管道内自走装置的制作方法

本实用新型涉及管道内行走机构技术领域，是一种管道内自走装置。

背景技术：

在管道焊接施工过程中，对公称直径在600毫米以上的管线，无论对焊缝修磨，还是对焊缝进行清扫，都需要人工进入到管道内，由于管道内空间狭小，因此操作十分不便，且人员安全无法保证；而对于公称直径在600毫米以下的管线，由于人员无法进入到管道内部，只能等无损检测发现内焊缝的缺陷后，采用相对复杂的技术手段进行修磨和清扫处理，操作复杂，成本高。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种管道内自走装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决公称直径大于或等于600毫米的管道焊缝修磨或清扫时，操作不便，且人员安全无法保证；以及公称直径小于600毫米的管道焊缝修磨或清扫时，操作复杂，成本高的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种管道内自走装置，包括行走机构、旋转动力装置和伸缩支撑装置；行走机构包括管道中轴支撑架和行走臂，在管道中轴支撑架上圆周均布安装有至少三个行走臂；行走臂包括支撑杆、行走轮、传动机构、传动轴和垂直传动机构；支撑杆的内端通过传动轴铰接安装在管道中轴支撑架上；在支撑杆与管道中轴支撑架之间安装有能使支撑杆支撑固定或径向张开回缩调节的伸缩支撑装置；在管道中轴支撑架的左端固定有旋转动力装置,旋转动力装置右侧设有动力输出轴，旋转动力装置的动力输出轴分别与每个行走臂的传动轴之间通过垂直传动机构连接在一起；支撑杆的外端安装有能转动的轮轴，在轮轴上固定安装有能通过轮轴带动旋转并实现在管道内左右移动的行走轮；传动轴与轮轴之间通过动力传动机构连接在一起。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述垂直传动机构可采用蜗轮蜗杆机构；蜗轮蜗杆机构包括旋转蜗轮和旋转蜗杆；旋转动力装置的动力输出轴右端固定安装有水平的旋转蜗杆，旋转蜗杆位于管道中轴支撑架内；在每个传动轴上分别固定安装有旋转蜗轮，与旋转蜗轮对应的管道中轴支撑架上分别设有啮合安装孔，旋转蜗轮分别穿过啮合安装孔分别与旋转蜗杆啮合连接在一起。

上述每个旋转蜗轮外可设有蜗轮箱，蜗轮箱分别固定在管道中轴支撑架外；传动轴两端穿过蜗轮箱与支撑杆铰接安装在一起。

上述伸缩支撑装置可包括气缸和斜撑杆；气缸包括活塞和缸体；活塞的左端与管道中轴支撑架固定连接在一起；缸体与行走机构的每个支撑杆之间分别安装有左斜向外的斜撑杆，斜撑杆的右端与缸体铰接安装在一起，斜撑杆的左端与支撑杆铰接安装在一起。

上述气缸可采用单作用气缸；在管道中轴支撑架与缸体之间的活塞上套装有复位弹簧；或/和，动力传动机构采用带传动机构，带传动机构包括主传动带轮、传动带和从动带轮；主传动带轮固定安装在传动轴上；从动带轮固定安装在轮轴上，在主传动带轮和从动带轮上安装有传动带；在支撑杆上安装有能将传动带涨紧的皮带张紧装置。

上述旋转动力装置可包括电机和减速器；在管道中轴支撑架的左端固定有动力源安装架，在动力源安装架上由左至右依次固定安装电机和减速器，电机的动力输出轴与减速器的动力输入轴固定连接在一起；减速器的动力输出轴右端与旋转蜗杆固定连接在一起。

上述管道中轴支撑架左右两端可分别固定有法兰盘，在动力源安装架的右端固定有法兰盘，管道中轴支撑架左侧的法兰盘与左侧动力源安装架的法兰盘之间通过连接螺栓法兰固定安装在一起；在活塞的左端固定有法兰盘，管道中轴支撑架右侧的法兰盘与活塞左端上的法兰盘之间通过连接螺栓法兰固定安装在一起。

