一种管道行走装置的制作方法

1.本实用新型涉及管道探测技术领域，具体涉及一种管道行走装置。


背景技术：

2.随着经济的不断发展，城市建设也不断的跟进，地下的管线分布范围广，导致城市地下环境越来越复杂。对于地下管道，受到周围环境的影响，许多时候管道需要穿过铁路、河道或者一些无法开挖路面的人流密集区域，因此，使用定向钻施工技术铺设埋地管道已经越来越普遍。随着定向钻技术的广泛应用，衍生出了专门用于检测的管道大埋深定位技术。
3.在对顶管进行三维定位检测时，申请公布号为cn110116932a的实用新型专利申请，公开了一种用于测量管道三维坐标的穿线器，该穿线器在使用时，将凯夫拉线绑上一个特制的u形轻质塑料袋放入管道的一端，在管口套上套头，将与电池连接的鼓风机对准套头的大孔往管口的u形袋鼓风，直至u形袋被吹至管道的另一端为止，至此穿线结束。将穿好在管道中的凯夫拉线连上牵引钢绳后，把牵引钢绳置换在管中，再让牵引钢绳连上测量主机，并拉动测量主机从管道的一端向另一端滑动，经牵引钢绳拖动并在管道内通行一个来回后，采集数据完毕，从而得到管道的空间三维姿态。虽然上述穿线器具有简单、方便的特点，但是仍然存在以下不足：
4.1、在牵引测量主机在管道内运动时，测量主机会与管道内部进行摩擦，从而造成测量主机产生磨损，影响测量主机的使用寿命。
5.2、在牵引测量主机在管道内运动时，测量主机会与管道内部进行摩擦，牵引时，需要克服摩擦力，费时且费力。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于克服上述存在的问题，提供一种管道行走装置，该装置可以搭载测量主机在管道内行走，不仅可以有效防止测量主机与管道内部发生摩擦，避免了测量主机发生磨损，提高了测量主机的使用寿命，而且还能有效减少该装置与管道之间的摩擦力，具有省时省力的特点。
7.本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
8.一种管道行走装置，包括安装主体以及设置在所述安装主体上用于所述安装主体在管道内行走的行走机构，其中，
9.所述行走机构包括对称设置在所述安装主体两端的两组支撑组件以及设置在两组支撑组件之间的驱动机构；其中，该支撑组件包括三根支撑杆，三根支撑杆沿着圆周方向均匀分布，所述支撑杆的一端铰接在所述安装主体的端部，另一端设置有滚轮，该驱动机构用于调节所述支撑杆的径向支撑高度。
10.上述管道行走装置的工作原理是：
11.工作时，可以将测量主机搭载在安装主体上，通过驱动机构调节支撑杆的径向支
撑高度，使得安装主体每端的三根支撑杆向外张开或者向内收缩，直到支撑杆上的滚轮抵紧在管道内部时，当需要对管道进行测量时，只需推动管道行走装置在管道内运动，在滚轮的滚动下可以带动安装主体在管道上顺利平滑移动，进而实现测量主机的移动。通过设置上述机构，使得测量主机在移动过程中，不会与管道内壁接触，可以有效防止测量主机与管道内部发生摩擦，避免了测量主机发生磨损，提高了测量主机的使用寿命；通过设置滚轮，有效地减小了管道与滚轮的摩擦力，便于管道行走装置的运动，起到省时省力的作用。
