一种管道在线检测装置的制作方法

1.本实用新型属于管道检测技术领域，具体涉及一种管道在线检测装置。


背景技术：

2.工业管道系统已广泛应用于冶金、石油、化工及城市水暖供应等领域，工业管道的工作环境非常恶劣，长期使用后容易发生腐蚀、疲劳破坏或者使管道内部潜在缺陷发展成破损而引起泄漏事故等。有毒、有害、易燃易爆物品在失控状态下向大气泄漏、排放将严重影响人们正常的生产生活秩序。因此，必须定期地对管道进行检修和维护。然而由于管道所处的环境往往是人力所限或人所不及，检修难度很大。现在一般采用的方法如提前报废，开挖检修等方法效果不理想，不但劳动强度大、效益低，而且还会造成巨大的人力物力损失。因此管道的管内探测是一项十分重要的实用工程，关系到各种管道安全高效的运营。
3.管道内检测机器人是一种可沿管道内行走的机构，它可以携带一种或多种传感器及操作装置(如ccd摄像机、位置和姿态传感器、超声传感器、涡流传感器、管道清理装置、管道裂纹及管道接口焊接装置、防腐喷涂装置、简单的操作机械手等)，在操作人员的远距离控制下进行一系列的管道检测维修作业。因此，管带内检测机器人是一种避免开掘式检测的较为理想的管道自动化检测设备。
4.目前，管道在线检测装置即管内检测机器人，在管道内行进时，往往由于管道内存在的杂质障碍物而阻碍管内检测机器人的通行。管内检测机器人在管道内行进时往往不够稳定，不利于管道检测传感器对管内数据的采集。


