CN105215038A - 一种储油罐清洗机器人脐带缆卷放装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储油罐清洗机器人脐带缆卷放装置，包括：动力装置、变速箱、集电滑环箱、多通道旋转接头、卷筒和底座，其中，动力装置、变速箱和集电滑环箱置于卷筒一侧，多通道旋转接头置于另一侧；动力装置由液压马达、联轴器和安全离合器组成；变速箱采用行星锥齿轮结构，输入轴竖直设置与动力装置相连接，输出轴水平设置，一端与集电滑环箱的集电滑环的转子法兰相连接，一端与卷筒相连接；集电滑环箱内设置有防爆集电滑环和防爆接线箱；多通道旋转接头包括液压油、水、气三种介质通道；底座设置有扶手、脚轮和升降手轮；变速箱箱体和多通道旋转接头固定壳体固定在底座上。脐带缆卷放器使脐带缆的卷放与机器人动作相匹配，保证了机器人工作的可靠稳定。
Description
技术领域
本发明涉及储油罐清洗设备领域，特别是涉及一种属于储油罐清洗机器人系统辅助设备的储油罐清洗机器人脐带缆卷放装置。
背景技术
利用储油罐存储是战略石油储备的主要方式。在成品油储油罐长时间的储运中，成品油中的少量沙粒、泥土、重金属盐类等杂质因密度差，会和水一起沉降积累在储油罐底部，形成又黑又稠的胶状物质，即储油罐底泥。杂质和水分会降低成品油的品质，影响油品计算的精确度；加速储油罐腐蚀，严重时会引起底板穿孔，造成漏油事故；产生静电并积聚，造成静电事故。此外，油品升级以及换装不同油品时，罐内残存油品和新装入油品不能相混，储油罐发生渗漏或其他损坏，需要进行检查或动火修理时，都需要对储油罐进行清洗，同时根据国家规储油罐也必须定期进行清洗检修。储油罐清洗技术先后经历了人工清洗和机械清洗阶段，随着人们对储油罐清洗作业安全、效率、成本、环保要求的不断提高，储油罐清洗机器人技术作为一种无需人员进罐的清洗技术得到了国内外越来越多的关注。由于机器人多采用液压驱动，高压水射流清洗，需要携带传感照明设备，机器人后部必须拖拽一根脐带缆；为防止脐带缆的缠绕储油罐附件、中部打结和被机器人履带碾压，必须要有对脐带缆进行卷放的设备，作为机器人配套使用的辅助设备，脐带缆卷放器已成为储油罐清洗机器人系统必不可少的一部分。
发明内容
基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种储油罐清洗机器人脐带缆卷放装置，能与储油罐清洗机器人配套使用，方便对储油罐清洗机器人的脐带缆进行卷放。
为解决上述技术问题，本发明提供一种储油罐清洗机器人脐带缆卷放装置，包括：
底座、卷筒、动力装置、变速箱、集电滑环箱和多通道旋转接头；其中，
所述变速箱通过支撑架设在所述底座上，所述变速箱采用竖直设置的输入轴与水平设置的输出轴通过行星锥齿轮结构啮合的变速箱；
所述动力装置设在所述变速箱上面，与所述变速箱的输入轴相连接；
所述集电滑环箱设在所述变速箱外侧，所述集电滑环箱的集电滑环的转子法兰与所述变速箱的输出轴外端相连接，
所述卷筒设在所述变速箱内侧，与所述变速箱的输出轴内端相连接，能在所述变速箱的输出轴驱动下转动；
所述多通道旋转接头固定设在所述底座上，处于所述卷筒的另一侧，该多通道旋转接头内分别设有液压油介质通道、水介质通道和气介质通道，该多通道旋转接头一端与所述卷筒连接，连接所述卷筒的一端分别设用于连接所述卷筒上卷放的机器人脐带缆的所述液压油介质通道的出油口、所述水介质通道的出水口和所述气介质通道的出气口。
