CN107499076A - 一种球罐外部检测工作平台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种球罐外部检测工作平台，属于工业球罐外部定检专用设备技术领域。包括车载升降装置、路轨转换装置以及液压系统和控制系统，卡车底盘的大梁前、后端均设有平衡支腿，卡车底盘上方设有伸缩云梯，大梁的底部设有路轨转换装置，移动平台底部两侧设有导轨，移动平台上表面后部设有液压马达，液压马达的输出轴与齿轮传动箱的输入轴连接，齿轮传动箱的输出轴端部设有与齿轨啮合的直齿轮；移动平台的底部对称设置与导轨配合的两组平移滑块，移动平台上表面前部设有与回转工作台配合的圆形凸台，回转工作台上设有云梯支架，三级伸缩云梯末端铰接，另一端与折曲摆臂铰接；工作台液压推杆一端与折曲摆臂铰接，另一端与载人工作篮铰接。

Description

一种球罐外部检测工作平台
技术领域
本发明属于大型工业球罐外部定检专用检测设备技术领域。
背景技术
在石油、天然气及化工项目建设中，大型球形压力容器凭借其优异的力学性能，在工程项目中得到了十分广泛的使用，为使大型球形压力容器能够安全进行生产活动，避免生产恶性事故的发生，大型球形压力容器在建完投产和使用过程中，都需要依照国家相关规定进行大量的定检工作。
目前，大型球罐外部定检大部分仍采用在球型容器外部搭设脚手架的方式来进行，只有少部分采用球罐外部检测专用设备。搭设脚手架的方式存在以下缺陷：(1)定检周期长，严重影响日常生产活动；(2)工作量大，须搭设、拆除满堂脚手架，造成人力、物力大量浪费；(3)脚手架搭设和拆卸的过程中可能对罐体造成二次损伤；(4)返修困难，作为返修操作平台的外架一般需三上三下，制约后序工作的开展。
据检索，目前已有的公铁两用车，如专利号为201610937758.7名称为“一种公铁两用车”的中国专利，该专利由包括车底盘、电气控制系统、车底盘上的第一行走系统和第二行走系统组成，该装置采用两根液压杆推拉连杆组件，带动行走部回转，实现轨道行走部升降。此时，行走部运动轨迹为一条弧线，会与轨道产生相对滑动，公铁两用车的稳定性无从保证；此种公铁两用车，未配备球罐外壁作业平台，无法实现自动驾驶，无法满足球罐外壁检测点精确定位的要求。
目前已有的球罐外部检测专用设备，如专利号为86206341名称为“球罐用外自动升降工作台”的中国专利，该专利由行走车、外平台和定位保险装置组成，该装置采用定位缆绳压紧行走车，实现贴壁运动，升降过程中平台难以保持平衡稳定；牵引钢绳和定位缆绳紧贴球罐外壁运动，可能损伤球罐外壁；
以上两种专利运行过程中存在失稳风险；难以满足球罐外壁检测平稳运行、精确定位的要求，实际安装、操作过程中存在实用性难题。鉴于上述状况，有必要研发一种结构简单、运行平稳、可自动驾驶、精确定位的新型球罐外部检测工作平台。
发明内容
本发明的目的是提供一种球罐外部检测工作平台，它能有效地解决球罐外部检测工作不损伤球罐外壁的问题。