一种多功能打孔盗油内检测机器人的制作方法

本发明涉及管道内缺陷检测，具体的说，是一种多功能打孔盗油内检测机器人。

背景技术：

1、管道是运输石油和天然气最快、最安全、最经济的方式，已成为运输全球油气资源的主要方式之一。近年来，打孔盗油事件频繁发生，已成为油气管道安全生产的一大隐患。打孔盗油会对管道产生开放式的破坏，一旦管道发生泄漏，可能会对经济、生态、公共安全等领域带来重大危害。管道泄漏监测系统是打孔盗油检测的主要方式，但由于打孔盗油流量较小，其灵敏度较低、识别误差大；管道光纤预警系统是新兴起的一种检测技术，但其受外部干扰大，漏报或者误报概率大，且部分老管道没有铺设伴行光纤；管道外检测技术结合开挖验证的方式进行检测，但工作量大，识别率低，检测周期长，且时效性较差；漏磁内检测技术是打孔盗油检测相对比较有效且成熟的一种方式，但是其施工流程复杂，费用较高，检测间隔长，时效性较差。

2、管道内检测技术识别打孔盗油阀门的原理是，通过内检测机器人检测安装盗油阀门时在管壁上形成的孔洞或者外接支管情况来识别盗油阀门。但常规的内检测和打孔盗油专用检测机器人存在检测时效性和识别精度差的问题。

3、因此，迫切需要研发一种检测效果好、成本低、作业方便且流程简单的检测设备。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能打孔盗油内检测机器人，采用分瓣式皮碗结构，并将电涡流和角度传感器浇注于检测瓣中，综合了两种内检测技术的各自优点，弥补了单一内检测技术应用过程中的不足，增加了单一打孔盗油内检测机器人的功能，提高了检测的精确度、可靠性以及通过性。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多功能打孔盗油内检测机器人，包括支撑皮碗、动力皮碗、柔性且环状的检测瓣、主体骨架和里程记录机构，所述主体骨架沿其轴向上间隔固定套设有所述动力皮碗和所述检测瓣，所述动力皮碗外套设有所述支撑皮碗，所述检测瓣内嵌设有柔性的角度传感器和涡流传感器，所述主体骨架一端的端部安装有所述里程记录机构。

3、采用上述技术方案的有益效果是：

4、一、将角度传感器和涡流传感器浇注于分瓣式皮碗的检测瓣中，形成新的柔性测径传感单元，提高检测的准确性，且通过里程记录机构能知道管道的缺陷位置；

5、二、涡流传感器和角度传感器均浇注于皮碗内部，对传感器具有很好的保护效果，对复杂的管内环境具有很好的适应性，可有效延长产品使用寿命；

6、三、支撑皮碗和动力皮碗在管道中前进的过程中可有效清除管内的蜡、垢等沉积物，显著提高管道运输效率；

7、四、皮碗为柔性结构，可以对管内多个变形处进行检测，可重复利用，且不会损坏管壁。

8、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

9、进一步，所述支撑皮碗包括前支撑皮碗和后支撑皮碗，所述动力皮碗包括前动力皮碗和后动力皮碗，所述检测瓣包括前检测瓣和后检测瓣，所述前动力皮碗、所述前检测瓣、所述后动力皮碗和所述后检测瓣沿所述主体骨架另一端至一端的方向依次间隔的固定套设在所述主体骨架上，所述前动力皮碗外套设有所述前支撑皮碗，所述后动力皮碗外套设有所述后支撑皮碗，所述前检测瓣和/或所述后检测瓣分别设置有所述角度传感器和所述涡流传感器。

10、采用上述进一步方案的有益效果是通过设置前后两个支撑皮碗和动力皮碗能保证装置在运行过程的稳定，设置两个检测瓣可以选择性的安装角度传感器和涡流传感器，使用方便。

11、进一步，所述前检测瓣和所述后检测瓣的各瓣在主体骨架的周向上交错设置。

12、采用上述进一步方案的有益效果是当前检测瓣和后检测瓣上均安装有传感器和涡流传感器。由于两个是交错设置，能保证管道全方位检测，提高检测的准确性。

13、进一步，所述主体骨架上固定安装有前端扭簧底座，所述前检测瓣内设有前端扭簧，所述前端扭簧和所述前端扭簧底座通过前端扭簧销轴连接，所述主体骨架上固定安装有后端扭簧底座，所述后检测瓣内设有后端扭簧，所述后端扭簧和后端扭簧底座通过后端扭簧销轴连接。

