本發(fā)明涉及管道檢測裝置領域，尤其涉及一種管道輪式爬行裝置。

背景技術：

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)，強酸強堿腐蝕流體，這類管道長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，若不及時發(fā)現(xiàn)，會引起火災爆炸，人員中毒等事故。由于管道內(nèi)輸送流體的危險性，以及管道布置的錯綜復雜，這類管道根本不能靠工作人員進行檢測，因此，亟待設計出一種能在管道外壁進行移動的裝置來完成管道檢測的工作。

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

中國實用新型專利(授權公告號為CN 2747088Y授權公告日為2005.12.21)公開了一種單電機單驅(qū)動直進輪式小型管道機器人移動機構，該機器人適用在小直徑的直管道內(nèi)移動，不適用彎管的爬行。再如中國發(fā)明專利(授權公告號CN101138994A授權公告日2009.6.24)公開了一種輪式永磁吸附管道爬行機器人，是一種能在傾斜管道上沿管道軸向運動的裝置；該機器人能在管道外壁移動，該機器人在其底部安裝永磁吸附機構，通過永磁吸附機構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，會對小車的運行造成較大的阻力，因此，采用磁力固定的方式較難在實際中得到應用。

技術實現(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。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：

管道輪式爬行裝置，包括車架、主動輪系、從動輪系與檢測傳感器；

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；所述主支撐板上設有主動輪系，所述側(cè)支撐板上設有從動輪系，所述連接板上設有檢測傳感器；

所述主動輪系包括主動輪、驅(qū)動主動輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機構以及與所述主動輪連接的第一壓緊機構；所述轉(zhuǎn)向機構包括與主支撐板固定的轉(zhuǎn)向座和設于轉(zhuǎn)向座上的驅(qū)動組件與從動組件，所述驅(qū)動組件包括轉(zhuǎn)向電機，主動轉(zhuǎn)向軸與主動轉(zhuǎn)向齒輪；所述主動轉(zhuǎn)向軸上端與轉(zhuǎn)向電機連接，所述主動轉(zhuǎn)向軸中部與主動轉(zhuǎn)向齒輪連接；所述從動組件包括從動轉(zhuǎn)向軸與從動轉(zhuǎn)向齒輪，所述從動轉(zhuǎn)向軸中部與從動轉(zhuǎn)向齒輪連接，所述從動轉(zhuǎn)向軸下端內(nèi)設有空腔，所述從動轉(zhuǎn)向齒輪與主動轉(zhuǎn)向齒輪相嚙合；所述第一壓緊機構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)向座套設于從動轉(zhuǎn)向軸的空腔內(nèi)，所述第一伸縮桿下端與主動輪固定，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輪固定；所述主動輪上設有驅(qū)動主動輪直行的驅(qū)動電機；

所述從動輪系包括從動輪、與所述從動輪連接的第二壓緊機構以及固定第二壓緊機構的安裝座；所述第二壓緊機構包括滑道、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于滑道內(nèi)，所述第二伸縮桿下端與從動輪固定，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輪固定。

作為優(yōu)選，所述主動輪為定向輪，所述從動輪為萬向輪。

作為優(yōu)選，所述主動輪與從動輪沿圓周方向均勻布置。均勻布置主動輪與從動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。具有方形結構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度大于管道的直徑。開口端的長度若太小，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，長時間的拉動會使支架變形。

作為優(yōu)選，所述主動轉(zhuǎn)向軸與主動轉(zhuǎn)向齒輪鍵連接，所述從動轉(zhuǎn)向軸與從動轉(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)的彈簧為主動輪與從動輪提供壓緊力，使爬行裝置與管道固定更牢靠；對于外徑連續(xù)變化的管道，第一壓緊機構中的第一伸縮桿在空腔上下移動，第二壓緊機構中第二伸縮桿在滑道上下移動，可靈活地適應管道外徑的變化，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，所述主動輪系包括兩個主動輪，兩個所述主動輪上均設有驅(qū)動電機；所述轉(zhuǎn)向機構包括兩組從動組件，兩組從動組件以主動轉(zhuǎn)向軸的軸線為對稱軸對稱布置；兩個所述主動輪上均設有第一壓緊機構。相比于主動輪系上只設一個主動輪，具有兩個主動輪的主動輪系且每個主動輪上均設有驅(qū)動電機，其具有更大的驅(qū)動力，保證其爬行的速度。

