核电站用自适应管道爬行机构及管道爬行设备的制作方法

本实用新型涉及核电站管道修复技术领域，特别是涉及一种核电站用自适应管道爬行机构及管道爬行设备。

背景技术：

各种管道存在弯角、变径、或者布置方式水平或者竖直的各种工况，当管道内部出现裂纹、腐蚀、或者管道中存在异物时，为了查明管道内部的具体情况，需要采用管道爬行机构进入管道内部，通过管道爬行机构携带检测器等对管道内部情况做详细的评估，再确定如何实现下一步对管道内部的修复工作。例如，核电站的取水管道经过长时间的使用后，管道内部的焊缝等位置有可能在海水的长时间腐蚀下产生凹陷使管壁变薄，使管道整体产生泄漏的风险。此时需要管道爬行机构搭载检测器爬进管道内对整个目标管道的内径进行检测，及时发现管道内直径与管道公称直径相差较大的点，再通过管道爬行机构搭载检测器爬到相应的管段，确定取水管道是否出现了影响使用的缺陷，为对管道的下一步处理提供全面的信息。

但是传统的管道爬行机构无法根据管道内部直径的变化进行调节，从而管道爬行机构在管道内爬行过程中，当遇到管道内有异物、焊缝或者管道直径变化时，管道爬行机构会在管道内出现卡住或打滑现象，导致管道爬行机构无法在管道内正常爬行。

技术实现要素：

基于此，有必要针对目前传统技术问题，提供一种核电站用自适应管道爬行机构及管道爬行设备。

一种核电站用自适应管道爬行机构，包括：

机体；

检测器，设置在所述机体的一端上；

两个爬行组件，分别设置在所述机体的相对两侧上；所述爬行组件包括与机体平行间隔设置的驱动板、两端分别铰接所述机体和所述驱动板的第一连杆、两端分别铰接所述机体和驱动板的第二连杆、设置在所述驱动板上的驱动器、连接所述驱动器的主动轮、以及两端分别铰接所述机体和所述驱动板的伸缩器；所述第一连杆与所述第二连杆平行间隔设置；所述伸缩器设于所述第一连杆与所述第二连杆之间，所述伸缩器用于提供推动所述驱动板朝远离所述机体方向运动的顶力。

核电站用自适应管道爬行机构在管道内爬行过程中，当遇到管道内有异物、焊缝或者管道直径变小时，在管道内壁的作用下，驱动板朝靠近机体的方向运动，伸缩器被压缩，以使核电站用自适应管道爬行机构的宽度变小，可使适应管道爬行器顺畅的通过管道；当遇到管道直径变大处时，伸缩器伸长，带动驱动板朝远离机体的方向运动，使核电站用自适应管道爬行机构的宽度变大，保证主动轮依然能够顶紧在管道内壁上，为主动轮提供足够的摩擦力，确保核电站用自适应管道爬行机构在管道正常爬行。

在其中一个实施例中，所述机体远离所述检测器的一端上设置有拖拽环。

在其中一个实施例中，所述爬行组件还包括从动轮，所述从动轮枢接在所述驱动板上，且所述从动轮与所述主动轮相对间隔设置。

在其中一个实施例中，每个所述爬行组件的驱动器及主动轮的数量均为两个，两个所述驱动器分别设置在所述驱动板的两端上，所述主动轮分别连接驱动器，两个所述主动轮交错设置。

在其中一个实施例中，所述伸缩器为气缸，所述气缸为恒压气缸。

在其中一个实施例中，所述第一连杆与所述机体之间的铰接点设于所述机体靠近所述检测器的一端，所述第二连杆与所述机体之间的铰接点设于所述机体远离所述检测器的一端；所述伸缩器与所述机体之间的铰接点靠近所述第二连杆与所述机体之间的铰接点设置，所述伸缩器与所述驱动板之间的铰接点靠近所述第一连杆与所述驱动板之间的铰接点设置。