12.本实用新型的一个优选方案，其中，所述驱动机构为同步驱动机构，包括对称设置的在安装主体中部的两个滑动套筒、设置在每根支撑杆与每个滑动套筒之间的连杆以及用于驱动两个滑动套筒沿着安装主体的轴线作相互远离和相互靠近的驱动套筒；其中，所述滑动套筒套设在安装主体上；所述连杆的一端与所述支撑杆的中部铰接，另一端与所述滑动套筒的端部连接；所述驱动套筒套设在两个滑动套筒上，该驱动套筒与两个滑动套筒通过螺纹配合，其中，两个滑动套筒的螺纹旋向相反。采用上述结构，由于两个滑动套筒的螺纹旋向相反，当转动驱动套筒时，在螺纹的配合下，会同步驱动两个滑动套筒沿着安装主体的轴线作相互远离和相互靠近的运动，当两个滑动套筒作相互远离运动时，带动连杆运动，而连杆会带动会支撑杆在安装主体上摆动，实现所有支撑杆做同步向外张开，促使滚轮抵紧在管道内壁上。通过设置上述同步驱动机构，能够实现支撑杆的同步调节，使得本实用新型中的管道行走装置能够适应更多不同大小的管道，不仅提高支撑杆的调节精度，使得安装主体能够位于管道中心位置，在管道内起到良好的支撑作用，从而行走的稳定性。
13.优选地，所述连杆为弹性自适应连杆，包括铰接在所述支撑杆中部的第一连接杆、铰接在所述滑动套筒端部的第二连接杆、设置在所述第一连接杆与第二连接杆之间的导向杆以及套设在所述导向杆上的自适应弹簧，其中，所述第一连接杆的末端设有导向孔，该导向杆的一端与所述导向孔滑动配合，另一端固定连接在所述第二连接杆的末端；所述导向杆的在靠近导向孔的一端设有限位部，所述自适应弹簧一端作用于第一连接杆上，另一端作用于第二连接杆上，在自适应弹簧自身弹力下，所述限位部抵紧在所述导向孔上。通过设置上述机构，一方面能够使得支撑杆与管道内壁进行弹性接触，进而实现滚轮与管道内壁进行弹性接触，使得滚轮始终能够与管道内壁接触，对安装主体以及管道起到很好的缓冲作用，避免了装置的损坏；另一方面能够保证管道行走装置在管道上顺利行走，当管道内壁存在障碍物或者管道内壁不平整时，通过设置弹性自适应连杆，能够根据实际情况，自适应调节支撑杆的摆动高度，从而有利于管道行走装置能够越过障碍物或者在不平整的管道内壁上顺利行走，提高了管道行走装置使用灵活性。
14.进一步地，所述导向杆与第二连接杆通过螺纹固定连接，其目的在于，通过螺纹连接，一方面连接固定性好，另一方面能够通过螺纹调节导向杆的长度，从而实现导向杆滑动行程的调节，从而提高了支撑杆的缓冲位移。
15.进一步地，所述第一连接杆与第二连接杆的相对一端均设有容纳槽，所述导向孔设置在位于第一连接杆的容纳槽上，且与该容纳槽连通，位于第二连接杆的容纳槽上设有螺纹孔，所述导向杆与所述螺纹孔配合连接，所述自适应弹簧的一端作用于第一连接杆的容纳槽上，另一端作用于第二连接杆的容纳槽上。通过设置容纳槽可以避免自适应弹簧裸露在外，起到一定的防护作用，另外也使得结构更加紧凑。
16.优选地，所述滑动套筒与安装主体之间设有用于引导所述滑动套筒在安装主体上
沿着其轴向运动的第一导向组件，该第一导向组件包括平行设置在所述安装主体上的多条导向槽以及设置在所述滑动套筒上且与所述导向槽滑动配合的滑动部，其中，所述导向槽沿着安装主体的轴线方向延伸。通过设置第一导向组件，一方面能够保证滑动套筒在安装主体上朝着其轴线方向运动，从而防止了滑动套筒在安装主体上发生转动，另一方面也能够保证滑动套筒运动的稳定性。
17.进一步地，所述滑动套筒的侧面上设有防止所述滑动套筒在安装主体上发生移动的定位螺栓，其好处在于，防止了支撑杆受到管道的反向作用力下，使得滑动套筒在安装主体上发生移动，保证滑动套筒的位置不变，提高了支撑杆的支撑性能。
18.优选地，所述安装主体与所述驱动套筒之间设有用于引导所述驱动套筒在原地转动的第二导向组件，该第二导向组件包括设置在所述驱动套筒内壁的环形导滑槽以及设置在所述安装主体外壁且与所述环形导滑槽滑动配合的环形导向部。通过设置第二导向组件，能够保证驱动套筒在原地进行转动，有效防止驱动套筒发生轴向移动，进而保证滑动套筒进行同步运动。
19.优选地，所述支撑杆与连杆通过铰接轴进行铰接，所该支撑杆上设有多个与所述铰接轴配合的铰接孔，多个铰接孔沿着支撑杆延伸的方向排列，其好处在于，通过设置多个铰接孔，可以根据实际情况改变连杆与支撑杆铰接的位置，提高了支撑杆高度调节的灵活性。