作為優(yōu)選，所述從動輪系包括兩個從動輪，兩個所述從動輪上均設有第二壓緊機構。相比于從動輪系上只設有一個從動輪，具有兩個從動輪的從動輪系且每個從動輪上均設有第二壓緊機構，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，為車架預留擴充空間，其減重槽上可裝入其他所需零件。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

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

2，該管道輪式爬行裝置中的轉(zhuǎn)向機構能控制主動輪的轉(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構與第二壓緊機構，不僅能將主動輪與從動輪壓緊在管道上，而且可以適應外徑連續(xù)變化的管道。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

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)明與管道配合結構示意圖；

圖中各部件標號如下：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、主動輪系2(其中，包括主動輪(定向輪)21、轉(zhuǎn)向機構22、第一壓緊機構23、第一伸縮桿23a、第一壓縮彈簧23b、轉(zhuǎn)向座24、驅(qū)動組件25、轉(zhuǎn)向電機25a、主動轉(zhuǎn)向軸25b、主動轉(zhuǎn)向齒輪25c、從動組件26、從動轉(zhuǎn)向軸26a、從動轉(zhuǎn)向齒輪26b、空腔26c)、從動輪系3(其中，包括安裝座31、第二壓緊機構32、滑道32a、第二伸縮桿32b、第二壓縮彈簧32c、從動輪(萬向輪)33)、檢測傳感器4、管道5。

具體實施方式

為更好地理解本發(fā)明，以下將結合附圖和具體實例對發(fā)明進行詳細的說明。

結合圖1與圖2所示，管道輪式爬行裝置，包括車架1，主動輪系2，從動輪系3，檢測傳感器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的長度大于管道5的直徑；主支撐板11上設有主動輪系2，側(cè)支撐板12上設有從動輪系3，連接板13上設有檢測傳感器4,連接板13上開有減重槽13a；

結合圖2與圖3所示，主動輪系2包括兩個定向輪21、驅(qū)動兩個定向輪21轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機構22以及與兩個主動輪21對應連接的的兩個第一壓緊機構23；轉(zhuǎn)向機構22包括與主支撐板11固定的轉(zhuǎn)向座24和設于轉(zhuǎn)向座24上的一個驅(qū)動組件25與兩個從動組件26，驅(qū)動組件25包括轉(zhuǎn)向電機25a，主動轉(zhuǎn)向軸25b與主動轉(zhuǎn)向齒輪25c；主動轉(zhuǎn)向軸25b上端與轉(zhuǎn)向電機25a連接，主動轉(zhuǎn)向軸25b中部與主動轉(zhuǎn)向齒輪25c鍵連接；兩組從動組件26以主動轉(zhuǎn)向軸25b的軸線為對稱軸對稱布置，每組所述從動組件26包括從動轉(zhuǎn)向軸26a與從動轉(zhuǎn)向齒輪26b，從動轉(zhuǎn)向軸26a中部與從動轉(zhuǎn)向齒輪26b鍵連接，從動轉(zhuǎn)向軸26a下端內(nèi)設有空腔26c，從動轉(zhuǎn)向齒輪26b與主動轉(zhuǎn)向齒輪25c相嚙合；兩個所述定向輪21上均設有第一壓緊機構23，第一壓緊機構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套設于從動轉(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；兩個定向輪21上均設有驅(qū)動定向輪21直行的驅(qū)動電機27；

從動輪系3包括兩個萬向輪33、與每個所述萬向輪33對應連接的第二壓緊機構32以及固定兩個第二壓緊機構32的安裝座31；第二壓緊機構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；方形的結構有利于定向輪的轉(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)動電機27，驅(qū)動電機27驅(qū)動定向輪21沿管道5的圓周方向滾動；開啟轉(zhuǎn)向電機25a，轉(zhuǎn)向電機25a轉(zhuǎn)動60°，利用轉(zhuǎn)向機構22帶動主動轉(zhuǎn)向齒輪25c轉(zhuǎn)動60°，與主動轉(zhuǎn)向齒輪25c嚙合的從動轉(zhuǎn)向齒輪26b轉(zhuǎn)動90°，從動轉(zhuǎn)向齒輪26b通過從動轉(zhuǎn)向軸26a帶動定向輪21轉(zhuǎn)動90°，在驅(qū)動電機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。在運行過程中，檢測傳感器4實時對管道進行檢測，并將檢測結果傳輸給計算機。對于外徑連續(xù)變化的管道，第一壓緊機構23中的第一伸縮桿23a在空腔26c上下移動，第二壓緊機構32中第二伸縮桿32b在滑道32a上下移動，可靈活地適應管道外徑的變化。

以上實施例僅表達了本發(fā)明的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。