14、采用上述进一步方案的有益效果是采用扭簧对检测瓣进行辅助支撑，可以使检测瓣充分的与管壁接触，可有效提高检测的准确性，且对防止皮碗受力不均导致的侧翻有一定的预防效果。

15、进一步，所述主体骨架沿所述主体骨架另一端至一端的方向依次固定连接有第一限位部分、第二限位部分和第三限位部分，所述第一限位部分分别与所述前支撑皮碗、所述前动力皮碗、所述前检测瓣和所述前端扭簧底座通过螺栓连接，所述第二限位部分分别与所述后支撑皮碗和所述后动力皮碗通过螺栓连接，所述第三限位部分分别与所述后检测瓣和所述后端扭簧底座通过螺栓连接。

16、采用上述进一步方案的有益效果是主体骨架上设置的限位部分，便于安装各个部件。

17、进一步，所述里程记录机构包括连接锥体、两个万向节、连接销轴、里程轮固定盘、两个里程轮臂、两个里程轮、两个弹簧和两个里程轮支座，所述连接锥体的一端与所述主体骨架一端固定连接，其另一端与其中一个所述万向节的一侧固定连接，其中一个所述万向节的另一侧与所述万向节芯的一侧以及所述万向节芯的另一侧与另一个所述万向节的一侧均通过所述连接销轴连接，另一个所述万向节的另一侧与所述里程轮固定盘固定连接，两个上下设置的所述里程轮支座的一端均与所述里程轮固定盘固定连接，两个所述里程轮臂的一端分别转动连接对应的所述里程轮，其另一端分别转动连接在对应的所述里程轮支座的中部并在该端端部还活动连接有对应的所述弹簧的一端，所述弹簧的另一端贯穿对应的所述里程轮支座的另一端，并通过螺栓固定。

18、采用上述进一步方案的有益效果是万向节与万向节芯通过连接销轴连接，可实现前后部件之间变角度传递动力。

19、进一步，还包括用于采集所述角度传感器和所述涡流传感器检测数据的数据采集系统。

20、采用上述进一步方案的有益效果是方便对检测的数据进行集中存储。

21、进一步，所述数据采集系统包括电子仓，所述电子仓设置在所述主体骨架的内部，所述电子仓内设有控制器，所述控制器分别与所述角度传感器、所述涡流传感器和所述里程轮上的传感器电连接。

22、采用上述进一步方案的有益效果是便于采集角度传感器和涡流传感器的检测数据以及里程信息。

23、进一步，所述主体骨架另一端的端部安装有防撞头。

24、采用上述进一步方案的有益效果是可用于减缓多功能打孔盗油内检测机器人与障碍物之间的巨大冲击力，从而达到保护孔盗油内检测机器人的目的。

25、进一步，所述支撑皮碗呈圆形盘状，所述动力皮碗呈碗。

26、采用上述进一步方案的有益效果是支撑皮碗起到支撑作用，动力皮碗和支撑皮碗共同密封介质，从而形成前后压差推动皮碗前进，提供更加充足可靠的推动力。

技术特征：

1.一种多功能打孔盗油内检测机器人，其特征在于：包括支撑皮碗、动力皮碗、柔性且环状的检测瓣、主体骨架(6)和里程记录机构，所述主体骨架(6)沿其轴向上间隔固定套设有所述动力皮碗和所述检测瓣，所述动力皮碗外套设有所述支撑皮碗，所述检测瓣内嵌设有柔性的角度传感器(92)和涡流传感器(93)，所述主体骨架(6)一端的端部安装有所述里程记录机构。

2.根据权利要求1所述的一种多功能打孔盗油内检测机器人，其特征在于：所述支撑皮碗包括前支撑皮碗(3)和后支撑皮碗(7)，所述动力皮碗包括前动力皮碗(4)和后动力皮碗(8)，所述检测瓣包括前检测瓣(5)和后检测瓣(9)，所述前动力皮碗(4)、所述前检测瓣(5)、所述后动力皮碗(8)和所述后检测瓣(9)沿所述主体骨架(6)另一端至一端的方向依次间隔的固定套设在所述主体骨架(6)上，所述前动力皮碗(4)外套设有所述前支撑皮碗(3)，所述后动力皮碗(8)外套设有所述后支撑皮碗(7)，所述前检测瓣(5)和/或所述后检测瓣(9)分别设置有所述角度传感器(92)和所述涡流传感器(93)。

