管道检查装置及其操作方法与流程

本发明涉及管道检查装置及其操作方法。

背景技术：

输送天然气、原油及类似物等的管道(pipe)可能会由于磨损、腐蚀、侵蚀、材料变质和疲劳等而导致物理缺陷，比如其中发生的破裂(crack)。因此，有必要检查管道中可能出现的缺陷，并更换有问题的管道。这种管道检查称为在线检查(ili,inlineinspection)。

检查管道的智能管道检查量规(intelligentpig)利用在管道内部流动的流体的压力在管道内部前进。如果在管道内部流动的流体的压力足够大，则管道检查量规的移动没有问题。然而，在管道以低压和低流量操作的情况下，管道检查量规在管道内部前进中有问题。因此，需要一种即使在低压环境下也能够在管道内移动的同时检查管道的智能管道检查量规。

现有技术的文献

(专利文献)

(专利文献1)韩国专利号10-0947700b1

技术实现要素：

技术问题

根据本发明的实施例，本发明旨在提供一种管道检查装置及其操作方法，其能够在低压下操作的管道内部有效地移动。

另外，根据本发明的实施例，本发明旨在提出一种管道检查装置，该管道检查装置包括：驱动器模块，该驱动器模块具有其中能够将驱动杯折叠或展开使得其周缘配合管道的内表面的结构；以及接头模块，该接头模块基于观察的管道的内部轮廓和测量的模块的姿态的信息来控制驱动器模块和检查模块的姿态，以便通过最大化利用在管道内部流动的流体的压力来产生驱动力。

另外，根据本发明的实施例，本发明旨在提出一种管道检查装置，该管道检查装置包括具有轮子的驱动器模块，该轮子设置在驱动杯中以与管道的内表面接触，并通过在一个方向上的主动旋转产生驱动力。

另外，根据本发明的实施例，本发明旨在提出一种管道检查装置，该管道检查装置包括压差释放部分，当积聚在驱动杯的后部中的流体的压力超出参考压力时，该压差释放部分将流体从驱动杯的后部移动到其前部。

技术方案

根据本发明的实施例的管道检查装置包括：驱动器模块，该驱动器模块具有至少一个驱动杯和多个折叠部分，随着驱动杯的周缘根据管道的内径改变，该至少一个驱动杯利用在管道内部流动的流体的压力产生驱动力，多个折叠部分连接到驱动杯以折叠或展开驱动杯；检查模块，该检查模块通过与管道的内表面紧密接触，以无损方式检测管道的缺陷；以及接头模块，该接头模块将驱动器模块和检查模块连接到彼此，并根据管道的轮廓改变驱动器模块和检查模块的相对位置。

另外，驱动杯可包括：相对于驱动器模块的本体径向布置的多个杯状框架部分；以及连接在杯状框架部分之间的杯状柔性部分，驱动杯构造成朝向其前进方向大致具有伞形的凸出部，并且折叠部分中的至少一个连接到杯状框架部分，折叠部分在管道的内表面的方向上展开杯状框架部分或在驱动杯的中心的方向上折叠，以改变驱动杯的周缘。

另外，折叠部分可包括：折叠或展开驱动杯的支承部分，支承部分的第一端连接到杯状框架部分，而其第二端连接到驱动器模块的本体；以及弹性部分，该弹性部分布置在支承部分的第一端处，以吸收由于管道的轮廓施加到驱动杯的冲击。

另外，根据本发明的实施例的管道检查装置还可以包括：具有至少一个轮子的主动轮部分，该至少一个轮子通过与管道的内表面接触在一个方向上旋转，并且在由流体的压力产生的驱动力不足时，通过主动旋转以产生驱动力，该主动轮部分连接到驱动杯。

另外，主动轮部分可包括：位于驱动杯的前部的一个表面处的轮子；轮臂，该轮臂支承至少一个轮子并且联接到驱动杯，该轮臂根据折叠部分的移动与驱动杯一起移动；以及使轮子在一个方向上旋转的轮驱动部分。

另外，根据本发明的实施例的管道检查装置还可以包括：前观察部分，该前观察部分位于驱动器模块的前部处并观察管道的轮廓。

另外，根据本发明的实施例的管道检查装置还可以包括：姿态测量部分，该姿态测量部分通过测量驱动器模块和管道的内表面之间的距离来测量驱动器模块相对于管道的姿态。

另外，接头模块可以包括：通过产生驱动力在一个方向上位移的至少一个接头驱动部分；以及角度传感器，该角度传感器测量由接头驱动部分产生的位移的程度。

另外，驱动器模块还可以包括具有流动路径的压差释放部分，积聚在驱动杯的后部处的流体通过该流动路径排放到驱动杯的前部，并且通过打开/闭合该流动路径来释放驱动杯的前部和后部之间的压差。

