专利名称：管道内壁爬行装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种管道内壁爬行装置，尤其是一种适于在陡坡或垂直的管道内 负重双向爬行的管道内壁爬行装置。
背景技术：
目前现有的一些管道内壁爬行机械装置实现负重陡坡向上爬行十分困难，更不能 负重在垂直管道内爬行。有的管道内爬行机械装置虽然能向上爬行，但是在爬行时，严重堵 塞管道，从而造成管道内爬行机械装置在进行爬行检测或清污工作时，管道必须停止输送 气体或液体的工作，无法在管道正常运送气体或液体的情况下进行爬行或清污工作，给输 送管道内部的检测、清污和正常的输送工作带来许多不便。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种管道内壁负重双向爬行装置。解决上述技术问题的技术方案是管道内壁爬行装置，包括两个独立的爬行机构 和沿轴向将两个爬行机构连接成一个整体的中间连接机构；所述独立爬行机构可以沿径向 伸缩；所述中间连接机构可以使两个独立爬行机沿轴向伸缩。进一步的是，所述独立爬行机构由至少三个沿轴向均布在爬行机中心轴外的圆周 上的爬行块构成；该多个爬行块通过至少一组固定倾斜支撑件组件和至少一组活动倾斜支 撑件组件支撑在中心轴上，所述固定倾斜支撑件组件与所述活动倾斜支撑件组件的倾斜方 向相反；所述活动支撑件组件可沿轴向滑动从而使爬行块沿径向伸缩。进一步的是，所述固定倾斜支撑件组件由支撑杆和固定支撑件基座组成，该支撑 杆的一端通过固定支撑件基座活动地连接在所述爬行机构中心轴上，另一端活动地支撑在 爬行块上；所述固定倾斜支撑件组件沿轴向相邻布置有两组，该两组固定支撑件组件的支 撑杆与相连接的爬行块以及与相连接的中心轴之间呈平行四边形结构；所述活动倾斜支撑 件组件由支撑杆和活动支撑件基座组成，该支撑杆的一端通过活动支撑件基座活动地连接 在所述爬行机构中心轴上，另一端活动地支撑在所述爬行块上，所述活动支撑件基座可沿 轴向在该爬行机构中心轴上移动；所活动倾斜支撑件组件沿轴向布置为一组。进一步的是，所述爬行块由橡胶块和橡胶块安装基座构成，所述的橡胶块固定在 橡胶块安装基座上。进一步的是，所述爬行机构中心轴上设置有爬行直线电机；该爬行直线电机的输 出端连接有丝杆，另一端沿轴向固定在连接有固定倾斜支撑件组件一端的中心轴上；所述 连接有活动支撑件组件的一端的中心轴为空心轴，在该空心轴孔内设置有与所述丝杆匹配 的螺母；所述连接固定支撑件组件的中心轴、爬行直线电机及其连接的丝杆和连接活动支 撑件组件的中心轴构成所述的爬行机构中心轴。进一步的是，所述中间连接机构为一台中间直线电机；该中间直线电机的输出端 连接有中间直电机丝杆，另一端沿轴向固定在所述两个爬行机构中的一个爬行机构的中心轴上；所述另一个爬行机构的连接有活动支撑件组件的空心轴孔内设置有与所述中间直电 机丝杆匹配的螺母。进一步的是，所述两个独立爬行机构内设置有螺母一端的轴端还设置有法兰盘， 在该法兰盘与活动支撑件组件之间的轴上设置有螺旋压缩弹簧，该螺旋压缩弹簧套在所述 的轴上，其一端与所述的法兰盘连接，另一端与活动支撑件组件连接。进一步的是，所述连接有活动支撑件组件的中心轴上活动支撑组件的外侧设置有 行程开关。进一步的是，所述爬行机构中心轴上安装有控制电路板，所述各直线电机、行程开 关的控制线与控制电路板连接。进一步的是，所述控制电路板上安装有电源。