一种内管道爬行装置的制作方法

本实用新型涉及管道探测、清理技术领域，尤其涉及一种内管道爬行装置。

背景技术：

管道爬行装置是一种运用在管道内部爬行前进的机器，能够用于管道内部清理、管道探测等场合。现有的管道爬行装置一般以履带撑在管道内部，通过履带前行来实现装置在管道内部的移动。现有的管道爬行装置一般只能沿直线行走，在管道内转角处的移动很难实现；同时，履带在运动时会对管道内壁造成挤压，容易损害管道，影响管道的使用寿命。使得管道爬行装置的使用受到极大的限制。

技术实现要素：

针对现有技术中的管道爬行装置容易对管道内壁造成破坏的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种内管道爬行装置，该爬行装置采用防滑垫的结构与管道内壁接触，利用防滑垫与管道内壁的摩擦力支撑整个装置的重力，进而避免对管道内壁造成挤压而导致管道损坏。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种内管道爬行装置，包括丝杆驱动机构和分别安装在丝杆驱动机构两端的撑壁机构；撑壁机构包括周向均匀设置有若干防滑垫，通过防滑垫与管道内壁挤压产生的摩擦力实现撑壁机构的撑壁功能；位于丝杆驱动机构首端的为一级撑壁机构，位于丝杆驱动机构尾端的为二级撑壁机构。

作为一种优选，撑壁机构还包括套筒、活动板、固定平台、撑壁步进电机、第一丝杆和第一丝杆螺母；套筒包括第一固定板、第二固定板和三根支撑螺杆，第一固定板和第二固定板通过螺母安装在周向分布设置的三根支撑螺杆的两端；固定平台通过螺母固定在支撑螺杆上且位于套筒的中部，第一丝杆安装在套筒的轴线位置，第一丝杆螺母套设在第一丝杆外并固定在活动板上，活动板安装在固定平台与第一固定板之间，撑壁步进电机设在固定平台与第二固定板之间。

作为一种优选，撑壁机构还包括周向均匀设置的若干四连杆机构，四连杆机构包括第一连杆、竖板以及平行共面设置的第二连杆和第三连杆，第一连杆的一端与固定平台连接，第二连杆和第三连杆的一端与活动板连接，第一连杆、第二连杆、第三连杆的另一端均与竖板连接。将四连杆机构的其中一连杆制成竖板的形式，方便安装防滑垫，并通过四连杆机构的运动实现防滑垫与管道内壁的挤压和释放。

作为一种优选，固定平台和活动板均设有用于安装四连杆机构的凸台；竖板上设有用于安装第一连杆、第二连杆和第三连杆的凸台。

作为一种优选，第一连杆的一端与固定平台的凸台连接形成旋转副，第二连杆和第三连杆的一端与活动板的凸台连接形成旋转副，第一连杆、第二连杆、第三连杆的另一端均与竖板的凸台连接形成旋转副。

作为一种优选，丝杆驱动机构包括柔性丝杆、柔性丝杆螺母杆、联轴器和驱动步进电机，驱动步进电机的输出端通过联轴器与柔性丝杆连接，柔性丝杆螺母杆与柔性丝杆的另一端通过螺纹连接。

作为一种优选，还包括前罩，前罩呈子弹头状，内侧设有卡扣，前罩通过卡扣扣合安装在一级撑壁机构的第一固定板上。前罩具有导向和阻挡障碍物的作用。

作为一种优选，防滑垫与四连杆机构一一对应，防滑垫通过螺栓与四连杆机构的竖板连接。

作为一种优选，防滑垫通过螺栓与竖板连接，防滑垫和竖板之间的螺栓上套设有压力弹簧，通过压力弹簧的缓冲和储能作用控制防滑垫与管道内壁之间的挤压力。避免整个爬行装置对管道内壁造成损伤。

作为一种优选，在管道内爬行时，爬行装置的中心处于管道截面的中心。能够适应多种复杂的管道截面形状。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

1.压力弹簧能够很好地控制防滑垫和管道内壁之间的压力，使爬行装置的爬行不至于对管道内部造成损伤。

2.通过柔性丝杠与柔性丝杠螺母杆的配合来实现整个装置的前进或后退，由于柔性丝杆和柔性丝杆螺母杆的柔性特征，使得整个装置具有转弯功能，能够轻易通过各种弯曲的管道内部。

3.整个机械装置结构简单，组装方便，并且可以根据实际情况选择撑壁机构和丝杆驱动机构的数量进行拼接，显著降低制造成本。

4.整个爬行装置在运动时最大程度地处于管道的截面中心，由于四连杆机构的周向均匀分布，能够适应多种截面形状复杂的管道。

附图说明

图1为实施例中内管道爬行装置的整体结构示意图。

图2为实施例中撑壁机构的结构示意图。

图3为实施例中前罩的剖视图和三维内部图。

图4为内管道爬行装置在竖直管道内部运动时的结构示意图。

图5内管道爬行装置在弯曲管道内部运动时的结构示意图。

图中的标号和对应的零部件名称为：1-撑壁步进电机，2-第一连杆，3-支撑螺杆，4-前罩，5-防滑垫，6-竖板，7-固定平台，8-第二固定板，9-驱动步进电机，10-联轴器，11-柔性丝杆，12-柔性丝杆螺母杆，13-第一固定板，14-螺母，15-第一丝杆，16-第一丝杆螺母，17-活动板，18-第二连杆，19-压力弹簧，20-第三连杆。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型做进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

