CN102091706A - 移动式清罐机器人软管线缆卷绕系统 - Google Patents

移动式清罐机器人软管线缆卷绕系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用来对储罐内淤泥和污渣等进行清理的移动式机器人的软管线缆的卷绕系统。属于储罐清理移动机器人的辅助配套设备，承担着对液压油管、水管、泥浆管以及线缆的自动缠绕和收放。包括动力装置，主副卷筒，可升降线缆导向架等。软管线缆卷筒能够保证卷筒与机器人之间的线缆总成始终保持张紧状态，并克服了实际工况中软管和线缆组合缠绕的复杂性，实现了卷筒缠绕软管和线缆的动作与机器人动作保持同步，实现了软管和线缆双向缠绕情况下不使用复杂的回转接头和集电滑环过渡，结构简单可靠、性能稳定。本发明提供的系统既节省成本和人力，又提高了生产率，具有显著的经济效益。此外，本发明还可以作为其他移动机器人或自动化设备的辅助配套设备。

Description

移动式清罐机器人软管线缆卷绕系统
技术领域
本发明涉及一种用来对清理储罐内淤泥和污渣等的移动式机器人相配套使用的软管和线缆卷绕系统。
背景技术
石油化工行业的储罐等在储存油品时，特别是原油储存中，油品中的石蜡、沥青等重油性成分及沙砾、泥土、重金属盐类等杂质会因比重差而自然沉降淤积在油罐底部，形成油罐底部积泥。这部分淤泥使储油罐有效容量减少，严重影响油罐的储运生产，因此原油储罐一般需间隔2-3年进行定期检查维修和清除罐内淤泥和污渣。目前储油罐的清罐方法主要是采用人力手工清罐法，在这种易燃易爆和有毒污染的恶劣危险环境中进行清罐作业，存在着安全性差、劳动强度大、施工周期长、油气回收率低、污染环境等问题。而近几年机器人在油罐外表和油管中的清洗、焊接和检测中的成功应用，体现了机器人技术先进性和实用性。基于这种现状，利用移动式机器人携带水射流工具和推铲等来完成油罐油泥的清理工作，移动式清罐机器人需要有动力和控制检测的线缆和软管连接，由于机器人移动作业，需要配套有软管线缆卷绕系统。该卷绕系统随机器人移动要及时收放软管和线缆，考虑到软管和线缆数量较多时，配备带回转接头和集电滑环卷筒的复杂性以及环境的恶劣和危险，为了保证软管线缆和卷筒等设备的可靠性和相对整洁，需要有移动式清罐机器人使用的软管线缆卷绕系统。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种对储罐内淤泥和污渣等进行清理的移动式清罐机器人配套使用的软管线缆卷绕系统，这种卷绕系统不用回转接头和集电滑环，可实现软管和线缆的收放卷绕操作，并能保持其动作与机器人移动同步。
本发明提供的技术方案是：一种储罐清理移动机器人的软管线缆卷绕系统(力矩电机式)，包括动力装置，主副卷筒，可升降线缆导向架，主体架结构。软管线缆卷筒(力矩电机式)能够保证卷筒与机器人之间的线缆总成始终保持张紧状态，并克服了实际工况中软管和线缆组合缠绕的复杂性，实现了卷筒缠绕软管和线缆的动作与机器人动作保持同步，实现了软管和线缆双向缠绕情况下不使用回转接头和集电滑环过渡，结构可靠、性能稳定。
上述动力装置由力矩电机、联轴器和安全离合器等组成。动力装置保证卷筒与机器人之间的线缆总成始终保持张紧状态，实现了卷筒缠绕线缆动作与机器人动作保持同步，从而使线缆总成和卷筒等相关设备在恶劣的工作环境下保持相对整洁。同时为了保证发生堵转时线缆和软管不被损坏，在输出端加装了转矩限制装置，即在电机与卷筒轴间加装安全离合器，保证在发生堵转转矩过载时自动断开，保护线缆及软管的工作安全和使用寿命。
上述主副卷筒主要由一个主卷筒和两个副卷筒组成。主副卷筒在结构上又分为内圈和外圈，内圈主要用于主副卷筒间线缆的过渡连接，外圈主要用于线缆的缠绕。这种结构克服了实际工况中软管和线缆组合缠绕的复杂性，实现了软管和线缆双向缠绕情况下不使用回转接头和集电滑环过渡，从而保证了设备的可靠性。同时将线缆总成的长度按一定的比例分别卷绕在主副卷筒上，并且保证通往机器人的卷绕在主卷筒上的线缆总成全部释放时，通往液压泵站和操控台的软管和线缆仍有一定余量，这个余量可以方便的根据施工现场情况，调整卷筒与液压泵站之间的距离，更加便于工作进行。
上述可升降软管线缆导向架由可升降支撑架、托辊和管缆限位装置构成，这样软管线缆总成在收放时可有导向和缓冲作用。
上述主体架结构由角钢、方钢、槽钢组合焊接而成，结构简单可靠。这种将卷筒，动力部分、主体架和软管线缆导向架组装为一个整体的结构，便于安装，节省了人力和工时。
本发明属于移动式清罐机器人辅助配套设备，承担着对液压油管、水管、泥浆管以及线缆的缠绕和收放，自动化程度高、结构可靠、性能稳定。解决了软管和线缆数量较多时使用回转接头和集电滑环的复杂性和不稳定性。既节省成本和人力，又大大提高了生产率，具有显著的经济效益。此外，本发明还可以作为其他移动机器人或自动化设备的辅助配套设备。
附图说明
图1为本发明的主视图
图2为本发明的俯视图
图3为发明的侧视图
图4为发明的工作布置示意图
图1中1-力矩电机  2-主卷筒  3-副卷筒  4-主体支架  5-底座  6-可升降支撑架7-托辊  8-管缆限位架。
图2中9-传动箱  10-联轴器与安全离合器
图4中11-软管线缆卷筒
具体实施方式
参见图4，储罐清理系统包括移动式清罐机器人、油泥抽吸系统、清洗泵、液压泵站和远程控制操纵台，软管线缆卷筒。软管线缆卷筒参见图2，包括动力装置1，主副卷筒2、3，可升降线缆导向架6等几部分，移动式清罐机器人系统的辅助配套设备，处于清罐机器人与液压泵站和远程控制台之间。从主卷筒2出来的软管线缆与清罐机器人相连，从副卷筒3出来的软管线缆与液压泵站和操纵台相连，软管线缆卷绕在主副卷筒的外圈，主副卷筒上的线缆通过内圈相连接，因为软管和线缆数量较多，这样省略了复杂的回转接头和集电滑环。将软管线缆长度按一定比例分配到主副卷筒，主卷筒直径大于副卷筒直径，这样同时释放软管线缆时，副卷筒要比主卷筒释放的少，并且保证主卷筒全部释放时，副卷筒仍有余量，这个余量可以方便的根据施工现场情况，调整卷筒与液压泵站之间的距离，更加便于工作进行。
上述动力装置中的力矩电机1确保软管线缆始终保持张紧状态，实现了软管线缆的自动卷绕，联轴器与安全离合器9保证了在发生堵转转矩过载时电机与卷筒自动断开，保障了线缆及软管不被损坏。
可升降软管线缆支撑平台由可升降支撑架6、托辊7和管缆限位装置8构成，这样软管线缆总成在收放时可有导向和缓冲作用。
本发明属于移动式清罐机器人的辅助配套设备，承担着对液压油管、水管、泥浆管以及线缆的缠绕和收放，自动化程度高、结构简单可靠、工作性能稳定，解决了软管和线缆数量较多时使用回转接头和集电滑环的复杂性和不稳定性。既节省成本和人力，又大大提高了生产率，具有显著的经济效益。此外，本发明还可以作为其他移动机器人或自动化设备的辅助配套设备。

