CN102672450B

CN102672450B - 一种深海超高压密封舱端盖的拆装和搬运装置

Info

Publication number: CN102672450B
Application number: CN 201210153949
Authority: CN
Inventors: 季念迎; 刘敬喜; 刘延俊
Original assignee: SHANDONG TUOPU HYDRO-PNEUMATIC Co Ltd
Current assignee: SHANDONG TUOPU HYDRO-PNEUMATIC Co Ltd
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2032-05-17
Also published as: CN102672450A

Abstract

本发明属于机械制造领域，特别是一种深海超高压舱密封端盖的拆装和搬运装置。其特征在于它由搬运机构(1)、机械手(2)、升降转位机构(5)、液压和控制系统(17)组成。本发明的有益效果是，通过搬运机构(1)、机械手(2)、升降转位机构(5)、液压和控制系统(17)的协调工作实现对深海超高压舱密封端盖的高效率、省时省力地拆装和搬运。本发明设计可靠，制造简单，维护成本低，利于推广应用。

Description

一种深海超高压密封舱端盖的拆装和搬运装置

技术领域

本发明属于机械制造领域，特别是一种深海超高压舱密封端盖的拆装和搬运装置。

背景技术

深海超高压舱是一种深海勘探装备中的典型设备，它可用作深海沉积物保真取样器的取样筒、深海仪器的蓄电池密封舱和微控制器的耐压舱等。目前，深海超高压舱的密封端盖主要采用手工拆装，其起吊及搬运由桁车完成。该种拆装和搬运方式存在着拆装困难、耗时长、浪费人力成本的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种效率高、省时省力的深海超高压舱密封端盖的拆装和搬运装置，它能够为深海超高压舱密封端盖的拆装和搬运提供方便。

本发明采用以下技术方案：

一种深海超高压舱密封端盖的拆装和搬运装置，其特征在于它由搬运机构、机械手、升降转位机构、液压和控制系统组成。搬运机构包括转盘、悬臂、定位油缸、平衡拉杆I、平衡拉杆II、刹车油缸I、配重、主动齿轮I、从动齿轮I、马达I、立柱、定位销I、定位销II、限位开关I、限位开关II；机械手包括丝杠螺母副、螺母安装支架、从动齿轮II、主动齿轮II、齿轮箱、磁铁升降油缸、机械手安装盘、马达II、导向杆、电磁铁；升降转位机构包括位移传感器、定位销III、限位开关III、固定法兰、回转立柱、机械手升降油缸、马达III、限位开关IV、主动齿轮III、从动齿轮III、固定箱体、刹车油缸II。转盘通过推力轴承和向心轴承和立柱相连接；悬臂固定在转盘上；定位油缸固定在悬臂上；平衡拉杆I和平衡拉杆II均一端固定在悬臂上，另一端固定在立柱顶端；刹车油缸I固定在悬臂上；配重悬挂在悬臂的一端；主动齿轮I和马达I固定连接；从动齿轮I和转盘固定连接；马达I悬挂在悬臂上；立柱固定在地基上；定位销I、定位销II、限位开关I、限位开关II均布置在立柱周围；丝杠螺母副安装在螺母安装支架上；从动齿轮II固定在丝杠螺母副上；主动齿轮II和马达II连接；齿轮箱、磁铁升降油缸安装在机械手安装盘上；机械手安装盘安装在机械手升降油缸的活塞杆上；马达II安装在齿轮箱上；导向杆安装在机械手安装盘两侧；电磁铁安装在磁铁升降油缸上；位移传感器安装在机械手升降油缸内部；定位销III位于固定法兰上；限位开关III、限位开关IV安装在回转立柱上；机械手升降油缸安装在回转立柱下端；回转立柱通过向心轴承和推力轴承安装在固定法兰上；马达III安装在固定箱体上；主动齿轮III通过联轴器和马达III相连接；从动齿轮III固定在回转立柱上；固定箱体、刹车油缸II均安装在悬臂上；液压和控制系统单独布置在一边，液压系统通过液压管路和各个马达II相连接；控制系统通过电缆和电气元件相连接。

