一种可主动转向管道内移动装置及其移动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及管道内移动装置，特别涉及一种可主动转向管道内移动装置及其移动方法。
【背景技术】
[0002]管道内移动装置主要用于管道探伤、修补、清淤和物料传输。针对含歧管的三通管道或多分支管道内的主动转向作业，常见的做法是使两个方向摆动(左右变动或上下摆动)的轴线交错布置，并偏置一定距离，以轮式机器人为代表。这样偏置轴线增大了拐弯半径，不利于小半径转向作业。
【发明内容】
[0003]本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种可主动转向管道内移动装置及其移动方法，转弯半径小，转向灵活，可适用于含歧管的三通管道或多分支管道的小半径转向作业。
[0004]为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的:
本发明提供一种可主动转向管道内移动装置，其包括:直行传动组件、转向传动组件、壳体组件以及控制系统，其中:所述直行传动组件以及转向传动组件分别安装在所述壳体组件上；所述控制系统与所述直行传动组件以及所述转向传动组件相连，控制所述直行传动组件以及所述转向传动组件的工作状态，当管道为直管时，控制所述直行传动组件工作，当管道为歧管时，控制所述转向传动组件工作。
[0005]较佳地，所述直行传动组件包括:第一驱动电机、摆头、驱动轮架、第一压缩弹簧以及驱动轮；其中:所述驱动架包括呈T字型的第一杆和第二杆，所述第一杆与管道的轴线共线，所述第二杆平行于管道的径向；所述摆头的前端与所述驱动轮架的第一杆相连，后端与所述第一驱动电机相连，所述驱动轮经所述第一压缩弹簧连接在所述驱动轮架的第二杆的两端；所述第一驱动电机以及所述摆头位于所述壳体组件的壳体内。
[0006]较佳地，所述驱动轮存在安装攻角，使其在管道内沿等距螺旋线公转，带动整个装置直线行进，传动简单。
[0007]较佳地，所述转向传动组件包括:第二驱动电机、小直齿轮、大直齿轮、大锥齿轮、小锥齿轮以及导向架；其中:所述转向传动组件安装于所述壳体组件的壳体内；所述第二驱动电机与所述小直齿轮相连；所述小直齿轮与所述大直齿轮相啮合，所述大直齿轮与所述大锥齿轮相啮合，所述大锥齿轮与所述小锥齿轮相啮合；所述大直齿轮与所述大锥齿轮同轴，与管道的轴向同向；所述导向架的后端固定在所述壳体组件的壳体上，且与所述小锥齿轮相连，前端设置有导向口，所述第一杆穿过所述导向口；所述小锥齿轮与所述摆头同轴，使得所述驱动轮架随所述小锥齿轮的转向而转向。通过各个齿轮的啮合及角度设置使小锥齿轮转动到所需角度，从而导向架带动驱动架沿摆头的轴线摆动至所需角度。
[0008]较佳地，所述壳体组件包括:壳体、从动轮架、第二压缩弹簧、从动轮；其中:所述壳体上设置有开口，所述开口的两侧相互对称，所述开口朝向所述管道内移动装置的行进方向，所述第一杆穿过所述开口 ；所述从动轮架至少包括两个，安装在所述壳体的相互对称的两侧；所述从动轮经所述第二压缩弹簧安装在所述从动轮架上。
[0009]较佳地，所述从动轮可绕所述从动轮架摆动一定角度，此摆角的存在，使在驱动架卡滞时，从动轮驱动整个装置成为可能；壳体转动会带动导向架转动，因此，也为转向传动组件的转向角度调整提供了便利。，
较佳地，所述控制装置包括传感器以及控制器，所述传感器安装于所述管道内移动装置的前端，所述传感器与所述控制器电连接，所述控制器与所述第一驱动电机以及第二驱动电机相连；当所述传感器探测到的所述管道内移动装置的前端与管道之间的轴向距离不在预设范围内时，发出第一信号给所述控制器，所述控制器控制所述第一驱动电机工作；当所述传感器探测到的所述管道内移动装置的前端与管道之间的轴向距离在预设范围内时，发出第二信号给所述控制器，所述控制器控制所述第二驱动电机工作。
[0010]较佳地，所述第一驱动电机和/或第二驱动电机为减速电机。
[0011]本发明还提供一种可主动转向管道内移动方法，其包括以下步骤:
591:在直管中，直行传动组件驱动管道内移动装置在管道中行进；
592:遇到歧管时，转向传动组件驱动管道内移动装置向预设方向转动；
S93:当转动到预设方向时，直行传动组件驱动管道内移动装置在管道中行进。
[0012]相较于现有技术，本发明具有以下优点:
本发明提供的可主动转向管道内移动装置及其移动方法适用于含歧管的三通管道或多分支管道的主动转向作业，采用直行传动组件与转向传动组件配合实施主动转向，有效减小了转弯半径，转向灵活。
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明:
图1为本发明的可主动转向管道内移动装置的传动简图；
图2为本发明的可主动转向管道内移动方法的流程图。
[0014]标号说明:11_第一驱动电机，12-摆头，13-驱动架，14-第一压缩弹簧，15-驱动轮；
131-第一杆，132-第二杆；
21-第二驱动电机，22-小直齿轮、23-大直齿轮、24-大锥齿轮、25-小锥齿轮，26-导向架；
31-壳体，32-从动轮架，33-第二压缩弹簧，34-从动轮；
41-传感器，42-控制器。
【具体实施方式】
[0015]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0016]如图1所示为本发明的可主动转向管道内移动装置的传动简图，其包括:直行传动组件、转向传动组件、壳体组件以及控制系统。
[0017]直行传动组件包括:第一驱动电机11、摆头12、驱动架13、第一压缩弹簧14以及驱动轮15，驱动架13包括呈T字型排布的第一杆131以及第二杆132，第一杆131与管道的轴线共线，其一端与第二杆132连接，另一端与摆头12连接，驱动架13包括两个，分别设置在第二杆132的两端，驱动轮15经过第一压缩弹簧14安装在驱动架13上。
[0018]转向传动组件包括:第二驱动电机21、小直齿轮22、大直齿轮23、大锥齿轮24、小锥齿轮25以及导向架26，第二驱动电机21与小直齿轮22相连，小直齿轮22与大直齿轮23相啮合，大直齿轮23与大锥齿轮24相啮合，大锥齿轮24与小锥齿轮25相啮合，小锥齿轮25与摆头12同轴，导向架26与小锥齿轮25相连，导向架26的前端设置有导向口，第一杆131穿过导向口。
[0019]壳体传动组件包括:壳体31、从动轮架32、第二压缩弹簧33以及从动轮34，壳体31的前端设置有开口，开口的两侧相互对称，从动轮架32包括四个，均匀设置在壳体31的两侧，从动轮34经第二压缩弹簧33安装在从动轮架32上，且可绕从动轮架32摆动一定角度。直行传动组件的摆头12以及第一驱动电机11位于壳体31内，第一杆