在其中一个实施例中，所述检测器为摄像头或探测头。

一种管道爬行设备，包括控制系统、线缆绞车、线缆及上述所述的核电站用自适应管道爬行机构，所述线缆的两端分别连接线缆绞车及核电站用自适应管道爬行机构，所述控制系统通过所述线缆电连接所述核电站用自适应管道爬行机构。

在其中一个实施例中，所述线缆绞车上设置有线缆收放测量器，所述线缆收放测量器用于测量所述线缆的伸出长度。

在其中一个实施例中，所述线缆的内部具有气管、电源线、钢丝绳及信号线。

附图说明

图1为本实用新型的一实施方式的管道爬行设备的使用状态图；

图2为图1管道爬行设备的核电站用自适应管道爬行机构的结构示意图；

图3为图2管道爬行设备的核电站用自适应管道爬行机构省略主动轮及从动轮后的结构示意图。

附图中各标号的含义为：

管道100，操作台10，控制系统20，线缆绞车30，线缆40，核电站用自适应管道爬行机构50，机体60，拖拽环61，检测器70，爬行组件80，驱动板81，第一连杆82，第二连杆83，驱动器84，主动轮85，伸缩器86，从动轮87。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将对本实用新型进行更全面的描述。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

请参考图1至图3，为本实用新型一实施方式的管道爬行设备，用于对管道100内进行检修；请参考图1，管道爬行设备包括操作台10、控制系统20、线缆绞车30、线缆40及核电站用自适应管道爬行机构50。操作台10布置在管道200的入口处，控制系统20及线缆绞车30设置在操作台10上，即控制系统20及线缆绞车30布置在管道200外。线缆40的两端分别连接线缆绞车30及核电站用自适应管道爬行机构50，控制系统20通过线缆40电连接核电站用自适应管道爬行机构50；具体地，线缆40通过特殊定制，线缆40的内部具有气管、电源线、钢丝绳及信号线等，从而通过线缆40为自适应爬行器50提供电力、气源和控制信号等，且线缆40又能够承受自适应爬行器50被线缆绞车30拖出管道100时的拉力；即控制系统20及线缆绞车30通过线缆40实现对核电站用自适应管道爬行机构50的控制。

可以理解地，当核电站用自适应管道爬行机构50在管道100内正常爬行时，线缆40随自适应爬行器50拖行，控制系统20通过线缆40实现对核电站用自适应管道爬行机构50的远程控制，当自适应爬行器50在管道100内出现异常时，线缆绞车30可通过卷收线缆40以将核电站用自适应管道爬行机构50拖出管道100。

在一些实施例中，线缆绞车30上设置有线缆收放测量器，线缆收放测量器与控制系统20电性连接，线缆收放测量器用于测量线缆40的伸出长度，从而可确定自适应爬行器50在管道100中的位置，进而可快速确认管道100内出现异常的位置，为管道100检修带来极大的便利性。

在一些实施例中，线缆40的外部具有承重钢网，在对核电站用自适应管道爬行机构50回拖时，拉力承受在承重钢网上，对线缆内部的气管、电源线、钢丝绳及信号线等起到保护作用而不会造成损坏。

请参考图2及图3，核电站用自适应管道爬行机构50包括机体60、检测器70及两个爬行组件80。检测器70设置在机体60的一端上。两个爬行组件80分别设置在机体60的相对两侧上；具体地，爬行组件80包括与机体60平行间隔设置的驱动板81、两端分别铰接机体60和驱动板81的第一连杆82、两端分别铰接机体60和驱动板81的第二连杆83、设置在驱动板81上的驱动器84、连接驱动器84的主动轮85、以及两端分别铰接机体60和驱动板81的伸缩器86。第一连杆82与第二连杆83平行间隔设置，伸缩器86用于提供推动驱动板81朝远离机体60方向运动的顶力。