一种内管道爬行装置，如图1、图2所示，包括丝杆驱动机构、一级撑壁机构、二级撑壁机构和前罩，一级撑壁机构和二级撑壁机构为相同的撑壁机构，两撑壁机构镜像安装在丝杆驱动机构的两端，位于爬行装置前端的为一级撑壁机构，位于爬行装置后端的为二级撑壁机构。前罩通过自身的卡扣扣合安装在一级撑壁机构的第一固定板上；前罩呈子弹头状，具有导向和阻挡障碍物的作用。

丝杆驱动机构包括柔性丝杆、柔性丝杆螺母杆、联轴器和驱动步进电机，驱动步进电机的输出端通过联轴器与柔性丝杆连接，柔性丝杆螺母杆与柔性丝杆的另一端通过螺纹连接。

撑壁机构包括套筒、三组四连杆机构、防滑垫、活动板、固定平台、撑壁步进电机、第一丝杆和第一丝杆螺母。套筒包括第一固定板、第二固定板和三根支撑螺杆，第一固定板和第二固定板通过螺母安装在周向分布设置的三根支撑螺杆的两端。固定平台通过螺母固定在支撑螺杆上且位于套筒的中部，固定平台上设有用于安装四连杆机构的凸台。第一丝杆安装在套筒的轴线位置，第一丝杆螺母安装在活动板上，第一丝杆螺母套设在第一丝杆外，活动板安装在固定平台与第一固定板之间，活动板上也设有用于安装四连杆机构的凸台。撑壁步进电机设在固定平台与第二固定板之间。三组四连杆机构沿套筒的周向分布设置并安装在活动板和固定平台之间。四连杆机构包括第一连杆、竖板以及平行共面设置的第二连杆和第三连杆，竖板上也设有用于连接的凸台。第一连杆的一端与固定平台的凸台连接形成旋转副，另一端与竖板上的凸台安装形成旋转副。第二连杆的一端与活动板上的凸台连接形成旋转副，另一端与竖板上的凸台安装形成旋转副。第三连杆的一端与活动板上的凸台连接形成旋转副，另一端与竖板上的凸台安装形成旋转副。防滑垫通过螺栓与竖板连接，防滑垫和竖板之间的螺栓上套设有压力弹簧，通过压力弹簧的缓冲和储能作用控制防滑垫与管道内壁之间的挤压力。防滑垫与管道内壁的摩擦力支撑整个装置的重力，进而避免对管道内壁造成挤压而导致管道损坏。

撑壁机构通过第一丝杆的运动带动第一丝杆螺母和活动板沿第一丝杆上下运动，进而带动四连杆机构运动，进而实现防滑垫挤压或远离管道内壁。

爬行装置运动时，一级撑壁机构的撑壁步进电机驱动三组周向分布的四连杆机构向外扩撑，当防滑垫与管壁达到一定及压力时，一级撑壁机构靠摩擦固定在管壁上，一级撑壁机构的撑壁步进电机停止转动。随后，驱动步进电机驱动柔性丝杆转动，使柔性丝杆与柔性丝杆螺母杆的配合长度增加，此时柔性丝杆螺母杆带动二级撑壁机构向一级撑壁机构靠近，当柔性丝杆与柔性丝杆螺母杆的配合达到一定程度后，驱动步进电机停止运动。随后二级撑壁机构的撑壁步进电机驱动相应的三组四连杆机构向外扩撑，当防滑垫与管壁达到一定及压力时，二级撑壁机构靠摩擦固定在管壁上，二级撑壁机构的撑壁步进电机停止转动。然后一级撑壁机构的撑壁步进电机反向转动，使得三轴四连杆机构向内收，防滑垫与管壁分离。随后驱动步进电机反向转动，使柔性丝杆和柔性丝杆螺母杆的配合长度减小，进而带动一级撑壁机构向前运动，当柔性丝杆与柔性丝杆螺母杆的配合达到一定程度后，驱动步进电机停止运动。一级撑壁机构的撑壁步进电机转动，驱动四连杆机构向外扩撑，当防滑垫与管道内壁达到一定及压力时，一级撑壁机构靠摩擦固定在管道内壁上，一级撑壁机构的撑壁步进电机停止转动。如此循环，实现整个爬行装置的前进运动。后退运动同理。

除了上述实施例提及的方式外，还可以根据实际情况增加多级撑壁机构或丝杆驱动机构。这些变换方式均在本实用新型的保护范围内。

上述实施例为实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。