一種油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣管道檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]油氣管道長時(shí)間使用可能會(huì)出現(xiàn)腐蝕或裂紋等缺陷和損傷，對(duì)人身和財(cái)產(chǎn)安全存在潛在威脅，對(duì)其進(jìn)行及時(shí)檢測和維修十分必要。油氣管道機(jī)器人主要用于油氣管道的缺陷檢測，發(fā)現(xiàn)缺陷后利用其攜帶的里程測量裝置對(duì)缺陷進(jìn)行精確定位，為管道維護(hù)提供準(zhǔn)確位置數(shù)據(jù)。
[0003]缺陷定位一般通過在油氣管道機(jī)器人上安裝多個(gè)里程輪實(shí)現(xiàn)。油壓的驅(qū)動(dòng)下，管道機(jī)器人在管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，里程輪通過彈簧緊壓在管道內(nèi)壁隨機(jī)器人運(yùn)動(dòng)而滾動(dòng)。通過精確計(jì)量里程輪轉(zhuǎn)過的角度并結(jié)合里程輪自身的周長即可確定管道機(jī)器人行走的里程，進(jìn)而確定缺陷在管道的位置。
[0004]由于油氣管道內(nèi)工作環(huán)境惡劣，里程測量裝置一般通過磁學(xué)傳感的方式實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)已有文獻(xiàn)檢索表明:早期里程輪在轉(zhuǎn)輪上安裝一個(gè)永磁體，里程輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)每圈觸發(fā)一次磁性彈簧片開關(guān)，實(shí)現(xiàn)里程輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的計(jì)數(shù)，圈數(shù)乘以里程輪周長即為管道機(jī)器人行走里程(美國專利:us3732625)，但是這種方式精度較低，且彈簧片接觸不可靠。后來霍爾開關(guān)傳感器出現(xiàn)后，人們利用霍爾開關(guān)傳感器替代彈簧片，并在轉(zhuǎn)輪上安裝多個(gè)永磁體，提高了里程輪的精度和可靠性(中國專利:CN200610025468.1)。但是由于管道機(jī)器人一般利用對(duì)管道近飽和磁化的方式檢測管道缺陷，磁化后的管道會(huì)形成較強(qiáng)的剩磁場影響測量精度，而且這種方式不能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人行進(jìn)方向辨別，當(dāng)機(jī)器人反向行駛時(shí)，會(huì)對(duì)測量結(jié)果產(chǎn)生影響。另一種測量方式是用帶鐵芯的多匝線圈替代霍爾開關(guān)傳感器(中國專利:CN201210067532.8)，這種方式雖然降低了管道剩磁對(duì)精度的影響，但是當(dāng)管道機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)可能會(huì)引起感應(yīng)電動(dòng)勢較低不能觸發(fā)計(jì)數(shù)，引起測量誤差，同時(shí)這種方式也不能進(jìn)行行進(jìn)方向辨別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的里程測量裝置精度較低，不能識(shí)別方向，且易受管道剩磁影響。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述:
[0007]本發(fā)明的一種油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置，包括:轉(zhuǎn)輪、圓形磁鐵、處理電路、端蓋、支架、軸承、磁鐵座、固定栓和固定板；其特征在于:所述支架具有兩臂，兩臂通過固定栓和固定板固定連接為一體；轉(zhuǎn)輪兩側(cè)面伸出有短軸，轉(zhuǎn)輪通過短軸與軸承配合，安裝于支架的兩臂間且能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)；兩側(cè)短軸端面對(duì)稱地設(shè)有一圓槽，兩個(gè)圓形磁鐵座通過過盈配合固定于兩側(cè)圓槽內(nèi)，兩個(gè)圓形磁鐵通過過盈配合鑲嵌在兩側(cè)磁鐵座中，使轉(zhuǎn)輪以及其上的短軸、磁鐵座、圓形磁鐵連接為一體且能夠?qū)崿F(xiàn)同軸旋；支架兩臂上還分別設(shè)置有端蓋，所述端蓋蓋合于圓形磁鐵之上，兩側(cè)端蓋的內(nèi)壁上還設(shè)有小凸臺(tái)，處理電路通過小凸臺(tái)固定于端蓋的內(nèi)壁上，平行于圓形磁鐵的側(cè)面，且與圓形磁鐵不接觸；所述端蓋的側(cè)面還設(shè)有小孔，用于引出處理電路的導(dǎo)線。
[0008]優(yōu)選的，所述磁鐵座選用硬鋁材料；
[0009]優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)輪與軸承，支架與軸承之間均采用過盈配合。