本发明的有益效果为：通过在底座上设置动力装置和变速箱来驱动卷筒，在卷筒一侧设置集电滑环箱来转接脐带缆中的电缆接头，在卷筒另一侧设置多通道旋转接头来转接脐带缆中的各种介质管路，使得该装置可以卷放储油罐清洗机器人脐带缆。该卷放装置结构并不复杂，但能方便的配合清洗机器人卷放脐带缆，使脐带缆的卷放与机器人动作相匹配，保证了机器人工作的可靠稳定，进而完成储油罐的清洗，提高了清洗机器人使用的便利性和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的卷放装置等轴测示意图；
图2为本发明实施例提供的卷放装置的主视图；
图3为本发明实施例提供的卷放装置的前视图；
图4为本发明实施例提供的卷放装置的多通道旋转接头剖视图；
图5为本发明实施例提供的卷放装置的多通道旋转接头的侧视图；
图6为本发明实施例提供的卷放装置的集电滑环结构图；
图1中各标号对应的部件为：1-多通道旋转接头；2-卷筒；3-动力装置；4-集电滑环箱；5-变速箱；6-底座；7-升降手轮；8-脚轮；9-扶手；
图4中各标号对应的部件为：10-进水口；11-卡圈；12-油与气共用进口；13-第一轴承；14-出水口；15-连接法兰；16-工艺孔；17-油与气共用出口；18-第一固定壳体；181-旋转壳体；19-第二轴承；20-密封圈；201-第二固定壳体；
图6中各标号对应的部件为：21-转子法兰；22-推力球轴承；23-转子；24-定子；25-定子滑片；26-绝缘体；27-滑环排列结构；28-压簧；29-压板；30-防尘罩；31-压簧顶丝；32-绝缘外套；33-转子滑片；34-深沟球轴承。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1至3所示，本发明实施例提供一种储油罐清洗机器人脐带缆卷放装置，包括：底座6、卷筒2、动力装置3、变速箱5、集电滑环箱4和多通道旋转接头1；
其中，变速箱5通过支撑架设在底座6上，变速箱5采用竖直设置的输入轴与水平设置的输出轴通过行星锥齿轮结构啮合的变速箱；
动力装置3设在变速箱5上面，与变速箱5的输入轴相连接；
集电滑环箱4设在变速箱5外侧，集电滑环箱4的转子法兰21与变速箱5的输出轴外端相连接，
卷筒2设在变速箱5内侧，与变速箱5的输出轴内端相连接，能在变速箱5的输出轴驱动下转动；
多通道旋转接头1固定设在底座上，处于卷筒2的另一侧，该多通道旋转接头1内分别设有液压油介质通道、水介质通道和气介质通道，该多通道旋转接头1一端与卷筒1连接，连接卷筒的一端分别设用于连接卷筒上卷放的机器人脐带缆的液压油介质通道的出油口、水介质通道的出水口和气介质通道的出气口。
上述卷放装置，动力装置3由液压马达、联轴器和安全离合器组成；液压马达的动力输出轴经联轴器与安全离合器连接，安全离合器连接变速箱5的输入轴。
上述卷放装置，集电滑环箱4内设有防爆集电滑环和第一防爆接线箱，还包括处于集电滑环箱4外固定设置在卷筒6上的第二防爆接线箱，第一防爆接线箱通过防爆电缆与防爆集电滑环的定子滑片的电气接口连接，防爆集电滑环的转子滑片的电气接口通过防爆电缆与第二防爆接线箱电气连接；
第一防爆接线箱设有连接外部电缆的电缆接头；第二防爆接线箱设有连接卷筒6上卷放的机器人脐带缆的脐带缆电气接头。
如图6所示，上述卷放装置中的防爆集电滑环包括：转子法兰21、推力球轴承22、转子23、定子24、定子滑片25、绝缘体26、压簧28、压板29、防尘罩30、压簧顶丝31、绝缘外套32、转子滑片33和深沟球轴承34；
其中，定子24通过螺钉固定在防爆集电滑环箱4的箱体上，该定子24的一端伸出到箱体外部并通过推力球轴承22压紧转子法兰，该定子24另一端与防尘罩30相连接；
