[实用新型]一种管道维修设备的搭载平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及搭载平台，具体涉及一种在弯曲或分叉管道中行进并搭载功能性设备的搭载平台，属于机电设备技术领域。

背景技术

管道是我们在日常生活与工业生产中极其重要的运输途径。尽管有着高效、节能、空间利用率高等诸多优点，其检修过程却异常繁琐，尤其是一些高空中或深埋入地下的管道。这些管道多用于输水、输油、输气，或运送各种工业原料。其直径尺寸大多小于一个成年人的肩宽(40厘米)，并且管道内部环境复杂恶劣，几乎不可能靠人力在其内部进行维修。传统的外部维修或替换的方式，其弊端为维修周期长、工程量大、耗资高，且极易出现管内残留物质大量外泄的事故。因此目前急需一种能够在管道内部空间行进，并搭载各种检修设备，利用管道中已有的柱状空间，对管道进行探查、清淤、修补等多种作业的搭载平台。对于一般的管道内部作业搭载平台，很难做到在内壁有块状附着物或斑状深度腐蚀印记的崎岖管壁上正常行进；同时，在垂直管道内行进、检修，也是目前管道搭载平台设计的一大难题。

对于管道内部作业的搭载平台，其应对管壁崎岖情况的解决方案通常为大直径轮式驱动或履带驱动，而对于实现在垂直管道行进与作业的手段，通常为采用弹簧连杆式压紧机构。但是目前的管道维修搭载平台研究，往往不能将两者兼顾——或采用小直径轮配合管壁弹簧压紧机构，或仅采用平行轴履带履带设计。这样的设计模式，使得搭载平台或者不能在管壁条件差的管道中行进；或者不能在垂直管道中行进，均有其局限的工作环境，难以适应日趋复杂的管道内部条件及管道铺设方式。

另外，搭载平台在管道分叉处根据指令自由选择路径的能力，也是当今该领域搭载平台设计的一大难题。目前已有的解决方案是，或将搭载平台的外形设计为短而宽、近似正方体的结构，使其可以在管道分叉处原地转动，从而选择路径；或将搭载平台设计为蛇形多关节的分段结构，在端与段的关节处设置二自由度舵机，实现其在管道分叉处的转向。而这两种设计思路，在目前国内已有的设计方案中，又往往使搭载平台或不具备垂直管道的爬升能力；或者因舵机体积庞大，不能够使用大直径轮或履带机构，从而丧失了越障能力。因此，设计一种既有较强的越障能力，又可以在垂直管道中行进，并且可以在分叉管道选择路径的搭载平台迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型提供一种管道维修设备的搭载平台，具有履带越障以及分叉路径选择的能力，同时能够在管道中实现探测功能，还可以携带机械臂、焊接枪等作业模块，由内而外完成管道的修理工作。

一种管道维修设备的搭载平台，包括两个行走机构、一个转向机构和外部控制模块，其中行走机构包括两个动力模块、一个升降模块和三块连接肋板，其中动力模块包括履带轮支架、电机、传动齿轮组、履带主动轮、履带从动轮和履带，其中，一个履带主动轮和两个以上的履带从动轮并列安装在履带轮支架的侧壁上，履带轮支架背面安装电机，电机输出轴连接传动齿轮组的主动齿轮，传动齿轮组的被动齿轮与履带主动轮的轮轴固定连接，履带包覆在履带主动轮和履带从动轮的外部形成封闭的传动链，履带内部与主动轮外部有接触防滑齿，履带主动轮的转动带动履带以相同边缘速度转动，履带从动轮表面无防滑齿，可以有选择性地随机随履带转动，以减少对履带动力的消耗；另外，三个从动轴均采用小直径设计，最大程度地减少了其摩擦阻力矩对履带动力的消耗；

升降模块包括一个动力模块、升降支架、丝杠、内螺纹空心柱、升降伺服电机、主动齿轮、从动齿轮和丝杠卡盘；升降支架内部中心处安装升降伺服电机，升降伺服电机的电机轴与设置在升降支架底部的主动齿轮固定连接，主动齿轮的左右两侧分别啮合一个从动齿轮，从动齿轮与垂直穿过升降支架底部的丝杠底端固定连接，丝杠上固定一个丝杠卡盘与升降支架的内表面滑动摩擦配合，目的保证丝杠在运动中不脱离升降支架，丝杠上端套装内螺纹空心柱，内螺纹空心柱的上端与动力模块的履带轮支架底面固定连接。

行走机构的整体连接关系为：两个动力模块和一个升降模块呈放射状均匀分布在圆周平面内，三个模块之间由三块连接肋板两两固定连接成一体，三个模块内的电机通过电缆与外部控制模块相连。

转向机构包括两个弹性连接模块和一个关节电机模块，弹性连接模块包括一根弹簧和两块弹簧固定板，关节电机模块包括支架、转向电机、绞盘、钢丝、弹簧和连接板，支架内安装三个转向电机，转向电机控制其连接的三个绞盘的正反转动，转向电机与外部的控制模块连接；