[0010]優(yōu)選的，在所述端蓋內(nèi)部灌膠，將處理電路與外部隔離。
[0011]優(yōu)選的，所述處理電路中包含角度傳感器。
[0012]優(yōu)選的，所述小凸臺(tái)為3個(gè)。
[0013]優(yōu)選的，兩側(cè)所述的處理電路可通過管道機(jī)器人上的控制系統(tǒng)選擇任意一側(cè)電路輸出測量結(jié)果，另一路作為冗余設(shè)置。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:
[0015]本發(fā)明的一種油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置，通過三軸霍爾技術(shù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪任意時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)角度測量，分辨率高，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向辨別，通過磁屏蔽，降低管道剩磁對(duì)測量精度的影響。通過磁傳感的方式和特殊的封裝，可以在灰塵、油污、高壓、高溫環(huán)境下工作，可靠性高。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的一種油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0017]圖中，1-轉(zhuǎn)輪，2-支架，3-軸承，4-端蓋，5-磁鐵座，6_圓形磁鐵，7_處理電路，8-固定栓，9-固定板。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]實(shí)施例1
[0020]本發(fā)明的一種油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置包括:轉(zhuǎn)輪1、圓形磁鐵6、處理電路7、端蓋4、支架2，還包括:軸承3、磁鐵座5、固定栓8和固定板9。其中，所述支架2具有兩臂，兩臂通過固定栓8和固定板9固定連接為一體；轉(zhuǎn)輪I兩側(cè)面伸出有短軸，轉(zhuǎn)輪I通過短軸與軸承3配合，安裝于支架2的兩臂間且能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)；兩側(cè)短軸端面對(duì)稱地設(shè)有一圓槽，兩個(gè)圓形磁鐵座5通過過盈配合固定于兩側(cè)圓槽內(nèi)，兩個(gè)圓形磁鐵6通過過盈配合鑲嵌在兩側(cè)磁鐵座5中，使轉(zhuǎn)輪I以及其上的短軸、磁鐵座5、圓形磁鐵6連接為一體且能夠?qū)崿F(xiàn)同軸旋轉(zhuǎn)。支架2兩臂上還分別設(shè)置有端蓋4，所述端蓋4蓋合于圓形磁鐵6之上，兩側(cè)端蓋4的內(nèi)壁上還設(shè)有小凸臺(tái)，處理電路7通過小凸臺(tái)固定于端蓋4的內(nèi)壁上，平行于圓形磁鐵6的側(cè)面，且與圓形磁鐵6不接觸。所述端蓋4的側(cè)面還設(shè)有小孔，用于引出處理電路的導(dǎo)線。
[0021]實(shí)施例2
[0022]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:磁鐵座5選用硬鋁材料，降低對(duì)固定在其上的圓形磁鐵磁場分布的影響。
[0023]實(shí)施例3
[0024]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述轉(zhuǎn)輪I與軸承3，支架2與軸承3之間均采用過盈配合。
[0025]實(shí)施例4
[0026]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:為防止油壓對(duì)電路的影響，在端蓋4內(nèi)部灌膠，將處理電路與外部隔離。
[0027]實(shí)施例5
[0028]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:兩側(cè)的處理電路可通過管道機(jī)器人上的控制系統(tǒng)選擇任意一側(cè)電路輸出測量結(jié)果，另一路作為冗余設(shè)置。
[0029]實(shí)施例6
[0030]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:可以根據(jù)用戶需求改變輸出量，可以直接輸出里程增量或者里程量。
[0031]實(shí)施例7
[0032]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述處理電路7中包含角度傳感器。
[0033]實(shí)施例8
[0034]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:所述小凸臺(tái)為3個(gè)。