定子内部为中空结构，内部的一侧通过深沟球轴承34与转子23相配合，内部的另一侧与绝缘外套32相连接；该定子24上设有电缆通道；
绝缘外套32上设有凹槽；
转子23内部为中空结构，该转子23一端与转子法兰21连接，该转子23上设有凹槽；
定子滑片25嵌在绝缘外套32的凹槽上，该定子滑片25设有电气接口；
转子滑片33嵌在转子的凹槽上，该转子滑片33设有电气接口；
定子滑片25、转子滑片33和绝缘体26依次同心叠放组成滑环排列结构27；
压板29与绝缘外套32相连接，该压板29中心设有能调节压簧的轴向位置的压簧顶丝31，能压紧滑环排列结构27。
上述这种结构的防爆集电滑环方便了动、静电气接头的有效电气连接，确保了卷放装置工作的安全性与稳定性。
上述卷放装置中的多通道旋转接头1包括：第一固定壳体18、第二固定壳体201、连接法兰15、旋转壳体181、第一轴承13、第二轴承19、卡圈11和密封圈20；
其中，第一固定壳体18内为中空结构，其前端开口，后端设置由连接法兰15压紧的第一轴承13，该第一固定壳体18上设有油与气共用进口12，该第一固定壳体18的中空结构内表面设有对应贯通的环形凹槽；
旋转壳体181内部开有若干中空通道，该旋转壳体181一端通过第一轴承13和第二轴承19设置在第一固定壳体18的中空结构内，能在第一固定壳体18内自由转动，该旋转壳体181前端设置在第二固定壳体201的中空结构内；该旋转壳体181后端与连接法兰15连接；
第二固定壳体201内为中空结构，该第二固定壳体201上设有进水口10和与旋转壳体181内贯通的第一中空通道；
连接法兰15内部设有与旋转壳体181内贯通的第二中空通道，该连接法兰15的外环面设有与其内的第二中空通道连通的出水口14和油与气共用出口17；
第二固定壳体201上的进水口10和第一中空通道、旋转壳体181内的中空通道、连接法兰15及其上的出水口14和第二中空通道相互贯通，构成多通道旋转接头1的水介质通道；
第一固定壳体18的油与气共用进口12与第一固定壳体18内的环形凹槽、旋转壳体181内的中空通道及连接法兰15上的油与气共用出口17相互贯通，构成多通道旋转接头1的油、气介质通道；
卡圈11套设在旋转壳体181外，处于第二轴承19外端面；
密封圈20设在旋转壳体181与第二固定壳体201的接触面；
第一固定壳体18和第二固定壳体201通过螺钉固定在底座2的支架上，连接法兰15通过螺钉固定在卷筒6上。
上述多通道旋转接头1的连接法兰上设有工艺孔16。
上述结构的多通道旋转接头1，将水、油和气的介质通道有效集成在一起，实现了动、静接头的稳定连接，使得该卷放装置能更好的配合清洗机器人工作。
上述卷放装置中，集电滑环箱内的防爆集电滑环、变速箱的水平设置的输出轴、卷筒2、多通道旋转接头的固定轴和旋转轴处于同一水平轴线上；液压马达输出轴和变速箱输入轴处于同一竖直轴线上。
上述卷放装置中，底座6为上下两层，两层之间设有升降机构，上层上设有扶手9和与升降机构连接的升降手轮7、下层的底部设有脚轮8。
下面结合附图和具体实施例对本发明的卷放装置作进一步说明。
如图1所示，本实施例提供一种储油罐清洗机器人脐带缆卷放装置，用来控制储油罐清洗机器人脐带缆的卷放，属于储油罐清洗机器人系统的辅助设备，包括：动力装置、变速箱、集电滑环箱、多通道旋转接头、卷筒和底座，其中，动力装置、变速箱和集电滑环箱置于卷筒一侧，多通道旋转接头置于另一侧；动力装置由液压马达、联轴器和安全离合器组成；变速箱采用行星锥齿轮结构，输入轴竖直设置与动力装置相连接，输出轴水平设置，一端与集电滑环转子法兰相连接，一端与卷筒相连接；集电滑环箱内设置有防爆集电滑环和防爆接线箱；多通道旋转接头包括液压油、水、气三种介质通道；底座设置有扶手、脚轮和升降手轮；变速箱箱体和多通道旋转接头壳体固定在底座上。
