一种用于管道检测的柔性探头的制作方法

1.本技术涉及管道检测技术领域，具体而言，涉及一种用于管道检测的柔性探头。


背景技术：

2.工业活动中，会用到很多管道来进行液体或者气体的传输，长时间的使用加上管道一般都很长，管道内部难免出现裂纹、锈蚀、堵塞等情况，影响管道正常使用并伴随安全隐患。
3.现有的管道检测一般通过柔性探头伸入管道内部进行观察探测，探头在线缆的推动下，贴着管道内壁摩擦，在遇到弯头或者堵塞物等障碍物时，通常需要多次转动和拖拽线缆，帮助探头转向和越过障碍物，非常不方便，而且导致探头多次与管道内壁碰撞和摩擦，可能造成探头损伤，影响可靠性，并且现有探头在管道内没有支撑或者是可控的支撑，探头不能准确对准异常部位，影响观察和判断。
4.如何发明一种用于管道检测的柔性探头来改善这些问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.为了弥补以上不足，本技术提供了一种用于管道检测的柔性探头，旨在改善现有探头在管道内难以调整探测角度、转向和翻跃障碍物并且探头推进时与管道内壁摩擦和碰撞影响可靠性等问题。
6.本技术实施例提供了一种用于管道检测的柔性探头，包括探头组件和支架组件。
7.所述探头组件包括探头本体、护套、外壳、定位圈和线缆，所述探头本体与所述护套固定连接，所述护套与所述外壳固定连接，所述定位圈与所述外壳内壁固定连接，所述线缆一端与所述外壳固定连接，所述线缆另一端与外置的控制器固定连接，所述支架组件包括支开合件、选择件和伸缩件，所述开合件设置有四个，每个所述开合件均与所述外壳活动连接，所述选择件与所述定位圈固定连接，所述伸缩件与所述外壳固定连接，所述伸缩件通过所述选择件与所述开合件活动连接。
8.在上述实现过程中，通过线缆将整个探头送入管道，所有开合件保持闭合状态，并和护套一起保护探头本体不受摩擦和碰撞，闭合状态的开合件呈流线型，方便推进，当遇到转角或障碍物时，伸缩件推动选择件，选择件再推动需要展开的一侧的一个或者两个开合件，把整个探头推向一边完成转向，然后伸缩件缩回，开合件重新闭合继续向前推进，当需要从上方越过障碍物时，下方的两个开合件展开，使滑套搭在障碍物上，用手旋转线缆，带动整个探头组件旋转，使展开的两个开合件转到障碍物上方再闭合，实现障碍物的跨越，当到达探测点时，可以通过开合件的展开角度，来调整探头本体翘起的角度以改变探测角度，四个开合件全部展开使探头本体探测视野不受开合件的遮挡，综上，支架组件可以调整探头本体的探测角度、帮助转向和翻跃障碍物，并且在整个探头推进的过程中保护探头免受摩擦和碰撞，提高探头本体的可靠性。
9.在一种具体的实施方案中，每个所述开合件均包括支爪、连杆和抵块，所有所述支爪均与所述外壳铰接，每个所述连杆一端分别与对应所述支爪铰接，每个所述抵块分别与对应的所述连杆另一端固定连接。
10.在上述实现过程中，四个支爪闭合护住探头本体，使探头本体受到保护的同时，仍可以透过支爪与支爪之间间隙观察管道内情况，当需要支爪展开时，选择件变换角度，伸缩件推动选择件，选择件再推动特定的抵块，抵块推动连杆，最后连杆将支爪推出，完成开合件的展开。
11.在一种具体的实施方案中，所述定位圈上贯穿开设有与每个所述连杆相适配的滑槽，每个所述连杆均通过对应的所述滑槽与所述定位圈滑动连接。
12.在上述实现过程中，滑槽限制这连杆的活动轨迹，使连杆只能在支爪的转动平面方向滑动，方便选择件在转换角度后能准确对应到每一个抵块和连杆。
13.在一种具体的实施方案中，所述探头组件还包括有爪槽，所述爪槽设置有四个，每个所述爪槽分别与对应的所述支爪相适配。
14.在上述实现过程中，所有支爪在闭合时，部分嵌合在护套的爪槽内，可以与护套保持流线型态，方便在待测管道内推进。
15.在一种具体的实施方案中，每个所述开合件还包括有弹簧，每个所述连杆分别贯穿于对应的所述弹簧，每个所述弹簧一端分别抵紧于对应的所述抵块，所有所述弹簧的另一端均抵紧于所述定位圈。
16.在上述实现过程中，在抵块不被选择件推动的情况下，弹簧推动抵块使卡爪保持闭合状态，起到自动复位的效果。
17.在一种具体的实施方案中，所述选择件包括电机和转盘，所述电机与所述定位圈固定连接，所述转盘与所述电机的输出轴活动连接。
18.在一种具体的实施方案中，所述电机的输出轴上轴向开设有销槽，所述转盘内壁设置有与所述销槽相适配的销块，所述转盘通过销块和所述销槽与所述电机的输出轴滑动连接。
19.在一种具体的实施方案中，所述转盘外圆上设置有挡块，所述挡块设置有七个。
20.在上述实现过程中，电机带动转盘旋转到特定角度，这里，电机采用伺服电机以保证转动角度的准确性和重复性，推筒上的部分挡块对准需要动作的抵块，使指定支爪被推出，而其它卡爪不被推动，销槽可以使转盘随着电机输出轴转动的同时，还可以沿着输出轴滑动以推动指定抵块，需要说明的是，推筒上的挡块分为三组，一组包括四个挡块，四个挡块相互间隔90
°
，即通过旋转同时对准并推动四个支爪或者四个支爪都不对准，二组包括两个挡块，两个挡块相互成90
°
并且二组其中一个挡块与一组其中一个挡块互成45
°
，即通过旋转可以同时对准并推动任意两个相邻的支爪，而其它两个支爪不被推动，三组包括一个挡块，并与其它任意一个挡块互成22.5
°
