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1.本实用新型属于管道机器人发电设备技术领域,具体涉及一种适用于管道内检测机器人的发电装置。
2.随我国的社会主义经济市场的迅速发展,对石油、天然气的使用量日益增加,作为其主要运输载体的管道由于多种因素的共同作用下,会产生多种故障与损伤,对环境、经济造成损害,故研制管道内检测机器人,找出故障损伤位置,从而节省大量人力、物力具有很大现实意义。
3.管道检测机器人在运行的过程中,一定要通过多种设备来完成检测工作,这就需要为其提供足够电力。所以在检测较长的管道时,就需要带多节电池来维持机器人的正常工作,这样不仅增加了能源的消耗,同时增加了机器人的重量,增加了在管道内工作的不确定性。
4.针对现存技术的不足,本实用新型提供一种适用于管道内检测机器人的发电装置,包括外壳、发电轮;所述外壳由壳身和密封挡板组成,壳身两端加工有法兰盘,法兰盘沿周向均匀钻有螺丝孔,密封挡板沿周向钻有与法兰盘螺丝孔对应的螺孔,且通过螺栓将密封挡板与法兰盘连接固定;所述壳身中部外侧加工有向内凹的弧形凹槽,弧形凹槽槽底开设有螺纹孔,所述发电轮两侧安装在弧形凹槽槽壁上,两个所述密封挡板通过其上的中心螺纹孔分别螺纹连接有万向轴,所述外壳的内部空腔安装有锂电池组、控制器、稳压器以及锂电池充电器,所述控制器通过导线与发电轮的轮鼓发电机导线连接,且控制器导线连接端和发电轮轮鼓发电机导线连接端分别与弧形凹槽槽底的螺纹孔两端螺纹连接将控制器导线与发电轮轮鼓发电机导线进行对接,控制器通过导线与稳压器一端连接,稳压器另一端通过锂电池充电器与锂电池组连接,锂电池充电器具有充电保护功能,并能在给锂电池充电的同时对检测机器人别的部分进行电能的输出,发电装置通过其上的万向轴与检测机器人连接,万向轴的设置便于检测机器人在管道内的弧形部分行走。
5.所述发电轮由轮鼓发电机和环形轮组成,环形轮的中心处的通孔内安装有轮毂发电机,环形轮由橡胶材质制成,用于放置轮鼓发电机;所述轮鼓发电机由定子和转子组成,定子即线圈绕组,定子和转子均套装在方形轴上,且定子位于转子的内侧,转子两端与方形轴接触部分之间设置有轴承,且在转子的外圆面上套有环形轮,发电轮通过方形轴安装在弧形凹槽槽壁上。
6.所述方形轴由轴身、轴帽和弹簧组成,轴身两端套有轴帽,轴身内安装有弹簧,弹簧两端分别与两个轴帽的端板内侧固定连接;两个轴帽下端面均设置有径向收缩件,径向收缩件由径向帽体、径向弹簧和轴体组成,轴体一端抵在弧形凹槽的槽底,另一端套有径向帽体,径向帽体与轴体之间安装有径向弹簧。
8.1、本实用新型通过所述密封皮碗和所述密封挡板组成的密封结构确保了装置内部的密封。
9.2、本实用新型发电轮的环形轮由橡胶材质制成,增发电轮与管道内壁的摩擦,防止发电轮在管道内滑动。
10.3、本实用新型所述方形轴本身不随发电轮的转动而转动,所述方形轴能够最终靠压缩方形轴内的弹簧来缩短,便于安装在壳身的弧形槽中;同时当在管道内行进时遇到障碍物时,发电轮和方形轴能够最终靠径向收缩件的径向弹簧的压缩来躲避障碍物,避免产生检测机器人卡死的情况。
11.4、本实用新型通过控制器的设置可以把六个轮毂发电机上面的电量整合,供给检测机器人上面的别的设备使用。
12.5、本实用新型发电装置适配的是无动力型管道内检测机器人,其行走不需要额外供电,在管内液体的推力作用下带动检测装置以及发电装置一同前进,发电装置的加入不会额外消耗电能,本实用新型解决了现有检测机器人在长距离检测时,需要配置多节电池来维持检测机器人工作的问题,避免检测机器人在管道内工作的不确定性。
