[发明专利]油气管道悬空内检测机器人结构

说明书

本发明为一种油气管道悬空内检测机器人结构，包括悬空内检测机器人和牵引机器人，悬空内检测机器人包括激振装置和振动信号数据采集储存设备，激振装置基于力锤敲击激励管道；振动信号数据采集储存设备用于采集、分析、储存管道振动信号；牵引机器人用于牵引悬空内检测机器人行进或停止；牵引机器人与悬空内检测机器人万向连接；牵引机器人包括行进驱动装置和里程信号数据采集分析储存设备，行进驱动装置能驱动牵引机器人带动悬空内检测机器人行进，里程信号数据采集分析储存设备用于采集、分析、储存里程数据。本发明能基于力锤敲击对油气管道进行激励，悬空内检测机器人能随牵引机器人行进与停止，识别出油气管道悬空段的位置与长度。

技术领域

本发明涉及油气管道技术领域，尤其涉及一种基于力锤敲击激励的油气管道悬空内检测机器人结构。

背景技术

随着管网体系的日益发展壮大，管道安全检测变得越来越重要。为了保护管道输运的安全，通常将油气管道填埋于地面或海床以下一定深度，以保证管道持久、安全和稳定的输送油气资源。但是，随着地下埋管服役年限的增长，地质运移、洋流冲刷等因素会导致掩埋于地层或海床中的管道敷设状态发生改变。管道敷设状态发生改变后，管道可能出现悬空，这些悬空管道长期暴露于不稳定环境中，并且承受着复杂的工作载荷、环境载荷及意外风险载荷，易产生应力集中、疲劳失效，甚至断裂的情况，严重时可能引发管道事故，为环境带来巨大破坏，为国家带来巨大经济损失。为了避免该类事故的发生，需要对管线的敷设状态进行定期检测，保证管道的正常安全运行。

目前对管线的检测技术应用较多的是浅底层剖面技术、单/多波束光纤传感技术等一些光电传感技术。这些检测技术虽能辨别出某一区域管线是否存在悬空段，但也存在着成本较高、工作效率低、检测流程复杂、需要单独的铺设配套的辅助检测设备、检测过程中需要较多的人力物力等不足之处。而且现有的检测技术大都采取在管道外部进行检测的方式，对于部分位于山区、河谷沼泽或某些建筑基础设施等特殊地带地区可能无法开展检测。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种油气管道悬空内检测机器人结构，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油气管道悬空内检测机器人结构，悬空内检测机器人通过牵引机器人实现在油气管道中的行进与停止，其行进与停止更容易实现且控制精度更高；悬空内检测机器人的激振装置对管道进行机械式激励，采集、分析、储存管道振动信号，结合牵引机器人所采集的里程数据，识别出油气管道悬空段的位置与长度，克服了管外检测技术的局限性，在工程实际中有重要价值。

本发明的目的是这样实现的，一种油气管道悬空内检测机器人结构，包括，

悬空内检测机器人，包括激振装置和振动信号数据采集储存设备，所述激振装置基于力锤敲击激励管道；所述振动信号数据采集储存设备用于采集、分析、储存管道振动信号；

牵引机器人，用于牵引所述悬空内检测机器人在管道内行进或停止；所述牵引机器人与所述悬空内检测机器人万向连接；所述牵引机器人包括行进驱动装置和里程信号数据采集分析储存设备，所述行进驱动装置能驱动所述牵引机器人带动所述悬空内检测机器人行进，所述里程信号数据采集分析储存设备用于采集、分析、储存里程数据。

在本发明的一较佳实施方式中，所述激振装置包括步进电机结构、蜗轮蜗杆结构、凸轮结构和力锤结构，所述凸轮结构包括凸轮，所述力锤结构包括力锤，所述步进电机结构通过所述蜗轮蜗杆结构驱动所述凸轮转动，所述凸轮转动以控制所述力锤摆动，所述力锤的第一端摆动以与管道的内壁接触产生瞬时冲击力实现力锤对管道的敲击激励；所述步进电机结构间歇性提供扭矩以使力锤对管道间歇性激励。

在本发明的一较佳实施方式中，所述激振装置还包括拉伸弹簧结构和压缩弹簧结构，所述拉伸弹簧结构用于增大所述凸轮回程时所述力锤对管道的激振力；所述压缩弹簧结构用于避免力锤与管道产生二次冲击影响管道自由衰减振动。