所述的一种深海超高压舱密封端盖的拆装和搬运装置，其特征是机械手有四套，对应四件剪切块，呈90度对称分布；机械手可绕回转立柱做90°旋转；机械手分为上下两部分，马达II、主动齿轮II、齿轮箱、机械手安装盘组成上半部分；从动齿轮II、丝杠螺母副、螺母安装支架一起构成下半部分；齿轮箱上有V形凸起，螺母安装支架上开有和V形凸起对应的V型槽；工作时两者完全锲合，实现主动齿轮II和从动齿轮I I的准确定位和正常啮合；主动齿轮II和从动齿轮II可以分开，剪切块拆卸或安装完成后，机械手的上半部分可以移走，下半部分可留在深海超高压舱端盖上。

拆卸剪切块的工作过程如下：

第一步：马达I驱动搬运机构旋转至深海超高压仓体的摆放位置，通过定位销I和定位销II定位。机械手升降油缸活塞杆伸出，机械手下降，直到齿轮箱上的V形凸起和螺母安装支架上的V型槽精确锲合。

第二步：马达II通过主动齿轮II带动从动齿轮II转动，从动齿轮I I带动丝杠螺母副转动，丝杠将剪切块从深海超高压舱体的剪切块固定槽中移出。

第三步：磁铁升降油缸带动电磁铁向下运动，直到碰到剪切块，然后电磁铁得电，吸附住剪切块。

第四步：机械手升降油缸活塞杆缩回，带动机械手和剪切块上升，直到碰到限位开关III、IV，上升停止。

第五步：马达I驱动搬运机构旋转至剪切块的摆放位置I，通过限位开关I定位。机械手升降油缸活塞杆伸出，机械手下降直到剪切块放在摆放台架上，电磁铁失电，机械手升降油缸活塞杆缩回，马达I驱动搬运机构重新旋转至深海超高压舱体摆放位置。

第六步：升降转位机构的马达III转动，带动机械手旋转45°，到达另外四块剪切块的位置，重复执行第一、二、三、四步。

第七步：马达I驱动搬运机构旋转至剪切块的摆放位置II，通过限位开关II定位。机械手升降油缸活塞杆伸出，机械手下降直到剪切块放在摆放台架上，电磁铁失电，机械手升降油缸活塞杆缩回。

安装剪切块的步骤如下：

第一步：马达I驱动搬运机构旋转至剪切块的摆放位置I，机械手升降油缸活塞杆伸出，机械手下降，磁铁升降油缸带动电磁铁向下运动，直到碰到剪切块，然后电磁铁得电，吸附住剪切块。

第二步：机械手升降油缸活塞杆缩回，带动机械手和剪切块上升，直到碰到限位开关III、IV，上升停止。

第三步：马达I驱动搬运机构旋转至深海超高压舱体的摆放位置，机械手升降油缸活塞杆伸出，机械手下降直到剪切块放在舱体上，同时齿轮箱上的V形凸起和螺母安装支架上的V型槽精确锲合，电磁铁失电，马达II通过主动齿轮II带动从动齿轮II转动，从动齿轮II带动丝杠螺母副转动，丝杠带动剪切块进入舱体的剪切块固定槽中。机械手升降油缸活塞杆缩回，马达I驱动搬运机构旋转至剪切块的摆放位置II。

第四步：重复第一、二步的动作。

第五步：升降转位机构的马达III转动，带动机械手旋转45°，对准另外四块剪切块的摆放位置，重复执行第三步。

第六步：马达I驱动搬运机构旋转至待命位置。整个装置失电，等待下一次拆装命令。

本发明的有益效果是，通过搬运机构、机械手、升降转位机构、液压和控制系统的协调工作实现对深海超高压舱密封端盖的高效率、省时省力地拆装和搬运。设计可靠，制造简单，维护成本低，利于推广应用。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的限位开关和定位销示意图。

图3是本发明的机械手结构放大图。

图4是机械手的齿轮箱和螺母安装支架的示意图。

图5是升降转位机构的放大图。

1-搬运机构，2-机械手，3-深海超高压舱体，4-剪切块，5-升降转位机构，6-转盘，7-悬臂，8-定位油缸，9-平衡拉杆I，10-平衡拉杆II，11-刹车油缸I，12-配重，13-主动齿轮I，14-从动齿轮I，15-马达I，16-立柱，17-液压和控制系统，18-定位销I，19-定位销II，20-限位开关I，21-限位开关II，22-丝杠螺母副，23-螺母安装支架，24-从动齿轮II，25-主动齿轮II，26-齿轮箱，27-磁铁升降油缸，28-机械手安装盘，29-马达II，30-导向杆，31-电磁铁，32-位移传感器，33-定位销III，34-限位开关III，35-固定法兰，36-回转立柱，37-机械手升降油缸，38-马达III，39限位开关IV，40-主动齿轮III，41-从动齿轮III，42-固定箱体，43-刹车油缸II。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明详细说明。