Claims (5)

1.一种移动式清罐机器人的软管线缆卷绕系统(力矩电机式)，其特征是包括动力装置，主副卷筒，可升降线缆导向架，主体架结构。软管线缆卷筒(力矩电机式)能够保证卷筒与移动机器人之间的软管线缆总成始终保持张紧状态，并克服了实际工况中软管和线缆组合缠绕的复杂性，实现了卷筒缠绕软管和线缆的动作与机器人动作保持同步，实现了软管和线缆双向缠绕情况下不使用复杂的回转接头和集电滑环过渡，结构简单可靠、性能稳定。
2.根据权利要求1所述的移动式清罐机器人的软管线缆卷绕系统(力矩电机式)，其特征是动力装置由力矩电机、联轴器和安全离合器等组成。动力装置保证卷筒与机器人之间的线缆总成始终保持张紧状态，实现了卷筒缠绕线缆动作与机器人动作保持同步，从而使线缆总成和卷筒等相关设备在恶劣的工作环境下保持相对清洁。同时为了保证发生堵转时线缆和软管不被损坏，在输出端加装了转矩限制装置，即在电机与卷筒轴间加装安全离合器，保证在发生堵转转矩过载时自动断开，保护线缆及软管的工作安全和使用寿命。
3.根据权利要求1所述的储罐清理移动机器人的软管线缆卷绕系统(力矩电机式)，其特征是主副卷筒主要由一个主卷筒和两个副卷筒组成。主副卷筒从结构上又分为内圈和外圈，内圈主要用于主副卷筒间线缆的过渡连接，外圈主要用于线缆的缠绕。这种结构克服了实际工况中软管和线缆组合缠绕的复杂性，实现了软管和线缆双向缠绕情况下不使用回转接头和集电滑环过渡，从而保证了设备的可靠性。同时将线缆总成的长度按一定的比例分别卷绕在主副卷筒上，并且保证通往机器人的卷绕在主卷筒上的线缆总成全部释放时，通往液压泵站和操控台的软管和线缆仍有一定余量，这个余量可以方便的根据施工现场情况，调整卷筒与液压泵站之间的距离，更加便于工作进行。
4.根据权利要求1所述的移动式清罐机器人的软管线缆卷绕系统(力矩电机式)，其特征是上述可升降软管线缆导向架由可升降支架、托辊和管缆限位架构成，这样软管线缆总成在收放时可有导向和缓冲作用。
5.根据权利要求1所述的移动式清罐机器人的软管线缆卷绕系统(力矩电机式)，其特征是主体架结构由角钢、方钢和槽钢组合焊接而成，卷筒主体钢管和钢板焊接而成，总体结构简单可靠。这种将卷筒、动力部分与主体架等组装为一个整体结构，便于安装、布置，节省了成本。
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