核电站用自适应管道爬行机构50在管道100内爬行过程中，伸缩器86为主动轮85朝远离机体60方向运动的顶力，以使驱动板85的主动轮85压紧在管道100的内壁上；驱动器84驱动主动轮85转动，实现核电站用自适应管道爬行机构50在管道100内前进或者后退；当遇到管道100内有异物、焊缝或者管道100直径变小时，在管道内壁的作用下，驱动板85朝靠近机体81的方向运动，伸缩器86被压缩，以使核电站用自适应管道爬行机构50的宽度变小，可使适应管道爬行器50顺畅的通过管道100；当遇到管道100直径变大处时，伸缩器86伸长，带动驱动板85朝远离机体81的方向运动，使核电站用自适应管道爬行机构50的宽度变大，保证主动轮85依然能够顶紧在管道内壁上，为主动轮85提供足够的摩擦力，确保核电站用自适应管道爬行机构50在管道100正常爬行。

需要说明的是，核电站用自适应管道爬行机构50适用于管道100直径变化范围在500mm-700mm内，即核电站用自适应管道爬行机构50的最小宽度为500mm，核电站用自适应管道爬行机构50的最大宽度为700mm。

机体60远离检测器70的一端上设置有拖拽环61，拖拽环61用于线缆40扣勾。检测器70及驱动器84通过线缆40与控制系统20电性连接，检测器70为摄像头或探测头；进一步地，探测头可以是超声波探测头或红外线探测头。在本实施例中，驱动器84为电机。

在一些实施例中，爬行组件80还包括从动轮87，从动轮87枢接在驱动板81上，从而从动轮87可相对驱动板81转动，且从动轮87与主动轮85相对间隔设置，即从动轮87与主动轮85分别设于驱动板81的相对两侧。通过设置从动轮87，有效确保核电站用自适应管道爬行机构50管道100内爬行的稳定性。

在本实施例中，每个爬行组件80的驱动器84及主动轮85的数量均为两个，两个驱动器84分别设置在驱动板81的两端上，主动轮85分别连接驱动器84，两个主动轮85交错设置，即两个主动轮85分别设于驱动板81的相对两侧，且两个主动轮85分别设于驱动板81的相对两端。同理，每个爬行组件80的从动轮87的数量也为两个，从动轮87分别与主动轮相对设置，可以理解地，两个从动轮87也交错设置。每个爬行组件80通过设置两个驱动器84、两个主动轮85及两个从动轮87，进一步保证核电站用自适应管道爬行机构50管道100内爬行的稳定性和动力。

由于驱动板81与机体60平行间隔设置，第一连杆82与第二连杆83平行间隔设置，且第一连杆82及第二连杆83的两端分别铰接机体60和驱动板81；由此，爬行组件80的驱动板81、第一连杆82及第二连杆83与机体60形成可发生形变的平行四边形连杆结构，且第一连杆82与机体60之间的铰接点至第一连杆82与驱动板81之间的铰接点的距离等于第二连杆83与机体60之间的铰接点至第二连杆83与驱动板81之间的铰接点的距离，从而当驱动板81朝靠近或远离机体60方向运动时，第一连杆82绕第一连杆82与机体60之间的铰接点旋转，第二连杆83绕第二连杆83与机体60之间的铰接点旋转，则第一连杆82与驱动板81之间的铰接点的运动轨迹确定且唯一，第二连杆83与驱动板81之间的铰接点的运动轨迹确定且唯一，从而驱动板81的运动轨迹确定且唯一，有效防止驱动板81在远离和靠近机体60过程中相对机体60发生偏移，有效确保爬行组件80在管道100内爬行的稳定性。

第一连杆82与机体60之间的铰接点设于机体60靠近检测器70的一端，第二连杆83与机体60之间的铰接点设于机体60远离检测器70的一端。伸缩器86相对第一连杆82及第二连杆83倾斜设置，即伸缩器86未与第一连杆82及第二连杆83平行设置。伸缩器86驱伸长时，伸缩器86驱使驱动板81朝远离机体60的方向运动，且伸缩器86驱使驱动板81运动的最大行程小于或等于驱动板81与机体60之间的最大距离，可以理解地，在伸缩器86在驱动驱动板81过程中，伸缩器86的伸长量达到最大时，此时驱动板81与机体60之间的距离小于或等于驱动板81与机体60之间的最大距离，有效防止出现伸缩器86伸至一定长度后继续伸长时带动驱动板81朝靠近机体60的方向运动。