本实用新型的有益效果是通过两个可以在径向收缩的爬行机构，在要进行管道 内壁爬行时，先让一个爬行机构的爬行块沿径向向外伸出并施予压力压在管道内壁上，另 一个爬行机构的爬行块沿径向向内收缩，脱离管道内壁，再通过可以使爬行机构沿轴向伸 缩的中间机构向要行进的方向带着脱离管道内壁的那一个爬行机构伸出或缩回一定的距 离，再让伸出或缩回的这个爬行机构的爬行块沿径向向外伸出并施予压力压在管道内壁 上，接着抓紧管道内壁的那个爬行机的爬行块沿径向向内收缩脱离管道内壁，之后中间机 构再向要行进的方向收缩或伸出，拉着该爬行机构前进便可以实现管内爬行，由于爬行机 构利用三角形杠杆原理放大爬行块对管道内壁施加的压力，再利用平行四边形原理使爬行 装置与管道中轴同轴，从而可以很顺利的实现陡坡和垂直管道内的双向爬行以及负重双向 爬行。
图1为本实用新型管道内壁爬行装置的结构示意图。图中标记为爬行块1、固定倾斜支撑件组件2、固定支撑杆21、活动倾斜支撑件组 件3、活动支撑杆31、爬行机构中心轴4、爬行直线电机5、丝杆6、中间直线电机7、中间直线 电机丝杆8、控制电路板9、控制线10、螺旋压缩弹簧11、行程开关12、固定支撑件组件基座 13、活动支撑件组件基座14、电源15、橡胶块16、橡胶块安装基座17。
具体实施方式
下面接合附图对本实用新型作进一步的说明。如图1所示，是本实用新型提供的一种适于在陡坡或垂直的管道内负重双向爬行 的管道内壁爬行装置，它包括两个独立的爬行机构和沿轴向将两个爬行机构连接成一个整 体的中间连接机构；所述独立爬行机构可以沿径向伸缩；所述中间连接机构可以使两个独 立爬行机沿轴向伸缩。其工作过程如下，通过两个可以在径向收缩的爬行机构，在要进行管 道内壁爬行时，先让一个爬行机构沿径向向外伸出并施予压力压在管道内壁上，另一个爬 行机构沿径向向内收缩，脱离管道内壁，再通过可以使爬行机构沿轴向伸缩的中间机构向 要行进的方向带着脱离管道内壁的那一个爬行机构伸出一定的距离，再让伸出的这个爬行 机构沿径向向外伸出并施予压力压在管道内壁上，接着抓紧管道内壁的那个爬行机沿径向 向内收缩脱离管道内壁，之后中间机构再向要行进的方向收缩，拉着该爬行机构前进便可以实现管内爬行，由于爬行机构沿径向向外伸出并对管道内壁施加有压力，可以很顺利地 实现陡坡和垂直管道内的双向爬行以及负重双向爬行。所述的使爬行机构沿径向伸缩的结构有很多种形式，比如用多件长度略大于管道 半径的金属杆的一端连接到同一根中心轴上支撑起数量相等的爬行块，再在每一根金属杆 的适当位置支起一根调节杆，使整个结构形如一把伞的结构，拉动调节杆即可实现爬行机 构沿径向的调节，但所述结构形式有很多缺点，如结构不稳定、制作过程相当麻烦等。本实 用新型采用的使爬行机构沿径向伸缩的结构是，所述独立爬行机构由至少三个沿轴向均布 在爬行机构中心轴外的圆周上的爬行块1构成；该多个爬行块1通过至少一组固定倾斜支 撑件组件2和至少一组活动倾斜支撑件组件3支撑在中心轴上，所述固定倾斜支撑件组件 2与所述活动倾斜支撑件组件3的倾斜方向相反；所述活动支撑件组件3可沿轴向滑动从 而使爬行块1沿径向伸缩。