一种主动可调速式管道智能封堵机器人转让专利
申请号 : CN202110229624.0
文献号 : CN112815179B
文献日 : 2022-04-15
发明人 : 唐洋 , 黄顺潇 , 孙鹏 , 熊浩宇 , 王远 , 敬鑫 , 刘祥 , 吴杰 , 刘清友 , 王国荣 , 侯浩 , 李猛 , 王明波 , 古丽
申请人 : 西南石油大学 , 成都凌壮科技有限公司
摘要 :
本发明公开一种主动可调速式管道智能封堵机器人，包括第一停车密封机构、爬行机构、第二停车密封机构、清管调速机构等，其中清管调速机构位于最下端，第二停车密封机构通过连接杆连接在清管调速机构上方，爬行机构通过连接杆连接在第一停车密封机构和第二停车密封机构之间，所述封堵机构通过卡瓦开合和橡胶变形进行封堵锚定，爬行机构通过液压活塞配合前后封堵机构进行爬行移动，清管调速机构通过橡胶变形控制整体的运动速度以及补偿橡胶的运动磨损。本发明可实现油气运输管道的智能封堵，利用滚轮回弹使机器人顺利通过复杂的管道情况，清管橡胶能持续高效地清管调速，爬行机构使机器人能精准运动到指定工作点实现了油气运输管道抢修维护作业中快速安全精准地封堵。
权利要求 :
1.一种主动可调速式管道智能封堵机器人，其特征在于：包括第一停车密封机构（1）、爬行机构（2）、第二停车密封机构（3）、清管调速机构（4），其中清管调速机构（4）位于装置的最下端，第二停车密封机构（3）通过连接杆（309）连接在清管调速机构（4）上方，爬行机构通过连接杆（309）连接在第二停车密封机构（3）上方，第一停车密封机构（1）通过连接杆（309）连接在爬行机构（2）上方；
所述的第一停车密封机构（1）和第二停车密封机构（3）结构相同，包括液压缸底座（101）、封堵橡胶圈（102）、封堵橡胶圈间隙环（103）、承压头（104）、活塞（105）、挤压碗（106）、锚定卡瓦（107）、卡瓦连接杆（108）、滚轮（109）、滚轮底座（110）、挤压块（111）、活塞杆（112）、液压缸盖（113）、液压缸体（114）、弹簧（115）、测漏孔（116）；
其中第一个滚轮底座（110）设置在封堵机构的最上方，滚轮（109）通过弹簧（115）与螺栓安装在滚轮底座（110）的周向，液压缸底座（101）通过螺栓固定在滚轮底座（110）下方，2个封堵橡胶圈（102）安装在液压缸底座 （101）周向，封堵橡胶圈间隙环（103）安装在2个封堵橡胶圈（102）之间，挤压碗（106）安装在较下方的封堵橡胶圈（102）下方，液压缸体（114）通过螺纹固定在液压缸底座（101）的下方，活塞（105）设置在液压缸体（114）内，液压缸盖（113）通过螺纹固定在液压缸体（114）下方，活塞杆（112）通过螺纹固定在活塞（105）的下方，挤压块（111）通过螺纹与活塞杆（112）连接，卡瓦连接杆（108）设置在挤压块（111）的周向，每个卡瓦连接杆（108）的上方都设置有锚定卡瓦（107），第二个滚轮底座（110）通过螺栓固定在挤压块（111）下方，滚轮（109）通过弹簧（115）与螺栓安装在第二个滚轮底座（110）的周向。
2.根据权利要求1所述的主动可调速式管道智能封堵机器人，其特征在于，爬行机构（2）包括三位四通电磁阀（201）、蓄能器底座（202）、蓄能器（203）、隔板（204）、电机（205）、微型液压泵底座（206）、微型液压泵（207）、储油缸（208）、爬行机构液压缸盖（209）、爬行机构液压缸（210）、爬行机构活塞（211）、PLC控制电路（212）、二位二通电磁阀（213）、爬行机构上盖（214）、爬行机构下盖（215）、第一层外罩（216）、第二层外罩（217）、第三层外罩（218）。
3.根据权利要求2所述的主动可调速式管道智能封堵机器人，其特征在于，爬行机构上盖（214）位置爬行机构的最上方，第一层外罩（216）通过螺纹固定在爬行机构上盖（214）下方，第一个隔板（204）通过螺纹固定在第一层外罩（216）下方，三位四通电磁阀（201）通过螺栓固定在隔板（204）上方，蓄能器（203）通过蓄能器底座（202）固定在隔板（204）上方，第二层外罩（217）通过螺纹固定在第一个隔板（204）下方，第二个隔板通过螺纹固定在第二层外罩（217）下方，2个三位四通电磁阀（201）通过螺栓固定在第二个隔板上方，电机（205）通过螺栓固定在第二个隔板上方，微型液压泵（207）通过微型液压泵底座（206）固定在第二个隔板上方，第三层外罩（218）通过螺纹固定在第二个隔板下方，爬行机构下盖（215）通过螺纹固定在第三层外罩（218）下方，3个二位二通电磁阀（213）通过螺栓固定在第二个隔板下方，
3个储油缸（208）通过螺栓固定在第二个隔板下方，PLC控制电路（212）通过螺栓固定在第二个隔板下方，爬行机构液压缸（210）通过螺栓固定在第二个隔板下方，爬行机构液压缸盖（209）通过螺栓固定在爬行机构液压缸（210）下方，爬行机构活塞（211）的末端设置在爬行机构液压缸盖（209）下方。
