一种水利工程管道探伤设备及其探伤方法与流程

1.本发明涉及水利工程技术领域，具体是一种水利工程管道探伤设备及其探伤方法。


背景技术：

2.水利工程是指防洪、排涝、灌溉、水力发电、引水、滩涂治理、水土保持、水资源保护等各类工程及其配套和附属工程。供水工程中向用户输水和配水的管道系统，又称给水管网；
3.管道架设方式主要分为露天管道和地下管道，通过管道探伤来检测管道的好坏与否，管道外部检测可采用超声探伤、射线探伤等多种方式，随着科技的进步，爬行机器人的问世，解决了管道内部探伤困难的问题，利用爬行机器人带动视频探测器在管道内部移动，视频探测器发出的光线呈环形照射在管壁，通过光线的完整度及影像检测管道内部存在的问题；
4.为了使视频探测器可全面覆盖管壁，通常视频探测器的工作面是不能安装具有保护性质的遮挡板的，因此，管壁内壁水滴滴落在视频探测器上也是常见现象，水滴内通常伴随有杂质，杂质会对视频探测器光线造成阻挡，从而增加了管道内壁探伤难度，降低探伤准确性，管道长期输送作业，其管道内壁容易沉积泥沙，管壁探伤机器人虽然具备管道探伤，但是，却不能对管道内小范围沉淀物清除，不清除，会降低流体流量，人工清除又费时费力，管道维护困难重重，因此，有必要提出一种多功能管道探伤设备。


技术实现要素：

5.本发明实施例的目的在于提供一种水利工程管道探伤设备及其探伤方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
7.一种水利工程管道探伤设备，包括爬行机器人和视频探测器，还包括：所述爬行机器人的左端安装有转动机构，所述视频探测器右侧与转动机构的左侧安装，且视频探测器与爬行机器人的轴线处于同一直线上，所述转动机构的左端突起处安装有局部清洗机构，通过转动机构驱动局部清洗机构摆动对所述视频探测器表面清洁，所述爬行机器人的右端安装有清污机构；
8.所述转动机构包括：
9.外壳，安装于所述爬行机器人的左端；
10.转轴，通过轴承可旋转地安装于所述外壳的左侧壁顶部；
11.摆杆，一端安装于所述转轴的外壁右端；
12.电机，安装于所述外壳的内腔底端；
13.转盘，安装于所述电机的输出端；
14.第一连杆，一端通过销轴可旋转地安装于所述转盘的右侧壁外沿，且另一端与所
述摆杆的另一端通过销轴可旋转地安装；
15.所述局部清洗机构包括：
16.基板，安装于所述转轴的外壁左端，赋予基板摆动能力；
17.微型水箱，数量为若干个，从上至下安装于所述基板的内部；
18.刮板，数量为两个，分别安装于所述基板的右侧壁前后两端，所述刮板为橡胶材料制成；
19.出液组件，安装于所述微型水箱的右侧壁底端。
20.作为本发明进一步的方案：在所述电机的驱动下可使转盘带动第一连杆的一端做圆周运动，而所述第一连杆的另一端可驱动摆杆双向往复摆动。
21.作为本发明进一步的方案：所述出液组件包括：套筒，安装于所述微型水箱的右侧壁底端，所述套筒的外壁沿周向等距开设有若干个出液孔；弹簧，内嵌于所述套筒的内腔内侧；活塞，可左右滑动地插接于所述套筒的内腔外侧，所述活塞外壁沿周向开设有与出液孔方向相对应的若干个流道；拨块，安装于所述活塞的右侧壁，所述拨块为柔软的非金属材料制成。
22.作为本发明进一步的方案：所述拨块呈半圆形。
23.作为本发明进一步的方案：所述清污机构包括：支撑杆，安装于所述爬行机器人的右端；第二连杆，数量为两个，一端均通过销轴可旋转地安装于所述支撑杆的外壁右侧；安装板，通过销轴可旋转地安装于所述第二连杆的另一端；电动伸缩杆，一端通过销轴可旋转地安装于所述支撑板的底端左侧，且另一端与位于左侧的所述第二连杆的底端通过销轴连接；收集箱，安装于所述安装板的下表面；挡板，倾斜的安装于所述收集箱的左侧壁顶端；摄像头，安装于所述挡板下表面；传导组件，固定连接于所述收集箱的左侧壁中部。