采用所述使爬行机构沿径向伸缩的结构形式，相对于伞状的结 构形式要稳定得多，制造过程也比较简单；但是，如果所述的固定倾斜支撑件组件2与活动 倾斜支撑件组件3分别只有一组，结构上仍不稳定，在向管道内壁施加压力时，爬行块1与 管道内壁接触不稳定、容易打滑，特别是在负重爬行时更是如此，为了使结构更加稳定，爬 行块1在爬行过程中不至于打滑，所述固定倾斜支撑件组件2由固定支撑杆21和固定支撑 件基座13组成，该固定支撑杆21的一端通过固定支撑件基座13活动地连接在所述爬行机 构中心轴4上，另一端活动地支撑在爬行块1上；所述固定倾斜支撑件组件2沿轴向相邻布 置有两组，该两组固定支撑件组件2的固定支撑杆21与相连接的爬行块1以及与相连接的 中心轴之间呈平行四边形结构；所述活动倾斜支撑件组件3由活动支撑杆31和活动支撑件 基座14组成，该活动支撑杆31的一端通过活动支撑件基座14活动地连接在所述爬行机构 中心轴4上，另一端活动地支撑在所述爬行块1上，所述活动支撑件基座14可沿轴向在该 中心轴上移动；所活动倾斜支撑件组件3沿轴向布置有一组。采用所述的结构，利用了平行 四边行的原理来稳定爬行块，保证所述爬行块在整个爬行过程中与管道内壁的良好接触， 爬行过程中不会打滑，从而使结构相当稳定，轻松地实现陡坡、垂直管道内的负重爬行。进 一步的，所述的爬行块可以是金属材材料，也可以是木质材料，但为了附着时摩擦力最大， 减小打滑的情况，本实用新型采用的是橡胶块16，同时为了安装方便，实现爬行块1与固定 支撑杆21、活动支撑杆31的活动连接，还设置了橡胶块安装基座17，橡胶块16安装在橡胶 块安装基座17中，橡胶块安装基座17与固定支撑杆21和活动支撑杆31活动连接，从而保 证了活动支撑件组件3沿轴向伸缩过程中爬行块1轴向外表面始终与管道内壁良好接触， 提高负重能力或垂直爬行能力。上述使爬行机构沿径向伸缩的结构在调整时是用手动调整的，使用起来十分不方 便，为了降低劳动强度，本实用新型所述爬行机构中心轴4上设置有爬行直线电机5 ；该爬 行直线电机5的输出端连接有丝杆6，另一端沿轴向固定在连接有固定倾斜支撑件组件2 — 端的中心轴上；所述连接有活动支撑件组件3 —端的中心轴为空心轴，在该空心轴孔内设 置有与所述丝杆6匹配的螺母；所述连接固定支撑件组件的中心轴、爬行直线电机5及其连 接的丝杆6和连接活动支撑件组件3的中心轴构成所述的爬行机构中心轴4。采用所述的 结构，在需要对管道内壁施加压力时，只需启动所述的爬行直线电机5即可调节活动倾斜 支撑件组件3与固定支撑件组件2之间的距离，在需要使爬行块1脱离管道内壁时，同样只 需启动爬行直线电机5即可调节活动倾斜支撑件组件3与固定支撑件组件2之间的距离，不需要人工手动操作，从而容易实现自动化。所述的丝杆6可以是爬行直线电机5自带的 丝杆6，也可以是采回来后自制的丝杆6，只要在爬行直线电机5输出端连接有丝杆6能实 现调节活动倾斜支撑件组件3与固定支撑件组件2之间的距离即可。要实现爬行装置在管道内的爬行动作，必须有使两个爬行机构沿轴伸缩的中间连 接机构，所述的中间连接机构可以是一个独立的沿轴向伸缩的机构，该伸缩机构可以是手 动的也可以是电动的，然后将两个爬行机构沿轴向与中间连接机构连接即可，但这样会使 整个装置长度较大，如果采用手动结构也不便于实现自动化，为了使整个装置结构紧凑又 便于实现自动化，本实用新型所述中间连接机构为一台中间直线电机7;该中间直线电机7 的输出端连接有中间直电机丝杆8，另一端沿轴向固定在所述两个爬行机构中的一个爬行 机构的中心轴4上；所述另一个爬行机构的连接有活动支撑件组件3的空心轴孔内设置有 与所述中间直电机丝杆8匹配的螺母。