4.根据权利要求1所述的主动可调速式管道智能封堵机器人，其特征在于，清管调速机构（4）包括过流头（301）、清管橡胶圈（302）、清管橡胶圈间隙环（303）、电机底座（304）、丝杆电机（305）、清管调速机构外壳（306）、电池（307）、连接底座（308）、连接杆（309）。
5.根据权利要求4所述的主动可调速式管道智能封堵机器人，其特征在于，过流头（301）位于清管调速机构的最上端，2个清管橡胶圈（302）设置在过流头（301）下端，清管橡胶圈间隙环（303）设置在2个清管橡胶圈（302）之间，清管调速机构外壳（306）设置在清管橡胶圈（302）下方，连接杆（309）通过连接底座（308）安装在清管调速机构外壳（306）下方，电池（307）通过螺栓固定在管机构外壳（306）上方，丝杆电机（305）通过螺栓固定在电池（307）上方，电机底座（304）通过螺纹固定在丝杆电机（305）上方。
6.根据权利要求1所述的主动可调速式管道智能封堵机器人，其特征在于，测漏孔（116）设置在封堵橡胶圈间隙环（103）外部环向。
说明书 :
一种主动可调速式管道智能封堵机器人
技术领域
[0001] 本发明属于油气管道维抢技术领域，具体涉及为橡胶控流调速型管道智能封堵机器人。
背景技术
[0002] 管道运输是石油天然气最经济、最合理的运输方式。目前，我国已形成多个油气区域管网，而且随着能源工业的快速发展，我国油气管道建设将继续得到长足的发展。随着我
国管道铺设长度的增加和服役年限的增长，需要对管道进行有计划的维护。在维护过程中，
不可避免地会采用管道封堵技术来封隔管道内部的输送介质。目前国内广泛使用带压开孔
封堵技术对维修管道进行封堵作业，该技术除工艺较复杂以外，管道停工的时间也较长。同
时，带压开孔封堵作业的封堵压力远低于管道的正常输送压力，所以有必要突破封堵器自
开孔处进入管道进行封堵的结构限制，研究能够承受更高管内压力的管道内部封堵技术。
国管道铺设长度的增加和服役年限的增长，需要对管道进行有计划的维护。在维护过程中，
不可避免地会采用管道封堵技术来封隔管道内部的输送介质。目前国内广泛使用带压开孔
封堵技术对维修管道进行封堵作业，该技术除工艺较复杂以外，管道停工的时间也较长。同
时，带压开孔封堵作业的封堵压力远低于管道的正常输送压力，所以有必要突破封堵器自
开孔处进入管道进行封堵的结构限制，研究能够承受更高管内压力的管道内部封堵技术。
[0003] 目前管道智能封堵机器人在国外已经有了较为成熟的产品，在国内虽已经开展了一定研究工作，但尚未形成成熟产品。随着管道完整性管理水平及要求提高，现有管道智能
封堵机器人已经无法较好地满足现场作业需求，且功能和性能主要表现为以下几点：
封堵机器人已经无法较好地满足现场作业需求，且功能和性能主要表现为以下几点：
[0004] （1）无法顺利通过油气输送管道内的法兰、焊缝等障碍；
[0005] （2）无法精确地控制管道智能封堵机器人到达封堵位置进行封堵；
[0006] （3）无法控制管道智能封堵机器人在管道内的运动速度，容易发生管道智能封堵机器人移动速度过快失控的情况；
[0007] （4）管道智能封堵机器人的清管器在运作一定时间后，因磨损而失效。
[0008] 为了解决现有的油气输送管道封堵装置所存在的问题，提高油气输送管道抢修的效率和安全性，减少因油气泄露或停输所带来的环境污染和经济损失，亟需发明一种主动
可调速式管道智能封堵机器人，使得管道智能封堵机器人在管道内能够安全地运动并顺利
地通过障碍，而且能持续高效地清管，最终能精准地将管道智能封堵机器人的位置调节指
定封堵地点，从而实现油气输送管道的高效安全抢修封堵。
可调速式管道智能封堵机器人，使得管道智能封堵机器人在管道内能够安全地运动并顺利
地通过障碍，而且能持续高效地清管，最终能精准地将管道智能封堵机器人的位置调节指
定封堵地点，从而实现油气输送管道的高效安全抢修封堵。
发明内容
[0009] （一）解决的技术问题
[0010] 本发明的目的在于：针对现有成品油气输送管道封堵装置所存在的问题与需求，提供一种主动可调速式管道智能封堵机器人，滚轮和弹簧解决了智能封堵机器人无法顺利
通过障碍的问题，实现了智能封堵机器人能在管道中顺利地通行的效果，爬行机构解决了
智能封堵机器人无法精准到指定工作点封堵的问题，实现了智能封堵机器人精准封堵的效
果，清管调速机构解决了智能封堵机器人无法持续高效清管的问题，并且可以根据工作需
要调节智能封堵机器人在管道内的运动速度，实现了智能封堵机器人在管道中安全运动的
效果。
通过障碍的问题，实现了智能封堵机器人能在管道中顺利地通行的效果，爬行机构解决了
智能封堵机器人无法精准到指定工作点封堵的问题，实现了智能封堵机器人精准封堵的效
果，清管调速机构解决了智能封堵机器人无法持续高效清管的问题，并且可以根据工作需
要调节智能封堵机器人在管道内的运动速度，实现了智能封堵机器人在管道中安全运动的