如图1所示，该机构主要包括搬运机构1、机械手2、升降转位机构5、液压和控制系统17。转盘6通过推力轴承和向心轴承和立柱16相连接；悬臂7固定在转盘6上；定位油缸8固定在悬臂7上；平衡拉杆I和平衡拉杆II均一端固定在悬臂7上，另一端固定在立柱16顶端；刹车油缸I固定在悬臂7上；配重12悬挂在悬臂7的一端；主动齿轮I和马达I连接；从动齿轮I和转盘6连接；马达I悬挂在悬臂7上；立柱16固定在地基上。

如图2所示，定位销I、定位销II、限位开关I、限位开关II均布置在立柱16周围。

如图3所示，丝杠螺母副22安装在螺母安装支架23上；从动齿轮II固定在丝杠螺母副22上；主动齿轮II和马达II连接；齿轮箱26、磁铁升降油缸27安装在机械手安装盘28上；机械手安装盘28安装在机械手升降油缸37(见图5)的活塞杆上；马达II安装在齿轮箱26上；电磁铁31安装在磁铁升降油缸27上。

如图4所示，螺母安装支架23上开有V形槽，它和齿轮箱26上开的V形凸起相配合；主动齿轮II和从动齿轮II相啮合。

如图5所示，位移传感器32安装在机械手升降油缸37内部；机械手升降油缸37安装在回转立柱36下端；回转立柱36通过向心轴承、推力轴承安装在固定法兰35上；马达III使用螺钉安装在固定箱体42上；主动齿轮III和马达III相连接；从动齿轮III用螺钉固定在回转立柱36上；固定箱体42、刹车油缸II、限位开关III均安装在悬臂7上。

拆卸剪切块4的工作过程如下：

第一步：马达I驱动搬运机构1旋转至深海超高压仓体3的摆放位置，通过定位销I和定位销II定位。机械手升降油缸37活塞杆伸出，机械手2下降，直到齿轮箱26上的V形凸起和螺母安装支架23上的V型槽精确锲合。

第二步：马达II通过主动齿轮II带动从动齿轮II转动，从动齿轮II带动丝杠螺母副22转动，丝杠将剪切块4从深海超高压舱体3中的剪切块固定槽中移出。

第三步：磁铁升降油缸27带动电磁铁31向下运动，直到碰到剪切块4，然后电磁铁31得电，吸附住剪切块4。

第四步：机械手升降油缸37活塞杆缩回，带动机械手2和剪切块4上升，直到碰到限位开关III、限位开关IV，上升停止。

第五步：马达I驱动搬运机构1旋转至剪切块4的摆放位置I，通过限位开关I定位。机械手升降油缸37活塞杆伸出，机械手2下降直到剪切块4放在摆放台架上，电磁铁31失电，机械手升降油缸37活塞杆缩回，马达I驱动搬运机构1重新旋转至深海超高压舱体3的摆放位置。

第六步：升降转位机构5的马达III转动，带动机械手2旋转45°，到达另外四块剪切块4的位置，重复执行第一、二、三、四步。

第七步：马达I驱动搬运机构1旋转至剪切块4的摆放位置II，通过限位开关II定位。机械手升降油缸37活塞杆伸出，机械手2下降直到剪切块4放在摆放台架上，电磁铁31失电，机械手升降油缸37活塞杆缩回。

安装剪切块4的工作过程如下：

第一步：马达I驱动搬运机构1旋转至剪切块4的摆放位置I，机械手升降油缸37活塞杆伸出，机械手2下降，磁铁升降油缸27带动电磁铁31向下运动，直到碰到剪切块4，然后电磁铁31得电，吸附住剪切块4。

第二步：机械手升降油缸37活塞杆缩回，带动机械手2和剪切块4上升，直到碰到限位开关III和限位开关IV，上升停止。

第三步：马达I驱动搬运机构1旋转至深海超高压舱体3的摆放位置，机械手升降油缸37活塞杆伸出，机械手2下降直到剪切块4放在深海超高压舱体3上，同时齿轮箱26上的V形凸起和螺母安装支架23上的V型槽精确锲合，电磁铁31失电，马达II通过主动齿轮II带动从动齿轮II转动，从动齿轮II带动丝杠螺母副22转动，丝杠带动剪切块4进入深海超高压舱体3的剪切块固定槽中。机械手升降油缸37活塞杆缩回，马达I驱动搬运机构1旋转至剪切块4的摆放位置II。