根据本发明的实施例的操作管道检查装置的方法包括：通过位于驱动器模块的前部处的前观察部分来收集轮廓信息，该前观察部分通过测量管道的轮廓来产生轮廓信息；通过位于驱动器模块的本体处的姿态测量部分来收集姿态信息，姿态测量部分通过测量驱动器模块与管道的内表面之间的距离来产生驱动器模块相对于管道的姿态信息；基于轮廓信息和姿态信息，通过控制连接到驱动器模块的驱动杯的折叠部分，控制驱动杯以控制驱动杯的周缘以便配合管道的内径；以及通过控制将驱动器模块和检查模块连接到彼此的接头模块，控制驱动器模块和检查模块的姿态。

另外，根据本发明的实施例的用于操作管道检查装置的方法还可以包括：通过使用通过里程表测量的其移动距离和其移动时间来收集速度信息，以产生在管道内部驱动的管道检查装置的速度信息；并且，基于该速度信息操作主动轮，以便当检查装置以等于或低于参考速度驱动时，通过驱动连接到驱动杯的主动轮部分的轮子，以等于或高于参考速度驱动在管道内部的检查装置。

另外，根据本发明的实施例的用于操作管道检查装置的方法还可以包括：当驱动杯前部的压力和驱动杯后部的压力之间的差异超出参考压力时，通过操作压差释放部分来释放压差，使得积聚在驱动杯的后部处的在管道内部流动的流体通过连接到驱动器模块的压差释放部分移动到驱动杯的前部。

通过以下基于附图的详细描述，本发明的特征和优点将变得更加明显。

在此之前，说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应以常规和词汇的意义进行解释，而是应该基于发明人可以适当地限定术语的概念的原理解释为与本发明的技术思想相一致的含义和概念，以便以最佳的模式解释他的或她的发明。

有利效果

根据本发明的实施例，提出了一种能够在低压下操作的管道内部有效地移动的管道检查装置和用于操作该管道检查装置的方法，使得能够检查和管理其中不能执行传统的检查的以低压操作的管道的完整性。

另外，根据本发明的实施例，该管道检查装置具有驱动器模块，该驱动器模块具有其中驱动杯能折叠或展开的结构，使得其周缘配合管道的内表面，并且该接头模块能够控制驱动器模块和检查模块的姿态以配合管道轮廓，从而通过最大化地利用在管道内部流动的流体的压力来产生驱动力，并且即使在低压管道中也执行检查。

另外，根据本发明的实施例，设置在驱动杯中以与管道的内表面接触的轮子允许减小管道的内表面与驱动杯之间的摩擦，并且能够通过在一个方向上主动旋转来产生驱动力，从而补偿驱动力的不足。

另外，根据本发明的实施例，将积聚在驱动杯的后部中的流体通过压差释放部分移动到驱动杯的前部，使得能够释放驱动杯的前部和后部之间的压差。因此，能够防止由于管道的内部轮廓而导致的管道检查装置短暂地停止之后以高速行进的速度偏移。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的管道检查装置的立体图。

图2是根据本发明的实施例的驱动器模块的前视图。

图3是根据本发明的实施例的驱动器模块的后视图。

图4是根据本发明的实施例的驱动器模块的剖视图。

图5是示出根据本发明的实施例的姿态测量部分的视图。

图6是根据本发明的实施例的接头模块的立体图。

图7是示出本发明的实施例的管道检查装置在弯曲的管道内部驱动的状态的视图。

图8是示出根据本发明的实施例的压差释放部分的视图。

图9是示出根据本发明的实施例的收集与管道检查装置的驱动及处理其驱动运动有关的信息的过程的框图。

具体实施方式

通过以下与附图相关的详细描述和示例性实施例，本发明的实施例的目的、特定优点和新颖特征将变得更加明显。应当注意，在本说明书中，当给予每个附图的部件附图标记时，即使相同的部件显示在不同的附图上，它们也具有相同的标记。另外，诸如“第一表面”、“第二表面”、“第一”和“第二”等的术语用于区分一个部件与另一部件，并且这些部件不受这些术语的限制。在下文中，在描述本发明的实施例时，省略了可能使本发明的实施例的主题不必要地模糊的相关公知技术的详细描述。

以下将参照附图对本发明的实施例进行详细描述。

图1是根据本发明的实施例的管道检查装置的立体图；图2是根据本发明的实施例的驱动器模块(100)的前视图；图3是根据本发明的实施例的驱动器模块(100)的后视图；并且图4是根据本发明的实施例的驱动器模块(100)的剖视图。

如图1至图4所示，管道检查装置可以包括：驱动器模块(100)，该驱动器模块具有至少一个驱动杯(110)和多个折叠部分(120)，该至少一个驱动杯随着其周缘(110r)根据管道(1)的内径(di)而变化，通过利用在管道(1)内部流动的流体的压力来产生驱动力，多个折叠部分连接到驱动杯(110)以折叠或展开驱动杯(110)；检查模块(300)，该检查模块通过与管道(1)的内表面(2)紧密接触，以无损方式检测管道的缺陷；以及接头模块(200)，该接头模块根据管道(1)的轮廓将驱动器模块(100)和检查模块(300)连接到彼此，并改变驱动器模块(100)和检查模块(300)的相对位置。