效果。
[0011] （二）技术方案
[0012] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种主动可调速式管道智能封堵机器人，其特征在于：包括第一停车密封机构（1）、爬行机构（2）、第二停车密封机构（3）、清管
调速机构（4）。其中清管调速机构（4）位于装置的最下端，第二停车密封机构（3）通过连接杆
（309）连接在清管调速机构（4）上方，爬行机构通过连接杆（309）连接在第二停车密封机构
（3）上方，第一停车密封机构（1）通过连接杆（309）连接在爬行机构（2）上方。
调速机构（4）。其中清管调速机构（4）位于装置的最下端，第二停车密封机构（3）通过连接杆
（309）连接在清管调速机构（4）上方，爬行机构通过连接杆（309）连接在第二停车密封机构
（3）上方，第一停车密封机构（1）通过连接杆（309）连接在爬行机构（2）上方。
[0013] 所述的第一停车密封机构（1）与封堵结构II（3）结构相同，包括液压缸底座（101）、封堵橡胶圈（102）、封堵橡胶圈间隙环（103）、承压头（104）、活塞（105）、挤压碗（106）、锚定
卡瓦（107）、卡瓦连接杆（108）、滚轮（109）、滚轮底座（110）、挤压块（111）、活塞杆（112）、液
压缸盖（113）、液压缸体（114）、弹簧（115）、测漏孔（116）。其中第一个滚轮底座（110）设置在
封堵机构的最上方，滚轮（109）通过弹簧（115）与螺栓安装在滚轮底座（110）的周向，液压缸
底座（101）通过螺栓固定在滚轮底座（110）下方，2个封堵橡胶圈（102）安装在液压缸座
（101）周向，封堵橡胶圈间隙环（103）安装在2个封堵橡胶圈（102）之间，挤压碗（106）安装在
较下方的封堵橡胶圈（102）下方，液压缸体（114）通过螺纹固定在液压缸底座（101）的下方，
活塞（105）设置在液压缸体（114）内，液压缸盖（113）通过螺纹固定在液压缸体（114）下方，
活塞杆（112）通过螺纹固定在活塞（105）的下方，挤压块（111）通过螺纹与活塞杆（112）连
接，卡瓦连接杆（108）设置在挤压块（111）的周向，每个卡瓦连接杆（108）的上方都设置有锚
定卡瓦（107），第二个滚轮底座（110）通过螺栓固定在挤压块（111）下方，滚轮（109）通过弹
簧（115）与螺栓安装在第二个滚轮底座（110）的周向。
卡瓦（107）、卡瓦连接杆（108）、滚轮（109）、滚轮底座（110）、挤压块（111）、活塞杆（112）、液
压缸盖（113）、液压缸体（114）、弹簧（115）、测漏孔（116）。其中第一个滚轮底座（110）设置在
封堵机构的最上方，滚轮（109）通过弹簧（115）与螺栓安装在滚轮底座（110）的周向，液压缸
底座（101）通过螺栓固定在滚轮底座（110）下方，2个封堵橡胶圈（102）安装在液压缸座
（101）周向，封堵橡胶圈间隙环（103）安装在2个封堵橡胶圈（102）之间，挤压碗（106）安装在
较下方的封堵橡胶圈（102）下方，液压缸体（114）通过螺纹固定在液压缸底座（101）的下方，
活塞（105）设置在液压缸体（114）内，液压缸盖（113）通过螺纹固定在液压缸体（114）下方，
活塞杆（112）通过螺纹固定在活塞（105）的下方，挤压块（111）通过螺纹与活塞杆（112）连
接，卡瓦连接杆（108）设置在挤压块（111）的周向，每个卡瓦连接杆（108）的上方都设置有锚
定卡瓦（107），第二个滚轮底座（110）通过螺栓固定在挤压块（111）下方，滚轮（109）通过弹
簧（115）与螺栓安装在第二个滚轮底座（110）的周向。
[0014] 所述的爬行机构（2）包括三位四通电磁阀（201）、蓄能器底座（202）、蓄能器（203）、隔板（204）、电机（205）、微型液压泵底座（206）、微型液压泵（207）、储油缸（208）、爬行机构
液压缸盖（209）、爬行机构液压缸（210）、爬行机构活塞（211）、PLC控制电路（212）、二位二通
电磁阀（213）、爬行机构上盖（214）、爬行机构下盖（215）、第一层外罩（216）、第二层外罩
（217）、第三层外罩（218）。其中爬行机构上盖（214）位置爬行机构的最上方，第一层外罩
（216）通过螺纹固定在爬行机构上盖（214）下方，第一个隔板（204）通过螺纹固定在第一层
外罩（216）下方，三位四通电磁阀（201）通过螺栓固定在隔板（204）上方，蓄能器（203）通过
蓄能器底座（202）固定在隔板（204）上方，第二层外罩（217）通过螺纹固定在第一个隔板
（204）下方，第二个隔板通过螺纹固定在第二层外罩（217）下方，2个三位四通电磁阀（201）
通过螺栓固定在第二个隔板上方，电机（205）通过螺栓固定在第二个隔板上方，微型液压泵
（207）通过微型液压泵底座（206）固定在第二个隔板上方，第三层外罩（218）通过螺纹固定