采用所述的结构，使整个装置的长度尽量的缩短， 结构更加紧凑，要进行伸缩爬行时，只需启动中间直线电机7，使中间直线电机丝杆8与相 应的螺母配即可，采用中间直线电机7也便于实现自动化，降低了操作人员的劳动强度。同 样，所述的中间直电机丝杆8可以是中间直线电机7自带的中间直电机丝杆8，也可以是采 回来后自制的中间直电机丝杆8，只要在中间直线电机7输出端连接有中间直电机丝杆8能 实现使中间直线电机丝杆8与相应的螺母配即可。在启动爬行直线电机5使爬行块1沿径向向外伸出对管道内壁施加压力时，由于 整个机构在管道内无法观察，当爬行块1与管道内壁压紧后，电机还有可能继续工作，从而 损坏设备，为了对此种情况有一个缓冲，降低设备的受损频率和受损程度，所述两个独立爬 行机构内设置有螺母一端的轴端还设置有法兰盘，在该法兰盘与活动支撑件组件3之间的 轴上设置有螺旋压缩弹簧11，该螺旋压缩弹簧套在所述的轴上，其一端与所述的法兰盘连 接，另一端与活动支撑件组件3连接。这样当爬行块1压紧管道内壁后，爬行直线电机4继 续工作，拉动空心中心轴移动，从而拉伸螺旋压缩弹簧9，缓冲了活动支撑件组直接受力而 损坏的可能。为了爬行块1对管道内壁施加的压力达到一定的值后，爬行直线电机5能自 动切断电源停止工作，所述连接有活动支撑件组件3的中心轴上活动支撑组件3的外侧设 置有行程开关12。当爬行块1压紧管道内壁后，爬行直线电机5继续工作，拉动空心中心 轴移动，从而拉伸螺旋压缩弹簧11，使活动支撑件组件3向外移动，到达安装有行程开关12 的位置处再继续移动撞击行程开关12，切断电源，电机停止工作，进一步地保护设备不受任 何损坏。本实用新型的管道内壁爬行装置中设置有多个直线电机即爬行电机5、中间直线 电机7、同时还有行程开关12等电器设备，对所述电器设备的控制可以实行外部人为控制， 但需要的电源线较多，再加上整台装置工作的环境条件恶劣，很容易损伤电源线造成安全 事故，故本实用新型所述爬行机构中心轴4上安装有控制电路板9，所述各直线电机、行程 开关的控制线10与控制电路板9连接。采用所述的控制结构，便可以很方便的实现自动化， 也减少了电缆线被损坏而造成安全事故的可能。本实用新型的管道内壁爬行装置可以适用于对各种场合的管道进行检测、清污。 所使用的电源可以是外部通常的照明电源，也可以是工业动力源，但要清污或检测的管道 附近并不能保证每个地方都有所述电源，为了使本实用新型的管道内壁爬行装置能适应各 种场合，在所述控制电路板9上安装有电源15，为爬行直线电机5、中间直线电机7提供动
6力电源，还可以实现完全的无外接电缆线功能，进一步地保证使用的安全。
权利要求管道内壁爬行装置，其特征在于包括两个独立的爬行机构和沿轴向将两个爬行机构连接成一个整体的中间连接机构；所述独立爬行机构可以沿径向伸缩；所述中间连接机构可以使两个独立爬行机沿轴向伸缩。
2.根据权利要求1所述的管道内壁爬行装置，其特征在于所述独立爬行机构由至少 三个沿轴向均布在爬行机构中心轴(4)外的圆周上的爬行块(1)构成；该多个爬行块(1) 通过至少一组固定倾斜支撑件组件(2)和至少一组活动倾斜支撑件组件(3)支撑在中心轴 上，所述固定倾斜支撑件组件(2)与所述活动倾斜支撑件组件(3)的倾斜方向相反；所述活 动支撑件组件(3)可沿轴向滑动从而使爬行块(1)沿径向伸缩。