驱动器模块(100)使用驱动杯(110)产生管道检查装置在管道(1)的内部移动的驱动力，并且拖曳连接到驱动器模块(100)的接头模块(200)和检查模块(300)。驱动器模块(100)包括至少一个联接到驱动器模块的本体(101)的驱动杯(110)。驱动杯(110)可以利用通过管道(1)内部流动的流体推动驱动杯(110)的力在流体的流动方向(ag)上使驱动器模块(100)前进。在这种情况下，为了最大化地使用在管道(1)内部流动的流体的力，驱动杯(110)的周缘(110r)需要最大化地与管道(1)的内表面(2)紧密接触。驱动杯(110)可以在管道检查装置的前进方向(ag)上凸出地形成。驱动杯(110)可构造成使得其周缘具有适合于管道的内径的尺寸。

参照图2和图4，驱动杯(110)可包括多个杯状框架部分(111)和杯状柔性部分(112)，杯状框架部分(111)相对于驱动器模块(100)的本体(101)径向布置，杯状柔性部分(112)连接在各杯状框架部分(111)之间并且可以构造成通常具有朝向其前进方向(ag)突出的伞状形状。杯状柔性部分(112)连接在各杯状框架部分(111)之间，并且可以构造成以朝向驱动杯(110)的后部(ab)突出的方式折叠。

当杯状柔性部分(112)和杯状框架部分(111)由相同材料形成时，杯状框架部分(111)可以构造成至少具有预定的厚度，使得杯状框架部分(111)不折叠，并且杯状柔性部分(112)可以构造成具有较薄的厚度，使得杯状柔性部分(112)折叠。例如，杯状框架部分(111)和杯状柔性部分(112)可以由诸如聚氨酯之类的相同的材料形成。杯状柔性部分(112)和杯状框架部分(111)可以由不同的材料制成。杯状框架部分(111)可以由聚氨酯材料制成，并且杯状柔性部分(112)可以由用于降落伞的织物制成。

通过在管道(1)的内表面(2)的方向上突出，可以将杯状突出部分(113)设置在驱动杯(110)的周缘(110r)上。杯状突出部分(113)是指在管道(1)的内表面(2)的方向上弯曲的杯状框架部分(111)和杯状柔性部分(112)的最外侧部分。杯状突出部分(113)可以构造成与管道(1)的内表面(2)紧密接触。

至少一个折叠部分(120)连接到杯状框架部分(111)，并且操作成在管道(1)的内表面(2)的方向上展开杯状框架部分(111)，或者在驱动杯(110)的中心的方向上折叠杯状框架部分(111)，使得改变驱动杯(110)的周缘(110r)。折叠部分(120)可包括：折叠或展开驱动杯(110)的支承部分(122)，支承部分的第一端连接到杯状框架部分(111)，而其第二端连接到驱动器模块(100)的本体(101)；以及弹性部分(121)，该弹性部分(121)布置在支承部分(122)的第一端处，以吸收由于管道的轮廓施加到驱动杯(110)的冲击。

如图4所示，支承部分(122)包括致动器，该致动器产生驱动力，通过该驱动力能够使驱动杯(110)移动。例如，支承部分(122)可以包括液压致动器。液压致动器可包括缸体(122b)、在缸体(122b)内部的活塞和活塞杆(122a)。支承部分(122)的缸体(122b)的端部可以联接到驱动器模块(100)的本体(101)，并且支承部分(122)的活塞杆(122a)的端部可以连接到驱动杯(110)的杯状框架部分(111)。随着活塞杆(122a)的突出长度根据支承部分(122)的液压波动而变化，驱动杯(110)能够在管道的内表面(2)的方向上展开或者在驱动器模块(100)的本体(101)的方向上折叠。

支承部分(122)还可以包括弹性部分(121)，该弹性部分(121)吸收由于管道的轮廓施加到驱动杯(110)的冲击。弹性部分(121)可以构造为弹簧，并且可以位于驱动杯(110)和支承部分(122)之间，或者可以布置在围绕支承部分(122)的活塞杆的位置处。驱动器模块(100)以预定速度或更高速度在管道(1)内部驱动，并且在此过程中，驱动杯(110)可以与诸如在管道的内表面(2)上形成的突出部分或沉淀物之类的障碍物碰撞。当驱动器模块(100)在管道的弯曲部分中驱动时，驱动杯(110)可以与管道的内表面(2)碰撞。弹性部分(121)用作冲击缓冲器，使得由于管道的这种轮廓施加到驱动杯(110)的冲击不直接传递到支承部分(122)。