20.优选地，所述安装主体的两端设有用于固定牵引绳的环形扣。通过设置环形扣，可以将牵引绳绑在环形扣中，通过在拉动牵引绳，便可以实现管道行走机构在管道内的运动。
21.优选地，所述安装主体为安装管，所述管道内的牵引绳从该安装管中穿过，所述安装管的两端设有用于将安装管内的牵引绳进行夹紧的夹紧机构，所述夹紧机构包括设置在所述安装管端部的多个锥形夹紧片以及用于调节多个锥形夹紧片相互向内压紧或者向外松开的压紧螺帽，其中，多个锥形夹紧片沿着圆周方向均匀分布，该压紧螺帽通过螺纹连接在所述安装管的端部，所述压紧螺帽上设有压紧通孔，多个锥形夹紧片抵紧在压紧通孔上。通过设置上述机构，当牵引绳从安装管穿过时，通过调节压紧螺帽，使得压紧螺帽靠着安装管中部运动，运动的过程中，压紧通孔不断挤压多个锥形夹紧片，使得多个锥形夹紧片向内挤压，将牵引绳进行固定压紧。通过夹紧机构将牵引绳夹紧，拉动牵引绳即可驱动管道行走装置在管道上运动，从而有利于调节管道行走装置在管道上的位置，从而方便对管道的测量。通过在安装主体的两端设置夹紧机构，在管道的任意一端拉动牵引绳时，都能够保证管道行走装置在管道内运动的更加稳定。当需要将牵引绳从安装管取下时，反向旋转压紧螺帽，即可松开牵引绳。
22.进一步地，所述压紧螺帽的侧边也设有防止所述压紧螺帽松动的定位螺栓，其好处在于，防止锥形夹紧片在自身弹性作用下，使得压紧螺帽发生位移，保证锥形夹紧片能将牵引绳压紧。
23.优选地，所述驱动套筒的侧面上设有多个摇臂，多个摇臂沿着圆周方向均匀分布。通过设置摇臂，能够通过摇臂驱动驱动套筒转动，起到省力的效果，且使用更加方便。
24.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
25.1、本实用新型中的管道行走装置，通过驱动机构调节支撑杆的径向支撑高度，使得安装主体每端的三根支撑杆向外张开或者向内收缩，使得支撑杆上的滚轮可以抵紧在管
道内部时，当需要对管道进行测量时，只需推动管道行走装置在管道内运动，在滚轮的滚动下可以带动安装主体在管道上顺利平滑移动，进而实现测量主机的移动，在测量主机在移动过程中，由于不会与管道内壁接触，可以有效防止测量主机与管道内部发生摩擦，避免了测量主机发生磨损，提高了测量主机的使用寿命。
26.2、本实用新型中的管道行走装置，安装主体的每端通过设置三根支撑杆，三根支撑杆沿着圆周方向均匀分布，一方面能够提高安装主体在管道内部的支撑稳定性；另一方面，使得管道行走装置转动在任意方向上，该均能将管道行走装置支撑在管道内部，提高了使用的方便性。
27.3、本实用新型中的管道行走装置，通过设置滚轮，有效地减小了管道与滚轮的摩擦力，便于管道行走装置的运动，起到省时省力的作用。
附图说明
28.图1
‑
图3为本实用新型中的一种管道行走装置的第一种具体实施方式的结构示意图，其中，图1为立体图，图2为另一个视角方向的立体图，图3为俯视图。
29.图4为图3中沿着a
‑
a方向的剖视图。
30.图5为图2中b处的局部放大图。
31.图6为图4中c处的局部放大图。
32.图7为本实用新型中的滑动套筒的立体结构示意图。
33.图8为本实用新型中的驱动套筒的立体结构示意图。
34.图9
‑
图10为本实用新型中的一种管道行走装置的另一种具体实施方式的结构示意图，其中，图9为立体图，图10为内部结构视图。
35.图11为本实用新型中的安装管的立体结构示意图。
36.图12为本实用新型中的压紧螺帽的立体结构示意图。
具体实施方式
