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CN104832748A - 大流速长距离管道自适应巡检器 - Google Patents

大流速长距离管道自适应巡检器 Download PDF

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CN104832748A CN201510229078.5A CN201510229078A CN104832748A CN 104832748 A CN104832748 A CN 104832748A CN 201510229078 A CN201510229078 A CN 201510229078A CN 104832748 A CN104832748 A CN 104832748A
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Abstract

本发明涉及一种大流速长距离管道自适应巡检器，包括柱管状结构的巡检器主体，巡检器主体的前端安装有检测仪器舱及带有照明灯的摄像头，其中部外壁绕其中心对称布置有行走机构，其后端通过电缆与远程控制台连接；行走机构包括履带式行走轮，履带式行走轮通过平行连杆机构与所述巡检器主体连接，平行连杆机构包括前后侧、左右侧相互平行设置的支撑杆，支撑杆的两端分别与履带式行走轮及巡检器主体铰接，左右侧相对的两支撑杆之间通过连杆连接，位于后侧的连杆与推杆的一端铰接，推杆的另一端铰接与丝杠配合的推块，丝杠由安装于巡检器主体外壁的减速电机驱动。本发明能实现管道的长距离检测，抵抗大流速干扰，具有工作可靠、安全的特点。

Description

大流速长距离管道自适应巡检器
技术领域
本发明涉及水下管道内巡检装置，尤其涉及一种能在大长度管道内进行自适应检测的巡检器。
背景技术
大量长距离的水下市政排水管道、油气输送管道、核(水)电站引水隧洞已经投入运行，部分已经运行数十年，而由于长期运行存在淤泥堆积、海生物生长、管壁腐蚀破损等定期必须检查的安全隐患。这些长距离管道一般都不方便人工进入检查，一方面流速非常高，有些超过5节，常规的水下机器人在里面无法保持位置，另一方面距离非常长，常规的脐带缆由于供电压降无法长距离使用，还要综合应用光学检测处理、声学检测处理、导航定位、自适应管道形状尺寸等，停水作业带来的经济和社会效益损失非常巨大，因此技术难度非常高，任务需求十分迫切。
目前水下管道检测一般采用水下机器人、浮筒等作业平台搭载相关传感器完成。但是，水下机器人包括爬管器都很难在5节流速以上正常、可靠工作。利用反向吸力原理在船体表面行走是可行的，但是隧洞/管道的弧面曲率半径较小，表面并不平坦，而反向吸力对表面的平整度要求较高，很难完成隧洞横断面的自由移动与检测作业，而浮筒虽然简单、经济，同样无法长期驻留在定点位置和局部移动。
发明内容
本申请人针对上述现有技术存在的缺点，进行研究和设计，提供一种大流速长距离管道自适应巡检器，能够在水下隧洞/管道内自动适应管道形状尺寸、抵抗5节以上流速、2公里以上长距离、完成结构面精细检测和内表面淤积/海生物生长情况的检测。
本发明所采用的技术方案如下：
一种大流速长距离管道自适应巡检器，包括柱管状结构的巡检器主体，所述巡检器主体的前端安装有检测仪器舱及带有照明灯的摄像头，其中部外壁绕其中心对称布置有行走机构，其后端通过电缆与远程控制台连接；所述行走机构包括履带式行走轮，履带式行走轮通过平行连杆机构与所述巡检器主体连接，所述平行连杆机构包括前后侧、左右侧相互平行设置的支撑杆，支撑杆的两端分别与履带式行走轮及所述巡检器主体铰接，左右侧相对的两支撑杆之间通过连杆连接，位于后侧的连杆与推杆的一端铰接，推杆的另一端铰接推块，所述推块与丝杠配合，所述丝杠轴向安装于所述巡检器主体的外壁，丝杠的端部与所述巡检器主体外壁的减速电机连接。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述巡检器主体的前后端下侧分别安装有行走轮。
所述巡检器主体的外壁围绕其中心轴轴向设置有滑座，所述滑座上带有滑槽，所述滑槽中滑动安装所述推块。
所述履带式行走轮包括三个。
所述履带式行走轮包括安装有履带的履带支撑体，履带支撑体的两侧对称设有安装板，所述安装板的下端安装有与支撑杆铰接的铰接轴。
所述检测仪器舱的前端外侧安装有前导外壳。
本发明的有益效果如下：
本发明采用三点定位支撑的履带式行走机构，履带式行走机构通过连杆机构撑开和收合，可以适应不同的管道/隧洞尺寸、抵抗大流速干扰；能够在水下隧洞/管道内自动适应管道形状尺寸、抵抗5节以上流速、2公里以上长距离、完成结构面精细检测和内表面淤积/海生物生长情况的检测，其工作安全、可靠。
附图说明
图1为本发明的立体结构图。
图2为本发明中行走机构展开的状态图。
图3为本发明的局部结构图。
图4为本发明中履带式行走轮的立体结构图。
图5为图4的另一方向的立体结构视图。
图6为本发明中检测仪器舱的结构图。
图7为图6的分解结构图。
图8为本发明应用于管道内的工作状态图。