折叠部分(120)还可以包括位于支承部分(122)的活塞杆和驱动杯(110)之间的接触检测传感器(123)。接触检测传感器(123)由支承部分(122)的活塞杆支承，并且当驱动杯(110)的周缘(110r)触及管道(1)的内表面(2)时，可以测量由管道的内表面(2)施加到驱动杯(110)的力。接触检测传感器(123)可以是压力传感器、力传感器、或者能够测量施加到驱动杯(110)的力的另一传感器。从接触检测传感器(123)输出的接触信息可以用于反馈折叠部分(120)适合于展开驱动杯(110)的程度。例如，当驱动杯(110)展开成具有大于管道的内径的内径时，接触检测传感器(123)输出预定尺寸或更大的接触信息，使得可以控制驱动杯(110)不再展开。另外，当驱动杯(110)与管道(1)内部的障碍物碰撞时，可以通过接触检测传感器(123)了解驱动杯(110)的与障碍物碰撞的部分。可以控制连接到碰撞部分的支承部分(122)，以使驱动杯(110)部分折叠，使得驱动杯(110)通过障碍物。

驱动器模块(100)包括具有至少一个轮子(132)的主动轮部分(130)，该至少一个轮子(132)通过与管道的内表面(2)接触而在一个方向上旋转，并且在由流体的压力产生的驱动力不足时，通过主动旋转以产生驱动力，该主动轮部分(130)连接到驱动杯(110)。当驱动杯(110)的周缘(110r)与管道(1)的内表面(2)直接接触并在其间发生摩擦时，由在管道(1)内部流动的流体的压力产生的驱动力被抵消。因此，将轮子(132)布置在驱动杯(110)中，使得位于邻近驱动杯(110)的周缘(110r)的杯状框架部分(111)处的轮子(132)通过与管道(1)的内表面(2)接触来旋转，因而可以使驱动杯(110)和管道的内表面(2)之间的摩擦最小化。结果，即使在管道(1)内部流动的流体的压力低，驱动器模块(100)也可以在管道(1)内部平滑地驱动。

主动轮部分(130)可以包括：位于驱动杯(110)的前部的一个表面处的轮子(132)；轮臂(131)，该轮臂支承至少一个轮子(132)并且联接到驱动杯(110)，该轮臂根据折叠部分(120)的移动与驱动杯(110)一起移动；以及使轮子(132)在一个方向上旋转的轮驱动部分(133)。轮子(132)具有联接到它的承载件(未示出)，该承载件仅在一个方向上旋转，并且可以构造成仅在管道内部的驱动器模块(100)的前进方向上旋转。可将轮子(132)布置成接纳到设置在驱动杯(110)的杯状框架部分(111)中的凹部。轮子(132)由轮臂(131)支承，并且轮子(132)在其上旋转的轴连接到轮臂(131)。轮臂(131)联接到驱动杯(110)的杯状框架部分(111)。轮臂(131)可包括至少一个接头部分，并且根据驱动杯(110)折叠的角度移动。

轮驱动部分(133)可以将旋转力提供给轮子(132)。接收由轮驱动部分(133)提供旋转力的轮子(132)沿着管道(1)的内表面(2)驱动，并且能够产生除由驱动杯(110)提供的驱动力之外的附加驱动力。当驱动器模块(100)在管道(1)内部驱动的速度低于参考速度时，驱动轮驱动部分(133)，并且允许轮子(132)在管道的内表面(2)上驱动以补充驱动器模块(100)的驱动力。轮驱动部分(133)可以包括诸如马达和齿轮之类的部件，该齿轮将马达产生的驱动力传递到轮子(132)。将轮驱动部分(133)布置在所有轮子(132)中，并且可以驱动每个轮子(132)。

主动轮部分(130)和折叠部分(120)关于其联接到驱动杯(110)，并且操作以最大化地产生在管道(1)内部驱动的驱动杯(110)的驱动力。主动轮部分(130)联接到驱动杯(110)的前部，而折叠部分(120)联接到驱动杯(110)的后部。在驱动杯(110)的周缘(110r)上设有杯状突出部分(113)，并且操作折叠部分(120)使得主动轮部分(130)的轮子(132)比杯状突出部分(113)的周缘更早触及管道，以使杯状突出部分(113)的周缘(110r)和管道(1)的内表面(2)之间发生的一部分摩擦最小化。

驱动杯(110)可包括至少一个折叠部分，该至少一个折叠部分设置在联接到驱动器模块(100)的本体(101)的中心部分和展开以配合管道(1)的内表面(2)的周缘(110r)之间，折叠部分具有与中心部分同心的圆形形状。这种折叠部分可以由沿同心圆形形状形成的杯状柔性部分(112)形成。驱动杯(110)可以分成第一区域(111a)和第二区域(111b)，该第一区域对应于在驱动杯(110)的中心部分和折叠部分之间的杯状框架部分(111)，该第二区域(111b)对应于驱动杯(110)的折叠部分和周缘之间的杯状框架部分(111)。当驱动杯(110)未最大地展开时，控制支承部分(122)，使得折叠部分朝向驱动杯(110)的前部凸出。即，折叠驱动杯(110)使得第二区域(111b)与驱动器模块(100)的本体(101)之间的角度小于第一区域(111a)与驱动器模块(100)的本体(101)之间的角度。由于驱动杯(110)被折叠成使得折叠部分朝向驱动杯(110)的前部凸出，所以联接到驱动杯(110)的前部的轮子(132)可以与管道(1)的内表面(2)接触，并且当轮子与管道的内表面(2)接触时，通过轮子(132)的主动旋转产生的旋转力可以改变成驱动力。