上述卷放装置中，动力装置由液压马达、联轴器和安全离合器组成；液压马达为定量马达，液压马达与变速箱输入轴间加装安全离合器，在卷筒转矩过载时自动断开，保护脐带缆；动力装置保证卷放器与机器人之间的脐带缆始终保持张紧状态；动力装置与储油罐清洗机器人系统中的液压泵站相连接，并由液压泵站上集成的液压阀进行控制，动力装置为卷放器提供动力和过载保护。
上述卷放装置中，变速箱采用行星锥齿轮结构，输入轴竖直设置与动力装置相连接，输出轴水平设置，一端与集电滑环转子法兰相连接，一端与卷筒相连接；变速箱箱体下部固定在底座的支撑架上，上部与动力装置外壳固定在一起，水平一侧与集电滑环箱箱体固定；变速箱将液压马达的转速范围调节到卷放器工作需要的范围。
上述卷放装置中，集电滑环箱内设置有防爆集电滑环和防爆接线箱，防爆集电滑环通过防爆电缆与防爆接线箱相连连接；外部电缆接入集电滑环箱内的防爆接线箱，通过防爆集电滑环再连接至固定于卷筒上的另一个防爆接线箱，最终在此与脐带缆内电缆接通；内部接线应符合危险场所电气防爆安全规范，电气部分应达到相应的防爆等级要求。防爆集电滑环的结构如图6所示，包括：转子法兰、推力球轴承、转子、定子、定子滑片、绝缘体、压簧、压板、防尘罩、压簧顶丝、绝缘外套、转子滑片、深沟球轴承。定子通过螺钉固定在防爆集电滑环箱箱体上，该定子一端设在箱体外部并通过推力球轴承压紧转子法兰，另一端与防尘罩相连接；内部为中空结构，该定子一侧通过深沟球轴承与转子相配合，另一侧与绝缘外套相连接；定子上设有电缆通道；转子内部为中空结构，一端与转子法兰连接，转子上设有凹槽；定子滑片嵌在绝缘外套设有的凹槽上，并设有电气接口；转子滑片嵌在转子凹槽上，并设有电气接口；定子滑片、转子滑片和绝缘体依次同心叠放，组成了滑环排列结构；压板与绝缘外套相连接，中心设有压簧顶丝可以调节压簧的轴向位置，进而压紧滑环排列结构。
上述卷放装置中，多通道旋转接头的结构如图4、5所示，该多通道旋转接头包括：第一固定壳体、第二固定壳体、连接法兰、旋转壳体、第一轴承、第二轴承、卡圈和密封圈；第一固定壳体内为中空结构；其前端开口，后端设置第一轴承和连接法兰，连接法兰压紧第一轴承，第一固定壳体上设有油与气共用进口，并在内表面开有对应贯通的环形凹槽，油与气共用进口与环形凹槽连通；第二固定壳体内为中空结构，其上设有进水口和与旋转壳体内贯通的第一中空通道；旋转壳体内部开有若干中空通道，一端通过第一轴承和第二轴承设置在第一固定壳体的中空结构内，能在第一固定壳体内自由转动，旋转壳体前端设在第一固定壳体外，并设在第二固定壳体的中空结构内，后端与连接法兰连接；连接法兰内部设有与旋转壳体贯通的第二中空通道，该连接法兰的外环面设有与该连接法兰内的第二中空通道连通的出水口和油与气共用出口；第二固定壳体上的进水口和第一中空通道、旋转壳体内的中空通道、连接法兰上的出水口和第二中空通道相互贯通，构成该多通道旋转接头的水介质通道；第一固定壳体上的油与气共用进口和第一固定壳体内的环形凹槽、旋转壳体内的中空通道、连接法兰上的油与气共用出口相互贯通，构成多通道旋转接头的油、气介质通道；卡圈套设在旋转壳体外，处于第二轴承外端面处；密封圈设在旋转壳体与第二固定壳体的接触面处；第一固定壳体和第二固定壳体通过螺钉固定在底座的支架上，连接法兰15通过螺钉固定在卷筒上。各油与气共用进、出口之间留有足够的接头安装空间，各介质通道均有良好的密封，防止介质泄漏；这种结构的多通道旋转接头实现了不同介质，不等数量软管的卷放。
