本发明涉及到一种爬行器，具体涉及一种管道液动爬行器。
背景技术：
目前在石油天然气管道、城市供水管道、冶金等工业管道中，广泛的使用着管道爬行器对管道内部进行检测和维护等，以保证石油的钻探、油气传输、城市供水的安全。尤其对于石油管道的管理，由于管道狭小、井下较深，工作人员很难下井维修，因此只有通过管道爬行器进行。
随着科技的发展，出现了越来越多的水平井且在井下有了较多的弯道，传统的爬行器在遇到弯道或小幅度的井壁弯曲很容易被卡住无法前行；在钻井等作业现场时间就是效率，对于爬行器提高移动速度至关重要，而且可以有效的节约大量的资金。
技术实现要素：
本发明的目的在于：提供一种能自适应管道的变化，可根据需要改变爬行速度以提高作业效率的管道液动爬行器。
本发明的技术方案是：
一种管道液动爬行器，它由动力装置、第一滚筒、第二滚筒、第一弯曲弹性装置和第二弯曲弹性装置构成，其特征在于：第一滚筒和第二滚筒之间通过第一弯曲弹性装置连接；动力装置与第二滚筒之间通过第二弯曲弹性装置相互连接；所述的动力装置由外壳体、节流头、涡轮轴和推力轴承构成，外壳体的一端螺纹安装有节流头，外壳体内通过对称设置的推力轴承安装有涡轮轴，涡轮轴与外壳体之间设置有涡轮组件，外壳体的另一端通过轴承安装有动力传动轴，动力传动轴与涡轮轴固定连接，涡轮组件一侧的外壳体上设置有排液孔。
排液孔对应的外壳体上螺纹安装有连接套筒，连接套筒上设置有泄压孔。连接套筒一侧的外壳体的外表圆周上均布有支撑臂。
所述的第一滚筒和第二滚筒分别由筒体和支撑臂构成，第一滚筒和第二滚筒的一端分别设置有法兰盘，法兰盘一侧的筒体圆周上呈螺旋状均布有支撑臂。所述的第一滚筒的支撑臂和第二滚筒的支撑臂螺旋方向相反。所述的第一滚筒的端头安装有装载杆。
所述的支撑臂由支撑管、支撑弹簧、伸缩杆和滚轮构成，支撑管固定焊装在筒体的圆周上，支撑管上通过支撑弹簧和筒帽安装有伸缩杆，伸缩杆的端头安装有滚轮。
所述的第一弯曲弹性装置和第二弯曲弹性装置分别由固定圆板a、固定圆板b、弹簧和万向接头构成，固定圆板a和固定圆板b呈对称设置；固定圆板a和固定圆板b之间固装有弹簧；弹簧内的固定圆板a上装有传输轴a，传输轴a的一端延伸至固定圆板a外端；第一弯曲弹性装置弹簧内的固定圆板b上装有换向器,换向器的一端延伸至固定圆板b外端，换向器与传输轴a之间通过万向接头连接，第二弯曲弹性装置弹簧内的固定圆板b上装有变速器，变速器的一端延伸至固定圆板b外端，变速器与传输轴a之间通过万向接头连接。
所述的换向器由换向器壳体、换向输入轴、换向输出轴、输入伞齿轮、输出伞齿轮和中间伞齿轮，换向器壳体的一端通过换向输入轴装有输入伞齿轮，换向器壳体的另一端通过换向输出轴装有输出伞齿轮，输入伞齿轮和输出伞齿轮之间通过中间伞齿轮相互啮合连接。
所述的变速器由变速器外壳、传动套、传动输入轴、传动输出轴、外壳密封板、传动套密封板和输入轮构成，变速器外壳的一端螺纹安装有外壳密封板，变速器外壳内设置有传动套，传动套的端口螺纹安装有传动套密封板，传动套密封板上滑动安装有传动输入轴，传动输入轴的一端延伸至传动套内，延伸至传动套内的传动输入轴端头固装有输入轮，输入轮与传动套之间为滑动键连接；外壳密封板上通过装配滚轮和固定块装有传动输出轴，传动输出轴的一端延伸至传动套内，延伸至传动套内的传动输出轴端头固装有变速输出齿轮a，变速输出齿轮a一侧的传动输出轴上装有变速输出齿轮b；变速输出齿轮a和变速输出齿轮b分别与传动套滑动接触连接。