技术实现要素：

5.针对上述的不足，本实用新型提供了一种管道在线检测装置，驱动机构通过弹性支撑机构进行支撑，使得驱动机构能够越过杂质障碍物，有助于管道在线检测装置的通行。驱动机构为履带轮的形式且履带轮的外表面与管道内壁紧密贴合，有助于提高管道在线检测装置的稳定性。
6.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
7.一种管道在线检测装置，包括弹性支撑机构、驱动机构以及检测机构和摄像机构；弹性支撑机构包括六棱柱机体以及沿六棱柱机体周向方向均匀分布的3组弹性支架，在保证管道在线检测装置稳定性的同时，减小杂质障碍物对管道在线检测装置的阻碍；驱动机构包括安装至各弹性支架上的履带轮，采用履带轮以提高与管道内壁的接触面积，履带轮包括履带、驱动齿轮、行走架以及支重轮；履带的外表面为弧形面，弧形面的半径等于待检管道的内径，以使履带和管道内壁紧密贴合进而提高稳定性；检测机构安装至各履带轮侧壁上，便于检测机构对管道内的检测作业；摄像机构安装至六棱柱机体前方，摄像机构包括全方位摄像头以及音频传输器，有助于对管道内影像的采集。
8.进一步地，履带包括向内设置的齿条以及固定在履带外壁的加强筋条，齿条和驱动齿轮配合，加强筋条为弹性橡胶结构。驱动齿轮能够通过齿条驱动履带转动，加强筋条用
于提高履带的牢固性。
9.进一步地，加强筋条均匀分布在履带的外壁，弧形面形成于加强筋条的外表面，有助于加强筋条与管道内壁紧密贴合。
10.进一步地，弹性支架包括连接履带轮和六棱柱机体的连接架、安装至六棱柱机体上的缓冲滑块、连接履带轮和缓冲滑块的压缩杆以及安装至六棱柱机体并与缓冲滑块连接的伸缩杆。保证管道在线检测装置在行进时，履带轮能够弹性挤压管道内壁。
11.进一步地，检测机构包括位置传感器、姿态传感器、超声传感器、涡流传感器以及传感器安装座。传感器安装座用于安装传感器。
12.进一步地，管道在线检测装置还包括控制系统以及与控制系统信号连接的无线遥控设备。无线遥控设备通过控制系统控制管道在线检测装置的移动及检测。
附图说明
13.图1用以说明本实用新型中一种管道在线检测装置的一种示意性实施方式的连接示意图；
14.图2用以说明本实用新型中一种管道在线检测装置的一种示意性实施方式的结构示意图；
15.图3用以说明本实用新型中一种管道在线检测装置的一种示意性实施方式的剖视图；
16.图4用以说明图3中a处局部放大示意图；
17.图5用以说明本实用新型中履带的一种示意性实施方式的结构示意图；
18.图6用以说明本实用新型中一种管道在线检测装置的一种示意性实施方式的侧视图。
19.附图标记：
20.1、弹性支撑机构，11、六棱柱机体，12、弹性支架，121、连接架，122、缓冲滑块，123、压缩杆，124、伸缩杆，2、驱动机构，21、履带轮，211、履带，2111、齿条，2112、加强筋条，212、驱动齿轮，213、行走架，214、支重轮，3、检测机构，4、摄像机构。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下、前、后等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态，即产品的行进方向为参考的，而不应该认为是具有限定性的。
23.另外，还需要说明的是，本实用新型实施例中所提到的“相对运动”等动态用语，不仅是位置上的变动，还包括转动、滚动等位置上没有发生相对变化，但状态却发生改变的运动。
24.最后，需要说明的是，当组件被称为“位于”或“设置于”另一个组件，它可以在另一
个组件上或可能同时存在居中组件。当一个组件被称为是“连接于”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
25.如图1至图6所示一种管道在线检测装置，包括弹性支撑机构1、驱动机构2以及检测机构3和摄像机构4；弹性支撑机构1包括六棱柱机体11以及沿六棱柱机体11周向方向均匀分布的3组弹性支架12，在保证管道在线检测装置稳定性的同时，减小杂质障碍物对管道在线检测装置的阻碍；驱动机构2包括安装至各弹性支架12上的履带轮21，采用履带轮21以提高与管道内壁的接触面积，履带轮21包括履带211、驱动齿轮212、行走架213以及支重轮214；履带211的外表面为弧形面，弧形面的半径等于待检管道的内径，以使履带211和管道内壁紧密贴合进而提高稳定性；检测机构3安装至各履带轮21侧壁上，便于检测机构3对管道内的检测作业；摄像机构4安装至六棱柱机体11前方，摄像机构4包括全方位摄像头以及音频传输器，有助于对管道内影像的采集。
26.在一实施例中，首先将管道在线检测装置放置于管道内，需要注意的是，如图6所示，3组弹性支架12中的最高的那一组弹性支撑架处于竖直状态。因为管道内的杂质大多集中在管道底部，因此要保证管道在线检测装置在行进时，避免驱动机构2与管道底部接触，以减小管道底部障碍物对管道在线检测装置行进的阻碍因素。管道内侧壁上的障碍物相对较小，较大的障碍物容易滑动至管道底部，驱动机构2通过弹性支撑机构1连接，即驱动机构2能够碾压过较小的障碍物继续行进。