24.作为本发明进一步的方案：两个所述第二连杆相互平行，所述支撑杆和安装板相互水平平行设置。
25.作为本发明进一步的方案：所述传导组件包括：料筒，固定连接于所述收集箱的左侧壁中部，所述料筒的右侧呈弧形；压板，通过销轴可旋转地安装于所述料筒的底端；定滑轮，安装于所述料筒的左侧底端；拉力绳，一端安装于所述料筒的左侧顶端，且另一端安装于所述压板的上表面左侧，所述拉力绳与定滑轮搭接。
26.作为本发明进一步的方案：所述压板的左右两端均向上翘起。
27.以上装置的使用方法为：
28.步骤一，通过爬行机器人在管道内移动，实现视频探测器的推进，视频探测器对管道内壁检测；
29.步骤二，如有杂物滴落在视频探测器表面，通过电机驱动转盘旋转使第一连杆底端做圆周运动，进而使第一连杆另一端牵动摆杆来回摆动，转轴带动基板在视频探测器面前顺逆时针往复摆动，当拨块与视频探测器接触时，由于拨块呈半圆形，受自身曲面作用，视频探测器挤压拨块向左侧移动，活塞挤压弹簧收缩，当拨块在视频探测器表面滑动时，流道与出液孔连通，可使微型水箱内清洗液沿着拨块外壁流向视频探测器表面，再利用刮板在视频探测器表面滑动，对视频探测器清洁，清除阻挡视频探测器光线的障碍物，管道探伤正常开展，保证管道探伤准确性；
30.步骤三，当需要对管道内杂物清除时，通过摄像头为工作人员提供视野，清晰观察
管道内部沉淀物，驱动电动伸缩杆缩短，进而推动第二连杆左摆，在两个第二连杆的摆动下，收集箱逐渐下移，直至料筒底端插入沉淀物内，压板水平压在沉淀物表面，同时压板承受拉力绳带来的拉力，因此，压板右侧下压沉淀物，利用爬行机器人驱动支撑杆从右至左移动，由于料筒不断左移，料筒铲起沉淀物，沉淀物逐渐进入料筒，沉淀物从下至上移动，落入收集箱内。
31.与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：
32.1、本发明通过爬行机器人驱动视频探测器和清污机构在管道内移动，在电机的驱动下，通过转盘、第一连杆和摆杆的配合可使转轴顺逆时针往复转动，进而使基板往复摆动，在视频探测器的阻挡下，拨块能拨动活塞左移，流道与出液孔连通，微型水箱内清洗液流向视频探测器表面，再通过刮板的配合实现视频探测器的清洁，防止滴落的杂质阻挡视频探测器视野，确保管道内壁探伤正常进行，提高探伤准确性；
33.2、本发明通过电动伸缩杆伸缩运动，驱使第二连杆向右或向左摆动，达到安装板向上或向下移动的目的，压板用于挤压沉淀物表面，随着料筒移动，铲起沉淀物，通过料筒进入收集箱，实现管道内小范围沉淀物清除，扩大流体流量，清除省时省力，减低工作人员管道维护的工作量。
附图说明
34.图1为本发明结构示意图；
35.图2为本发明转动机构和局部清洗机构结构示意图；
36.图3为本发明转动机构主视剖面图；
37.图4为本发明转动机构右视剖面图；
38.图5为本发明局部清洗机构主视剖面图；
39.图6为本发明出液组件主视剖面图；
40.图7为本发明清污机构结构示意图；
41.图8为本发明传导组件工作状态主视剖面图。