37.为了使本领域的技术人员很好地理解本实用新型的技术方案，下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步描述，但本实用新型的实施方式不仅限于此。
38.实施例1
39.参见图1
‑
图4，本实施例公开一种管道行走装置，包括安装主体1以及设置在所述安装主体1上用于所述安装主体1在管道内行走的行走机构。
40.所述安装主体1为管状结构，该安装主体的内部设置有用于测量管道位置的测量主机10(或者信标器)10，其两端设有用于固定牵引绳8的环形扣9。通过设置环形扣9，可以将牵引绳8绑在环形扣9中，通过在拉动牵引绳8，便可以实现管道行走装置在管道内的运动。
41.参见图1
‑
图4，所述行走机构包括对称设置在所述安装主体1两端的两组支撑组件2以及设置在两组支撑组件2之间的驱动机构3；其中，该支撑组件2包括三根支撑杆2
‑
1，三根支撑杆2
‑
1沿着圆周方向均匀分布，所述支撑杆2
‑
1的一端铰接在所述安装主体1的端部，另一端设置有滚轮4，所述驱动机构3用于调节所述支撑杆2
‑
1的径向支撑高度。
42.本实施例中的管道行走装置，通过驱动机构3调节支撑杆2
‑
1的径向支撑高度，使
得安装主体1每端的三根支撑杆2
‑
1向外张开或者向内收缩，使得支撑杆2
‑
1上的滚轮4可以抵紧在管道内部时，当需要对管道进行测量时，只需推动管道行走装置在管道内运动，在滚轮4的滚动下可以带动安装主体1在管道上顺利平滑移动，进而实现测量主机10的移动，在测量主机10在移动过程中，由于不会与管道内壁接触，可以有效防止测量主机10与管道内部发生摩擦，避免了测量主机10发生磨损，提高了测量主机10的使用寿命。
43.再者，本实施例中，安装主体1的每端通过设置三根支撑杆2
‑
1，三根支撑杆2
‑
1沿着圆周方向均匀分布，一方面能够提高安装主体1在管道内部的支撑稳定性；另一方面，使得管道行走装置转动在任意方向上，该均能将管道行走装置支撑在管道内部，提高了使用的方便性；另外，通过设置滚轮4，有效地减小了管道与滚轮4的摩擦力，便于管道行走装置的运动，起到省时省力的作用；再者，通过在安装主体1的两端设置环形扣9，在管道的任意一端拉动牵引绳时，都能够保证管道行走装置在管道内运动的更加稳定。
44.参见图1
‑
图4，所述驱动机构3为同步驱动机构3，包括对称设置的在安装主体1中部的两个滑动套筒3
‑
1、设置在每根支撑杆2
‑
1与每个滑动套筒3
‑
1之间的连杆3
‑
2以及用于驱动两个滑动套筒3
‑
1沿着安装主体1的轴线作相互远离和相互靠近的驱动套筒3
‑
3；其中，所述滑动套筒3
‑
1套设在安装主体1上；所述连杆3
‑
2的一端与所述支撑杆2
‑
1的中部铰接，另一端与所述滑动套筒3
‑
1的端部连接；所述驱动套筒3
‑
3套设在两个滑动套筒3
‑
1上，该驱动套筒3
‑
3与两个滑动套筒3
‑
1通过螺纹配合，其中，两个滑动套筒3
‑
1的螺纹旋向相反。采用上述结构，由于两个滑动套筒3
‑
1的螺纹旋向相反，当转动驱动套筒3
‑
3时，在螺纹的配合下，会同步驱动两个滑动套筒3
‑
1沿着安装主体1的轴线作相互远离和相互靠近的运动，当两个滑动套筒3
‑
1作相互远离运动时，带动连杆3
‑
2运动，而连杆3
‑
2会带动会支撑杆2
‑
1在安装主体1上摆动，实现所有支撑杆2
‑
1做同步向外张开，促使滚轮4抵紧在管道内壁上。通过设置上述同步驱动机构3，能够实现支撑杆2
‑
1的同步调节，使得本实用新型中的管道行走装置能够适应更多不同大小的管道，不仅提高支撑杆2
‑
1的调节精度，使得安装主体1能够位于管道中心位置，在管道内起到良好的支撑作用，从而行走的稳定性。
45.参见图4
‑
