一種可主動轉向管道內移動裝置及其移動方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及管道內移動裝置，特別涉及一種可主動轉向管道內移動裝置及其移動方法。
【背景技術】
[0002]管道內移動裝置主要用于管道探傷、修補、清淤和物料傳輸。針對含歧管的三通管道或多分支管道內的主動轉向作業，常見的做法是使兩個方向擺動(左右變動或上下擺動)的軸線交錯布置，并偏置一定距離，以輪式機器人為代表。這樣偏置軸線增大了拐彎半徑，不利于小半徑轉向作業。

【發明內容】

[0003]本發明針對上述現有技術中存在的問題，提出一種可主動轉向管道內移動裝置及其移動方法，轉彎半徑小，轉向靈活，可適用于含歧管的三通管道或多分支管道的小半徑轉向作業。
[0004]為解決上述技術問題，本發明是通過如下技術方案實現的:
本發明提供一種可主動轉向管道內移動裝置，其包括:直行傳動組件、轉向傳動組件、殼體組件以及控制系統，其中:所述直行傳動組件以及轉向傳動組件分別安裝在所述殼體組件上；所述控制系統與所述直行傳動組件以及所述轉向傳動組件相連，控制所述直行傳動組件以及所述轉向傳動組件的工作狀態，當管道為直管時，控制所述直行傳動組件工作，當管道為歧管時，控制所述轉向傳動組件工作。
[0005]較佳地，所述直行傳動組件包括:第一驅動電機、擺頭、驅動輪架、第一壓縮彈簧以及驅動輪；其中:所述驅動架包括呈T字型的第一桿和第二桿，所述第一桿與管道的軸線共線，所述第二桿平行于管道的徑向；所述擺頭的前端與所述驅動輪架的第一桿相連，后端與所述第一驅動電機相連，所述驅動輪經所述第一壓縮彈簧連接在所述驅動輪架的第二桿的兩端；所述第一驅動電機以及所述擺頭位于所述殼體組件的殼體內。
[0006]較佳地，所述驅動輪存在安裝攻角，使其在管道內沿等距螺旋線公轉，帶動整個裝置直線行進，傳動簡單。
[0007]較佳地，所述轉向傳動組件包括:第二驅動電機、小直齒輪、大直齒輪、大錐齒輪、小錐齒輪以及導向架；其中:所述轉向傳動組件安裝于所述殼體組件的殼體內；所述第二驅動電機與所述小直齒輪相連；所述小直齒輪與所述大直齒輪相嚙合，所述大直齒輪與所述大錐齒輪相嚙合，所述大錐齒輪與所述小錐齒輪相嚙合；所述大直齒輪與所述大錐齒輪同軸，與管道的軸向同向；所述導向架的后端固定在所述殼體組件的殼體上，且與所述小錐齒輪相連，前端設置有導向口，所述第一桿穿過所述導向口；所述小錐齒輪與所述擺頭同軸，使得所述驅動輪架隨所述小錐齒輪的轉向而轉向。通過各個齒輪的嚙合及角度設置使小錐齒輪轉動到所需角度，從而導向架帶動驅動架沿擺頭的軸線擺動至所需角度。
[0008]較佳地，所述殼體組件包括:殼體、從動輪架、第二壓縮彈簧、從動輪；其中:所述殼體上設置有開口，所述開口的兩側相互對稱，所述開口朝向所述管道內移動裝置的行進方向，所述第一桿穿過所述開口 ；所述從動輪架至少包括兩個，安裝在所述殼體的相互對稱的兩側；所述從動輪經所述第二壓縮彈簧安裝在所述從動輪架上。
[0009]較佳地，所述從動輪可繞所述從動輪架擺動一定角度，此擺角的存在，使在驅動架卡滯時，從動輪驅動整個裝置成為可能；殼體轉動會帶動導向架轉動，因此，也為轉向傳動組件的轉向角度調整提供了便利。，
較佳地，所述控制裝置包括傳感器以及控制器，所述傳感器安裝于所述管道內移動裝置的前端，所述傳感器與所述控制器電連接，所述控制器與所述第一驅動電機以及第二驅動電機相連；當所述傳感器探測到的所述管道內移動裝置的前端與管道之間的軸向距離不在預設范圍內時，發出第一信號給所述控制器，所述控制器控制所述第一驅動電機工作；當所述傳感器探測到的所述管道內移動裝置的前端與管道之間的軸向距離在預設范圍內時，發出第二信號給所述控制器，所述控制器控制所述第二驅動電機工作。
[0010]較佳地，所述第一驅動電機和/或第二驅動電機為減速電機。
[0011]本發明還提供一種可主動轉向管道內移動方法，其包括以下步驟:
591:在直管中，直行傳動組件驅動管道內移動裝置在管道中行進；
592:遇到歧管時，轉向傳動組件驅動管道內移動裝置向預設方向轉動；
S93:當轉動到預設方向時，直行傳動組件驅動管道內移動裝置在管道中行進。
[0012]相較于現有技術，本發明具有以下優點:
本發明提供的可主動轉向管道內移動裝置及其移動方法適用于含歧管的三通管道或多分支管道的主動轉向作業，采用直行傳動組件與轉向傳動組件配合實施主動轉向，有效減小了轉彎半徑，轉向靈活。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明:
圖1為本發明的可主動轉向管道內移動裝置的傳動簡圖；
圖2為本發明的可主動轉向管道內移動方法的流程圖。
[0014]標號說明:11_第一驅動電機，12-擺頭，13-驅動架，14-第一壓縮彈簧，15-驅動輪；
131-第一桿，132-第二桿；
21-第二驅動電機，22-小直齒輪、23-大直齒輪、24-大錐齒輪、25-小錐齒輪，26-導向架；
31-殼體，32-從動輪架，33-第二壓縮彈簧，34-從動輪；
41-傳感器，42-控制器。
【具體實施方式】
[0015]下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0016]如圖1所示為本發明的可主動轉向管道內移動裝置的傳動簡圖，其包括:直行傳動組件、轉向傳動組件、殼體組件以及控制系統。
[0017]直行傳動組件包括:第一驅動電機11、擺頭12、驅動架13、第一壓縮彈簧14以及驅動輪15，驅動架13包括呈T字型排布的第一桿131以及第二桿132，第一桿131與管道的軸線共線，其一端與第二桿132連接，另一端與擺頭12連接，驅動架13包括兩個，分別設置在第二桿132的兩端，驅動輪15經過第一壓縮彈簧14安裝在驅動架13上。
[0018]轉向傳動組件包括:第二驅動電機21、小直齒輪22、大直齒輪23、大錐齒輪24、小錐齒輪25以及導向架26，第二驅動電機21與小直齒輪22相連，小直齒輪22與大直齒輪23相嚙合，大直齒輪23與大錐齒輪24相嚙合，大錐齒輪24與小錐齒輪25相嚙合，小錐齒輪25與擺頭12同軸，導向架26與小錐齒輪25相連，導向架26的前端設置有導向口，第一桿131穿過導向口。
[0019]殼體傳動組件包括:殼體31、從動輪架32、第二壓縮彈簧33以及從動輪34，殼體31的前端設置有開口，開口的兩側相互對稱，從動輪架32包括四個，均勻設置在殼體31的兩側，從動輪34經第二壓縮彈簧33安裝在從動輪架32上，且可繞從動輪架32擺動一定角度。直行傳動組件的擺頭12以及第一驅動電機11位于殼體31內，第一桿