42.图中：1-爬行机器人，2-视频探测器，3-转动机构，4-局部清洗机构，5-清污机构，31-外壳，32-转轴，33-摆杆，34-电机，35-转盘，36-第一连杆，41-基板，42-微型水箱，43-刮板，44-出液组件，51-支撑杆，52-第二连杆，53-安装板，54-电动伸缩杆，55收集箱，56-挡板，57-摄像头，58-传导组件，441-套筒，442-出液孔，443-弹簧，444-活塞，445-流道，446-拨块，581-料筒，582-压板，583-定滑轮，584-拉力绳。
具体实施方式
43.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
44.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
45.实施例1
46.请参阅图1-5，本发明实施例中，一种水利工程管道探伤设备，包括爬行机器人1和视频探测器2，还包括：爬行机器人1的左端安装有转动机构3，爬行机器人1为履带式行进机
器人，用于推送视频探测器2在管道内移动，视频探测器2右侧与转动机构3的左侧安装，且视频探测器2与爬行机器人1的轴线处于同一直线上，当爬行机器人1在管道内行进时，可使视频探测器2处在管道内中心位置，视频探测器2在最佳工作点作业，转动机构3的左端突起处安装有局部清洗机构4，通过转动机构3驱动局部清洗机构4摆动对视频探测器2表面清洁，爬行机器人1的右端安装有清污机构5；
47.转动机构3包括壳体31、转轴32、摆杆33、电机34、转盘35和第一连杆36，外壳31安装于爬行机器人1的左端，转轴32通过轴承可旋转地安装于外壳31的左侧壁顶部，通过转轴32带动基板41摆动，摆杆33一端安装于转轴32的外壁右端，电机34安装于外壳31的内腔底端，转盘35安装于电机34的输出端，转盘35用于带动第一连杆36的底端做圆周运动，第一连杆36一端通过销轴可旋转地安装于转盘35的右侧壁外沿，且另一端与摆杆33的另一端通过销轴可旋转地安装；
48.局部清洗机构4包括基板41、微型水箱42、刮板43和出液组件44，基板41安装于转轴32的外壁左端，赋予基板41摆动能力，微型水箱42数量为若干个，从上至下安装于基板41的内部，微型水箱42用于存储清洗液，刮板43数量为两个，分别安装于基板41的右侧壁前后两端，刮板43为橡胶材料制成，具有良好的弹性，可使刮板43与视频探测器2表面全面接触，对视频探测器2表面进行擦拭，出液组件44安装于微型水箱42的右侧壁底端。
49.进一步的，在电机34的驱动下可使转盘35带动第一连杆36的一端做圆周运动，而第一连杆36的另一端可驱动摆杆33双向往复摆动，随着电机34驱动转盘35旋转，可使摆杆33带动转轴32做顺逆时针往复转动。
50.进一步的，如图6所示，出液组件44包括套筒441、出液孔442、弹簧443、活塞444、流道445和拨块446，套筒441安装于微型水箱42的右侧壁底端，套筒441的外壁沿周向等距开设有若干个出液孔442，弹簧443内嵌于套筒441的内腔内侧，弹簧443为旋转弹簧，受到拉伸或挤压后产生弹性形变，去除外力后恢复至初始状态，利用其弹力推动活塞444右移，可使活塞444对出液孔442封闭，活塞444可左右滑动地插接于套筒441的内腔外侧，活塞444外壁沿周向开设有与出液孔442方向相对应的若干个流道445，通过流道445与出液孔442配合将微型水箱42内清洗液引出，拨块446安装于活塞444的右侧壁，拨块446为柔软的非金属材料制成，防止拨块446在视频探测器2表面移动时划伤视频探测器2，拨块446呈半圆形，表面为曲面，当基板41摆动时，在视频探测器2的阻挡下，可挤压拨块446曲面，使拨块446推动活塞442左移。