在第二个隔板下方，爬行机构下盖（215）通过螺纹固定在第三层外罩（218）下方，3个二位二
通电磁阀（213）通过螺栓固定在第二个隔板下方，3个储油缸（208）通过螺栓固定在第二个
隔板下方，PLC控制电路（212）通过螺栓固定在第二个隔板下方，爬行机构液压缸（210）通过
螺栓固定在第二个隔板下方，爬行机构液压缸盖（209）通过螺栓固定在爬行机构液压缸
（210）下方，爬行机构活塞（211）的末端设置在爬行机构液压缸盖（209）下方。
液压缸盖（209）、爬行机构液压缸（210）、爬行机构活塞（211）、PLC控制电路（212）、二位二通
电磁阀（213）、爬行机构上盖（214）、爬行机构下盖（215）、第一层外罩（216）、第二层外罩
（217）、第三层外罩（218）。其中爬行机构上盖（214）位置爬行机构的最上方，第一层外罩
（216）通过螺纹固定在爬行机构上盖（214）下方，第一个隔板（204）通过螺纹固定在第一层
外罩（216）下方，三位四通电磁阀（201）通过螺栓固定在隔板（204）上方，蓄能器（203）通过
蓄能器底座（202）固定在隔板（204）上方，第二层外罩（217）通过螺纹固定在第一个隔板
（204）下方，第二个隔板通过螺纹固定在第二层外罩（217）下方，2个三位四通电磁阀（201）
通过螺栓固定在第二个隔板上方，电机（205）通过螺栓固定在第二个隔板上方，微型液压泵
（207）通过微型液压泵底座（206）固定在第二个隔板上方，第三层外罩（218）通过螺纹固定
在第二个隔板下方，爬行机构下盖（215）通过螺纹固定在第三层外罩（218）下方，3个二位二
通电磁阀（213）通过螺栓固定在第二个隔板下方，3个储油缸（208）通过螺栓固定在第二个
隔板下方，PLC控制电路（212）通过螺栓固定在第二个隔板下方，爬行机构液压缸（210）通过
螺栓固定在第二个隔板下方，爬行机构液压缸盖（209）通过螺栓固定在爬行机构液压缸
（210）下方，爬行机构活塞（211）的末端设置在爬行机构液压缸盖（209）下方。
[0015] 所述的清管调速机构（4）包括过流头（301）、清管橡胶圈（302）、清管橡胶圈间隙环（303）、电机底座（304）、丝杆电机（305）、清管调速机构外壳（306）、电池（307）、连接底座
（308）、连接杆（309）。其中过流头（301）位于清管调速机构的最上端，2个清管橡胶圈（302）
设置在过流头（301）下端，清管橡胶圈间隙环（303）设置在2个清管橡胶圈（302）之间，清管
调速机构外壳（306）设置在清管橡胶圈（302）下方，连接杆（309）通过连接底座（308）安装在
清管调速机构外壳（306）下方，电池（307）通过螺栓固定在管机构外壳（306）上方，丝杆电机
（305）通过螺栓固定在电池（307）上方，电机底座（304）通过螺纹固定在丝杆电机（305）上
方。
（308）、连接杆（309）。其中过流头（301）位于清管调速机构的最上端，2个清管橡胶圈（302）
设置在过流头（301）下端，清管橡胶圈间隙环（303）设置在2个清管橡胶圈（302）之间，清管
调速机构外壳（306）设置在清管橡胶圈（302）下方，连接杆（309）通过连接底座（308）安装在
清管调速机构外壳（306）下方，电池（307）通过螺栓固定在管机构外壳（306）上方，丝杆电机
（305）通过螺栓固定在电池（307）上方，电机底座（304）通过螺纹固定在丝杆电机（305）上
方。
[0016] 所述的测漏孔（116）开在封堵橡胶圈间隙环（103）外部环向。
[0017] （三）有益效果
[0018] 与现有技术相比，本发明提供了橡胶控流调速型管道智能封堵机器人，具备以下有益效果：
[0019] 1、本发明提供的一种主动可调速式管道智能封堵机器人，其所述封堵机构中的弹簧能够在滚轮受压时较大地压缩，在滚轮不受压时回弹，使得橡胶控流调速型管道智能封
堵机器人能够顺利通过油气管道内可能出现的障碍。
堵机器人能够顺利通过油气管道内可能出现的障碍。
[0020] 2、本发明提供的一种主动可调速式管道智能封堵机器人，其所述的爬行机构能够在橡胶控流调速型管道智能封堵机器人到达指定封堵位置附近时调整橡胶控流调速型管
道智能封堵机器人到精准的封堵位置，提高了油气管道封堵抢修的安全性。
道智能封堵机器人到精准的封堵位置，提高了油气管道封堵抢修的安全性。
[0021] 3、本发明提供的一种主动可调速式管道智能封堵机器人，其所述清管调速机构中的清管橡胶圈能够调节压缩变形量，使得橡胶控流调速型管道智能封堵机器人在被管道内
流体介质推动时能够根据实际工况需要调速，避免橡胶控流调速型管道智能封堵机器人移
动速度过快失控的后果，提高了油气管道封堵抢修的安全性。
流体介质推动时能够根据实际工况需要调速，避免橡胶控流调速型管道智能封堵机器人移
动速度过快失控的后果，提高了油气管道封堵抢修的安全性。
