈簧32c另一端與萬向輪33固定。

其中，如圖5所示，主支撐板11上的定向輪21與兩個(gè)側(cè)支撐板12上的萬向輪33沿管道5的外圓周壁均勻布置；有利于裝置的平衡，在管道上爬行更加平穩(wěn)。

第一伸縮桿23a與第二伸縮桿32b均為方形桿，所述與第一伸縮桿23a配合的空腔26c以及與第二壓縮桿32b配合的滑道32a均為方形；方形的結(jié)構(gòu)有利于定向輪的轉(zhuǎn)向操作。

該裝置在管道外壁爬行過程中第一壓縮彈簧23b與第二壓縮彈簧32c均為壓縮狀態(tài)；對(duì)于外徑連續(xù)變化的管道，滑道32a與空腔26c的深度大于管道最大外直徑與最小外直徑的差值。

本實(shí)施例的管道輪式爬行裝置的工作過程為：如圖5所示，通過開口端14將該裝置卡入管道5的外壁上，第一壓縮彈簧23b與第二壓縮彈簧32c均為壓縮狀態(tài)，利用彈簧的壓緊力將定向輪與萬向輪壓緊在管道外壁上；開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)27，驅(qū)動(dòng)電機(jī)27驅(qū)動(dòng)定向輪21沿管道5的圓周方向滾動(dòng)；開啟轉(zhuǎn)向電機(jī)25a，轉(zhuǎn)向電機(jī)25a轉(zhuǎn)動(dòng)60°，利用轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)22帶動(dòng)主動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪25c轉(zhuǎn)動(dòng)60°，與主動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪25c嚙合的從動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪26b轉(zhuǎn)動(dòng)90°，從動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪26b通過從動(dòng)轉(zhuǎn)向軸26a帶動(dòng)定向輪21轉(zhuǎn)動(dòng)90°，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)27的作用下，定向輪21將沿管道的軸向方向爬行，如此，該裝置能通過各類彎管或十字管。在運(yùn)行過程中，檢測(cè)傳感器4實(shí)時(shí)對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果傳輸給計(jì)算機(jī)。對(duì)于外徑連續(xù)變化的管道，第一壓緊機(jī)構(gòu)23中的第一伸縮桿23a在空腔26c上下移動(dòng)，第二壓緊機(jī)構(gòu)32中第二伸縮桿32b在滑道32a上下移動(dòng)，可靈活地適應(yīng)管道外徑的變化。

以上實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。