根据本发明的实施例的管道检查装置可以包括：前观察部分(140)，该前观察部分位于驱动器模块(100)的前部处并观察管道的轮廓；以及姿态测量部分(150)，该姿态测量部分通过测量驱动器模块(100)和管道的内表面(2)之间的距离来测量驱动器模块(100)相对于管道的姿态。

前观察部分(140)可以包括激光传送部分和观察部分。激光传送部分在驱动器模块(100)的前进方向上发射激光，并且观察部分通过观察根据管道(1)的内部轮廓反射的激光观察管道(1)的内部轮廓。基于通过观察部分观察到的信息，前观察部分(140)可以观察诸如管道的内径尺寸之类的管道的轮廓，管道(1)内部是否存在诸如沉积物或突出部分之类的障碍物，管道是否弯曲到左边或右边，是否存在分支到其中存在驱动器模块驱动的管道的一侧的管道，以及是否存在将管道连接到彼此的连接部分等。折叠部分(120)的支承部分(122)根据由前观察部分(140)产生的管道的轮廓信息被驱动，以便能够改变驱动杯(110)的周缘(110r)以配合管道的内径。

图5是示出根据本发明的实施例的姿态测量部分(150)的视图。由于在制造过程等中发生的原因，管道(1)的内表面(2)可能不彼此平行。即使在这种情况下，姿态测量部分(150)也可以产生姿态信息。

姿态测量部分(150)可以设置在驱动器模块(100)的本体(101)中或检查模块的本体中。姿态测量部分(150)可以包括总共八个距离测量传感器，这八个距离测量传感器在向上、向下、向左和向右方向上分别布置在模块的本体的前端和后端处。具体地，每个距离测量传感器能够在从模块的本体(101)朝向管道(1)的内表面(2)的径向方向上测量从模块的本体(101)到管道(1)的内表面(2)的直线距离。基于由距离测量传感器(s)测量的距离(d)，可以计算模块本体的中心(mo)相对于管道的中心轴线(po)在上下方向上或左右方向上倾斜的角度。

例如，前端上距离测量传感器(sfu)、前端下距离测量传感器(sfd)，后端上距离测量传感器(sru)和后端下距离测量传感器(srd)分别产生测量值(dfu、dfd、dru、drd)，因此可以知道前端上距离测量传感器(sfu)与后端上距离测量传感器(sru)之间的距离l。当基于这种测量值使用以下等式时，可以知道模块本体的中心(mo)相对于管道的中心轴线(po)在上下方向上倾斜的程度(倾斜度(pitch)，θp)。

[等式1]

[等式2]

[等式3]

[等式4]

θp＝θ3+θ2

以相同的方法，通过使用前端和后端中每一端的左侧和右侧的每一侧处的距离测量传感器(s)，可以知道模块本体的中心(mo)相对于管道的中心轴线(po)在左右方向上倾斜的程度(偏移(yaw)，θy)。姿态测量部分(150)产生包括这种信息的姿态信息。当接头模块(200)主动改变驱动器模块(100)和检查模块(300)的姿态时可以使用该姿态信息，以将驱动杯(110)定位成配合管道。

图6是根据本发明的实施例的接头模块(200)的立体图。

驱动器模块(100)和检查模块(300)通过接头模块(200)连接到彼此。接头模块(200)可以包括至少一个接头驱动部分(210)和角度传感器(未示出)，该至少一个接头驱动部分通过产生驱动力在一个方向上位移，该角度传感器测量由接头驱动部分(210)产生的位移的程度。

如图6所示，接头模块(200)可包括：第一接头驱动部分(210a)，该第一接头驱动部分被驱动以相对于第一方向旋转；第二接头驱动部分(210b)，该第二接头驱动部分连接到第一接头驱动部分(210a)并且被驱动相对于与第一方向的轴线(ax1)正交的第二方向的轴线(ax2)旋转；第三接头驱动部分(210c)，该第三接头驱动部分连接到第二接头驱动部分(210b)并且被驱动相对于第二方向的轴线(ax2)旋转；以及第四接头驱动部分(210d)，该第四接头驱动部分连接到第三接头驱动部分(210c)并且被驱动相对于第一方向的轴线(ax1)旋转。