[0022] 4、本发明提供的一种主动可调速式管道智能封堵机器人，其所述清管调速机构中的清管橡胶圈能够调节压缩变形量，橡胶控流调速型管道智能封堵机器人在长距离移动，
清管橡胶圈有所磨损后，能够调节压缩清管橡胶圈补偿磨损的部分，使得清管调速机构有
持续高效的清管效率。
清管橡胶圈有所磨损后，能够调节压缩清管橡胶圈补偿磨损的部分，使得清管调速机构有
持续高效的清管效率。
附图说明
[0023] 附图1：橡胶控流调速型管道智能封堵机器人主视图；
[0024] 附图2：橡胶控流调速型管道智能封堵机器人正常移动图；
[0025] 附图3：橡胶控流调速型管道智能封堵机器人初步锚定图；
[0026] 附图4：橡胶控流调速型管道智能封堵机器人爬行图I；
[0027] 附图5：橡胶控流调速型管道智能封堵机器人爬行图II；
[0028] 附图6：橡胶控流调速型管道智能封堵机器人封堵锚定工作图；
[0029] 附图7：封堵机构正常移动状态半剖图；
[0030] 附图8：封堵机构锚定封堵状态半剖图；
[0031] 附图9：爬行机构主视图；
[0032] 附图10：爬行机构开盖图；
[0033] 附图11：爬行机构半剖立体图；
[0034] 附图12：清管机构半剖立体图；
[0035] 1‑封堵机构；2‑爬行机构；3‑第二停车密封机构；4‑清管调速机构；101‑液压缸底座；102‑封堵橡胶圈；103‑封堵橡胶圈间隙环；104‑承压头；105‑活塞；106‑挤压碗；107‑锚
定卡瓦；108‑卡瓦连接杆；109‑滚轮；110‑滚轮底座；111‑挤压块；112‑活塞杆；113‑液压缸
盖；114‑液压缸体；115‑弹簧；116‑测漏孔；201‑三位四通电磁阀；202‑蓄能器底座；203‑蓄
能器；204‑隔板；205‑电机；206‑微型液压泵底座；207‑微型液压泵；208‑储油缸；209‑爬行
机构液压缸盖；210‑爬行机构液压缸；211‑爬行机构活塞；212‑PLC控制电路；213‑二位二通
电磁阀；214‑爬行机构上盖；215‑爬行机构下盖；216‑第一层外罩；217‑第二层外罩；218‑第
三层外罩；301‑过流头；302‑清管橡胶圈；303‑清管橡胶圈间隙环；304‑电机底座；305‑丝杆
电机；306‑清管调速机构外壳；307‑电池；308‑连接底座；309‑连接杆。
定卡瓦；108‑卡瓦连接杆；109‑滚轮；110‑滚轮底座；111‑挤压块；112‑活塞杆；113‑液压缸
盖；114‑液压缸体；115‑弹簧；116‑测漏孔；201‑三位四通电磁阀；202‑蓄能器底座；203‑蓄
能器；204‑隔板；205‑电机；206‑微型液压泵底座；207‑微型液压泵；208‑储油缸；209‑爬行
机构液压缸盖；210‑爬行机构液压缸；211‑爬行机构活塞；212‑PLC控制电路；213‑二位二通
电磁阀；214‑爬行机构上盖；215‑爬行机构下盖；216‑第一层外罩；217‑第二层外罩；218‑第
三层外罩；301‑过流头；302‑清管橡胶圈；303‑清管橡胶圈间隙环；304‑电机底座；305‑丝杆
电机；306‑清管调速机构外壳；307‑电池；308‑连接底座；309‑连接杆。
具体实施方式
[0036] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加的清楚明了，下面结合具体的实施方式并参照附图，对本发明作进一步详细说明。值得一提的是，这些是实例性的，并非要限制本
发明的应用范围。
发明的应用范围。
[0037] 一种主动可调速式管道智能封堵机器人的一个实施例如下：
[0038] 如附图1‑6所示的一种主动可调速式管道智能封堵机器人，其特征在于：包括封堵机构1（1）、爬行机构（2）、第二停车密封机构（3）、清管调速机构（4）。其中清管调速机构（4）
位于装置的最下端，第二停车密封机构（3）通过连接杆（309）连接在清管调速机构（4）上方，
爬行机构通过连接杆（309）连接在第二停车密封机构（3）上方，第一停车密封机构（1）通过
连接杆（309）连接在爬行机构（2）上方。
位于装置的最下端，第二停车密封机构（3）通过连接杆（309）连接在清管调速机构（4）上方，
爬行机构通过连接杆（309）连接在第二停车密封机构（3）上方，第一停车密封机构（1）通过
连接杆（309）连接在爬行机构（2）上方。
[0039] 如附图7所示的第一停车密封机构（1）和第二停车密封机构（3）结构相同，包括液压缸底座（101）、封堵橡胶圈（102）、封堵橡胶圈间隙环（103）、承压头（104）、活塞（105）、挤
压碗（106）、锚定卡瓦（107）、卡瓦连接杆（108）、滚轮（109）、滚轮底座（110）、挤压块（111）、
活塞杆（112）、液压缸盖（113）、液压缸体（114）、弹簧（115）、测漏孔（116）。其中第一个滚轮
底座（110）设置在封堵机构的最上方，滚轮（109）通过弹簧（115）与螺栓安装在滚轮底座
