一种管道小车的制作方法

本实用新型涉及管道检测与维修技术领域，具体涉及一种管道小车。

背景技术：

随着城市的发展，地下管网越来越复杂，管道堵塞、老化等原因会导致管道运输中断。由于大部分管道置于地下，并且管网复杂，由人工检测的难度很大。目前，有多种管道机器人可以代替人工进行管道检测等工作，但遇到弯管或管道分叉的情况，管道机器人不能改变其运动方向。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种管道小车，以解决现有管道小车不能改变其运动方向的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种管道小车，包括：小车主体以及供电装置；小车主体包括间隔设置的车体、驱动弹簧以及多个伸缩装置；驱动弹簧和伸缩装置并排设置并连接两个车体，伸缩装置设置于驱动弹簧的左右两侧；伸缩装置均与供电装置连接。

本实用新型通过驱动弹簧和伸缩装置的不断伸缩和伸长实现管道小车的前进运动。当管道小车需要改变运动方向时，驱动弹簧对应于弯道内侧的一侧的伸缩装置收缩，而驱动弹簧对应于弯道外侧的一侧的伸缩装置伸长，在驱动前车体向前运动时，前车体会向处于收缩状态的伸缩装置的一侧偏置，处于伸长状态的伸缩装置再进行收缩，会带动后车体向前移动，最终使前、后车体的延伸方向一致，实现管道小车运动方向的改变。

进一步地，上述伸缩装置为形状记忆合金弹簧，形状记忆合金弹簧与供电装置电连接。

形状记忆合金弹簧具有加热时收缩、冷却后伸长的特性，即形状记忆合金弹簧通电后会收缩。本实用新型通过将连接两个车体的形状记忆合金弹簧通电使其收缩，并带动驱动弹簧收缩，两个车体之间的距离变短，将形状记忆合计弹簧断电，驱动弹簧延伸，两个车体之间的距离变长，从而使小车通过蠕动的方式向前进。

此外，本实用新型还可以改变通过形状记忆合金弹簧的电流来改变形状记忆合金弹簧的收缩量，使前后车体之间相互偏置的角度能发生变化，适应各种角度不同的弯道。

进一步地，上述车体的两侧均设有多个车轮，车体每一侧的车轮通过履带连接。

本实用新型的前车体和后车体之间通过弹簧的变形而发生相互移动，使前车体移动的力会作用在后车体上，使后车体移动的力会作用在前车体上。当小车在斜坡网上运动时，前车体可能在前后车体的重力作用以及在弹簧的拉力作用下向后倒滑；此外，由于管道中可能有液体的存在，减小了摩擦系数，更容易发生倒滑现象，或者在前进或转弯时出现打滑现象。车体的车轮通过履带连接在一起，可以增大滑动摩擦的接触面积，并且增大了履带与管道之间的滑动摩擦系数，防止前车体向后滑动或打滑。

进一步地，上述履带与管道接触面的花纹呈梯形状。

本实用新型的履带上的梯形状花纹不但能增加摩擦系数，而且在与管道接触时，梯形的两个尖角会顶在管道表面，防止向后倒滑。此外，由于花纹呈梯形，无论小车向前爬坡或向后爬坡都能防止倒滑。

进一步地，上述车轮的侧面均设有与车轮连接的轮盘，轮盘与车轮同轴。

进一步地，上述小车主体还包括车轮锁紧装置；车轮锁紧装置包括电机以及与电机连接的压块；电机置于车体内并且与供电装置电连接；压块设有与轮盘的圆弧面相匹配的摩擦面。

本实用新型的车轮锁紧装置中的压块可以在电机的带动下进行往复运动。当压块的摩擦面与轮盘接触配合时，压块能将车轮抱死，阻止车轮继续滚动，当压块的摩擦面与轮盘分离时，车轮能够自由滚动。

进一步地，上述供电装置为蓄电池。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过改变驱动弹簧左右两侧的伸缩装置的伸缩状态来改变管道小车的运动方向，从而实现管道小车的转向功能。此外管道小车的与底面的摩擦为滑动摩擦，使小车在前进或转弯时，不容易发生倒滑或打滑的现象。

附图说明

图1为本实用新型的管道小车的结构示意图；

图2为本实用新型的驱动弹簧和形状记忆合金弹簧的位置分布示意图；

图3为本实用新型的履带的一种花纹结构示意图；

图4为本实用新型的履带的另一种花纹结构示意图。

图中：100－小车主体；110－车体；111－车轮；112－轮盘；120－驱动弹簧；130－形状记忆合金弹簧；141－压块；142－摩擦面；150－履带。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例

请参照图1和图2，管道小车包括小车主体100和供电装置。供电装置为蓄电池，其安装在小车主体100的内部。

小车主体100包括一前一后间隔设置的两个车体110，两个车体110的端面通过驱动弹簧120和多个伸缩装置连接起来。在本实施例中，伸缩装置为记忆合金驱动弹簧130。驱动弹簧120和形状记忆合金弹簧130并排设置，并且形状记忆合金弹簧130均匀分布在驱动弹簧120的左右两侧，形状记忆合金弹簧130还与供电装置电连接，驱动弹簧120左右两侧的形状记忆合金弹簧130相互对应。驱动弹簧120每一侧的形状记忆合金弹簧130的数量可以是1、2、3……，当每一侧的形状记忆合金弹簧130的数量为多个时，每一侧的形状记忆合金弹簧130可以交替工作，防止单根形状记忆合金弹簧130工作时间过久，热量得不到有效的释放，从而失去其原有的特性。在本实施例中，驱动弹簧120每一侧的形状记忆合金弹簧130的数量均为3，并且一一对应。在本实用新型的其它实施例中，车体110的数量还可以使3、4、5……，所有车体110串联设置并且相邻两个车体110之间均设有驱动弹簧120和多根形状记忆合金弹簧130；相邻两个车体110之间的形状记忆合金弹簧130的总数可以使2、3、4等，分布在驱动弹簧120的左右两侧。