图6，所述连杆3
‑
2为弹性自适应连杆，包括铰接在所述支撑杆2
‑
1中部的第一连接杆3
‑
21、铰接在所述滑动套筒3
‑
1端部的第二连接杆3
‑
22、设置在所述第一连接杆3
‑
21与第二连接杆3
‑
22之间的导向杆3
‑
23以及套设在所述导向杆3
‑
23上的自适应弹簧3
‑
24，其中，所述第一连接杆3
‑
21的末端设有导向孔3
‑
211，该导向杆3
‑
23的一端与所述导向孔3
‑
211滑动配合，另一端固定连接在所述第二连接杆3
‑
22的末端；所述导向杆3
‑
23的在靠近导向孔3
‑
211的一端设有限位部3
‑
231，所述自适应弹簧3
‑
24一端作用于第一连接杆3
‑
21上，另一端作用于第二连接杆3
‑
22上，在自适应弹簧3
‑
24自身弹力下，所述限位部3
‑
231抵紧在所述导向孔3
‑
211上。通过设置上述机构，一方面能够使得支撑杆2
‑
1与管道内壁进行弹性接触，进而实现滚轮4与管道内壁进行弹性接触，使得滚轮4始终能够与管道内壁接触，对安装主体1以及管道起到很好的缓冲作用，避免了装置的损坏；另一方面能够保证管道行走装置在管道上顺利行走，当管道内壁存在障碍物或者管道内壁不平整时，通过设置弹性自适应连杆3
‑
2，能够根据实际情况，自适应调节支撑杆2
‑
1的摆动高度，从而有利于管道行走装置能够越过障碍物或者在不平整的管道内壁上顺利行走，提高了管道行走装置使用灵活性。
46.参见图6，所述导向杆3
‑
23与第二连接杆3
‑
22通过螺纹固定连接，其目的在于，通
过螺纹连接，一方面连接固定性好，另一方面能够通过螺纹调节导向杆3
‑
23的长度，从而实现导向杆3
‑
23滑动行程的调节，从而提高了支撑杆2
‑
1的缓冲位移。
47.参见图6，所述第一连接杆3
‑
21与第二连接杆3
‑
22的相对一端均设有容纳槽3
‑
25，所述导向孔3
‑
211设置在位于第一连接杆3
‑
21的容纳槽3
‑
25上，且与该容纳槽3
‑
25连通，位于第二连接杆3
‑
22的容纳槽3
‑
25上设有螺纹孔3
‑
221，所述导向杆3
‑
23与所述螺纹孔3
‑
221配合连接，所述自适应弹簧3
‑
24的一端作用于第一连接杆3
‑
21的容纳槽3
‑
25上，另一端作用于第二连接杆3
‑
22的容纳槽3
‑
25上。通过设置容纳槽3
‑
25可以避免自适应弹簧3
‑
24裸露在外，起到一定的防护作用，另外也使得结构更加紧凑。
48.参见图5和图7，所述滑动套筒3
‑
1与安装主体1之间设有用于引导所述滑动套筒3
‑
1在安装主体1上沿着其轴向运动的第一导向组件，该第一导向组件包括平行设置在所述安装主体1上的两条导向槽1
‑
1以及设置在所述滑动套筒3
‑
1上且与所述导向槽1
‑
1滑动配合的滑动部3
‑
11，其中，所述导向槽1
‑
1沿着安装主体1的轴线方向延伸。通过设置第一导向组件，一方面能够保证滑动套筒3
‑
1在安装主体1上朝着其轴线方向运动，从而防止了滑动套筒3
‑
1在安装主体1上发生转动，另一方面也能够保证滑动套筒3
‑
1运动的稳定性。
49.参见图2，所述滑动套筒3
‑
1的侧面上设有防止所述滑动套筒3
‑
1在安装主体1上发生移动的定位螺栓6，其好处在于，防止了支撑杆2
‑
1受到管道的反向作用力下，使得滑动套筒3
‑
1在安装主体1上发生移动，保证滑动套筒3
‑
1的位置不变，提高了支撑杆2
‑
1的支撑性能。
50.参见图5和图8，所述安装主体1与所述驱动套筒3
‑
3之间设有用于引导所述驱动套筒3
‑
3在原地转动的第二导向组件，该第二导向组件包括设置在所述驱动套筒3
‑
3内壁的环形导滑槽3