（110）的周向，液压缸底座（101）通过螺栓固定在滚轮底座（110）下方，2个封堵橡胶圈（102）
安装在液压缸底座（101）周向，封堵橡胶圈间隙环（103）安装在2个封堵橡胶圈（102）之间，
测漏孔（116）开在封堵橡胶圈间隙环（103）外部环向，挤压碗（106）安装在较下方的封堵橡
胶圈（102）下方，液压缸体（114）通过螺纹固定在液压缸底座（101）的下方，活塞（105）设置
在液压缸体（114）内，液压缸盖（113）通过螺纹固定在液压缸体（114）下方，活塞杆（112）通
过螺纹固定在活塞（105）的下方，挤压块（111）通过螺纹与活塞杆（112）连接，卡瓦连接杆
（108）设置在挤压块（111）的周向，每个卡瓦连接杆（108）的上方都设置有锚定卡瓦（107），
第二个滚轮底座（110）通过螺栓固定在挤压块（111）下方，滚轮（109）通过弹簧（115）与螺栓
安装在第二个滚轮底座（110）的周向。
压碗（106）、锚定卡瓦（107）、卡瓦连接杆（108）、滚轮（109）、滚轮底座（110）、挤压块（111）、
活塞杆（112）、液压缸盖（113）、液压缸体（114）、弹簧（115）、测漏孔（116）。其中第一个滚轮
底座（110）设置在封堵机构的最上方，滚轮（109）通过弹簧（115）与螺栓安装在滚轮底座
（110）的周向，液压缸底座（101）通过螺栓固定在滚轮底座（110）下方，2个封堵橡胶圈（102）
安装在液压缸底座（101）周向，封堵橡胶圈间隙环（103）安装在2个封堵橡胶圈（102）之间，
测漏孔（116）开在封堵橡胶圈间隙环（103）外部环向，挤压碗（106）安装在较下方的封堵橡
胶圈（102）下方，液压缸体（114）通过螺纹固定在液压缸底座（101）的下方，活塞（105）设置
在液压缸体（114）内，液压缸盖（113）通过螺纹固定在液压缸体（114）下方，活塞杆（112）通
过螺纹固定在活塞（105）的下方，挤压块（111）通过螺纹与活塞杆（112）连接，卡瓦连接杆
（108）设置在挤压块（111）的周向，每个卡瓦连接杆（108）的上方都设置有锚定卡瓦（107），
第二个滚轮底座（110）通过螺栓固定在挤压块（111）下方，滚轮（109）通过弹簧（115）与螺栓
安装在第二个滚轮底座（110）的周向。
[0040] 如附图8‑9所示的爬行机构（2）包括三位四通电磁阀（201）、蓄能器底座（202）、蓄能器（203）、隔板（204）、电机（205）、微型液压泵底座（206）、微型液压泵（207）、储油缸
（208）、爬行机构液压缸盖（209）、爬行机构液压缸（210）、爬行机构活塞（211）、PLC控制电路
（212）、二位二通电磁阀（213）、爬行机构上盖（214）、爬行机构下盖（215）、第一层外罩
（216）、第二层外罩（217）、第三层外罩（218）。其中爬行机构上盖（214）位置爬行机构的最上
方，第一层外罩（216）通过螺纹固定在爬行机构上盖（214）下方，第一个隔板（204）通过螺纹
固定在第一层外罩（216）下方，三位四通电磁阀（201）通过螺栓固定在隔板（204）上方，蓄能
器（203）通过蓄能器底座（202）固定在隔板（204）上方，第二层外罩（217）通过螺纹固定在第
一个隔板（204）下方，第二个隔板通过螺纹固定在第二层外罩（217）下方，2个三位四通电磁
阀（201）通过螺栓固定在第二个隔板上方，电机（205）通过螺栓固定在第二个隔板上方，微
型液压泵（207）通过微型液压泵底座（206）固定在第二个隔板上方，第三层外罩（218）通过
螺纹固定在第二个隔板下方，爬行机构下盖（215）通过螺纹固定在第三层外罩（218）下方，3
个二位二通电磁阀（213）通过螺栓固定在第二个隔板下方，3个储油缸（208）通过螺栓固定
在第二个隔板下方，PLC控制电路（212）通过螺栓固定在第二个隔板下方，爬行机构液压缸
（210）通过螺栓固定在第二个隔板下方，爬行机构液压缸盖（209）通过螺栓固定在爬行机构
液压缸（210）下方，爬行机构活塞（211）的末端设置在爬行机构液压缸盖（209）下方。
（208）、爬行机构液压缸盖（209）、爬行机构液压缸（210）、爬行机构活塞（211）、PLC控制电路
（212）、二位二通电磁阀（213）、爬行机构上盖（214）、爬行机构下盖（215）、第一层外罩
（216）、第二层外罩（217）、第三层外罩（218）。其中爬行机构上盖（214）位置爬行机构的最上
方，第一层外罩（216）通过螺纹固定在爬行机构上盖（214）下方，第一个隔板（204）通过螺纹
固定在第一层外罩（216）下方，三位四通电磁阀（201）通过螺栓固定在隔板（204）上方，蓄能
器（203）通过蓄能器底座（202）固定在隔板（204）上方，第二层外罩（217）通过螺纹固定在第
一个隔板（204）下方，第二个隔板通过螺纹固定在第二层外罩（217）下方，2个三位四通电磁
