一种定心机构及管道维护设备的制作方法

1.本实用新型涉及管道维护技术领域，具体而言，涉及一种定心机构及管道维护设备。


背景技术：

2.随着工业、农业等方面的飞速发展，管道的应用也越来越广泛。管道在使用过程中常会出现如破裂、堵塞和老化等现象，这就需要人们定时的对管道实施常规的检测、清洗和维修。但由于管道通常较长，且可能设置在不方便人通行的位置，使得人们很难直接对管道进行维护操作，尤其是特殊领域的管道具有较大的危险性。
3.现有技术通常采用管道机器人进入管道内部，再辅助人工完成相应的任务，但现有的管道机器人结构较为复杂，且无法适应不同的管道直径并固定在管道截面中心的位置处。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种定心机构及管道维护设备，能够适应不同管道内径并可固定在管道截面中心。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.本实用新型实施例提供一种定心机构，包括固定座、均匀设置在固定座周围的支撑组件和伸缩组件，伸缩组件的伸缩端与支撑组件连接，并驱动支撑组件绕固定座转动，支撑组件的支撑部用于与管道内壁抵持并使定心机构固定在管道的截面中心。
7.可选地，支撑组件包括连杆和连杆支撑臂，连杆的一端与伸缩组件的伸缩端连接、另一端与连杆支撑臂的中部转动连接，连杆支撑臂的一端与固定座转动连接、另一端用于支撑在管道内壁上，支撑组件包括至少两个，至少两个支撑组件环绕固定座的中心均匀分布。
8.可选地，还包括与固定座相对设置的联动盘，至少两个连杆的端部均与联动盘转动连接，伸缩组件的伸缩端也与联动盘固定连接。
9.可选地，连杆支撑臂远离固定座的端部设有滚轮，滚轮用于支撑在管道的内壁上。
10.可选地，伸缩组件包括至少两个气缸，至少两个气缸环绕联动盘的中心均匀分布，气缸的固定端与固定座连接、伸缩端与联动盘连接。
11.可选地，固定座和联动盘均呈圆环形，固定座和联动盘圆心的连线垂直于固定座和联动盘的表面。
12.可选地，固定座包括第一圆环、设置在第一圆环圆周方向的第一凸耳和第二凸耳，连杆支撑臂的端部与第一凸耳转动连接，伸缩组件的固定端与第二凸耳固定连接；联动盘包括第二圆环、设置在第二圆环圆周方向的第三凸耳和第四凸耳，连杆的端部与第三凸耳转动连接，伸缩组件的伸缩端与第四凸耳固定连接。
13.本实用新型实施例还提供一种管道维护设备，包括如上任意一项的定心机构。
14.可选地，还包括毛刷，毛刷转动设置在定心机构中固定座的中心处。
15.本实用新型实施例的有益效果包括：
16.本实施例提供一种定心机构，包括固定座、设置在固定座侧面的支撑组件和伸缩组件，伸缩组件的伸缩端与支撑组件连接，并驱动支撑组件绕固定座转动，支撑组件的支撑部用于与管道内壁抵持并使定心机构固定在管道的截面中心。上述定心机构，通过在固定座的周围均匀设置支撑组件，以自定心的方式驱动支撑组件同时开合，以固定在管道截面中心且不会卡死，并实现对不同管道内径和撑紧力的适应。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1为本实用新型实施例提供的定心机构在第一视角的结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例提供的定心机构在管道内壁撑开的示意图；
20.图3为本实用新型实施例提供的定心机构在第二视角的结构示意图。
21.图标：100-定心机构；110-固定座；111-第一圆环；112-第一凸耳；113-第二凸耳；120-支撑组件；121-连杆；122-连杆支撑臂；123-滚轮；131-气缸；1311-固定端；1312-伸缩端；140-联动盘；141-第二圆环；142-第三凸耳；143-第四凸耳；200-管道。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，
或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.请结合参照图1和图2，本技术实施例提供一种定心机构100，包括固定座110、均匀设置在固定座110周围的支撑组件120和伸缩组件，伸缩组件的伸缩端与支撑组件120连接，并驱动支撑组件120绕固定座110转动，支撑组件120的支撑部用于与管道200内壁抵持并使定心机构100固定在管道200的截面中心。