51.进一步的，如图7所示，清污机构5包括支撑杆51、第二连杆52、安装板53、电动伸缩杆54、收集箱55、挡板56、摄像头57和传导组件58，支撑杆51安装于爬行机器人1的右端，第二连杆52数量为两个，一端均通过销轴可旋转地安装于支撑杆51的外壁右侧，安装板53通过销轴可旋转地安装于第二连杆52的另一端，电动伸缩杆54一端通过销轴可旋转地安装于支撑板51的底端左侧，且另一端与位于左侧的第二连杆52的底端通过销轴连接，电动伸缩杆54用于牵动第二连杆52向左或向右侧摆动，收集箱55安装于安装板53的下表面，对管道内沉淀物收集，挡板56倾斜的安装于收集箱55的左侧壁顶端，通过挡板56阻挡滴落下来的物质，避免摄像头57受到污染，摄像头57安装于挡板56下表面，摄像头57带有灯光，用于提供传导组件58的视野，传导组件58固定连接于收集箱55的左侧壁中部。
52.进一步的，两个第二连杆52相互平行，支撑杆51和安装板53相互水平平行设置，使
两个第二连杆52、支撑杆51和安装板53之间形成四连杆机构，当第二连杆52向左或向右侧摆动时，可使安装板53水平向下或向上移动。
53.进一步的，如图8所示，传导组件58包括料筒581、压板582、定滑轮583和拉力绳584，料筒581固定连接于收集箱55的左侧壁中部，料筒581的右侧呈弧形，与管道内壁形状相吻合，扩大料筒581与管道内壁接触面积，通过料筒581左移将沉淀物铲起，压板582通过销轴可旋转地安装于料筒581的底端，用于下压沉淀物，保证料筒581铲起沉淀物的铲起量，定滑轮583安装于料筒581的左侧底端，定滑轮583滚动便于拉力绳584的移动，拉力绳584一端安装于料筒581的左侧顶端，且另一端安装于压板582的上表面左侧，拉力绳584与定滑轮583搭接。
54.进一步的，压板582的左右两端均向上翘起，防止压板582移动时沉淀物运动到压板582上表面，使压板582的功能不变。
55.工作原理
56.步骤一，通过爬行机器人1在管道内移动，实现视频探测器2的推进，视频探测器2对管道内壁检测；
57.步骤二，如有杂物滴落在视频探测器2表面，通过电机34驱动转盘35旋转使第一连杆36底端做圆周运动，进而使第一连杆36另一端牵动摆杆33来回摆动，转轴32带动基板41在视频探测器2面前顺逆时针往复摆动，当拨块446与视频探测器2接触时，由于拨块446呈半圆形，受自身曲面作用，视频探测器2挤压拨块446向左侧移动，活塞444挤压弹簧443收缩，当拨块446在视频探测器2表面滑动时，流道445与出液孔442连通，可使微型水箱42内清洗液沿着拨块446外壁流向视频探测器2表面，再利用刮板43在视频探测器2表面滑动，对视频探测器2清洁，清除阻挡视频探测器2光线的障碍物，管道探伤正常开展，保证管道探伤准确性；
58.步骤三，当需要对管道内杂物清除时，通过摄像头57为工作人员提供视野，清晰观察管道内部沉淀物，驱动电动伸缩杆54缩短，进而推动第二连杆52左摆，在两个第二连杆52的摆动下，收集箱55逐渐下移，直至料筒581底端插入沉淀物内，压板582水平压在沉淀物表面，同时压板582承受拉力绳584带来的拉力，因此，压板582右侧下压沉淀物，利用爬行机器人1驱动支撑杆51从右至左移动，由于料筒581不断左移，料筒581铲起沉淀物，沉淀物逐渐进入料筒581，沉淀物从下至上移动，落入收集箱55内，对沉淀物清理、收集，少量沉淀物无需工作人员下管清理，保证流体输送流量，且省时省力，缩减工作人员工作负担。
59.以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。