阀（201）通过螺栓固定在第二个隔板上方，电机（205）通过螺栓固定在第二个隔板上方，微
型液压泵（207）通过微型液压泵底座（206）固定在第二个隔板上方，第三层外罩（218）通过
螺纹固定在第二个隔板下方，爬行机构下盖（215）通过螺纹固定在第三层外罩（218）下方，3
个二位二通电磁阀（213）通过螺栓固定在第二个隔板下方，3个储油缸（208）通过螺栓固定
在第二个隔板下方，PLC控制电路（212）通过螺栓固定在第二个隔板下方，爬行机构液压缸
（210）通过螺栓固定在第二个隔板下方，爬行机构液压缸盖（209）通过螺栓固定在爬行机构
液压缸（210）下方，爬行机构活塞（211）的末端设置在爬行机构液压缸盖（209）下方。
[0041] 如附图10所示的清管调速机构（4）包括过流头（301）、清管橡胶圈（302）、清管橡胶圈间隙环（303）、电机底座（304）、丝杆电机（305）、清管调速机构外壳（306）、电池（307）、连
接底座（308）、连接杆（309）。其中过流头（301）位于清管调速机构的最上端，2个清管橡胶圈
（302）设置在过流头（301）下端，清管橡胶圈间隙环（303）设置在2个清管橡胶圈（302）之间，
清管调速机构外壳（306）设置在清管橡胶圈（302）下方，连接杆（309）通过连接底座（308）安
装在清管调速机构外壳（306）下方，电池（307）通过螺栓固定在管机构外壳（306）上方，丝杆
电机（305）通过螺栓固定在电池（307）上方，电机底座（304）通过螺纹固定在丝杆电机（305）
上方。
接底座（308）、连接杆（309）。其中过流头（301）位于清管调速机构的最上端，2个清管橡胶圈
（302）设置在过流头（301）下端，清管橡胶圈间隙环（303）设置在2个清管橡胶圈（302）之间，
清管调速机构外壳（306）设置在清管橡胶圈（302）下方，连接杆（309）通过连接底座（308）安
装在清管调速机构外壳（306）下方，电池（307）通过螺栓固定在管机构外壳（306）上方，丝杆
电机（305）通过螺栓固定在电池（307）上方，电机底座（304）通过螺纹固定在丝杆电机（305）
上方。
[0042] 如附图2‑6所示的一种主动可调速式管道智能封堵机器人，当橡胶控流调速型管道智能封堵机器人需要到达指定工作地点进行封堵时，将橡胶控流调速型管道智能封堵机
器人从成品油输送管道入口投入至管内，通过管道内的油气介质推动清管调速机构（4）运
动到目标地点，当橡胶控流调速型管道智能封堵机器人运动速度过慢时，丝杆电机（305）旋
转推动过流头（301）挤压清管橡胶圈（302）变形，清管橡胶圈（302）被挤压后截流面积增大，
受到更大的油气推力，使管道智能封堵机器人运动速度增大，当橡胶控流调速型管道智能
封堵机器人运动速度过快时，丝杆电机（305）旋转推动过流头（301）减轻对清管橡胶圈
（302）的挤压，清管橡胶圈（302）回弹恢复形变后截流面积减小，受到更小的油气推力，使管
道智能封堵机器人运动速度降低，从而达到通过改变清管橡胶圈（302）的形变量控制橡胶
控流调速型管道智能封堵机器人的运动速度。
器人从成品油输送管道入口投入至管内，通过管道内的油气介质推动清管调速机构（4）运
动到目标地点，当橡胶控流调速型管道智能封堵机器人运动速度过慢时，丝杆电机（305）旋
转推动过流头（301）挤压清管橡胶圈（302）变形，清管橡胶圈（302）被挤压后截流面积增大，
受到更大的油气推力，使管道智能封堵机器人运动速度增大，当橡胶控流调速型管道智能
封堵机器人运动速度过快时，丝杆电机（305）旋转推动过流头（301）减轻对清管橡胶圈
（302）的挤压，清管橡胶圈（302）回弹恢复形变后截流面积减小，受到更小的油气推力，使管
道智能封堵机器人运动速度降低，从而达到通过改变清管橡胶圈（302）的形变量控制橡胶
控流调速型管道智能封堵机器人的运动速度。
[0043] 当橡胶控流调速型管道智能封堵机器人长距离运动过后，清管橡胶圈（302）有一定量的磨损消耗，此时丝杆电机（305）旋转推动过流头（301）挤压清管橡胶圈（302）变形，补
偿之前长距离运动对清管橡胶圈（302）的磨损，从而达到清管调速机构（4）持续高效的清管
效果。
偿之前长距离运动对清管橡胶圈（302）的磨损，从而达到清管调速机构（4）持续高效的清管
效果。
[0044] 当橡胶控流调速型管道智能封堵机器人需要进行锚定封堵时，封堵机构（1）中液压缸体（114）右侧加压使活塞（105）受液压带动挤压块（111）一起向液压缸底座（101）方向
移动，挤压块（111）通过卡瓦连接杆（108）推动锚定卡瓦（107）沿挤压碗（106）斜面扩张直至
抵触管道内壁，橡胶控流调速型管道智能封堵机器人受锚定卡瓦（107）与管道内壁之间的
摩擦力逐渐减速至停止，封堵机构（1）此时为锚定状态，继续在液压缸体（114）右侧加压，此
时锚定卡瓦（107）已锚定在管道内壁不动，液压缸底座（101）向挤压碗（106）方向移动，挤压