上述管道中轴支撑架与动力源安装架之间可固定安装有一套行走机构，两套行走机构的管道中轴支撑架固定安装在一起；两套行走机构的旋转蜗杆之间固定连接在一起；减速器右侧的动力输出轴与其相邻行走机构的旋转蜗杆固定连接在一起；两套行走机构的支撑杆之间铰接安装有能实现联动的连接杆；或，管道中轴支撑架与动力源安装架之间固定安装有至少两套行走机构，相邻行走机构的管道中轴支撑架固定安装在一起；相邻行走机构的旋转蜗杆之间固定连接在一起；减速器右侧的动力输出轴与其相邻行走机构的旋转蜗杆固定连接在一起；相邻行走机构的支撑杆之间铰接安装有能实现联动的连接杆。

上述每个行走机构的管道中轴支撑架左右两端可分别固定有法兰盘，相邻行走机构的管道中轴支撑架之间通过法兰短管左右间隔固定安装在一起；法兰短管左端与其左侧的管道中轴支撑架的法兰盘之间通过连接螺栓法兰固定安装在一起；法兰短管右端与其右侧管道中轴支撑架的法兰盘之间通过连接螺栓法兰固定安装在一起；在动力源安装架的右端固定有法兰盘，动力源安装架右端的法兰盘和与其相邻的管道中轴支撑架左端法兰盘之间通过连接螺栓法兰固定安装在一起；在活塞的左端固定有法兰盘，与活塞左端的法兰盘和与其相邻的管道中轴支撑架右端的法兰盘之间通过连接螺栓法兰固定安装在一起。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便；电机动力输出，依次经蜗轮蜗杆机构、传动轴、带传动机构和轮轴传递给行走轮，行走轮转动的同时在管道内壁上能够沿管道轴向移动，实现自走；修磨工具或清扫工具可固定安装在本实用新型上，实现管道焊缝的修磨或清扫处理，全程机械化操作，更省时省力；为方便出入管道，支撑杆可通过气缸驱动，斜撑杆及连接杆带动使支撑杆径向张开撑起或径向回缩，使用方便；而且不受管道的公称直径限制，适用范围广，相较于人工修磨或清扫处理，降低了安全风险。

附图说明

附图1为本实用新型实施例2在使用状态下的主视局部剖视结构示意图。

附图2为附图1中Ⅰ处放大结构示意图。

附图3中附图1中A-A向的剖视结构示意图。

附图4中附图3中Ⅱ处放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为管道中轴支撑架，2为支撑杆，3为行走轮，4为轮轴，5为传动轴，6为旋转蜗轮，7为旋转蜗杆，8为电机，9为减速器，10为主传动带轮，11为传动带，12为从动带轮，13为蜗轮箱，14为活塞，15为斜撑杆，16为连接杆，17为缸体，18为法兰盘，19为动力源安装架，20为连接螺栓，21为法兰短管，22为复位弹簧，23为皮带张紧装置，24为管道。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图2的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图2的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

实施例1：如附图1、2、3、4所示，该管道内自走装置包括行走机构、旋转动力装置和伸缩支撑装置；行走机构包括管道中轴支撑架1和行走臂，在管道中轴支撑架1上圆周均布安装有至少三个行走臂；行走臂包括支撑杆2、行走轮3、传动机构、传动轴5和垂直传动机构；支撑杆2的内端通过传动轴5铰接安装在管道中轴支撑架1上；在支撑杆2与管道中轴支撑架1之间安装有能使支撑杆2支撑固定或径向张开回缩调节的伸缩支撑装置；在管道中轴支撑架1的左端固定有旋转动力装置,旋转动力装置右侧设有动力输出轴，旋转动力装置的动力输出轴分别与每个行走臂的传动轴5之间通过垂直传动机构连接在一起；支撑杆2的外端安装有能转动的轮轴4，在轮轴4上固定安装有能通过轮轴4带动旋转并实现在管道24内左右移动的行走轮3；传动轴5与轮轴4之间通过动力传动机构连接在一起。