[0035]本發(fā)明的油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置工作時(shí)，轉(zhuǎn)輪I轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)圓形磁鐵6轉(zhuǎn)動(dòng)，角度傳感器通過敏感圓形磁鐵6轉(zhuǎn)動(dòng)帶來的磁場變化記錄采樣時(shí)刻角度位置，通過處理電路7解調(diào)出角度增量，最后將角度增量輸出，利用正負(fù)代表轉(zhuǎn)輪I的旋轉(zhuǎn)方向。管道機(jī)器人通過得到的角度增量結(jié)合轉(zhuǎn)輪周長計(jì)算出里程增量和已經(jīng)行駛的里程，并通過增量正負(fù)號(hào)判斷行進(jìn)方向。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置，包括:轉(zhuǎn)輪(I)、圓形磁鐵(6)、處理電路(7)、端蓋(4)、支架(2)、軸承(3)、磁鐵座(5)、固定栓(8)和固定板(9);其特征在于:所述支架(2)具有兩臂，兩臂通過固定栓(8)和固定板(9)固定連接為一體；轉(zhuǎn)輪(I)兩側(cè)面伸出有短軸，轉(zhuǎn)輪(I)通過短軸與軸承(3)配合，安裝于支架(2)的兩臂間且能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)；兩側(cè)短軸端面對(duì)稱地設(shè)有一圓槽，兩個(gè)圓形磁鐵座(5)通過過盈配合固定于兩側(cè)圓槽內(nèi)，兩個(gè)圓形磁鐵(6)通過過盈配合鑲嵌在兩側(cè)磁鐵座(5)中，使轉(zhuǎn)輪(I)以及其上的短軸、磁鐵座(5)、圓形磁鐵(6)連接為一體且能夠?qū)崿F(xiàn)同軸旋；支架(2)兩臂上還分別設(shè)置有端蓋(4)，所述端蓋(4)蓋合于圓形磁鐵(6)之上，兩側(cè)端蓋(4)的內(nèi)壁上還設(shè)有小凸臺(tái)，處理電路(7)通過小凸臺(tái)固定于端蓋⑷的內(nèi)壁上，平行于圓形磁鐵(6)的側(cè)面，且與圓形磁鐵(6)不接觸；所述端蓋(4)的側(cè)面還設(shè)有小孔，用于引出處理電路的導(dǎo)線。
2.如權(quán)利要求1所述的油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置，其特征在于:磁鐵座(5)選用硬鋁材料。
3.如權(quán)利要求1所述的油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)輪(I)與軸承(3)，支架(2)與軸承(3)之間均采用過盈配合。
4.如權(quán)利要求1所述的油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置，其特征在于:在端蓋(4)內(nèi)部灌膠，將處理電路與外部隔離。
5.如權(quán)利要求1所述的油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置，其特征在于:所述處理電路(7)中包含角度傳感器。
6.如權(quán)利要求1所述的油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置，其特征在于:所述小凸臺(tái)為3個(gè)。
7.如權(quán)利要求1所述的油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置，其特征在于:兩側(cè)的處理電路(7)可通過管道機(jī)器人上的控制系統(tǒng)選擇任意一側(cè)電路輸出測量結(jié)果，另一路作為冗余設(shè)置。
【專利摘要】本發(fā)明屬于油氣管道檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置。本發(fā)明的一種油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置包括：轉(zhuǎn)輪、圓形磁鐵、處理電路、端蓋、支架，還包括：軸承、磁鐵座、固定栓和固定板。其中，支架具有兩臂，轉(zhuǎn)輪兩側(cè)面伸出有短軸，轉(zhuǎn)輪通過短軸與軸承配合，安裝于支架的兩臂間且能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)；兩個(gè)圓形磁鐵通過側(cè)磁鐵座固定于短軸上，支架兩臂上還分別設(shè)置有端蓋，端蓋的內(nèi)壁上還設(shè)有小凸臺(tái)，處理電路通過小凸臺(tái)固定于端蓋的內(nèi)壁上。端蓋的側(cè)面還設(shè)有小孔，用于引出處理電路的導(dǎo)線。本發(fā)明的油氣管道機(jī)器人用里程測量裝置，分辨率高，能夠辨別運(yùn)動(dòng)方向。
【IPC分類】G01C22-00
【公開號(hào)】CN104713567
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310694152
【發(fā)明人】郝鵬, 魏曉虹, 劉棟蘇, 劉建豐, 李晗, 時(shí)兆峰
【申請(qǐng)人】北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2013年12月17日