27.在一实施例中，驱动机构2采用履带轮21的形式相比采用普通轮子，履带轮21与管道内壁的接触面积更大，有助于保证驱动机构2与管道抵接处的稳定性。其中，驱动齿轮212用于驱动履带211绕行走架213转动，支重轮214用于支撑管道在线检测装置对管道内壁的压力，同时防止履带211脱轨。履带211外表面为弧形面且弧形面的半径等于待检管道的内径，有助于履带211外表面与管道内壁贴合，以提高稳定性。需要说明的是，履带211为若干节履带211板和履带211销拼合而成，将履带211外表面设计为弧形面并不影响履带211的正常运转。
28.在一实施例中，检测机构3的传感器安装在各履带轮21上，使得传感器距离管道内壁较近，有助于提高检测机构3检测管道内数据的精确性。
29.在一实施例中，摄像机构4安装至六棱柱机体11前方，摄像机构4包括全方位摄像头以及音频传输器，采用全方位摄像头有助于观察管道内的状况，便于操控人员对管道在线检测装置的操控。
30.优选的，履带211包括向内设置的齿条2111以及固定在履带211外壁的加强筋条2112，齿条2111和驱动齿轮212配合，加强筋条2112为弹性橡胶结构。驱动齿轮212能够通过齿条2111驱动履带211转动，加强筋条2112用于提高履带211的牢固性。
31.优选的，加强筋条2112均匀分布在履带211的外壁，弧形面形成于加强筋条2112的外表面，有助于加强筋条2112与管道内壁紧密贴合。
32.在一实施例中，如图5所示，履带211向内设置的齿条2111用于配合驱动齿轮212，便于驱动齿轮212对齿条2111进行驱动。履带211外壁凸出有加强筋条2112以提高履带211的牢固性，加强筋条2112采用弹性橡胶结构，提高了履带211与管道内壁的摩擦力，便于履带211在管道内的行进，同时，弹性橡胶结构能够起到对履带211和管道内壁的保护作用，防止履带211运转时对管道内壁造成划伤。加强筋条2112的外表面为弧形面有助于加强筋条
2112与管道内壁紧密贴合。需要说明的是，在一竖直截面中，3组驱动机构2的加强筋条2112的弧形边处于同一圆上，且3组驱动机构2的加强筋条2112所处的圆形的半径等于管道内表面的半径。
33.优选的，弹性支架12包括连接履带轮21和六棱柱机体11的连接架121、安装至六棱柱机体11上的缓冲滑块122、连接履带轮21和缓冲滑块122的压缩杆123以及安装至六棱柱机体11并与缓冲滑块122连接的伸缩杆124。保证管道在线检测装置在行进时，履带轮21能够弹性挤压管道内壁。
34.在一实施例中，履带轮21和六棱柱机体11均与连接架121铰接设置，以使履带轮21能够沿连接架121转动，进而实现履带轮21的位置的变动。缓冲滑块122能够沿六棱柱机体11滑动。履带轮21和缓冲滑块122之间铰接有压缩杆123，以使履带轮21对管道内壁具有弹性挤压力，保证履带轮21行进的稳定性。六棱柱机体11和缓冲滑块122之间还连接有伸缩杆124，以保证履带轮21能够在碾压障碍物时在一定程度上的进行收缩。即履带轮21行进过程中对管道内壁具有弹性挤压力，当履带轮21碾压到障碍物时，履带轮21会沿连接架121转动以使履带轮21收缩，便于管道在线检测装置顺利通过管道侧壁的障碍物。
35.优选的，检测机构3包括位置传感器、姿态传感器、超声传感器、涡流传感器以及传感器安装座。传感器安装座用于安装传感器。
36.在一实施例中，检测机构3上设置有用于安装传感器的传感器安装座，以及位置传感器、姿态传感器、超声传感器和涡流传感器。需要说明的是，上述各类传感器均为现有技术中存在的传感器，当需要对管道某项数据进行测量时，可安装对应的传感器种类。在一次对管道进行检测时，可以选取适宜的一种或多种传感器进行使用。
37.优选的，管道在线检测装置还包括控制系统以及与控制系统信号连接的无线遥控设备。无线遥控设备通过控制系统控制管道在线检测装置的移动及检测。
38.在一实施例中，控制系统能够控制履带轮21的行进、摄像机构4以及各类传感器的测量。工作人员可通过无线遥控设备远程操控管道在线检测装置。需要说明的是，管道在线检测装置中电源、电路结构、控制系统运作的信号控制系统以及各类传感器的检测方式均为常规技术手段，不属于本实用新型的保护范围，因此不再赘述。
39.当采用上述一种管道在线检测装置时，驱动机构2通过弹性支撑机构1进行支撑，使得驱动机构2能够越过杂质障碍物，有助于管道在线检测装置的通行。驱动机构2为履带轮21的形式且履带轮21的外表面与管道内壁紧密贴合，有助于提高管道在线检测装置的稳定性。
40.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理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权利要求范围之内。