伸缩支撑装置能够使支撑杆2径向张开或径向回缩调节；使用时，利用伸缩支撑装置，支撑杆2带动行走轮3径向张开并使行走轮3顶在管道上，通过三组支撑杆2和行走轮3将管道中轴支撑架1悬挂支撑在管道内；再启动旋转动力装置，旋转动力输出，并依次经垂直传动机构、传动轴5和动力传动机构传递给行走轮3，行走轮3转动的同时在管道内壁上能够沿管道轴向移动，实现自走；在对管道焊接进行修磨或清扫处理时，可将修磨工具或清扫工具安装在伸缩支撑装置的右端，通过本实用新型移动至焊缝处，即可进行焊缝的修磨或清扫处理，无需人工进入管道，全程机械化操作，更省时省力；且不受管道的公称直径限制，可用于各种尺寸的管道进行焊缝修磨或清扫使用，适用范围广；使用完毕后，利用伸缩支撑装置调节支撑杆2，使其径向回缩后取出管道24即可。

可根据实际需要，对上述管道内自走装置作进一步优化或/和改进：

如附图2、4所示，垂直传动机构采用蜗轮蜗杆机构；蜗轮蜗杆机构包括旋转蜗轮6和旋转蜗杆7；旋转动力装置的动力输出轴右端固定安装有水平的旋转蜗杆7，旋转蜗杆7位于管道中轴支撑架1内；在每个传动轴5上分别固定安装有旋转蜗轮6，与旋转蜗轮6对应的管道中轴支撑架1上分别设有啮合安装孔，旋转蜗轮6分别穿过啮合安装孔分别与旋转蜗杆7啮合连接在一起。

蜗轮蜗杆机构能够用来传递垂直交错轴之间的动力，即通过旋转动力装置的旋转动力输出，旋转蜗杆7转动，并通过旋转蜗杆7与旋转蜗轮6之间的啮合齿实现动力的传递；再依次经传动轴5和动力传动机构传递给行走轮3，实现自走；蜗轮蜗杆机构具有大传动比，传动平稳、噪音很小的特点；能够提高本实用新型的使用性能，增加使用寿命。

如附图3所示，伸缩支撑装置包括气缸和斜撑杆15；气缸包括活塞14和缸体17；活塞14的左端与管道中轴支撑架1固定连接在一起；缸体17与行走机构的每个支撑杆2之间分别安装有左斜向外的斜撑杆15，斜撑杆15的右端与缸体17铰接安装在一起，斜撑杆15的左端与支撑杆2铰接安装在一起。

气缸是将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件；利用气缸驱动，缸体17相对于活塞14做直线运动，并通过斜撑杆15驱动支撑杆2绕传动轴5做径向回缩和径向张开动作；气缸为常用气动元件，具有价格低，运行稳定的特点。

如附图3所示，气缸采用单作用气缸；在管道中轴支撑架1与缸体17之间的活塞14上套装有复位弹簧22。

单向气缸不仅成本低，而且利用复位弹簧22能够实现快速复位，提高支撑杆2回缩效率，缩短焊缝修磨或清扫的施工时间。

如附图2所示，动力传动机构采用带传动机构，带传动机构包括主传动带轮10、传动带11和从动带轮12；主传动带轮10固定安装在传动轴5上；从动带轮12固定安装在轮轴4上，在主传动带轮10和从动带轮12上安装有传动带11；在支撑杆2上安装有能将传动带11涨紧的皮带张紧装置23。