在本实施例中，伸缩器86与机体60之间的铰接点靠近第二连杆83与机体60之间的铰接点设置，伸缩器86与驱动板81之间的铰接点靠近第一连杆82与驱动板81之间的铰接点设置。

在一些实施例中，还可以是，伸缩器86与机体60之间的铰接点靠近第一连杆82与机体60之间的铰接点设置，伸缩器86与驱动板81之间的铰接点靠近第二连杆83与驱动板81之间的铰接点设置；或者，伸缩器86与机体60之间的铰接点靠近第二连杆83与机体60之间的铰接点设置，伸缩器86与驱动板81之间的铰接点靠近第二连杆83与驱动板81之间的铰接点设置；又或者，伸缩器86与机体60之间的铰接点靠近第一连杆82与机体60之间的铰接点设置，伸缩器86与驱动板81之间的铰接点靠近第一连杆82与驱动板81之间的铰接点设置。

伸缩器86可以是伸缩弹簧、气弹簧或气缸；具体到本实施例中，伸缩器86为气缸，气缸通过线缆40与控制系统20电性连接；且气缸为恒压气缸，气缸为驱动板81提供恒定的顶力，以使驱动板81上的驱动轮85与管道内壁之间的摩擦力保持稳定，有效保证核电站用自适应管道爬行机构50在管道100内正常爬行。

核电站用自适应管道爬行机构50还包括用于控制气缸工作的电磁阀，在本实施例中，电磁阀为二位五通电磁换向阀，气缸的无杆腔平时与外界相通，此时核电站用自适应管道爬行机构50处于最小宽度的状态。当核电站用自适应管道爬行机构50进入可使用范围的管道100内开始工作时，电磁阀在左位工作，气缸的活塞杆伸出，使核电站用自适应管道爬行机构50的驱动轮85和从动轮87顶紧管道内壁，为核电站用自适应管道爬行机构50的摩擦力。

核电站用自适应管道爬行机构50在管道100内爬行过程中，当遇到管道100直径变小或者管道100内有焊缝等需要越过的障碍时，通过管道内壁对气缸的反作用力超出气缸的伸出力，迫使气缸的活塞杆回缩，气体从与气缸无杆腔相连的排气阀排出，保护气缸安全。当通过障碍后，气缸在气源压力下继续伸出，使核电站用自适应管道爬行机构50的驱动轮85及从动轮时刻顶紧管道内壁，且气缸始终保持恒定的输出力。

气缸的无杆腔和有杆腔的出口都连接可调节流型消声器，使气缸始终处于回气节流的状态，提高其工作稳定性，而且在核电站用自适应管道爬行机构50工作过程中，发生突然气源压力供给不足的情况时，节流型消声器能够保证气缸的活塞杆缓慢回缩，防止核电站用自适应管道爬行机构50在管道100内姿态失稳倾倒而难以将其拖出管道。

本实用新型的管道爬行设备包括操作台10、控制系统20、线缆绞车30、线缆40及核电站用自适应管道爬行机构50，核电站用自适应管道爬行机构50可在管道直径连续变化且变化范围为500mm-700内的的管道100内的爬行及作业，爬行过程中驱动轮85及从动轮87对管道内壁始终保持相同的作用力，在有橡胶内衬的管道中，不会出现因驱动轮85及从动轮87对管道内壁上的作用力过大而破坏管道内壁上的橡胶层。核电站用自适应管道爬行机构50可同时满足较小轴向长度及较大变径范围的管道，可顺利通过1.5d的90°弯管。可多个核电站用自适应管道爬行机构50配合同时使用，多个核电站用自适应管道爬行机构505配合同时使用时可搭载质量较大的作业工具工作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。