，即通过旋转可以对准并推动任意一个卡爪，而其它卡爪不被推动，综上，通过转盘的精准旋转完成指定的一个或者相邻的两个或者四个一起推动。
21.在一种具体的实施方案中，所述伸缩件包括电动推杆和推筒，所述电动推杆与所述外壳固定连接，所述推筒与所述电动推杆的伸缩端固定连接。
22.在一种具体的实施方案中，所述转盘上设置有环形凸圈，所述推筒上开设有与所
述环形凸圈相适配的环形槽，所述推筒通过所述环形凸圈与所述转盘卡接滑动。
23.在上述实现过程中，电动推杆推动推筒，推筒再推动转盘，环形凸圈和环形槽的设置可以带动转圈伸缩的同时不影响转圈的旋转，这里，推筒也可以和电动推杆的伸缩轴通过球铰连接，需要说明的是，受限于电动推杆的尺寸，只用一个电动推杆可以将整个探头体积做的尽可能小，以适应更多的场合，而选择件可以仅利用一个电动推杆进行多个开合件的控制。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1是本技术实施方式提供的用于管道检测的柔性探头剖面第一视角结构示意图；
26.图2为本技术实施方式提供的用于管道检测的柔性探头结构示意图；
27.图3为本技术实施方式提供的用于管道检测的柔性探头剖面第二视角结构示意图；
28.图4为本技术实施方式提供的图3中a处局部放大结构示意图；
29.图5为本技术实施方式提供的挡块与抵块连接关系结构示意图。
30.图中：10-探头组件；110-探头本体；120-护套；130-外壳；140-定位圈；150-滑槽；160-爪槽；170-线缆；20-支架组件；210-开合件；211-支爪；212-连杆；213-抵块；214-弹簧；220-选择件；221-电机；222-转盘；223-销槽；224-挡块；225-环形凸圈；230-伸缩件；231-电动推杆；232-推筒。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
32.为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
33.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
34.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
35.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时
针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
36.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
37.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
38.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.请参阅图1，本技术提供一种用于管道检测的柔性探头包括探头组件10和支架组件20。
40.其中，支架组件20可以调整探头本体110的探测角度、帮助转向和翻跃障碍物，并且在整个探头推进的过程中保护探头免受摩擦和碰撞，提高探头本体110的可靠性。
41.请参阅图1至5，探头组件10包括探头本体110、护套120、外壳130、定位圈140和线缆170，探头本体110与护套120固定连接，护套120与外壳130固定连接，定位圈140与外壳130内壁固定连接，线缆170一端与外壳130固定连接线缆170与外置的控制器固定连接，支架组件20包括支开合件210、选择件220和伸缩件230，开合件210设置有四个，每个开合件210均与外壳130活动连接，选择件220与定位圈140固定连接，伸缩件230与外壳130固定连接，伸缩件230通过选择件220与开合件210活动连接。通过线缆170将整个探头送入管道，所有开合件210保持闭合状态，并和护套120一起保护探头本体110不受摩擦和碰撞，闭合状态的开合件210呈流线型，方便推进，当遇到转角或障碍物时，伸缩件230推动选择件220，选择件220再推动需要展开的一侧的一个或者两个开合件210，把整个探头推向一边完成转向，然后伸缩件230缩回，开合件210重新闭合继续向前推进，当需要从上方越过障碍物时，下方的两个开合件210展开，使滑套搭在障碍物上，用手旋转线缆170，带动整个探头组件10旋转，使展开的两个开合件210转到障碍物上方再闭合，实现障碍物的跨越，当到达探测点时，可以通过开合件210的展开角度，来调整探头本体110翘起的角度以改变探测角度，四个开合件210全部展开使探头本体110探测视野不受开合件210的遮挡，综上，支架组件20可以调整探头本体110的探测角度、帮助转向和翻跃障碍物，并且在整个探头推进的过程中保护探头免受摩擦和碰撞，提高探头本体110的可靠性。
42.请参阅图3和4，每个开合件210均包括支爪211、连杆212和抵块213，所有支爪211
