[发明专利]一种蠕动式管道检测装置及设计方法

说明书

本发明公开了一种蠕动式管道检测装置及设计方法，属于管道检测技术领域；一种蠕动式管道检测装置及设计方法通过管道检测装置基础模型，配合蠕动爬行原理计算出管道检测装置具体结构数据，设计出管道检测装置整体结构，采用多体动力学仿真技术对蠕动式管道检测装置进行验证分析，有效缩短了管道检测装置的设计周期，提高管道检测装置的稳定性和可靠性；蠕动式管道检测装置通过前体机和后体机配合驱动装置进行蠕动，使管道检测装置负载能力稳定，同时具有良好的管道通过性和越障能力，且检测装置方便安装和拆卸。

技术领域

本发明属于管道检测技术领域，更具体的说，涉及一种蠕动式管道检测装置及设计方法。

背景技术

管道作为一种重要的运输方式，在工业中起着重要的作用。我国管道输送量巨大，管道总距离长，管道安全保障工作十分重要，管道检测装置用于巡检工作成为必要需求。现阶段管道检测存在管道内工作时负载力小、越障能力不足、工作运行中安全性不够高、结构复杂、不便于安装和拆卸等一些问题。且受限于管道作业空间和复杂工况，管道检测装置需严格控制外形尺寸、驱动力，苛刻的设计需求对蠕动管道检测装置结构设计带来了严峻挑战，传统的试算-试制-试验方法，常常依赖于设计者的个人经验，如此大大提高了管道检测装置设计周期，管道检测装置的稳定性较差。

因此，有必要提供一种蠕动式管道检测装置及设计方法，不依赖于工程经验，步骤简明、易于实施的蠕动式管道检测装置设计方法，减少设计周期，提高管道检测装置稳定性和可靠性。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本发明通过管道检测装置基础模型，配合蠕动爬行原理计算出管道检测装置具体结构数据，设计出管道检测装置整体结构，采用多体动力学仿真技术对蠕动式管道检测装置进行验证分析，有效缩短了管道检测装置的设计周期，提高管道检测装置的稳定性和可靠性；蠕动式管道检测装置通过前体机和后体机配合驱动装置进行蠕动，使管道检测装置负载能力稳定，同时具有良好的管道通过性和越障能力，且检测装置方便安装和拆卸。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现的：

一种蠕动式管道检测装置包括支撑行走机构、驱动装置、管道检测仪、能源模块、控制模块、外壳；所述的支撑行走机构包括前体机、后体机、行进轮，前体机和后体机之间通过驱动装置连接，前体机与驱动装置的伸缩端固定，其中一个机体实现自锁时，另一个机体向前行进，前体机和后体机两侧均安装有行进轮，前体机和后体机结构相同，由两对支撑杆彼此铰接组成，分别处于前后两侧的一组支撑杆之间连接有弹簧，前体机的前端设置有配重块，支撑行走机构外侧设置有外壳，行进轮处于外壳外侧，管道检测仪安装在外壳后端，能源模块和控制模块安装在外壳内，控制模块分别与管道检测仪和能源模块电连接；

所述的驱动装置为液压驱动装置，包括伸缩式液压缸、调速阀、电磁换向阀、单向阀、储能器、液压泵、滤油器、油箱和溢流阀，伸缩式液压缸连接在前体机和后体机之间，其伸缩杆端部与前体机连接，伸缩式液压缸的两端与电磁换向阀电连接，调速阀安装在伸缩式液压缸后端与电磁换向阀之间，电磁换向阀、单向阀和溢流阀形成闭合回路，通过储能器供能，且依次连接有液压泵、滤油器和油箱进行供油。

优选地，所述的行进轮由外棘轮、内轮、棘爪、扭簧组成，外棘轮、扭簧和内轮自外向内依次套设布置，棘爪一端铰接在扭簧上，另一端与外棘轮内圈匹配贴合，当外棘轮顺时针旋转时则可以正常行进，逆时针旋转时外棘轮则被棘爪卡住实现自锁。

优选地，所述的驱动装置采用循环往复的方式控制管道检测装置进行蠕动行走，其中一个机体实现自锁时，另一个机体向前行进，每一个循环行进的距离与伸缩式液压缸单次行程相同，当外载荷突然过大时伸缩式液压缸体内的液压油可以通过溢流阀的调节自动返回油箱。

优选地，所述的控制模块内置定位模块与信息集成模块，用于装置的远程控制和信息交互。

所述一种蠕动式管道检测装置设计方法包括以下步骤：