第四步：重复第一、二步的动作。

第五步：升降转位机构5的马达III转动，带动机械手2旋转45°，对准另外四块剪切块4的摆放位置，重复执行第三步。

第六步：马达I驱动搬运机构1旋转至待命位置。整个装置失电，等待下一次拆装命令。

Claims

1.一种深海超高压舱密封端盖的拆装和搬运装置，其特征是它由搬运机构（1）、机械手（2）、升降转位机构（5）、液压和控制系统（17）组成；搬运机构（1）包括转盘（6）、悬臂（7）、定位油缸（8）、平衡拉杆I（9）、平衡拉杆II（10）、刹车油缸I（11）、配重（12）、主动齿轮I（13）、从动齿轮I（14）、马达I（15）、立柱（16）、定位销I（18）、定位销II（19）、限位开关I（20）、限位开关II（21）；机械手（2）包括丝杠螺母副（22）、螺母安装支架（23）、从动齿轮II（24）、主动齿轮II（25）、齿轮箱（26）、磁铁升降油缸（27）、机械手安装盘（28）、马达II（29）、导向杆（30）、电磁铁（31）；升降转位机构（5）包括位移传感器（32）、定位销III（33）、限位开关III（34）、固定法兰（35）、回转立柱（36）、机械手升降油缸（37）、马达III（38）、限位开关IV（39）、主动齿轮III（40）、从动齿轮III（41）、固定箱体（42）、刹车油缸II（43）；转盘（6）通过推力轴承和向心轴承和立柱（16）相连接；悬臂（7）固定在转盘（6）上；定位油缸（8）固定在悬臂（7）上；平衡拉杆I（9）和平衡拉杆II（10）均一端固定在悬臂（7）上，另一端固定在立柱（16）顶端；刹车油缸I（11）固定在悬臂（7）上；配重（12）悬挂在悬臂（7）的一端；主动齿轮I（13）和马达I（15）连接；从动齿轮I（14）和转盘（6）连接；马达I（15）悬挂在悬臂（7）上；立柱（16）固定在地基上；定位销I（18）、定位销II（19）、限位开关I（20）、限位开关II（21）均布置在立柱（16）周围；丝杠螺母副（22）安装在螺母安装支架（23）上；从动齿轮II（24）固定在丝杠螺母副（22）上；主动齿轮II（25）和马达II（29）连接；齿轮箱（26）、磁铁升降油缸（27）安装在机械手安装盘（28）上；机械手安装盘（28）安装在机械手升降油缸（37）的活塞杆上；马达II（29）安装在齿轮箱（26）上；导向杆（30）安装在机械手安装盘（28）两侧；电磁铁（31）安装在磁铁升降油缸（27）上；位移传感器（32）安装在机械手升降油缸（37）内部；定位销III（33）位于固定法兰（35）上；限位开关III（34）、限位开关IV（39）安装在回转立柱（36）上；机械手升降油缸（37）安装在回转立柱（36）下端；回转立柱（36）通过向心轴承和推力轴承安装在固定法兰（35）上；马达III（38）安装在固定箱体（42）上；主动齿轮III（40）通过联轴器和马达III（38）相连接；从动齿轮III（41）固定在回转立柱（36）上；固定箱体（42）、刹车油缸II（43）、均安装在悬臂（7）上；液压和控制系统（17）单独布置在一边，液压系统通过液压管路和各个马达II相连接；控制系统通过电缆和电气元件相连接。

2.根据权利要求1所述的一种深海超高压舱密封端盖的拆装和搬运装置，其特征是所述的机械手（2）有四套，对应四件剪切块（4），呈90度对称分布；机械手（2）可绕旋转立柱做45°旋转；机械手（2）分为上下两部分，马达II（29）、主动齿轮II（25）、齿轮箱（26）、机械手安装盘（28）组成上半部分，从动齿轮II（24）、丝杠螺母副（22）、螺母安装支架（23）一起构成下半部分；齿轮箱（26）上有V形凸起，螺母安装支架（23）上开有和V形凸起对应的V型槽；工作时两者完全锲合，实现主动齿轮II（25）和从动齿轮II（24）的准确定位和正常啮合；主动齿轮II（25）和从动齿轮II（24）可以分开，剪切块（4）拆卸或安装完成后，机械手（2）的上半部分可以移走，下半部分可留在深海超高压舱体（3）的端盖上。