接头驱动部分(210)可以包括诸如步进马达之类的致动器，并且可以使连接到接头驱动部分(210)的第一端和第二端的物体位移精确的角度。角度传感器(未示出)能够测量接头驱动部分(210)位移的程度以获得角度值。所获得的角度值能够用作精确控制接头驱动部分(210)位移的程度的反馈。

图7是示出根据本发明的实施例的管道检查装置在弯曲的管道内部驱动的状态的视图。

当管道检查装置在管道(1)的在其一个方向上弯曲的弯曲部分中驱动时，需要驱动器模块(100)和检查模块(300)在其之间形成有预定的角度以配合管道(1)的弯曲部分，使得在驱动杯(110)和管道的内表面(2)之间没有空间。由于接头模块(200)包括产生驱动力的接头驱动部分(210)，因此可以改变连接到接头模块(200)的相对端的检查模块(300)和驱动器模块(100)之间的位置关系。

当管道检查装置在管道(1)的弯曲部分中驱动时，基于由前观察部分(140)产生的管道(1)的轮廓信息和由姿态测量部分(150)产生的姿态信息，接头模块(200)主动地控制驱动器模块(100)与检查模块(300)之间的角度，以配合管道(1)的弯曲程度，并且将驱动杯(110)的周缘(110r)放置成配合管道(1)的内径(di)，从而在以低压操作的管道(1)中最大化地产生驱动力。另外，这种接头模块(200)的姿态控制允许防止由于驱动杯(110)与管道(1)的弯曲部分中的管道的内表面(2)的碰撞发生的驱动力的损失，并且允许防止由于管道的内表面(2)与驱动杯(110)或检查模块(300)的过度摩擦导致的管道检查装置的停止。

驱动器模块(100)还可包括压差释放部分(160)，该压差释放部分具有流动路径(161a)，通过该流动路径将积聚在驱动杯(110)的后部(ab)处的流体排放到驱动杯(110)的前部(af)，并且通过打开/闭合流动路径(161a)来释放驱动杯(110)的前部(af)和后部(ab)之间的压力差(见图1)。

图8是示出根据本发明的实施例的压差释放部分(160)的视图。

如图8所示，压差释放部分(160)可包括：具有多个流动路径(161a)的固定部分(161)；能够闭合设在该固定部分(161)中的流动路径(161a)的移动部分(162)；以及打开/闭合驱动部分(16)，该打开/闭合驱动部分(16)通过旋转移动部分(162)来允许设在固定部分(161)中的流动路径(161a)打开或闭合。压差释放部分(160)的固定部分(161)连接到驱动杯(110)的中心部分，并且可具有以预定的间隔彼此间隔开并且径向地布置的多个流动路径(161a)。压差释放部分(160)的移动部分(162)可以具有对应于固定部分(161)的流动路径的流动路径(162a)，流动路径(162a)通过以预定的间隔彼此间隔开径向地布置。移动部分(162)可以具有与固定部分(161)的中心相同的中心，并且定位成与固定部分(161)紧密接触。压差释放部分(160)的打开/闭合驱动部分(163)包括产生旋转力的马达，并且通过连接到移动部分(162)来使移动部分(162)相对于固定部分(161)的中心旋转。打开/闭合驱动部分(163)允许分别设置固定部分(161)和移动部分(162)中的流动路径(161a)和(162a)彼此匹配以打开，或者固定部分(161)的流动路径(161a)和移动部分(162)的流动路径(162a)不彼此匹配以闭合。压差释放部分(160)可以包括压力传感器，该压力传感器能够测量通过驱动部分的后部(ab)的流体施加到驱动杯的压力。

当在管道(1)内部驱动的驱动器模块(100)正常地以预定速度驱动时，压差释放部分(160)的流动路径(161a)被闭合。当驱动器模块(100)的驱动杯(110)或检查模块由于管道(1)的内部轮廓保持在障碍物上并且管道检查装置的驱动停止时，在管道(1)的内部流动的流体不断地将压力施加到驱动杯(110)的后部(ab)。当施加到驱动杯(110)的后部(ab)的流体压力超过预定水平并超过阻止管道检查装置驱动的管道(1)的内部轮廓的影响时，管道检查装置的速度迅速增加。因此，发生了管道检查装置在短时间内在管道(1)内部行进相对较长距离的速度偏移。当发生速度偏移时，检查装置通过而没有足够的时间来检查管道的内表面(2)。因此，检查结果变得不可靠，并且管道检查装置在快速驱动的同时可能与管道(1)的弯曲部分或其它障碍物碰撞，使得管道检查装置可能被损坏。

当管道检查装置停止并且施加到驱动杯(110)的后部(ab)的流体的压力超过参考压力时，压差释放部分(160)操作打开/闭合驱动部分(16)。打开/闭合驱动部分(16)使移动部分(162)在一个方向上旋转，以打开移动部分(162)闭合的固定部分(161)的流动路径(161a)。当固定部分(161)的流动路径(161a)打开时，位于驱动杯(110)的后部(ab)处的流体通过该流动路径并且移动到驱动杯(110)的前部(af)，使得施加到驱动杯(110)的后部(ab)的压力释放。因此，由于可以释放施加到驱动杯(110)的后部(ab)的流体压力，从而能够防止管道检查装置突然以高速运行的速度偏移。