图中：1、检测仪器舱；2、摄像头；3、电缆；4、履带式行走轮；40、履带支撑体；41、履带；42、安装板；43、铰接轴；5、支撑杆；6、连杆；7、推杆；8、推块；9、丝杠；10、减速电机；11、行走轮；12、滑座；13、滑槽；14、前导外壳；15、管道。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1至图5所示，本实施例的大流速长距离管道自适应巡检器，包括柱管状结构的巡检器主体，巡检器主体的前端安装有检测仪器舱1及带有照明灯的摄像头2，其中部外壁绕其中心对称布置有行走机构，其后端通过电缆3与远程控制台连接；行走机构包括履带式行走轮4，履带式行走轮4包括安装有履带41的履带支撑体40，履带支撑体40内安装有驱动履带的驱动轮，多个驱动轮实现平行运动并能上下调节位置，保证履带41能通过管道内壁表面的小型障碍(如管道接缝等)并保证较大的表面贴服力，保持良好的前导性。
如图1至图3所示，履带式行走轮4通过平行连杆机构与巡检器主体连接，平行连杆机构包括前后侧、左右侧相互平行设置的支撑杆5，支撑杆5的两端分别与履带式行走轮4及巡检器主体铰接，其中，履带支撑体40的两侧对称设有安装板42，安装板42的下端安装有与支撑杆5铰接的铰接轴43；左右侧相对的两支撑杆5之间通过连杆6连接，位于后侧的连杆6与推杆7的一端铰接，推杆7的另一端铰接推块8，推块8与丝杠9配合，巡检器主体的外壁围绕其中心轴轴向设置有滑座12，滑座12上带有滑槽13，推块8滑动安装于滑槽13中；丝杠9轴向安装于巡检器主体的外壁，丝杠9的端部与巡检器主体外壁的减速电机10连接。
如图2、图8所示，本发明工作时，减速电机10驱动丝杠9转动，推动推块8向前移动，推块8前移时通过推杆7将支撑杆5巡检器主体的外侧推移，从而通过将平行连杆机构撑开而将履带式行走轮4贴附于管道15(见图7)的内壁；履带41于管道15内行走；巡检器主体前端的多台水下摄像头2及检测仪器舱1中的检测仪对管道15中的状况进行摄像及检测；摄像头2带有照明灯，照明灯包括适应管内使用的泛光灯和聚光灯，以保证灯光足以在管道流体内的穿透照明并为摄像补光。
本发明通过电机带动丝杠实现连杆机构于管内的伸展调节，从而调节履带式行走轮4贴服力及位置，其中，贴服力的大小的控制通过压力传感器检测，压力传感器控制减速电机10的运行来实现。
如图1所示，本发明中巡检器主体的前后端下侧分别安装有行走轮11。行走轮11利于对巡检器进行贮存和搬运，方便地面推行。
本发明中，履带式行走轮4包括三个，三个履带式行走轮4的中心与管道中心重合；管道内定位采用圆周内等距三点定位，此方式能在管道内能自动找到管内中心，并能修正巡检器自身的重心位置。
如图6、图7所示，检测仪器舱1的前端外侧安装有前导外壳14。前导外壳14的设置，以足够的强度和刚度抵抗管内流动异物的冲击，从而保证检测仪实现最大可能的近距离接近检测。其中，在仪器检测舱1中，可设有前伸、曲挠、旋转机构，让检测仪最大可能地接近管壁上的检测部位。
本发明中，为避免管内流动异物或浮游水生物等的冲撞或缠绕，巡检器上所有连接的管路、线缆等，需要紧凑并密闭设计，尽量减少外张或外挂的构件。
本发明的检测装置应为地面遥控运行，所有连接电源及通讯电缆电线采用集束管形式外延伸展。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种大流速长距离管道自适应巡检器，包括柱管状结构的巡检器主体，其特征在于：所述巡检器主体的前端安装有检测仪器舱(1)及带有照明灯的摄像头(2)，其中部外壁绕其中心对称布置有行走机构，其后端通过电缆(3)与远程控制台连接；所述行走机构包括履带式行走轮(4)，履带式行走轮(4)通过平行连杆机构与所述巡检器主体连接，所述平行连杆机构包括前后侧、左右侧相互平行设置的支撑杆(5)，支撑杆(5)的两端分别与履带式行走轮(4)及所述巡检器主体铰接，左右侧相对的两支撑杆(5)之间通过连杆(6)连接，位于后侧的连杆(6)与推杆(7)的一端铰接，推杆(7)的另一端铰接推块(8)，所述推块(8)与丝杠(9)配合，所述丝杠(9)轴向安装于所述巡检器主体的外壁，丝杠(9)的端部与所述巡检器主体外壁的减速电机(10)连接。
2.如权利要求1所述的大流速长距离管道自适应巡检器，其特征在于：所述巡检器主体的前后端下侧分别安装有行走轮(11)。
3.如权利要求1所述的大流速长距离管道自适应巡检器，其特征在于：所述巡检器主体的外壁围绕其中心轴轴向设置有滑座(12)，所述滑座(12)上带有滑槽(13)，所述滑槽(13)中滑动安装所述推块(8)。
4.如权利要求1所述的大流速长距离管道自适应巡检器，其特征在于：所述履带式行走轮(4)包括三个。
5.如权利要求1或4所述的大流速长距离管道自适应巡检器，其特征在于：所述履带式行走轮(4)包括安装有履带(41)的履带支撑体(40)，履带支撑体(40)内安装有驱动履带(41)的多个驱动轮；履带支撑体(40)的两侧对称设有安装板(42)，所述安装板(42)的下端安装有与支撑杆(5)铰接的铰接轴(43)。
6.如权利要求1所述的大流速长距离管道自适应巡检器，其特征在于：所述检测仪器舱(1)的前端外侧安装有前导外壳(14)。
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