均与外壳130铰接，每个连杆212一端分别与对应支爪211铰接，每个抵块213分别与对应的连杆212另一端固定连接。四个支爪211闭合护住探头本体110，使探头本体110受到保护的同时，仍可以透过支爪211与支爪211之间间隙观察管道内情况，当需要支爪211展开时，选择件220变换角度，伸缩件230推动选择件220，选择件220再推动特定的抵块213，抵块213推动连杆212，最后连杆212将支爪211推出，完成开合件210的展开。定位圈140上贯穿开设有与每个连杆212相适配的滑槽150，每个连杆212均通过对应的滑槽150与定位圈140滑动连接。滑槽150限制这连杆212的活动轨迹，使连杆212只能在支爪211的转动平面方向滑动，方便选择件220在转换角度后能准确对应到每一个抵块213和连杆212。探头组件10还包括有爪槽160，爪槽160设置有四个，每个爪槽160分别与对应的支爪211相适配。所有支爪211在闭合时，部分嵌合在护套120的爪槽160内，可以与护套120保持流线型态，方便在待测管道内推进。每个开合件210还包括有弹簧214，每个连杆212分别贯穿于对应的弹簧214，每个弹簧214一端分别抵紧于对应的抵块213，所有弹簧214的另一端均抵紧于定位圈140。在抵块213不被选择件220推动的情况下，弹簧214推动抵块213使卡爪保持闭合状态，起到自动复位的效果。
43.请参阅图4和5，选择件220包括电机221和转盘222，电机221与定位圈140固定连接，转盘222与电机221的输出轴活动连接。电机221的输出轴上轴向开设有销槽223，转盘222内壁设置有与销槽223相适配的销块，转盘222通过销块和销槽223与电机221的输出轴滑动连接。转盘222外圆上设置有挡块224，挡块224设置有七个。电机221带动转盘222旋转到特定角度，这里，电机221采用伺服电机221以保证转动角度的准确性和重复性，推筒232上的部分挡块224对准需要动作的抵块213，使指定支爪211被推出，而其它卡爪不被推动，销槽223可以使转盘222随着电机221输出轴转动的同时，还可以沿着输出轴滑动以推动指定抵块213，需要说明的是，推筒232上的挡块224分为三组，一组包括四个挡块224，四个挡块224相互间隔90
°
，即通过旋转同时对准并推动四个支爪211或者四个支爪211都不对准，二组包括两个挡块224，两个挡块224相互成90
°
并且二组其中一个挡块224与一组其中一个挡块224互成45
°
，即通过旋转可以同时对准并推动任意两个相邻的支爪211，而其它两个支爪211不被推动，三组包括一个挡块224，并与其它任意一个挡块224互成22.5
°
，即通过旋转可以对准并推动任意一个卡爪，而其它卡爪不被推动，综上，通过转盘222的精准旋转完成指定的一个或者相邻的两个或者四个一起推动。伸缩件230包括电动推杆231和推筒232，电动推杆231与外壳130固定连接，推筒232与电动推杆231的伸缩端固定连接。转盘222上设置有环形凸圈225，推筒232上开设有与环形凸圈225相适配的环形槽，推筒232通过环形凸圈225与转盘222卡接滑动。电动推杆231推动推筒232，推筒232再推动转盘222，环形凸圈225和环形槽的设置可以带动转圈伸缩的同时不影响转圈的旋转，这里，推筒232也可以和电动推杆231的伸缩轴通过球铰连接，需要说明的是，受限于电动推杆231的尺寸，只用一个电动推杆231可以将整个探头体积做的尽可能小，以适应更多的场合，而选择件220可以仅利用一个电动推杆231进行多个开合件210的控制。
44.该用于管道检测的柔性探头的工作原理：通过线缆170将整个探头送入管道，四个支爪211闭合护住探头本体110，并和护套120一起保护探头本体110不受摩擦和碰撞，当遇到转角或障碍物时，电机221带动转盘222旋转到指定角度，使指定挡块224与指定抵块213对准，电动推杆231把推筒232推出，推筒232带动转盘222沿电机221的输出轴滑动，指定挡
块224推动指定抵块213移动，指定抵块213依次推动对应的连杆212和支爪211，使指定一个或两个支爪211展开，把整个探头推向一边完成转向，然后电动推杆231缩回，支爪211在弹簧214的推动下重新闭合，整个探头组件10继续向前推进，当需要从上方越过障碍物时，下方的两个支爪211展开，使滑套搭在障碍物上，用手旋转线缆170，带动整个探头组件10旋转，使展开的两个支爪211转到障碍物上方再闭合，实现障碍物的跨越，当到达探测点时，可以通过电动推杆231的伸缩量来控制支爪211的展开角度，来调整探头本体110翘起的角度以此改变探测角度，四个支爪211全部展开使探头本体110探测视野不受支爪211的遮挡。
45.需要说明的是，探头本体110、线缆170、弹簧214、电机221和电动推杆231具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
46.探头本体110、线缆170、电机221和电动推杆231的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
47.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
48.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。