3.根据权利要求2所述的管道内壁爬行装置，其特征在于所述固定倾斜支撑件组件 (2)由固定支撑杆(21)和固定支撑件基座(13)组成，该固定支撑杆(21)的一端通过固定支 撑件基座(13)活动地连接在所述爬行机构中心轴(4)上，另一端活动地支撑在爬行块(1) 上；所述固定倾斜支撑件组件(2)沿轴向相邻布置有两组，该两组固定支撑件组件(2)的固 定支撑杆(21)与相连接的爬行块(1)以及与相连接的中心轴之间呈平行四边形结构；所述 活动倾斜支撑件组件(3)由活动支撑杆(31)和活动支撑件基座(14)组成，该活动支撑杆 (31)的一端通过活动支撑件基座(14)活动地连接在所述爬行机构中心轴(4)上，另一端 活动地支撑在所述爬行块(1)上，所述活动支撑件基座(14)可沿轴向在该中心轴上移动； 所活动倾斜支撑件组件(3)沿轴向布置为一组。
4.根据权利要求2所述的管道内壁爬行装置，其特征在于所述爬行块(1)由橡胶块 (16)和橡胶块安装基座(17)构成，所述的橡胶块(16)固定在橡胶块安装基座(17)上。
5.根据权利要求2 4中任一项所述的管道内壁爬行装置，其特征在于所述爬行机 构中心轴(4 )上设置有爬行直线电机(5 )；该爬行直线电机(5 )的输出端连接有丝杆(6 )，另 一端沿轴向固定在连接有固定倾斜支撑件组件(2) —端的中心轴上；所述连接有活动支撑 件组件(3)的一端的中心轴为空心轴，在该空心轴孔内设置有与所述丝杆(6)匹配的螺母； 所述连接固定支撑件组件(2)的中心轴、爬行直线电机(5)及其连接的丝杆(6)和连接活动 支撑件组件(3 )的中心轴构成所述的爬行机构中心轴(4 )。
6.根据权利要求5所述的管道内壁爬行装置，其特征在于所述中间连接机构为一台 中间直线电机(7)；该中间直线电机(7)的输出端连接有中间直电机丝杆(8)，另一端沿轴 向固定在所述两个爬行机构中的一个爬行机构的中心轴(4)上；所述另一个爬行机构的连 接有活动支撑件组件(3)的空心轴孔内设置有与所述中间直电机丝杆(8)匹配的螺母。
7.根据权利要求6所述的管道内壁爬行装置，其特征在于所述两个独立爬行机构内 设置有螺母一端的轴端还设置有法兰盘，在该法兰盘与活动支撑件组件(3)之间的轴上设 置有螺旋压缩弹簧(11 )，该螺旋压缩弹簧套在所述的轴上，其一端与所述的法兰盘连接，另 一端与活动支撑件组件(3)连接。
8.根据权利要求7所述的管道内壁爬行装置，其特征在于所述连接有活动支撑件组 件(3)的中心轴上活动支撑组件(3)的外侧设置有行程开关(12)。
9.根据权利要求8所述的管道内壁爬行装置，其特征在于所述爬行机构中心轴(4)上 安装有控制电路板(9 )，所述各直线电机、行程开关的控制线(10 )与控制电路板(9 )连接。
10.根据权利要求9所述的管道内壁爬行装置，其特征在于所述控制电路板(9)上安 装有电源(15)。
专利摘要本实用新型公开了一种管道内壁爬行装置，尤其是一种适于在陡坡或垂直管道内负重双向爬行的管道内壁爬行装置。管道内壁爬行装置，包括两个独立的爬行机构和沿轴向将两个爬行机构连接成一个整体的中间连接机构；所述独立爬行机构可以沿径向伸缩；所述中间连接机构可以使两个独立爬行机沿轴向伸缩。利用爬行机构沿径向的伸缩对管道内壁施加压力，从而可以很顺利地实现陡坡和垂直管道内的负重双向爬行。本实用新型的管道内壁爬行装置可以适用于各种场合管道内部的检测和清污。
文档编号F16L55/26GK201615316SQ201020117729
公开日2010年10月27日 申请日期2010年2月24日 优先权日2010年2月24日
发明者罗勇 申请人:罗勇