在本实用新型的其它实施例中，伸缩装置还可以是电磁铁和吸块的组合，电磁铁和吸块分别安装在不同的车体上，并且相对、间隔设置。电磁铁与供电装置电连接。通过给电磁铁通电，可以使电磁铁与吸块相吸，断电后在驱动弹簧的作用下分离，实现伸缩功能。此外，由于电磁铁的磁场朝外延伸，会对驱动弹簧或其它电磁铁或其它吸块产生影响，此时可以在电磁铁和吸块外设置柔性的电磁屏蔽件，减小或消除此影响。

车体110的每一侧均设有2个车轮111，车轮111与旋转轴固定连接，旋转轴与车体110之间通过滚动轴承连接，在车轮111滚动时，滚动轴承可以降低旋转轴与车体110之间的滚动摩擦力。车体110每一侧的车轮111均用履带150连接，车体110用过履带150与管道接触，可以提高车体110的摩擦面积，防止小车在爬坡时发生后滑。由于旋转轴与车体110之间为滚动摩擦，履带150与管道之间为滑动摩擦，在弹簧作用在车体110上并推动车体110时，会先使车轮111与车体110之间发生滚动，从而带动履带150运动。因此，弹簧推动车体110时，不会直接使履带150与管道之间发生滑动摩擦，不会由于履带150的存在而使小车的能耗过大。显然，为了使车轮111之间用履带150连接起来，车体110每一侧的车轮111的数量至少为2个。

车轮111的侧面设有一个圆柱形的轮盘112，轮盘112与车轮111同轴固定安装并且其侧面积壁车轮111的侧面积小，轮盘112随车轮111的转动而转动。

每一个车体110均设有车轮锁紧装置，车轮锁紧装置包括电机和压块141。电机安装在车体110内并且与供电装置电连接。压块141在电机的带动下能够作竖直方向的往复运动，压块141设置在轮盘112的正上方，并且其底部与轮盘112正对的位置设有一个圆弧形的摩擦面142，摩擦面142与轮盘112的圆弧面相匹配。电机带动压块141向下运动时，摩擦面142与轮盘112的圆弧面接触并且贴紧，轮盘112在摩擦力的作用不会停止转动，从而将车轮111锁紧。电机带动压块141向上运动时，压块141与轮盘112脱离，从而将车轮111接触锁定。在本实施例中，每一个车轮111上的轮盘112均与一个压块141配合。在本实用新型的其它实施例中，压块141还可以设置在轮盘112的左右两侧；压块141还可以与轮盘112的侧面接触，将车轮111锁定。

请参照图3，履带150与管道内壁接触面的花纹呈倒置的梯形，可以增加履带150与管道内壁之间的摩擦力。此外，履带150与管道接触后，梯形的其中两个顶点在重力的作用下，顶在管道的内壁上，防止在进行爬坡操作时，车体110出现倒滑现象。在本实用新型的其它实施例中，履带150与管道内壁接触面的花纹呈正置的梯形(如图4所示)，正置的梯形与管道内壁接触的顶点呈锐角，更加容易顶在管道的内壁上。

本实施例的管道小车的运动过程：(1)未通电时，驱动弹簧120和形状记忆合金弹簧130处于自由伸长状态，压块141与轮盘112分离；(2)前车体的车轮锁紧装置通电，将前车体上的车轮111锁紧；(3)形状记忆合金弹簧130通电，使其收缩并带动驱动弹簧120收缩，后车体在弹簧的作用下向前移动；(4)后车体的车轮锁紧装置通电，将后车体上的车轮111锁紧；(5)前车体的车轮锁紧装置断电，解除前车体上的车轮111的锁定；(6)将形状记忆合金弹簧130断电，驱动弹簧120伸展，推动前车体向前移动；(7)前车体的车轮锁紧装置通电，将前车体上的车轮111锁紧；(8)后车体的车轮锁紧装置断电，解除后车体上的车轮111的锁定。重复(3)￣(9)，小车不断向前运动，当需要小车逆向行驶时，前车体变后车体，后车体变前车体，小车不用掉头即可逆向行驶。

本实施例的管道小车的转弯过程：(1)当遇到弯道时，驱动弹簧120两侧的形状记忆合金弹簧130均通电，使所有驱动弹簧120处于收缩状态；(2)前车体的车轮锁紧装置断电，解除对前车体上的车轮111的锁定；(3)驱动弹簧120对应于弯道内侧的一侧的形状记忆合金弹簧130不断电，驱动弹簧120对应于弯道外侧的一侧的形状记忆合金弹簧130断电，前车体在驱动弹簧120的作用下沿弯道向前移动；(4)前车体的车轮锁紧装置通电，将前车体上的车轮111锁紧；(5)后车体的车轮锁紧装置断电，解除对后车体上的车轮111的锁定；(6)所有形状记忆合金弹簧130通电，后车体在驱动弹簧120的作用下沿弯道向前移动，移动完成后，后车体和前车体的方向一致，即完成转弯过程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。