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种球罐外部检测工作平台，包括车载升降装置、路轨转换装置以及液压系统和控制系统，卡车底盘的大梁前、后端均设有平衡支腿，卡车底盘上方设有伸缩云梯，伸缩云梯顶部设有折曲摆臂，折曲摆臂末端设有载人工作篮，大梁的底部设有路轨转换装置，移动平台底部两侧设有导轨，两根导轨之间设有齿轨，移动平台上表面后部设有液压马达，液压马达的输出轴与齿轮传动箱的输入轴连接，齿轮传动箱的输出轴端部设有与齿轨啮合的直齿轮；移动平台的底部对称设置与导轨配合的两组平移滑块，移动平台上表面前部设有与回转工作台配合的圆形凸台，回转工作台上设有云梯支架，变幅液压推杆一端与回转工作台铰接，另一端与云梯支架铰接；卡车底盘的大梁底部前、后均设有与升降机构顶板上部圆形凸台配合的定位卡盘；升降机构顶板设有前、后向设置的导向杆，导向杆的两端通过导向杆支架与升降机构顶板下方固定；前，后导向杆支架两端的升降机构顶板边缘内侧均设有固定铰凸耳，推顶滑块的中部设有与导向杆配合的通孔，推顶滑块内侧的两边分别与液压推顶装置的活塞杆端部固定，另一块推顶滑块内侧的两边分别与液压推顶装置的活塞缸底部固定；与轨道行走机构固定的升降机构底板的结构与升降机构顶板的结构相同，相对设置；二级剪式支撑臂上方一端与升降机构顶板上的推顶滑块的端部铰接，另一端与升降机构顶板边缘内侧的固定铰凸耳铰接，二级剪式支撑臂下方一端与设置在升降机构底板上的推顶滑块的端部铰接，另一端与升降机构底板边缘内侧的固定铰凸耳铰接。
所述载人工作篮的一侧设有上、下两组气压推杆，气压推杆的一端与载人工作篮固定，另一端分别与两个球面真空吸盘球铰连接。
所述伸缩云梯为三级伸缩结构，底部与云梯支架配合固定，顶部设有折曲摆臂，折曲摆臂末端设有载人工作篮，折曲液压推杆一端与三级伸缩云梯末端铰接，另一端与折曲摆臂铰接；工作台液压推杆一端与折曲摆臂铰接，另一端与载人工作篮铰接。
所述的轨道行走机构均设有前、后两组轨道轮对及其电力牵引制动装置。
所述的伸缩云梯为方形套式桁架结构。载人工作篮的一侧设有上、下两组气压推杆，气压推杆的一端与载人工作篮固定，另一端分别与两个球面真空吸盘球铰连接；
所述的卡车底盘底部的定位卡盘可水平回转。
所述的轨道行走机构由底盘构架、中部弹簧悬挂以及前、后两组轨道轮和前、后两组电力牵引制动装置构成；底盘构架前、后两侧装配有两组轨道轮，中部弹簧悬挂前、后两侧装配有两组电力牵引制动装置，实现轨道轮驱动、制动。
本发明的工作过程和原理是：
车辆到达检测位置运动过程：当执行球罐定检任务时，卡车底盘大梁前、后端对称装配的四组平衡支腿收起，前、后两组路轨转换装置中的四组液压推顶装置收缩，带动上、下导向杆上的四组推顶滑块靠拢，进而带动二级剪式支承臂收缩，轨道行走机构上升，工作平台切换至公路模式运行，快速机动至铺设在球罐周围的检测轨道上方。
外部检测过程：车辆运动至铺设在球罐周围的检测轨道上方后，工作平台根据底部位置传感器回传的检测轨道位置信息，卡车底盘底部的定位卡盘驱动路轨转换装置和轨道行走机构水平回转，自动进行微调校正；轨道行走机构与检测轨道对正后，前、后两组路轨转换机构中的四组液压推顶装置顶推，带动上、下导向杆上的四组推顶滑块伸张，进而带动二级剪式支承臂伸展，前、后轨道行走机构下降，与检测轨道贴合，支撑起整个工作平台，工作平台切换至轨道模式运行，此时设备进入自动驾驶模式，沿检测轨道精确定位至球罐外壁检测点；运行至目标点后，卡车底盘大梁前、后端对称装配的四组平衡支腿伸展支撑地面；工作平台支撑稳定后，变幅液压推杆顶升云梯支架，调整伸缩云梯的仰角；到达指定仰角后，液压马达通过齿轮传动箱驱动与齿轨啮合的直齿轮旋转，同时，移动平台内部液压系统驱动回转工作台回转，调整伸缩云梯的水平位移和角度位移；对正球罐外壁后，伸缩云梯伸展；伸缩云梯达到指定高度后，折曲液压推杆顶推折曲摆臂，带动载人工作篮贴合球罐外壁，同时，工作台液压推杆顶推载人工作篮变幅，保证载人工作篮时刻保持水平；当载人工作篮贴近检测点后，柔性贴壁系统的上、下两组气压推杆顶推球面真空吸盘贴合球罐外壁，保证载人工作篮稳定，开始外部检测，重复以上步骤直至所有检测点检测完毕。
