CN104455907A - 一种管道堵漏整体装备及执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道堵漏整体装备及执行机构，有效解决了现有技术中人员很难直接对管道泄漏穿孔点进行堵漏的问题。执行机构包括：大臂、小臂、以及机械手，所述大臂与所述小臂活动连接；所述大臂支撑所述小臂并带动所述小臂调整所述机械手的位置，其中，所述机械手包括连杆机构、夹紧机构以及卡具，所述连杆机构的一端连接至所述小臂，所述夹紧机构夹紧所述卡具以对所述卡具进行定位，所述夹紧机构通过球铰与所述连杆机构的另一端相连。

Description

一种管道堵漏整体装备及执行机构

技术领域

本发明涉及油气管道领域，尤其涉及一种管道堵漏整体装备及执行机构。

背景技术

在油气管道的长期运营中，腐蚀穿孔等小型泄漏等较为常见，采用帽式和补板式的卡具盖压补焊是常用的抢修方法。

目前，对于已发生泄漏穿孔的油气管道，一般需要管道降压停输到近乎不在泄漏的状态，再由人工搬运加装到管道泄漏部位。而对于不便于及时降压停输的管道，人员很难直接对管道泄漏穿孔点进行堵漏。

发明内容

本发明通过发明实施例提供了一种管道堵漏整体装备及执行机构，解决了现有技术中人员很难直接对管道泄漏穿孔点进行堵漏的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种执行机构，包括：大臂、小臂、以及机械手，所述大臂与所述小臂活动连接；所述大臂支撑所述小臂并带动所述小臂调整所述机械手的位置，其中，所述机械手包括连杆机构、夹紧机构以及卡具，所述连杆机构的一端连接至所述小臂，所述夹紧机构夹紧所述卡具以对所述卡具进行定位，所述夹紧机构通过球铰与所述连杆机构的另一端相连。

可选的，所述执行机构还包括限位挡块，设置在所述连杆机构上，且与所述卡具的后部正对。

可选的，所述执行机构还包括：锁紧螺栓，对所述夹紧机构进行锁定，使所述卡具夹紧在所述夹紧机构内。

第二方面，本发明实施例提供了一种堵漏整体装备，包括第一方面任一所述的执行机构，所述堵漏整体装备还包括：装备壳体；动力系统，设置于所述装备壳体内部，其中，所述动力系统包括：电机密闭盒，防爆式电机以及保护罩；其中，所述防爆式电机安装于所述电机密闭盒中；所述保护罩形成于所述电机密闭盒外部，所述电机密闭盒与所述保护罩之间形成一密闭腔体，所述密闭腔体中循环注入有惰性气体。可选的，所述保护罩通过密封胶条连接主体立板，主体底板，前板，后板，侧板以及盖板来形成所述密封腔体。

可选的，所述堵漏整体装备还包括电气系统，其中，所述电气系统包括：中央控制器；视频监控模块，与所述中央控制器连接，对所述堵漏整体装备所处环境进行监控；位姿检测传感器，与所述中央控制器连接，对堵漏整体装备的动作进行监控；可燃气体浓度检测器，设置在所述小臂前端，且与所述中央控制器连接，用于获得所述小臂前端的可燃气体浓度；喷水装置，设置于所述小臂前端，并与所述中央控制器连接，用于在所述可燃气体浓度检测器所检测的气体浓度达到一浓度阈值时，在所述中央控制器的控制下进行喷水动作。

可选的，所述电气系统还包括：无线信号接收端，与所述中央控制器连接，使所述堵漏整体装备接收地面控制终端或远程控制终端的控制。

可选的，所述视频监控模块，包括：第一摄像头，设置于所述装备壳体上；第二摄像头，设置于所述小臂前端；画面分割器，与所述第一摄像头和所述第二摄像头连接，通过所述画面分割器将所述分割画面传输至所述堵漏整体装备，或所述地面控制终端，或所述远程控制终端的监视器上。

本发明实施例提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在本发明实施例中的执行机构设计了专用的机械手，专用的机械手包括连杆机构、夹紧机构以及卡具，所述连杆机构的一端连接至所述小臂，夹紧机构夹紧卡具以对卡具进行定位，夹紧机构通过球铰与连杆机构的另一端相连。能够根据堵漏需要，可以放松夹紧机构，更换夹紧机构所夹紧的卡具类型，以能够更换卡具来使得机械手夹取不同堵漏部件。实现了根据管道泄漏情况快速携带适宜的堵漏机具完成堵漏卡具的安装、定位的功能，以完成管道的机械自动修复。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的管道堵漏整体装备的结构示意图；

图2为本发明实施例中的执行机构中的机械手的结构图；

图3为本发明实施例中的保护罩的结构示意图；

图4为本发明实施例中的电气系统的功能模块图；

图5为本发明实施例中的视频监控模块的功能模块图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种管道堵漏整体装备及执行机构，实现了根据管道泄漏情况快速携带适宜的堵漏卡具，完成管道的机械自动修复。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1所示，图1为本发明实施例中的执行机构的结构示意图，包括如下结构：大臂11、小臂12、以及机械手13，大臂11与小臂12之间为活动连接的方式，大臂11支撑小臂12，并且小臂12能够相对于大臂11在竖直方向转动，从而大臂11带动小臂12运动。机械手13连接在小臂12上，进而，使得大臂11间接调整机械手13的位置。