28.定心机构100包括固定座110、支撑组件120和伸缩组件，其中，支撑组件120的第一端与固定座110转动连接、第二端与伸缩组件的伸缩端连接，在伸缩组件的驱动下，支撑组件120绕固定座110旋转。支撑组件120具有支撑部(即支撑组件120的第二端)，支撑部在支撑组件120张开后与管道200的内壁相抵持，支撑组件120绕固定座110的周围均匀分布，支撑组件120的支撑部所在圆弧的圆心与管道200的截面中心重合，如此设置，可以保证定心机构100支撑于管道200内壁后，定心机构100的中心与管道200截面的中心重合；支撑组件120在开合的过程中，其支撑部所在圆弧的直径不断变化，以适应不同的管道200内径和撑紧力要求。
29.本实施例提供的定心机构100，能够伸入并支撑在管道200内部，以配合其他机构和人工对管道200进行检测、清洗、维修等操作。例如，上述定心机构100配合毛刷，可以对管道200内壁进行清洗；上述定心机构100配合摄像头，可以对管道200内壁进行监测。
30.需要说明的是，本实施例中，对固定座110的结构不作限定，只要其能够使支撑组件120转动设置在其上，并以其中心为圆心均匀分布即可。优选的，固定座110的重心与其中心重合，以使定心机构100的稳定性更好。示例地，固定座110的横截面呈圆形、正方形或三角形。
31.支撑组件120为使定心机构100支撑于管道200内壁的结构，其在伸缩组件的作用下通过旋转开合程度的不同来适应不同的管道200内径，并调整撑紧力。本实施例中，对支撑组件120、伸缩组件的结构同样不作限定，只要其能够实现各自的功能即可。示例地，支撑组件120包括支撑杆，伸缩组件包括气缸131或电动推杆，支撑杆在气缸131或电动推杆的作用下绕固定座110旋转，以使支撑杆的端部支撑在管道200内壁上。
32.应理解，伸缩组件的伸缩端即为伸缩组件中实现往复伸出、缩回运动的端部，支撑组件120即与该端部连接；支撑组件120与伸缩组件可以直接连接，也可以通过其他结构间接连接，至于伸缩组件与支撑组件120之间是固定连接还是转动连接，可以根据具体的连接关系进行设计。
33.综上所述，上述定心机构100，通过在固定座110的周围均匀设置支撑组件120，以自定心的方式驱动支撑组件120同时开合，能够固定在管道200截面中心且不会卡死，并实现对不同管道200内径和撑紧力的适应。
34.请结合参照图3，可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，支撑组件120包括连杆121和连杆支撑臂122，连杆121的一端与伸缩组件的伸缩端连接、另一端与连杆支撑臂122的中部转动连接，连杆支撑臂122的一端与固定座110转动连接、另一端用于支撑在管道200内壁上，支撑组件120包括至少两个，至少两个支撑组件120环绕固定座110的中心均匀分布。
35.连杆121与伸缩组件之间可以直接连接，也可以间接连接。伸缩组件驱动连杆121运动，进而间接驱动连杆支撑臂122旋转开合。连杆支撑臂122远离固定座110的一端即为支撑组件120的支撑部，用于支撑在管道200内壁上。至少两个支撑组件120同时绕固定座110旋转，以使至少两个连杆支撑臂122与固定座110表面之间的夹角始终保持相等，保证支撑组件120的支撑部位于同一圆弧上且该圆弧的圆心与管道200的截面中心重合。
36.可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，还包括与固定座110相对设置的联动盘140，至少两个连杆121的端部均与联动盘140转动连接，伸缩组件的伸缩端也与联动盘140固定连接。
37.固定座110和联动盘140之间设有伸缩组件，伸缩组件固定在固定座110上，其伸缩端1312与联动盘140连接，以驱动联动盘140靠近或远离固定座110。连杆121和连杆支撑臂122转动设置在固定座110和联动盘140之间，通过伸缩组件调整固定座110和联动盘140之间的距离，即可带动连杆121和连杆支撑臂122旋转。伸缩组件通过联动盘140驱动支撑组件120旋转，方便实现对至少两个支撑组件120的同时控制，且能够减小定心机构100的体积，使定心机构100能够适应更多尺寸的管道200。
38.可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，连杆支撑臂122远离固定座110的端部设有滚轮123，滚轮123用于支撑在管道200的内壁上。连杆支撑臂122通过滚轮123抵持在管道200内壁上，可以避免对管道200内壁造成损伤，并在定心机构100在管道200内运动时，减小定心机构100与管道200之间的摩擦。
39.可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，伸缩组件包括至少两个气缸131，至少两个气缸131环绕联动盘140的中心均匀分布，气缸131的固定端1311与固定座110连接、伸缩端1312与联动盘140连接。