上述卷放装置中，集电滑环、变速箱输出轴、卷筒、多通道旋转接头固定轴和旋转轴均处于同一水平轴线上；液压马达输出轴和变速箱输入轴处于同一竖直轴线上；安装时应保证尽量高的安装精度，使卷放器运转平稳安静。
上述卷放装置中，底座设置有扶手、脚轮和升降手轮；运输时利用可以方便地吊运，对于平地和较平缓的坡可以使用脚轮来移动，卷放器工作时摇下升降手轮，可以支撑底座，并依靠自重产生的摩擦力来固定底座；底座不仅支撑了上部结构，还解决了整体的运输、移动和固定问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种储油罐清洗机器人脐带缆卷放装置，其特征在于，包括：
底座(6)、卷筒(2)、动力装置(3)、变速箱(5)、集电滑环箱(4)和多通道旋转接头(1)；其中，
所述变速箱(5)通过支撑架设在所述底座(6)上，所述变速箱(5)采用竖直设置的输入轴与水平设置的输出轴通过行星锥齿轮结构啮合的变速箱；
所述动力装置(3)设在所述变速箱(5)上面，与所述变速箱(5)的输入轴相连接；
所述集电滑环箱(4)设在所述变速箱(5)外侧，所述集电滑环箱(4)的集电滑环的转子法兰(21)与所述变速箱(5)的输出轴外端相连接，
所述卷筒(2)设在所述变速箱(5)内侧，与所述变速箱(5)的输出轴内端相连接，能在所述变速箱(5)的输出轴驱动下转动；
所述多通道旋转接头(1)固定设在所述底座上，处于所述卷筒(2)的另一侧，该多通道旋转接头(1)内分别设有液压油介质通道、水介质通道和气介质通道，该多通道旋转接头(1)一端与所述卷筒(1)连接，连接所述卷筒的一端分别设用于连接所述卷筒上卷放的机器人脐带缆的所述液压油介质通道的出油口、所述水介质通道的出水口和所述气介质通道的出气口。
2.根据权利要求1所述的一种储油罐清洗机器人脐带缆卷放装置，其特征在于，所述动力装置(3)由液压马达、联轴器和安全离合器组成；所述液压马达的动力输出轴经联轴器与安全离合器连接，所述安全离合器连接所述变速箱(5)的输入轴。
3.根据权利要求1所述的一种储油罐清洗机器人脐带缆卷放装置，其特征在于，所述集电滑环箱(4)内设有防爆集电滑环和第一防爆接线箱，还包括处于所述集电滑环箱(4)外固定设置在所述卷筒(6)上的第二防爆接线箱，所述第一防爆接线箱通过防爆电缆与所述防爆集电滑环的定子滑片的电气接口连接，所述防爆集电滑环的转子滑片的电气接口通过防爆电缆与所述第二防爆接线箱电气连接；
所述第一防爆接线箱设有连接外部电缆的电缆接头；所述第二防爆接线箱设有连接所述卷筒(6)上卷放的机器人脐带缆的脐带缆电气接头。
4.根据权利要求3所述的一种储油罐清洗机器人脐带缆卷放装置，其特征在于，所述防爆集电滑环包括：
转子法兰(21)、推力球轴承(22)、转子(23)、定子(24)、定子滑片(25)、绝缘体(26)、压簧(28)、压板(29)、防尘罩(30)、压簧顶丝(31)、绝缘外套(32)、转子滑片(33)和深沟球轴承(34)；其中，
所述定子(24)通过螺钉固定在防爆集电滑环箱(4)的箱体上，该定子(24)的一端伸出到所述箱体外部并通过推力球轴承(22)压紧转子法兰，该定子(24)另一端与所述防尘罩(30)相连接；
所述定子内部为中空结构，内部的一侧通过所述深沟球轴承(34)与所述转子(23)相配合，内部的另一侧与所述绝缘外套(32)相连接；该定子(24)上设有电缆通道；