其中，参考图2所示，机械手13包括连杆机构14、夹紧机构15以及卡具16，连杆机构14的第一端A连接至小臂12，具体的，连杆机构14的第一端A通过快开接头与小臂12连接，夹紧机构15与连杆机构14的第二端B相连。夹紧机构15夹紧卡具16，以对卡具16进行定位。

在具体实施过程中，为了不改动管道堵漏所使用的卡具16，又能使卡具16配合夹紧机构15，夹紧机构15设置为一个卡箍151和一个紧固件152，卡具16用于内套在卡箍151内的一端的尺寸与卡箍151的尺寸适配，使得卡箍151能套在卡具16外。通过调整穿过卡箍151的紧固件152，锁紧卡箍151内的卡具16，实现对卡具16的定位。

具体的，连杆机构14的第二端B固定有两个连杆为连杆141和连杆142，连杆141通过球铰17连接到卡箍151的一侧，连杆142通过球铰18连接到卡箍151的另一侧，球铰17和球铰18的位置连线穿过卡箍的圆心。球铰17和球铰18的设置，使得锁紧为一体的卡具16和卡箍151能够相对于连杆机构14旋转，更有利于角度补偿。

进一步，为了避免卡具16相对于连杆机构14转动过程中磕碰，连杆机构14到卡具16，在连杆机构14上设置了限位挡块19，具体设置在连杆141和连杆142之间的连杆机构14上正对卡具16后部的一侧。

进一步，在一种实施方式中，为了更准确的确定管道上需要堵漏的位置，在小臂12前端安装有照明装置，辅助现场作业。

通过上述描述的执行机构可以看出，机械手13能够抓紧定位好卡具16，进行管道堵漏，而且通过更换末端的卡箍，可使得执行机构能够卡紧不同直径的卡具16。执行机构的多个连接位置可以进行旋转，则使得执行机构更灵活，确保了卡具16的精确安装。

基于同一发明构思，参考图1所示，本发明实施例提供的堵漏整体装备，包括前述实施例所描述执行机构，执行机构的实施方式请参考前述实施例，本实施例中的堵漏整体装备还包括其他结构，包括装备壳体2和动力系统，动力系统设置于装备壳体2内部，提供堵漏整体装备工作的驱动动力。

其中，动力系统参考图3所示，包括电机密闭盒3A，防爆式电机以及保护罩；其中，防爆式电机安装于电机密闭盒3A中；保护罩形成于电机密闭盒3A外部，电机密闭盒3A与保护罩之间形成一密闭腔体，密闭腔体中循环注入有惰性气体。比如，循环注入微正压氮气，使得最终做到堵漏整体装备可在爆炸危险区域作业，安全防爆。在一种实施方式下，保护罩可以为包括如图3所示的主体立板3B1，主体底板3B2，前板3B3，后板3B4，侧板3B5以及盖板3B6搭建形成。通过密封胶条3B7密封主体立板3B1，主体底板3B2，前板3B3，后板3B4，侧板3B5以及盖板3B6连接位置，形成密封腔体。当然，在具体实施过程中，也可以为通过其他形态在电机密闭盒3A外形成保护罩，各面的密封胶条3B7的密封均靠螺纹连接与硅胶垫组合来完成。

进一步，为了实现对堵漏整体装备的监测控制，堵漏整体装备还包括电气系统，电气系统的每个部件根据所要完成的功能不同，设置的位置不同，参考图4所示，电气系统包括：中央控制器4A、视频监控模块4B、位姿检测传感器4C、可燃气体浓度检测器4D、以及喷水装置4E。

视频监控模块4B与中央控制器4A连接，对堵漏整体装备所处环境进行监控；位姿检测传感器4C与中央控制器4A连接，对堵漏整体装备的动作进行监控；可燃气体浓度检测器4D设置在小臂12前端(靠近机械手13的一端)，用于获得小臂12前端的可燃气体浓度；可燃气体浓度检测器4D与中央控制器4A连接，保证了管道堵漏过程中的安全性，堵漏整体装备上还安装有与可燃气体浓度检测器4D连接的报警器，实现随时监测可燃气体浓度，可燃气体浓度达到设定值可实现报警。喷水装置4E设置于小臂12前端，并与中央控制器4A连接，用于在可燃气体浓度检测器4D所检测的气体浓度达到一浓度阈值时，喷水装置4E在中央控制器4A的控制下进行喷水动作，避免了在管道堵漏过程中可能的危险。

在一种实施方式下，电气系统还包括无线信号接收端4F，与中央控制器4A连接，使整体堵漏装备接收地面控制终端或远程控制终端的控制，实现了对堵漏整体装备的远程控制。

在具体实施过程中，整体堵漏装备的电气系统中还可以包括其他部件，比如动力系统监测传感器，照明灯，和设置的监控仪表等等，均与中央控制器4A连接，在中央控制器4A的控制下实现各自功能，其他部件的功能实现可以参考现有技术，在此不进行描述。