40.伸缩组件中，气缸131的数量为两个、三个或者更多，至少两个气缸131以联动盘140的中心为圆心均匀分布，以使联动盘140受力均匀、定心机构100的重量均匀分布。气缸131包括缸体和在缸体内往复伸缩的推杆，其中，缸体即为气缸131的固定端1311，推杆露出于缸体的端部即为气缸131的伸缩端1312。气缸131的固定端1311与固定座110连接，伸缩端1312与联动盘140连接，气缸131伸缩，联动盘140跟随气缸131运动，联动盘140运动的过程中，会拉动或推动连杆121旋转，进而带动连杆支撑臂122绕固定座110转动。
41.联动盘140的设置，使得较少数量的气缸131能够驱动较多数量的支撑组件120绕固定座110旋转。如图1所示，示例地，支撑组件120的数量为四个，气缸131的数量为两个。
42.至此，上述定心机构100的工作过程为：启动定心机构100，气缸131推杆缩回，联动盘140向固定座110运动，驱动连杆121旋转，连杆121再驱动连杆支撑臂122张开，滚轮123撑住管道200内壁。
43.请再次参照图1和图2，可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，固定座110和联动盘140均呈圆环形，固定座110和联动盘140圆心的连线垂直于固定座110和联动盘140的表面。
44.固定座110呈圆环形，表面中心设有通孔，可以减轻固定座110的重量，还可以使与定心机构100配合使用的其他机构(如毛刷、摄像头等)，设置在固定座110的中心位置并露出于固定座110。联动盘140呈圆环形，表面中心设置通孔，可以减轻联动盘140的重量，在保证定心机构100强度的前提下，减小定心机构100的重量。固定座110和联动盘140的圆心沿
竖直方向对齐，可以保证联动盘140在运动过程中，能够同时驱动支撑组件120开合，并保证每个支撑组件120与固定座110之间的夹角相等。
45.可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，支撑组件120包括四个，四个支撑组件120沿固定座110的圆周方向均匀分布。
46.本实施例中，支撑组件120的数量为四个，以固定座110的圆心为圆心，沿固定座110的圆周方向均匀分布，此时，相邻的两个支撑组件120之间的夹角为90
°
，定心机构100的稳定性较好且易于控制。在其他实施例中，支撑组件120的数量也可以为三个，此时，相邻的两个支撑组件120之间的夹角为120
°
，本领域技术人员可以根据实际需求进行设计。
47.可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，固定座110包括第一圆环111、设置在第一圆环111圆周方向的第一凸耳112和第二凸耳113，连杆支撑臂122的端部与第一凸耳112转动连接，伸缩组件的固定端1311与第二凸耳113固定连接；联动盘140包括第二圆环141、设置在第二圆环141圆周方向的第三凸耳142和第四凸耳143，连杆121的端部与第三凸耳142转动连接，伸缩组件的伸缩端与第四凸耳143固定连接。
48.在固定座110的主体结构(第一圆环111)侧面设置凸出的第一凸耳112和第二凸耳113，通过第一凸耳112和第二凸耳113分别与连杆支撑臂122和伸缩组件连接，结构简单，还可以避免连杆支撑臂122和伸缩组件在运动过程中与固定座110之间发生干涉。同样，联动盘140通过第三凸耳142和第四凸耳143与连杆121和伸缩组件连接，也可以简化结构，并避免连杆121和伸缩组件在运动过程中与联动盘140之间发生干涉。
49.本实施例还提供一种管道维护设备，包括如上任意一项的定心机构100。
50.该管道维护设备可以为管道清洗设备、管道监测设备、管道维修设备等，该管道维护设备包含与前述实施例中的定心机构100相同的结构和有益效果。定心机构100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。
51.可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，还包括毛刷，毛刷转动设置在定心机构100中固定座110的中心处。
52.固定座110上设有旋转的毛刷，毛刷和定心机构100的支撑组件120分别位于固定座110的两侧。毛刷位于固定座110的中心处，使上述管道维护设备具备清洗功能，在清洗过程中，定心机构100撑开，支撑毛刷中心位于管道200正中心，保证毛刷可以均匀地洗刷管壁四周。
53.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。