皮带张紧装置23起到自动调整传动带11张紧力的作用，为现有公知设备；旋转动力装置输出的旋转动力，经垂直传动机构传递给传动轴5，传动轴5旋转并带动主传动带轮10，通过传动带11传动，从动带轮12旋转并带动轮轴4及行走轮3转动，实现自走；带传动机构具有传动平稳、结构简单、成本低的特点，能够降低本实用新型成本，维修更方便。

如附图2、4所示，为增加旋转蜗轮6及旋转蜗杆7的使用寿命，在每个旋转蜗轮6外设有蜗轮箱13，蜗轮箱13分别固定在管道中轴支撑架1外；传动轴5两端穿过蜗轮箱13与支撑杆2铰接安装在一起。

如附图3所示，旋转动力装置包括电机8和减速器9；在管道中轴支撑架1的左端固定有动力源安装架19，在动力源安装架19上由左至右依次固定安装电机8和减速器9，电机8的动力输出轴与减速器9的动力输入轴固定连接在一起；减速器9的动力输出轴右端与旋转蜗杆7固定连接在一起。

电机8和减速器9分别采用现有公知设备；电机8旋转动力输出，经减速器9降低转速后，传递给旋转蜗杆7，旋转蜗杆7旋转并依次带动旋转蜗轮6、传动轴5和动力传动机构传递给行走轮3，行走轮3旋转实现自走；电机8作为动力源，是将电能转换为机械能的常用设备，具有结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜的特点。

如附图3、4所示，为便于拆装，在管道中轴支撑架1左右两端分别固定有法兰盘18，在动力源安装架19的右端固定有法兰盘18，管道中轴支撑架1左侧的法兰盘18与左侧动力源安装架19的法兰盘18之间通过连接螺栓20法兰固定安装在一起；在活塞14的左端固定有法兰盘18，管道中轴支撑架1右侧的法兰盘18与活塞14左端上的法兰盘18之间通过连接螺栓20法兰固定安装在一起。

实施例2：如附图3所示，在管道中轴支撑架1与动力源安装架19之间固定安装有一套行走机构，两套行走机构的管道中轴支撑架1固定安装在一起；两套行走机构的旋转蜗杆7之间固定连接在一起；减速器9右侧的动力输出轴与其相邻行走机构的旋转蜗杆7固定连接在一起；两套行走机构的支撑杆2之间铰接安装有能实现联动的连接杆16。两套行走机构的稳定性更高，使用过程中，旋转动力装置输出的旋转动力可通过固定连接的两个旋转蜗杆7分别驱动两套行走机构的行走轮3同步旋转移动，支撑杆2的径向张开回缩也能通过连接杆16实现联动，满足实现自走的使用需求。

实施例3：如附图3所示，为了增加自走稳定性，在管道中轴支撑架1与动力源安装架19之间固定安装有至少两套行走机构，相邻行走机构的管道中轴支撑架1固定安装在一起；相邻行走机构的旋转蜗杆7之间固定连接在一起；减速器9右侧的动力输出轴与其相邻行走机构的旋转蜗杆7固定连接在一起；相邻行走机构的支撑杆2之间铰接安装有能实现联动的连接杆16。

如附图3、4所示，为便于拆装，每个行走机构的管道中轴支撑架1左右两端分别固定有法兰盘18，相邻行走机构的管道中轴支撑架1之间通过法兰短管21左右间隔固定安装在一起；法兰短管21左端与其左侧的管道中轴支撑架1的法兰盘18之间通过连接螺栓20法兰固定安装在一起；法兰短管21右端与其右侧管道中轴支撑架1的法兰盘18之间通过连接螺栓20法兰固定安装在一起；在动力源安装架19的右端固定有法兰盘18，动力源安装架19右端的法兰盘18和与其相邻的管道中轴支撑架1左端法兰盘18之间通过连接螺栓20法兰固定安装在一起；在活塞14的左端固定有法兰盘18，与活塞14左端的法兰盘18和与其相邻的管道中轴支撑架1右端的法兰盘18之间通过连接螺栓20法兰固定安装在一起。

以上技术特征构成了本实用新型的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。