所述的传动输出轴与传动输入轴之间为偏心设置。
所述的变速输出齿轮a和变速输出齿轮b的直径不等，所述的传动套内壁上设置有与变速输出齿轮a对应的内凸台a和与变速输出齿轮b对应的内凸台b，内凸台a和内凸台b的表面分别设置有传动齿，传动输出轴通过变速输出齿轮a和变速输出齿轮b与内凸台a和内凸台b的配合与传动套滑动啮合连接。
所述的装配滚轮与固定块和外壳密封板之间设置有滚珠。
所述的外壳密封板上设置有环状的密封板滑槽，所述的传动套的外表圆周上设置有凸缘，凸缘一侧的传动套的外表圆周上设置有环状的围筒，传动套通过围筒与密封板滑槽的配合滑动与外壳密封板滑动密封连接；围筒上设置有排液流道，与排液流道对应的凸缘上设置有排液槽，排液槽上设置有排液通孔，排液槽与排液流道连通，凸缘另一侧的传动套上设置有进液流道，与进液流道对应的凸缘上设置有进液槽，进液槽上设置有进液通孔，进液槽与进液流道连通。
所述的排液通孔上设置有排液堵头，进液通孔上设置有进液堵头，所述的排液堵头呈工字型，进液堵头呈中字型。
所述的密封板滑槽外围的外壳密封板上设置有装配槽，装配槽内通过电磁铁a装有推块a，变速器外壳内壁上设置有外壳内凸起，外壳内凸起上设置有与装配槽对应的安装槽，安装槽内通过电磁铁b装有推块b。
所述的变速器外壳上设置有装配凸缘57，装配凸缘一侧的变速器外壳上设置有外螺纹。
本发明的有益效果在于：
该管道液动爬行器以管道内的流体为动力源，经动力装置转化为前进的旋转动力，并将该旋转动力依次第一滚筒和第二滚筒第一、第二滚筒将旋转动力转化为直线运动，带动该爬行器整体向前移动；在遇到弯管时，通过第一弯曲弹性装置和第二弯曲弹性装置产生的弯曲形变实现弯管爬行，当需要改变爬行速度时，通过传动套的动作改变变速输出齿轮a和变速输出齿轮b的啮合连接状态使爬行器速度变快或变慢；当管道变小时，通过伸缩臂的缩回可自适应管道的改变。由此解决了传统爬行器在遇到弯道或小幅度的井壁弯曲很容易被卡住无法前行的问题，特别适用于管道内部检测和维护使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的滚筒的结构示意图；
图3为本发明的支撑臂的结构示意图；
图4为本发明的第一弯曲弹性装置的结构示意图；
图5为本发明的第二弯曲弹性装置的结构示意图；
图6为本发明的换向器的结构示意图；
图7为本发明的变速器的结构示意图；
图8为本发明的动力装置的结构示意图；
图9为本发明的工作状态示意图。
图中：1、动力装置，2、第一滚筒，3、第二滚筒，4、第一弯曲弹性装置，5、第二弯曲弹性装置，6、筒体，7、支撑臂，8、法兰盘，9、支撑管，10、支撑弹簧，11、伸缩杆，12、滚轮，13、筒帽，14、固定圆板a，15、固定圆板b，16、弹簧，17、万向接头，18、传输轴a，19、换向器，20、换向器壳体，21、换向输入轴，22、换向输出轴，23、输入伞齿轮，24、输出伞齿轮，25、中间伞齿轮，26、变速器，27、变速器外壳，28、传动套，29、传动输入轴，30、传动输出轴，31、外壳密封板，32、传动套密封板，33、输入轮，34、装配滚轮，35、固定块，36、滚珠，37、变速输出齿轮a，38、变速输出齿轮b，39、内凸台a，40、内凸台b，41、密封板滑槽，42、凸缘，43、围筒，44、排液流道，45、排液槽，46、排液通孔，47、排液堵头，48、进液流道，49、进液槽，50、进液通孔，51、进液堵头，52、电磁铁a，53、推块a，54、外壳内凸起，55、电磁铁b，56、推块b，57、装配凸缘，58、外壳体，59、节流头，60、涡轮轴，61、推力轴承，62、涡轮组件，63、轴承，64、动力传动轴，65、排液孔，66、连接套筒，67、泄压孔，68、外螺纹，69、装载杆。