离开检测位置运动过程：当完成球罐定检任务后，卡车底盘大梁前、后端对称装配的四组平衡支腿收起，前、后两组路轨转换装置中的四组液压推顶装置收缩，带动上、下导向杆上的四组推顶滑块靠拢，进而带动二级剪式支承臂收缩，轨道行走机构上升，工作平台切换至公路模式运行，外部检测工作平台即可快速撤离检测现场，迅速恢复生产活动。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明的检测工作平台无需安装，包含两套独立的控制系统，公路模式手动驾驶，可快速机动；轨道模式自动驾驶，可自动精确定位至目标检测点。
二、本发明的路轨转换装置为二级剪式升降结构，能够轨道行走机构竖直升降，不会与轨道产生相对滑动，具有更高的稳定性；四组液压推顶装置水平布置，节省底部空间，具备更高的越障高度。
三、本发明的卡车底盘底部的定位卡盘可水平回转，便于轨道行走机构上轨时自动微调校正；
四、本发明的卡车底盘中部增设由平移滑块、液压马达、齿轮传动箱、直齿轮和齿轨构成的直线运动单元，保证载人工作篮对球面具备更高贴合度。
五、本发明的载人工作篮前端设置有柔性贴壁系统，能够保证载人工作篮检测过程中紧贴球罐外壁，进一步提高载人工作篮的稳定性，且不会对球罐外壁造成二次损伤。
六、本发明的轨道行走机构包含前、后两组轨道轮和两组牵引制动装置，具备更好的承载、牵引制动性能。
七、本发明的检测工作平台结构简单，使用安全可靠，允许一或多组检测人员同时作业，采用电、液、气结合的驱动方式，极大提高定检工作效率。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明移动平台结构示意图。
图3是本发明卡车底盘仰视图。
图4是本发明路轨转换装置结构示意图。
图5是本发明平移回转系统结构示意图。
图6是本发明柔性贴壁系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种球罐外部检测工作平台，包括车载升降装置、路轨转换装置以及液压系统和控制系统，卡车底盘1的大梁前、后端均设有平衡支腿4，卡车底盘1上方设有伸缩云梯20，伸缩云梯20顶部设有折曲摆臂21，折曲摆臂21末端设有载人工作篮22，大梁的底部设有路轨转换装置，移动平台12底部两侧设有滑动导轨2，两根导轨之间设有齿轨3，移动平台12上设有液压马达14，液压马达14的输出轴与齿轮传动箱15输入轴连接，齿轮传动箱15输出轴端部设有与齿轨3啮合的直齿轮17；移动平台12的底部对称设置与滑动导轨2配合的两组平移滑块13，移动平台12上方设有回转工作台16配合的圆形凸台，回转工作台16上设有云梯支架18，变幅液压推杆19一端铰接于回转工作台16上，另一端铰接于云梯支架18上；卡车底盘1大梁底部前、后均设有与升降机构顶板6上部圆形凸台配合的定位卡盘29；升降机构顶板6设有前、后向设置的导向杆8，导向杆8的两端通过导向杆支架7与升降机构顶板6下方固定；前，后导向杆支架7两端的升降机构顶板6边缘内侧均设有固定铰凸耳，推顶滑块9的中部设有与导向杆8配合的通孔，推顶滑块9的内侧两边分别与液压推顶装置10的活塞杆端部固定，另一块推顶滑块9的内侧两边分别与液压推顶装置10的活塞缸底部固定；与轨道行走机构5固定的升降机构底板的结构与升降机构顶板6的结构相同，方向相反；二级剪式支撑臂11上方一端与升降机构顶板6上的推顶滑块9的端部铰接，另一端与升降机构顶板6边缘内侧的固定铰凸耳铰接，二级剪式支撑臂11下方一端与设置在升降机构底板上的推顶滑块9的端部铰接，另一端与升降机构底板边缘内侧的固定铰凸耳铰接；