‑
31以及设置在所述安装主体1外壁且与所述环形导滑槽3
‑
31滑动配合的环形导向部1
‑
2。通过设置第二导向组件，能够保证驱动套筒3
‑
3在原地进行转动，有效防止驱动套筒3
‑
3发生轴向移动，进而保证滑动套筒3
‑
1进行同步运动。
51.参见图3和图6，所述支撑杆2
‑
1与连杆3
‑
2通过铰接轴3
‑
4进行铰接，所该支撑杆2
‑
1上设有多个与所述铰接轴3
‑
4配合的铰接孔2
‑
11，多个铰接孔2
‑
11沿着支撑杆2
‑
1延伸的方向排列，其好处在于，通过设置多个铰接孔2
‑
11，可以根据实际情况改变连杆3
‑
2与支撑杆2
‑
1铰接的位置，提高了支撑杆2
‑
1高度调节的灵活性。
52.参见图2、图3和图8，所述驱动套筒3
‑
3的侧面上设有三个摇臂7，三个摇臂7沿着圆周方向均匀分布。通过设置摇臂7，能够通过摇臂7驱动驱动套筒3
‑
3转动，起到省力的效果，且使用更加方便。
53.参见图1
‑
图4，上述管道行走装置的工作原理是：
54.工作时，可以将测量主机10搭载在安装主体1上，通过驱动机构3调节支撑杆2
‑
1的径向支撑高度，使得安装主体1每端的三根支撑杆2
‑
1向外张开或者向内收缩，直到支撑杆2
‑
1上的滚轮4抵紧在管道内部时，当需要对管道进行测量时，只需推动管道行走装置在管道内运动，在滚轮4的滚动下可以带动安装主体1在管道上顺利平滑移动，进而实现测量主机10的移动。通过设置上述机构，使得测量主机10在移动过程中，不会与管道内壁接触，可以有效防止测量主机10与管道内部发生摩擦，避免了测量主机10发生磨损，提高了测量主机10的使用寿命；通过设置滚轮4，有效地减小了管道与滚轮4的摩擦力，便于管道行走装置的运动，起到省时省力的作用。
55.实施例2
56.参见图9
‑
图12，本实施例中的其它结构与实施例1相同，不同之处在于，所述安装主体1为安装管，所述管道内的牵引绳8从该安装管中穿过，所述安装管的两端设有用于将安装管内的牵引绳8进行夹紧的夹紧机构5，所述夹紧机构5包括设置在所述安装管端部的四个锥形夹紧片5
‑
1以及用于调节四个锥形夹紧片5
‑
1相互向内压紧或者向外松开的压紧螺帽5
‑
2，其中，四个锥形夹紧片5
‑
1沿着圆周方向均匀分布，该压紧螺帽5
‑
2通过螺纹连接在所述安装管的端部，所述压紧螺帽5
‑
2上设有压紧通孔5
‑
21，四个锥形夹紧片5
‑
1抵紧在压紧通孔5
‑
21上。通过设置上述机构，当牵引绳8从安装管穿过时，通过调节压紧螺帽5
‑
2，使得压紧螺帽5
‑
2靠着安装管中部运动，运动的过程中，压紧通孔5
‑
21不断挤压四个锥形夹紧片5
‑
1，使得四个锥形夹紧片5
‑
1向内挤压，将牵引绳进行固定压紧。通过夹紧机构5将牵引绳8夹紧，拉动牵引绳即可驱动管道行走装置在管道上运动，从而有利于调节管道行走装置在管道上的位置，从而方便对管道的测量。当需要将牵引绳8从安装主体1取下时，反向旋转压紧螺帽5
‑
2，即可松开牵引绳8。
57.参见图2，所述压紧螺帽5
‑
2的侧边也设有防止所述压紧螺帽5
‑
2松动的定位螺栓6，其好处在于，防止锥形夹紧片5
‑
1在自身弹性作用下，使得压紧螺帽5
‑
2发生位移，保证锥形夹紧片5
‑
1能将牵引绳8压紧。
58.上述为本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内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变、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。