上面已经描述了根据本发明的实施例的包括在管道检查装置中的部件。下面将描述根据本发明的实施例的管道检查装置的操作方法。

图9是示出根据本发明的实施例的收集与管道检查装置的驱动及处理其驱动运动有关的信息的过程的框图。

根据本发明的实施例的管道检查装置的操作方法可以包括：通过位于驱动器模块(100)的前部处的前观察部分(140)收集轮廓信息，该前观察部分通过测量管道(1)的轮廓来产生轮廓信息；通过位于驱动器模块(100)的本体(101)处的姿态测量部分(150)收集姿态信息，该姿态测量部分通过测量驱动器模块(100)与管道的内表面(2)之间的距离，来产生驱动器模块(100)相对于管道(1)的姿态信息；基于轮廓信息和姿态信息，通过控制连接到驱动器模块(100)的驱动杯(110)的折叠部分(120)，控制驱动杯，用以控制驱动杯(110)的周缘(110r)以便配合管道的内径(di)；并且，通过控制将驱动器模块(100)和检查模块(300)连接到彼此的接头模块(200)来控制驱动器模块(100)和检查模块(300)的姿态。

在轮廓信息收集中，前观察部分(140)将激光发射到管道的内表面(2)，通过观察反射自管道的内表面(2)的激光，观察管道(1)内部的轮廓并产生轮廓信息。与轮廓信息的收集并行，姿态测量部分(150)为管道产生驱动器模块(100)或检查模块的姿态信息。轮廓信息的收集和姿态信息的收集可以在其中管道检查装置在管道(1)的内部驱动的过程中彼此反复且同时地并行执行。

驱动杯的控制和模块姿态的控制被彼此同时且并行地执行，并且被执行以最终控制驱动器模块(100)的驱动杯(110)的周缘(110r)以配合管道(1)的内表面(2)，并且通过最大化利用在管道(1)内部流动的流体的压力来产生驱动力。基于在轮廓信息收集中产生的轮廓信息和在姿态信息收集中产生的姿态信息，控制器(400)控制包括在折叠部分(120)的支承部分(122)中的液压致动器，使得驱动杯(110)在管道的内表面(2)的方向上展开，或者在驱动器模块(100)的中心的方向上折叠。同时，控制器(400)控制包括在接头模块(200)中的接头驱动部分(210)，使得驱动器模块(100)和检查模块(300)的姿态适合于管道的轮廓。

其中折叠部分(120)的接触检测传感器(123)测量驱动杯(110)的周缘(110r)是否已经触及管道的内表面(2)或障碍物并产生接触信息的接触信息的收集，可以与轮廓信息的收集和姿态信息的收集同时地并行执行。在驱动杯的控制中，控制器(400)考虑由接触检测传感器(123)产生的接触信息，并且能够通过控制折叠部分(120)的支承部分(122)来控制打开或折叠驱动杯(110)的程度。

根据本发明的实施例的管道检查装置的操作方法还可以包括：通过使用由里程表(320)测量的其移动距离和其移动时间来收集速度信息，用以产生在管道(1)内部驱动的管道检查装置的速度信息；并且，基于该速度信息操作主动轮，以便当检查装置以等于或低于参考速度驱动时，通过驱动连接到驱动杯(110)的主动轮部分(130)的轮子(132)，以等于或高于参考速度驱动管道(1)内部的检查装置。

设置在检查模块(300)的后端处并且测量管道检查装置的驱动距离的里程表(320)实时测量移动的距离。控制器(400)通过使用移动距离和移动时间计算驱动速度，并且能够产生速度信息。当在管道(1)内部驱动的管道检查装置的速度降低到预定速度或更小时，由检查管道的管道检查装置获得的结果数据的准确性降低。因此，需要以预定的速度驱动管道检查装置。当管道检查装置的驱动速度低于参考速度时，控制器(400)控制轮驱动部分(133)以操作设置在驱动杯(110)中的主动轮部分(130)的轮驱动部分(133)。由轮驱动部分(133)产生的驱动力传递到轮子(132)，并且轮子(132)在管道的内表面(2)上驱动的同时产生驱动力，使得管道检查装置以预定速度或更高的速度驱动。

根据本发明的实施例的管道检查装置的操作方法还可以包括：当驱动杯(110)前部的压力和驱动杯(110)后部的压力之间的差异超过参考压力时，通过操作压差释放部分(160)来释放压差，使得积聚在驱动杯(110)的后部处的在管道内部流动的流体通过连接到驱动器模块(100)的压差释放部分(160)移动到驱动杯(110)的前部。

