Транспортное средство для перемещения робота в трубопроводе сложной конфигурации

Настоящая полезная модель относится к транспортным средствам, способным перемещаться внутри трубопроводов, и может использоваться для перемещения диагностического робота для определения дефектов в трубопроводах сложной формы и малого диаметра, в частности от 200 мм до 400 мм без их вскрытия, с целью определения дефектов труб.
Известно транспортное средство для перемещения по произвольно ориентированной поверхности, предназначенное для работы в труднодоступных местах и зонах с повышенной опасностью (патент РФ №2283257, опубл. 10.09.2006). Недостатком этого устройства является сложность конструкции и нецелесообразность использования для перемещения диагностического робота в трубопроводе.
Известно самоходное транспортное средство с электроприводом колесного движителя, содержащее трехопорное самодвижущееся самоцентрирующееся шасси (патент РФ №131805 опубл. 27.08.2013) с тремя группами колес, контактирующих с внутренней поверхностью трубы. Недостатком этого движителя является сложность конструкции из-за большого количества колес и их проскальзывание при движении из-за недостаточной силы давления колес на внутреннюю поверхность трубы с изгибом.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели и принятой за прототип является транспортное средство для роботизированного диагностирующего трубопровод комплекса с трехопорной лучеобразной кинематикой с увеличенными силой давления колес на внутреннюю поверхность трубы и коэффициентом трения. Устройство (см. Голубкин И.А., Антонов О.В. «Исследования и моделирование процесса проведения дефектоскопии газопроводов мобильным колесным роботом». ISSN 2072-9502. Вестник АГТУ. Сер: Управление, вычислительная техника и информатика. 2014. №1. Стр. 20, 21) содержит основание с установленными на нем электродвигателем, тремя расположенными относительно друг друга под углом 120° одинаковыми колесными парами с функцией движителя, и систему передачи движения от электродвигателя на движитель. Колеса оснащены протектором. Необходимая сила давления на внутреннюю поверхность трубы в пятне контакта движителя обеспечена механизмом адаптации поджатая колес к поверхности трубы. Недостатком прототипа является ограниченность мобильного движения в трубопроводе и застопоривание при из необходимость поддержания, во избежание перекоса и застопоривания, равенства силы давления в большом количестве пятен контактов колес.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение маневренности устройства.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в обеспечении возможности прохождения отводов в трубопроводе с углом поворота до 90°.
Технический результат достигается тем, что транспортное средство для перемещения робота в трубопроводе сложной формы, содержащее основание с установленными на нем электродвигателем, тремя расположенными относительно друг друга под углом 120° одинаковыми колесными парами, механизмом передачи движения от электродвигателя на движитель с протектором и механизмом адаптации поджатая колес к поверхности трубопровода, отличается тем, что движитель выполнен в виде ремня, изготовленного с протектором на внешней, касающейся при работе устройства поверхности трубопровода, стороне и зубчатым профилем, соответствующим профилю зубчатого венца ведущего колеса, на внутренней стороне, которое совместно с редуктором представляет собой механизм передачи движения от электродвигателя на движитель. Этот механизм и электродвигатель расположены в передней, по ходу движения транспортного средства, его части, выполненной с возможностью качания на оси вращения ролика, обрамляемого ремнем вместе с ведущим колесом и расположенным в задней части натяжным роликом.
В механизм адаптации поджатия колес к поверхности трубопровода включен датчик прижима, выход которого соединен с блоком управления роботом.
Сущность предлагаемого устройства поясняется фигурой, на которой схематично изображена его конструкция. Оно содержит основание в виде рамы 1, на которой установлены электродвигатель (на фигуре не показан), три расположенные относительно друг друга под углом 120° одинаковые пары колес 2, выдвигаемые к внутренней поверхности трубы и движитель в виде ремня 3. Ведущее колесо 4 с зубчатым венцом 5, ролик 6 и натяжной ролик 7 обрамлены ремнем 3, внешняя, касающаяся при работе устройства трубопровода, поверхность которого представляет собой протектор 8, а внутренняя - зубчатый профиль, соответствующий профилю зубчатого венца 5 ведущего колеса 4. Вал ведущего колеса 4 сопряжен с валом электродвигателя с помощью, например, волнового редуктора (на фигуре не показан), образуя механизм передачи движения от электродвигателя к ремню 3 с протектором 8. Электродвигатель, редуктор и ведущее колесо 4 расположены в передней, по ходу движения, части устройства, которая выполнена с возможностью качания на оси ролика 6. Колеса 2 снабжены механизмом их поджатия к внутренней поверхности трубы, состоящим из датчика прижима 9 колес 2 к поверхности трубы. Выход датчика прижима 9 соединен с находящимся вне трубопровода блоком управления роботом. Датчик прижима 9 может быть выполнен, например, в виде потенциометра, положение ручки которого определено степенью распора колесных модулей, и, соответственно прижима колес 2 к поверхности трубы
Устройство работает следующим образом
После предварительной калибровки датчика 9 для определения выходного сигнала с развиваемым давлением при распоре колесных модулей с колесами 2 устройство помещают в диагностируемую трубу и обеспечивают необходимое для его соосности с трубой и требуемое для проминания протектора 8 ремня 3 прижатие колес 2 к поверхности трубы. В результате включения электродвигателя ведущее колесо 4 вращается, а зубцы его зубчатого венца 5, попадая в соответствующие выемки на внутренней поверхности ремня 3, приводит его в движение. При этом необходимое натяжение ремня 3 с протектором 8 для увеличения пятна контакта движителя обеспечивается перемещением обрамляемого ремнем 3 натяжного ролика 6.
Во время движения робота по прямолинейному участку трубопровода транспортное средство имеет три области контакта протектора 8 ремня 3 с поверхностью трубы (натяжной ролик 7, ведущее колесо 4 и ролик 6, что обеспечивает лучшее сцепление с внутренней поверхностью трубы.
Возможность качания передней части устройства на оси ролика 6 с сохранением трех областей контакта протектора 8 ремня 3 с поверхностью трубы, обеспечивает способность его сгибания под действием внешних сил, возникающих при встрече с отводами трубопровода с углом до 90°.