具体实施方式
该管道液动爬行器由动力装置1、第一滚筒2、第二滚筒3、第一弯曲弹性装置4和第二弯曲弹性装置5构成，第一滚筒2和第二滚筒3之间通过第一弯曲弹性装置4连接；第一滚筒2和第二滚筒3分别由筒体6和支撑臂7构成，第一滚筒2和第二滚筒3的筒体6一端分别设置有法兰盘8，法兰盘8一侧的筒体6圆周上呈螺旋状均布有3个支撑臂7。支撑臂7由支撑管9、支撑弹簧10、伸缩杆11和滚轮12构成，支撑管9固定焊装在筒体6的圆周上，支撑管9上通过支撑弹簧10和筒帽13安装有伸缩杆11，筒帽13与支撑管9螺纹连接，以限制t型体的伸缩杆11滑出支撑管9；伸缩杆11的端头安装有滚轮12。第一滚筒2的支撑臂7和第二滚筒3的支撑臂7螺旋方向相反。第一滚筒2的端头装有装载杆69，装载杆69的端头设置有装配螺纹，用于工作时连接安装检测仪器使用。
动力装置1与第二滚筒3之间通过第二弯曲弹性装置5相互连接。第一弯曲弹性装置4和第二弯曲弹性装置5分别由固定圆板a14、固定圆板b15、弹簧16和万向接头17构成，固定圆板a14和固定圆板b15呈对称设置；固定圆板a14和固定圆板b15之间固装有弹簧16；弹簧16内的固定圆板a14上装有传输轴a18，传输轴a的一端延伸至固定圆板a18外端；第一弯曲弹性装置4弹簧16内的固定圆板b15上装有换向器19。
换向器19由换向器壳体20、换向输入轴21、换向输出轴22、输入伞齿轮23、输出伞齿轮24和中间伞齿轮25，换向器壳体20的一端通过换向输入轴21装有输入伞齿轮13，换向器壳体20的另一端通过换向输出轴22装有输出伞齿轮24，输入伞齿轮21和输出伞齿轮24之间通过中间伞齿轮25相互啮合连接。
换向器19的换向输入轴21一端延伸至固定圆板b15外端，换向器19的换向输出轴22与传输轴a18之间通过万向接头17连接，第二弯曲弹性装置5弹簧16内的固定圆板b15上装有变速器26。
变速器26由变速器外壳27、传动套28、传动输入轴29、传动输出轴30、外壳密封板31、传动套密封板32和输入轮33构成，变速器外壳27的一端螺纹安装有外壳密封板31，变速器外壳27内设置有传动套28，传动套28的端口螺纹安装有传动套密封板32，传动套密封板32上滑动安装有传动输入轴29，传动输入轴29的一端延伸至传动套28内，延伸至传动套28内的传动输入轴29端头固装有输入轮33，输入轮33与传动套28之间为滑动键连接；工作过程中，传动输入轴29通过输入轮33带动传动套28转动，且输入轮33在传动套28上可往复滑动。
外壳密封板31上设置有装配凹槽，装配凹槽内通过装配滚轮34和固定块35装有传动输出轴30，装配滚轮34与固定块35和外壳密封板31的装配凹槽之间设置有滚珠36，以增加装配滚轮34的转动灵活性。