当管道检查装置的速度为0时，或者当管道检查装置的速度低于参考速度的同时驱动杯(110)的后部(ab)的流体的压力超出基准压力时，控制器(400)能够控制压差释放部分(160)使得压差释放部分(160)被操作。压差释放部分(160)的打开/闭合驱动部分(16)根据控制器(400)的信号产生旋转驱动力，并且使移动部分(162)相对于固定部分(161)在一个方向上旋转。当通过旋转移动部分(162)打开固定部分(161)的流动路径(161a)时，驱动杯(110)的后部(ab)的流体移动到驱动杯(110)的前部(af)，并且因此释放了驱动杯(110)的前部(af)和后部(ab)之间的压差。当驱动杯(110)的后部(ab)的流体压力恢复到预定范围时，控制器(400)控制打开/闭合驱动部分(16)，使得压差释放部分(160)的打开/闭合驱动部分(163)被操作，并且控制移动部分(162)，使得移动部分(162)闭合固定部分(161)的流动路径(161a)。

当由于驱动杯(110)产生的驱动力较大使管道检查装置的速度超出预定范围时，控制器(400)控制压差释放部分(160)以操作压差释放部分(160)，从而将管道检查装置的速度恢复到预定范围。当由于驱动杯(110)的后部(ab)的流体的压力较大使由驱动杯(110)产生的驱动力较大时，管道检查装置能够在管道内部以等于或高于预定范围的速度驱动。在这种情况下，控制器(400)通过操作压差释放部分(160)的打开/闭合驱动部分(163)来旋转移动部分(162)，以打开固定部分(161)的流动路径(161a)，使得能够减小施加到驱动杯(110)的后部(ab)的流体的压力。控制器(400)能够控制固定部分(161)的流动路径(161a)打开的程度，使得管道检查装置的速度保持在预定范围内。

如上所述主动轮的操作和压差的释放可以与驱动杯的控制和模块姿态的控制同时并行地执行。彼此同时且并行地执行上述步骤，使得管道检查装置能够以预定的速度在管道(1)内部稳定地驱动。

当管道(1)内部存在弯曲部分或障碍物时，管道检查装置的驱动杯(110)或检查模块(300)可能会保持在其上。为了防止该问题，前观察部分(140)产生管道的轮廓信息，并且姿态测量部分(150)实时产生驱动器模块(100)或检查模块(300)的姿态信息，使得控制器(400)能够根据轮廓信息和姿态信息来控制驱动杯(110)的展开程度和模块的姿态。当管道检查装置被保持在管道(1)内部的弯曲部分或障碍物上时，管道检查装置的速度变得低于参考速度，并且施加到驱动杯(110)的后部的流体的压力增加。因此，控制器(400)驱动主动轮部分(130)以补充驱动力，并操作压差释放部分(160)以防止速度偏移。

根据上述本发明的实施例，提出了一种能够在低压下操作的管道(1)内部有效地移动的管道检查装置和用于操作该管道检查装置的方法，使得能够检查和管理其中不能执行传统的检查的以低压操作的管道(1)的完整性。

另外，根据本发明的实施例，该管道检查装置具有驱动器模块和接头模块(200)，该驱动器模块具有其中驱动杯(110)能折叠或展开的结构，使得其周缘(110r)配合管道的内表面(2)，并且该接头模块(200)能够控制驱动器模块和检查模块的姿态以配合管道轮廓，从而通过最大化地利用在管道(1)内部流动的流体的压力来产生驱动力，并且即使在低压管道中也执行检查。

另外，根据本发明的实施例，设置在驱动杯(110)中以与管道的内表面(2)接触的轮子(132)允许减小管道的内表面(2)与驱动杯(110)之间的摩擦，并且能够通过在一个方向上主动旋转来产生驱动力，从而补偿驱动力的不足。

另外，根据本发明的实施例，将积聚在驱动杯(110)的后部中的流体通过压差释放部分(160)移动到驱动杯(110)的前部，使得能够释放驱动杯(110)的前部和后部之间的压差。因此，能够防止由于管道(1)的内部轮廓而导致的管道检查装置短暂地停止之后以高速行进的速度偏移。

已经通过具体的实施例详细地描述了本发明，但这是为了具体地描述本发明。本发明不限于此，并且显然本领域技术人员在本发明的技术精神内可以进行修改和改进。

本发明的所有简单修改或变化都属于本发明的范围，并且本发明的具体保护范围将通过所附权利要求书来阐明。

[附图标记说明]

100:驱动器模块

101:驱动器模块的本体

110:驱动杯

111:杯状框架部分

112:杯状柔性部分

113:杯状突出部分

120:折叠部分

121:弹性部分

122:支承部分

123:接触检测传感器

130:主动轮部分

131:轮臂

132:轮子

133:轮驱动部分

140:前观察部分

150:姿态测量部分

160:压差释放部分

161:固定部分

162:移动部分

163:打开/闭合驱动部分

200:接头模块

210:接头驱动部分

300:检查模块

301:检测模块本体

310:感测部分

320:里程表

400:控制器