所述绝缘外套(32)上设有凹槽；
所述转子(23)内部为中空结构，该转子(23)一端与所述转子法兰(21)连接，该转子(23)上设有凹槽；
所述定子滑片(25)嵌在所述绝缘外套(32)的凹槽上，该定子滑片(25)设有电气接口；
所述转子滑片(33)嵌在所述转子的凹槽上，该转子滑片(33)设有电气接口；
所述定子滑片(25)、转子滑片(33)和绝缘体(26)依次同心叠放组成滑环排列结构(27)；
所述压板(29)与所述绝缘外套(32)相连接，该压板(29)中心设有能调节压簧的轴向位置的压簧顶丝(31)，能压紧滑环排列结构(27)。
5.根据权利要求1所述的一种储油罐清洗机器人脐带缆卷放装置，其特征在于，所述多通道旋转接头(1)包括：
第一固定壳体(18)、第二固定壳体(201)、连接法兰(15)、旋转壳体(181)、第一轴承(13)、第二轴承(19)、卡圈(11)和密封圈(20)；其中，
所述第一固定壳体(18)内为中空结构，其前端开口，后端设置由所述连接法兰(15)压紧的所述第一轴承(13)，该第一固定壳体(18)上设有油与气共用进口(12)，该第一固定壳体(18)的中空结构内表面设有对应贯通的环形凹槽；
所述旋转壳体(181)内部开有若干中空通道，该旋转壳体(181)一端通过所述第一轴承(13)和第二轴承(19)设置在所述第一固定壳体(18)的中空结构内，能在所述第一固定壳体(18)内自由转动，该旋转壳体(181)前端设置在所述第二固定壳体(201)的中空结构内；该旋转壳体(181)后端与连接法兰(15)连接；
所述第二固定壳体(201)内为中空结构，该第二固定壳体(201)上设有进水口(10)和与所述旋转壳体(181)内贯通的第一中空通道；
所述连接法兰(15)内部设有与所述旋转壳体(181)内贯通的第二中空通道，该连接法兰(15)的外环面设有与其内的所述第二中空通道连通的出水口(14)和油与气共用出口(17)；
所述第二固定壳体(201)上的进水口(10)和第一中空通道、旋转壳体(181)内的中空通道、连接法兰(15)及其上的出水口(14)和第二中空通道相互贯通，构成多通道旋转接头(1)的水介质通道；
所述第一固定壳体(18)的油与气共用进口(12)与所述第一固定壳体(18)内的环形凹槽、所述旋转壳体(181)内的中空通道及所述连接法兰(15)上的油与气共用出口(17)相互贯通，构成多通道旋转接头(1)的油、气介质通道；
所述卡圈(11)套设在所述旋转壳体(181)外，处于所述第二轴承(19)外端面；
所述密封圈(20)设在所述旋转壳体(181)与所述第二固定壳体(201)的接触面；
所述第一固定壳体(18)和第二固定壳体(201)通过螺钉固定在所述底座(2)的支架上，所述连接法兰(15)通过螺钉固定在所述卷筒(6)上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种储油罐清洗机器人脐带缆卷放装置，其特征在于，所述集电滑环箱内的防爆集电滑环、变速箱的水平设置的输出轴、卷筒(2)、多通道旋转接头的固定轴和旋转轴处于同一水平轴线上；液压马达输出轴和变速箱输入轴处于同一竖直轴线上。
7.根据权利要求1至5任一项所述的一种储油罐清洗机器人脐带缆卷放装置，其特征在于，所述底座(6)为上下两层，两层之间设有升降机构，所述上层上设有扶手(9)和与所述升降机构连接的升降手轮(7)、下层的底部设有脚轮(8)。
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