传动输出轴30的一端延伸至传动套28内，延伸至传动套28内的传动输出轴30端头固装有变速输出齿轮a37，变速输出齿轮a37一侧的传动输出轴30上装有变速输出齿轮b38。传动套28内壁上设置有与变速输出齿轮a37对应的内凸台a39和与变速输出齿轮b38对应的内凸台b40；内凸台a39和内凸台b40的表面分别设置有传动齿，传动输出轴30通过变速输出齿轮a37和变速输出齿轮b38与内凸台a39和内凸台b40的配合与传动套28滑动啮合连接。工作过程中，在外力的作用下，传动套28在变速器外壳27内可左右移动，从而可使内凸台a39与变速输出齿轮a37之间啮合，或使内凸台b40与变速输出齿轮b387之间啮合；由于传动输出轴30与传动输入轴29之间为偏心设置（不同轴心）且变速输出齿轮a37和变速输出齿轮b38的直径不等传动比不同，通过内凸台a39与变速输出齿轮a37之间的啮合，或内凸台b40与变速输出齿轮b387之间的啮合，使得传动输出轴30输出不同的转速，进而使得该爬行器的整体前景速度变快或变慢。
外壳密封板31的内表面设置有环状的密封板滑槽41，传动套28的外表圆周上设置有凸缘42，凸缘42一侧的传动套28的外表圆周上设置有环状的围筒43，围筒43的一端延伸至密封板滑槽41内，传动套28通过围筒43与密封板滑槽41的配合滑动与外壳密封板31滑动密封连接。围筒43上设置有排液流道44，与排液流道44对应的凸缘42上设置有排液槽45，排液槽45上设置有排液通孔46，排液通孔46上设置有中字型的排液堵头47，排液槽45与排液流道44连通。
凸缘42另一侧的传动套28上设置有进液流道48，与进液流道48对应的凸缘42上设置有进液槽49，进液槽49与进液流道48连通；进液槽49上设置有进液通孔50，进液通孔50上设置有呈工字型的进液堵头51。
密封板滑槽41外围的外壳密封板31上设置有装配槽，装配槽内通过接收器、电磁铁a52和推杆装有推块a53，变速器外壳27内壁上设置有外壳内凸起54，外壳内凸起54上设置有与装配槽对应的安装槽，安装槽内通过接收器、电磁铁b55和推杆装有推块b56；推块a53和推块b56的前端面均为斜面，工作时，在电磁铁的作用下，通过推块可使排液堵头47在排液通孔46上左右移动，使进液堵头51在进液通孔50上左右移动，推块a53和推块b56的前端面均为斜面的目的，是防止在推块动作过程中不能正对进液堵头51或排液堵头47时，通过传动套28的转动，使进液堵头51或排液堵头47与推块的前端斜面接触，从而利用推块的前端斜面压迫进液堵头51或排液堵头47，达到使其移动的目的。
变速器外壳27上设置有装配凸缘57，装配凸缘57一侧的变速器外壳27上设置有外螺纹68。装配凸缘57用于与固定圆板b15的连接固定。变速器26的传动输入轴29另一端延伸至固定圆板b15外端。变速器26的传动输出轴30与传输轴a18之间通过万向接头17连接。
该管道液动爬行器的动力装置1由外壳体58、节流头59、涡轮轴60和推力轴承61构成，外壳体58的一端螺纹安装有喇叭口状的节流头59，外壳体58内通过对称设置的推力轴承61安装有涡轮轴60，涡轮轴60与外壳体58之间设置有涡轮组件62（涡轮组件62包括涡轮转子和涡轮定子），外壳体58的另一端通过轴承63安装有动力传动轴64，动力传动轴64与涡轮轴60固定连接，涡轮组件一侧的外壳体58上设置有排液孔65。