3.根据权利要求2所述的一种多功能打孔盗油内检测机器人，其特征在于：所述前检测瓣(5)和所述后检测瓣(9)的各瓣在所述主体骨架(6)的周向上交错设置。

4.根据权利要求2所述的一种多功能打孔盗油内检测机器人，其特征在于：所述主体骨架(6)上固定安装有前端扭簧底座(21)，所述前检测瓣(5)内设有前端扭簧(20)，所述前端扭簧(20)和所述前端扭簧底座(21)通过前端扭簧销轴(24)连接，所述主体骨架(6)上固定安装有后端扭簧底座(23)，所述后检测瓣(9)内设有后端扭簧(22)，所述后端扭簧(22)和后端扭簧底座(23)通过后端扭簧销轴(25)连接。

5.根据权利要求4所述的一种多功能打孔盗油内检测机器人，其特征在于：所述主体骨架(6)沿所述主体骨架(6)另一端至一端的方向依次固定连接有第一限位部分(61)、第二限位部分(62)和第三限位部分(63)，所述第一限位部分(61)分别与所述前支撑皮碗(3)、所述前动力皮碗(4)、所述前检测瓣(5)和所述前端扭簧底座(21)通过螺栓连接，所述第二限位部分(62)分别与所述后支撑皮碗(7)和所述后动力皮碗(8)通过螺栓连接，所述第三限位部分(63)分别与所述后检测瓣(9)和所述后端扭簧底座(23)通过螺栓连接。

6.根据权利要求1所述的一种多功能打孔盗油内检测机器人，其特征在于：所述里程记录机构包括连接锥体(10)、两个万向节(11)、连接销轴(12)、里程轮固定盘(14)、两个里程轮臂(15)、两个里程轮(17)、两个弹簧(18)和两个里程轮支座(19)，所述连接锥体(10)的一端与所述主体骨架(6)的一端固定连接，其另一端与其中一个所述万向节(11)的一侧固定连接，其中一个所述万向节(11)的另一侧与所述万向节芯(26)的一侧以及所述万向节芯(26)的另一侧与另一个所述万向节(11)的一侧均通过所述连接销轴(12)连接，另一个所述万向节(11)的另一侧与所述里程轮固定盘(14)固定连接，两个上下设置的所述里程轮支座(19)的一端均与所述里程轮固定盘(14)固定连接，两个所述里程轮臂(15)的一端分别转动连接对应的所述里程轮(17)，其另一端分别转动连接在对应的所述里程轮支座(19)的中部并在该端端部还活动连接有对应的所述弹簧(18)的一端，所述弹簧(18)的另一端贯穿对应的所述里程轮支座(19)的另一端，并通过螺栓固定。

7.根据权利要求6所述的一种多功能打孔盗油内检测机器人，其特征在于：还包括用于采集所述角度传感器(92)和所述涡流传感器(93)检测数据的数据采集系统。

8.根据权利要求7所述的一种多功能打孔盗油内检测机器人，其特征在于：所述数据采集系统包括电子仓(16)，所述电子仓(16)设置在所述主体骨架(6)的内部，所述电子仓(16)内设有控制器，所述控制器分别与所述角度传感器(92)、所述涡流传感器(93)和所述里程轮(17)上的传感器电连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种多功能打孔盗油内检测机器人，其特征在于：所述主体骨架(6)另一端的端部安装有防撞头(1)。

10.根据权利要求1-8任一项所述的一种多功能打孔盗油内检测机器人，其特征在于：所述支撑皮碗呈圆形盘状，所述动力皮碗呈碗状。

技术总结
本发明公开了一种多功能打孔盗油内检测机器人，包括支撑皮碗、动力皮碗、柔性且环状的检测瓣、主体骨架和里程记录机构，所述主体骨架沿其轴向上间隔固定套设有所述动力皮碗和所述检测瓣，所述动力皮碗外套设有所述支撑皮碗，所述检测瓣内嵌设有柔性的角度传感器和涡流传感器，所述主体骨架一端的端部安装有所述里程记录机构。本发明将角度传感器和涡流传感器浇注于分瓣式皮碗的检测瓣中，形成新的柔性测径传感单元，提高检测的准确性，且通过里程记录机构能知道管道的缺陷位置。

技术研发人员：陈朋超,马江涛,李睿,富宽,段金尧,王亚楠,曹京刚,郭正虹
受保护的技术使用者：国家石油天然气管网集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16