进一步，本发明实施例中的堵漏整体装备还包括液压系统，其中，液压系统中包括一电液比例阀与电气系统中的中央控制器4A电路连接，一多路阀与电液比例阀油路连接，且多路阀与执行机构连接，执行机构的大臂11对应设置有大臂油缸，小臂12对应设置有小臂油缸，机械手13对应设置有的手腕油缸，通过液压系统使得执行机构能够执行动作。至于液压系统的其他部件以及连接关系可以参考现有技术，这里不再赘述。

在具体实施过程中，参考图5所示，视频监控模块4B包括第一摄像头4B1、第二摄像头4B2和画面分割器4B3，第一摄像头4B1设置于装备壳体2上；第二摄像头4B2设置于小臂12前端。画面分割器4B3与第一摄像头4B1和第二摄像头4B2均连接，通过画面分割器4B3将分割画面传输至堵漏整体装备，或地面控制终端，或远程控制终端的监视器4B4上。具体的，第一摄像头4B1和第二摄像头4B2采用特制防爆摄像头，防护等级达到IP66为佳，进一步，视频监控模块4B还包括与主控制器4B5连接的云台控制器4B6，与云台控制器4B6连接的车载云台4B7。无线信号接收端4F接收控制指令，实现主控制器4B5对画面分割器4B3和云台控制器4B6的控制。具体的，第一摄像头4B1布置在车载云台4B7的覆盖件上，可以实现变换拍摄角度，在设备移动时观察周边环境以及寻找目标管道。第二摄像头4B2可随小臂12的移动而移动，观察角度灵活，精准的确定泄漏点的位置。且第二摄像头4B2可借助大臂11的大范围移动，能够查看到第一摄像头4B1无法显示的角度盲区，极大地提高了远程堵漏作业的可操作性。

通过上述对堵漏整体装备的描述可以看出，通过各个部件的配合，实现了远程遥控自主靠近泄漏管道，依靠视频监控对泄漏点定位、探测，最后根据管道泄漏情况快速携带适宜的堵漏机具完成堵漏卡具的安装、定位的功能，以完成管道的远程修复任务。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种执行机构，其特征在于，包括：大臂、小臂、以及机械手，所述大臂与所述小臂活动连接；

所述大臂支撑所述小臂并带动所述小臂调整所述机械手的位置，其中，所述机械手包括连杆机构、夹紧机构以及卡具，所述连杆机构的一端连接至所述小臂，所述夹紧机构夹紧所述卡具以对所述卡具进行定位，所述夹紧机构通过球铰与所述连杆机构的另一端相连。

2.如权利要求1所述的执行机构，其特征在于，所述执行机构还包括：

限位挡块，设置在所述连杆机构上，且与所述卡具的后部正对。

3.如权利要求2所述的执行机构，其特征在于，所述执行机构还包括：

锁紧螺栓，对所述夹紧机构进行锁定，使所述卡具夹紧在所述夹紧机构内。

4.一种堵漏整体装备，包括如权利要求1-3中任一权项所述的执行机构，其特征在于，所述堵漏整体装备还包括：

装备壳体；

动力系统，设置于所述装备壳体内部，其中，所述动力系统包括：电机密闭盒，防爆式电机以及保护罩；

其中，所述防爆式电机安装于所述电机密闭盒中；所述保护罩形成于所述电机密闭盒外部，所述电机密闭盒与所述保护罩之间形成一密闭腔体，所述密闭腔体中循环注入有惰性气体。

5.如权利要求4所述的堵漏整体装备，其特征在于，所述保护罩通过密封胶条连接主体立板，主体底板，前板，后板，侧板以及盖板来形成所述密封腔体。

6.如权利要求4所述的堵漏整体装备，其特征在于，所述堵漏整体装备还包括电气系统，其中，所述电气系统包括：

中央控制器；

视频监控模块，与所述中央控制器连接，对所述堵漏整体装备所处环境进行监控；

位姿检测传感器，与所述中央控制器连接，对堵漏整体装备的动作进行监控；

可燃气体浓度检测器，设置在所述小臂前端，且与所述中央控制器连接，用于获得所述小臂前端的可燃气体浓度；

喷水装置，设置于所述小臂前端，并与所述中央控制器连接，用于在所述可燃气体浓度检测器所检测的气体浓度达到一浓度阈值时，在所述中央控制器的控制下进行喷水动作。

7.如权利要求6所述的堵漏整体装备，其特征在于，所述电气系统还包括：

无线信号接收端，与所述中央控制器连接，使所述堵漏整体装备接收地面控制终端或远程控制终端的控制。

8.如权利要求7所述的堵漏整体装备，其特征在于，所述视频监控模块，包括：

第一摄像头，设置于所述装备壳体上；

第二摄像头，设置于所述小臂前端；

画面分割器，与所述第一摄像头和所述第二摄像头连接，通过所述画面分割器将所述分割画面传输至所述堵漏整体装备，或所述地面控制终端，或所述远程控制终端的监视器上。