15.图3本实用新型适用于管道内检测机器人的发电装置的密封挡板示意图;
如图1至图4所示,一种适用于管道内检测机器人的发电装置,包括外壳1、发电轮2;所述外壳1由壳身和密封挡板3组成,壳身两端加工有法兰盘,法兰盘沿周向均匀钻有螺丝孔6,螺丝孔6个数为八个m14螺丝孔6,密封挡板3沿周向钻有与法兰盘螺丝孔6对应的螺孔7个数为八个m14螺孔,且螺栓依次穿过密封挡板3的螺孔7及法兰盘的螺丝孔6将密封挡板3与法兰盘连接固定,壳身为外径220mm、内径210mm的柱状结构,壳身两侧的法兰盘直径为294mm、密封挡板3直径为294mm,所述密封挡板3与法兰盘接触面上设置有密封圈凹槽12,且在密封圈凹槽12内设置有密封皮碗,密封皮碗为内径107.67mm,线mm的o型圈;所述壳身中部外侧加工有向内凹的弧形凹槽,弧形凹槽的个数为六个,弧形凹槽槽底开设有m5的螺纹孔5,所述发电轮2两侧通过其上的方形轴安装在弧形凹槽槽壁上,两个所述密封挡板3通过其上的m30中心螺纹孔8分别螺纹连接有万向轴4,所述外壳1的内部空腔安装有锂电池组、控制器、稳压器及锂电池充电器,组成锂电池组的锂电池型号为18650,所述控制器通过导线的轮鼓发电机导线连接,且控制器导线轮鼓发电机导线连接端分别与弧形凹槽槽底的螺纹孔5两端螺纹连接将控制器导线轮鼓
发电机导线进行对接通过螺纹的方式来进行对接,起到密封的作用,保证管道内的液体不会进入外壳1的内腔,而导致锂电池无法正常供电,控制器通过导线与稳压器一端连接,稳压器另一端通过锂电池充电器与锂电池组连接,锂电池充电器具有充电保护功能,并能在给锂电池充电的同时对检测机器人别的部分进行电能的输出,发电装置通过其上的万向轴4与检测机器人连接,万向轴4的设置便于检测机器人在管道内的弧形部分行走。
所述发电轮2由轮鼓发电机和环形轮组成,环形轮的中心处的通孔内安装有轮毂发电机,环形轮由橡胶材质制成,环形轮外径为94mm,内径为50mm,用于放置轮鼓发电机;所述轮鼓发电机由定子和转子组成,定子即线圈绕组,定子和转子均套装在截面边长为10mm的方形轴上,且定子位于转子的内侧,转子两端与方形轴接触部分之间设置有轴承,且在转子的外圆面上套有环形轮。
所述方形轴由轴身11、轴帽10和弹簧9组成,轴身11两端套有轴帽10,轴身11内安装有弹簧9,弹簧9两端分别与两个轴帽10的端板内侧固定连接,轴帽10的长宽高分别为10mm、10mm、15mm;轴身11长宽高分别为9mm、9mm、33mm,轴帽10与轴身11的壁厚为1mm;两个轴帽下端面均设置有径向收缩件,径向收缩件由径向帽体、径向弹簧和轴体组成,轴体一端抵在弧形凹槽的槽底,另一端套有径向帽体,径向帽体与轴体之间安装有径向弹簧,当遇到障碍物时,发电轮和方形轴能够最终靠径向收缩件上的径向弹簧的压缩来躲避障碍物,避免产生检测机器人卡死的情况。
将发电装置通过万向轴4与检测机器人连接,在管道内流体的推力作用下,检测机器人和发电装置一同在管道内行走,行走时发电装置上的发电轮2与管道内壁产生摩擦带动发电轮旋转,进而带动轮毂发电机发电,将旋转产生的机械能转化成电能,发电轮2与管道之间的摩擦也用于防止发电轮打滑,影响电量的输出,通过控制器控制将电能输出至稳压器,经过处理后通过锂电池充电器储存到锂电池组内。
技术研发人员:张昊然;刘金海;王阔;冯宇霖;陈麒如;王柄洋;卢森骧;李拓儒
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