封堵橡胶圈（102）变形填充周向缝隙，达到密封管道的效果，封堵机构（1）此时为封堵状态。
当橡胶控流调速型管道智能封堵机器人需要解除封堵时，封堵机构（1）中液压缸体（114）左
侧加压，液压缸底座（101）远离挤压碗（106）方向移动，封堵橡胶圈（102）恢复形变，封堵机
构（1）此时解除封堵状态，继续液压缸体（114）左侧加压，使活塞（105）受液压带动挤压块
（111）一起远离液压缸底座（101）方向移动，挤压块（111）通过卡瓦连接杆（108）拉动锚定卡
瓦（107）沿挤压碗（106）斜面收缩直至离开管道内壁，封堵机构（1）此时解除锚定状态。
移动，挤压块（111）通过卡瓦连接杆（108）推动锚定卡瓦（107）沿挤压碗（106）斜面扩张直至
抵触管道内壁，橡胶控流调速型管道智能封堵机器人受锚定卡瓦（107）与管道内壁之间的
摩擦力逐渐减速至停止，封堵机构（1）此时为锚定状态，继续在液压缸体（114）右侧加压，此
时锚定卡瓦（107）已锚定在管道内壁不动，液压缸底座（101）向挤压碗（106）方向移动，挤压
封堵橡胶圈（102）变形填充周向缝隙，达到密封管道的效果，封堵机构（1）此时为封堵状态。
当橡胶控流调速型管道智能封堵机器人需要解除封堵时，封堵机构（1）中液压缸体（114）左
侧加压，液压缸底座（101）远离挤压碗（106）方向移动，封堵橡胶圈（102）恢复形变，封堵机
构（1）此时解除封堵状态，继续液压缸体（114）左侧加压，使活塞（105）受液压带动挤压块
（111）一起远离液压缸底座（101）方向移动，挤压块（111）通过卡瓦连接杆（108）拉动锚定卡
瓦（107）沿挤压碗（106）斜面收缩直至离开管道内壁，封堵机构（1）此时解除锚定状态。
[0045] 当橡胶控流调速型管道智能封堵机器人需要精确地运动到封堵地点时，橡胶控流调速型管道智能封堵机器人通过后部锚定机构锚定，PLC控制电路（212）控制三位四通电磁
阀（201）打开，同时PLC控制电路（212）控制微型液压泵（207）工作，将液压油从进储油缸
（208）泵入，推动爬行机构活塞（211）伸出，实现橡胶控流调速型管道智能封堵机器人向前
运动，配合封堵机构（1）锚定，后部封堵机构（1）解锚，实现橡胶控流调速型管道智能封堵机
器人的前伸。
阀（201）打开，同时PLC控制电路（212）控制微型液压泵（207）工作，将液压油从进储油缸
（208）泵入，推动爬行机构活塞（211）伸出，实现橡胶控流调速型管道智能封堵机器人向前
运动，配合封堵机构（1）锚定，后部封堵机构（1）解锚，实现橡胶控流调速型管道智能封堵机
器人的前伸。
[0046] 在管道智能封堵机器人实现前伸后，PLC控制电路（212）控制三位四通电磁阀（201）打开，同时PLC控制电路（212）控制微型液压泵（207）工作，将液压油从进储油缸（208）
泵入，推动活塞（23）带动活塞杆（20）回缩，实现橡胶控流调速型管道智能封堵机器人后部
回缩，配合后部封堵机构（1）锚定，前部封堵机构（1）解锚，实现管道智能封堵机器人的回
缩，完成管道智能封堵机器人伸缩前进的一个行程。循环以上过程，可实现橡胶控流调速型
管道智能封堵机器人爬行的效果，从而达到控制橡胶控流调速型管道智能封堵机器人精准
移动到指定工作地点的目的。当橡胶控流调速型管道智能封堵机器人到达指定工作地点
时，两个封堵机构都进行封堵锚定动作，达到封堵油气运输管道的目的。
泵入，推动活塞（23）带动活塞杆（20）回缩，实现橡胶控流调速型管道智能封堵机器人后部
回缩，配合后部封堵机构（1）锚定，前部封堵机构（1）解锚，实现管道智能封堵机器人的回
缩，完成管道智能封堵机器人伸缩前进的一个行程。循环以上过程，可实现橡胶控流调速型
管道智能封堵机器人爬行的效果，从而达到控制橡胶控流调速型管道智能封堵机器人精准
移动到指定工作地点的目的。当橡胶控流调速型管道智能封堵机器人到达指定工作地点
时，两个封堵机构都进行封堵锚定动作，达到封堵油气运输管道的目的。
[0047] 当橡胶控流调速型管道智能封堵机器人到达目的位置进行封堵后，测漏孔（116）向外部环向注入高压液体，在橡胶封堵完全封堵时，注入的高压液体将长时间保压，如果高
压液体泄露则说明橡胶封堵不可靠，需要重新封堵。
压液体泄露则说明橡胶封堵不可靠，需要重新封堵。
[0048] 最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本
专利进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均
应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
专利进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均
应涵盖在本发明的权利要求范围当中。