排液孔65一侧的外壳体58上螺纹安装有连接套筒66，连接套筒66上设置有泄压孔67。连接套筒66一侧的连接套筒66外表圆周上均布有支撑臂7。支撑臂7的作用是保证工作中外壳体58的居中性。
该管道液动爬行器装配时，动力装置1由动力传动轴64通过连轴套与变速器26的传动输入轴29固定连接，同时通过连接套筒66与变速器26上设置的外螺纹68配合与变速器外壳27螺纹连接，变速器外壳27端面与动力装置1外壳体58端面之间保留一定的间隙，由此完成动力装置1与第二弯曲弹性装置5之间的装配。
第二弯曲弹性装置5与第二滚筒3之间，由传输轴a18通过连接法兰与第二滚筒3的法兰盘8固定连接，由此完成第二弯曲弹性装置5与第二滚筒3之间的装配。
第二滚筒3与第一弯曲弹性装置4之间，通过第二滚筒3的筒体6与第一弯曲弹性装置4的换向器19的换向输入轴21固定连接，由此完成第二滚筒3与第一弯曲弹性装置4之间的装配。
第一弯曲弹性装置4与第一滚筒2之间，由传输轴a18通过连接法兰与第一滚筒2法兰盘8固定连接，由此完成第一弯曲弹性装置4与第一滚筒2之间的装配（参见附图1—8）。
该管道液动爬行器工作时，将检测和或维护仪器固定在该爬行器前端，然后放入待检测和维护的管道中，开启泵；钻井液等流体流经节流头59进入动力装置1内对涡轮组件62形成冲击，从而带动涡轮轴60，进而带动动力传动轴64转动，由此依次将旋转动力传递到第二弯曲弹性装置5、第二滚筒3、第一弯曲弹性装置4和第一滚筒2，这一过程中，由于第一滚筒2和第二滚筒3的筒体6圆周上呈螺旋状均布有3个支撑臂7，且支撑臂7的端头安装有滚轮12并与管道内壁接触，第一滚筒2和第二滚筒3旋转的同时将旋转动力转化为直线运动，由此带动该管道液动爬行器整体向前移动，当管道内径发生变化时，支撑臂7可通过伸缩杆11在支撑管9内的伸缩自适应管道的改变。
该管道液动爬行器整体向前移动过程中，由于换向器19的作用，第一滚筒2和第二滚筒3之间的旋转方向相反，由此可抵消两者的扭转，避免该管道液动爬行器整体发生扭转。向前移动过程中遇到弯管部位时，在万向接头17的作用下，第一弯曲弹性装置4和第二弯曲弹性装置5可发生相对的弯曲形变，并在弹簧16的作用下快速复位，由此通过弯管部位。
该管道液动爬行器工作过程中需要改变爬行速度时，变速器26通过传动套28的动作改变变速输出齿轮a37和变速输出齿轮b38的啮合连接状态使该爬行器速度变快或变慢；具体为：
初始状态变速器26的变速输出齿轮b38与内凸台b40保持啮合状态，排液堵头47对排液通孔46的下端口保持封堵状态，进液堵头51对进液通孔50的上端口保持封堵状态（参见附图7）。改变爬行速度时，首先通过控制器对接收器（信号接收器，为市售产品，产品名称：富士宽带声发射传感器；长沙鹏翔电子科技有限公司出品，型号：2045s，信号传输介质：超声波，用法：将该传感器看做一个开关，当接收到规定频率的声波后开启电磁铁得电伸出、反之关闭电磁铁缩回。）发出无线信号使其启动电磁铁a52，电磁铁a52通过推杆推动推块a53向右移动，然后通过传动套28的转动压迫进液堵头51，使其解除对进液通孔50上端口的封堵状态，即，进液通孔50的上端口呈开启状态，进液通孔50的下端口呈封堵状态，同时通过传动套28的转动压迫排液堵头47，使其解除对排液通孔46下端口的封堵状态，即，排液通孔46下端口呈开启状态，排液通孔46上端口呈封堵状态（参见附图7）。
此时，完成对涡轮组件62冲击的钻井液等流体由排液孔65排出进入连接套筒66内，进入连接套筒66内的高压钻井液等流体一部分由泄压孔67排出，另一部分经变速器外壳27端面与动力装置1外壳体58端面之间保留的间隙进入进液流道48内。
进入进液流道48内的钻井液等流体在进液槽49内经开启的进液通孔50上端口进入凸缘42左侧的环空，随着钻井液等流体的不断进入压力增大，从而推动传动套28向右移动，这一过程中，变速输出齿轮b38与内凸台b40逐步脱离啮合状态，同时，围筒43在密封板滑槽41内向外滑动，密封板滑槽41的目的是对围筒43起一个导向作用，围筒43的目的是对凸缘42左侧的环空起一个密封，防止钻井液等流体进入传动套28内，当传动套28向右移动至止点时，变速输出齿轮b38与内凸台b40完全脱离啮合状态，此时，变速输出齿轮a37与内凸台a39呈啮合连接状态（参见附图9）。由于传动输出轴30与传动输入轴29之间为偏心设置，且变速输出齿轮a37和变速输出齿轮b38的直径不等传动比不同，通过内凸台a39与变速输出齿轮a37之间的啮合，或内凸台b40与变速输出齿轮b387之间的啮合，使得传动输出轴30输出不同的转速，由此实现该爬行器速度变快或变慢的目的。
再次变换速度时，通过控制器对接收器发出无线信号使其启动电磁铁b55，电磁铁b55通过推杆推动推块b56；向左移动，然后通过传动套28的转动压迫进液堵头51，使其解除对进液通孔50下端口的封堵状态，即，进液通孔50的下端口呈开启状态，进液通孔50的上端口呈封堵状态，同时通过传动套28的转动压迫排液堵头47，使其解除对排液通孔46上端口的封堵状态，即，排液通孔46上端口呈开启状态，排液通孔46下端口呈封堵状态。完成对涡轮组件62冲击的钻井液等流体由排液孔65排出进入连接套筒66内，进入连接套筒66内的高压钻井液等流体一部分由泄压孔67排出，另一部分经变速器外壳27端面与动力装置1外壳体58端面之间保留的间隙进入进液流道48内。
进入进液流道48内的钻井液等流体在进液槽49内经开启的进液通孔50下端口进入凸缘42右侧的环空，随着钻井液等流体的不断进入压力增大，从而推动传动套28向左移动，这一过程中，变速输出齿轮b38与内凸台b40逐步啮合，变速输出齿轮a37与内凸台a39逐步脱离，围筒43在密封板滑槽41内向内滑动，当传动套28向左移动至止点时，变速输出齿轮b38与内凸台b40完全啮合，变速输出齿轮a37与内凸台a39完全脱离。
传动套28向左移动的过程中，凸缘42左侧环空内的钻井液等流体经排液通孔46的上端口进入排液槽45，然后经排液流道44排出。
传动套28再次向右移动时，凸缘42右侧环空内的钻井液等流体经排液通孔46的下端口进入排液槽45，然后经排液流道44排出。
该管道液动爬行器以管道内的流体为动力源，经动力装置1转化为前进的旋转动力，并将该旋转动力依次第一滚筒2和第二滚筒3；第一滚筒2、第二滚筒3将旋转动力转化为直线运动，带动该爬行器整体向前移动；在遇到弯管时，通过第一弯曲弹性装置4和第二弯曲弹性装置5产生的弯曲形变实现弯管爬行，当需要改变爬行速度时，通过传动套28的动作改变变速输出齿轮a37和变速输出齿轮b38的啮合连接状态使该爬行器速度变快或变慢；当管道变小时，通过伸缩臂7的缩回可自适应管道的改变；由此解决了传统爬行器在遇到弯道或小幅度的井壁弯曲很容易被卡住无法前行的问题，特别适用于管道内部检测维护使用。