载人工作篮22的一侧设有上、下两组气压推杆25，气压推杆25的一端与载人工作篮22固定，另一端分别与两个球面真空吸盘26球铰连接。
伸缩云梯20底部与云梯支架18配合固定，顶部设有折曲摆臂21，折曲摆臂21末端设有载人工作篮22，折曲液压推杆23一端与三级伸缩云梯20末端铰接，另一端与折曲摆臂21铰接；工作台液压推杆24一端与折曲摆臂21铰接，另一端与载人工作篮22；
所述的移动平台12内部包含一套回转液压系统，驱动上部圆形凸台，实现回转工作台16水平回转运动；
所述的球罐外部检测工作平台包含两套独立的控制系统，公路模式采用手动驾驶控制系统，可快速机动至工作现场；轨道模式采用自动驾驶控制系统，工作平台上轨后，切换至轨道模式，此时工作平台能够依照传感器反馈的位置、环境信息自动驾驶，并精确定位至目标检测点；
所述的卡车底盘1底部的定位卡盘29可水平回转，工作平台根据底部位置传感器回传的检测轨道位置信息驱动定位卡盘29回转，带动路轨转换装置和轨道行走机构5水平回转，自动进行微调对正检测轨道；
所述的轨道行走机构5和路轨转换装置为前后两组对称布置，以增加平台稳定性；
所述的轨道行走机构5由底盘构架30、中部弹簧悬挂31以及前、后两组轨道轮27和前、后两组电力牵引制动装置28构成；底盘构架30前、后两侧装配有两组轨道轮27，中部弹簧悬挂31前、后两侧装配有两组电力牵引制动装置28，实现轨道轮27驱动、制动。

Claims (5)

1.一种球罐外部检测工作平台，包括车载升降装置、路轨转换装置以及液压系统和控制系统，卡车底盘(1)的大梁前、后端均设有平衡支腿(4)，卡车底盘(1)上方设有伸缩云梯(20)，伸缩云梯(20)顶部设有折曲摆臂(21)，折曲摆臂(21)末端设有载人工作篮(22)，大梁的底部设有路轨转换装置，其特征在于：移动平台(12)底部两侧设有导轨(2)，两根导轨(2)之间设有齿轨(3)，移动平台(12)上表面后部设有液压马达(14)，液压马达(14)的输出轴与齿轮传动箱(15)的输入轴连接，齿轮传动箱(15)的输出轴端部设有与齿轨(3)啮合的直齿轮(17)；移动平台(12)的底部对称设置与导轨(2)配合的两组平移滑块(13)，移动平台(12)上表面前部设有与回转工作台(16)配合的圆形凸台，回转工作台(16)上设有云梯支架(18)，变幅液压推杆(19)一端与回转工作台(16)铰接，另一端与云梯支架(18)铰接；卡车底盘(1)的大梁底部前、后均设有与升降机构顶板(6)上部圆形凸台配合的定位卡盘(29)；升降机构顶板(6)设有前、后向设置的导向杆(8)，导向杆(8)的两端通过导向杆支架(7)与升降机构顶板(6)下方固定；前，后导向杆支架(7)两端的升降机构顶板(6)边缘内侧均设有固定铰凸耳，推顶滑块(9)的中部设有与导向杆(8)配合的通孔，推顶滑块(9)内侧的两边分别与液压推顶装置(10)的活塞杆端部固定，另一块推顶滑块(9)内侧的两边分别与液压推顶装置(10)的活塞缸底部固定；与轨道行走机构(5)固定的升降机构底板的结构与升降机构顶板(6)的结构相同，相对设置；二级剪式支撑臂(11)上方一端与升降机构顶板(6)上的推顶滑块(9)的端部铰接，另一端与升降机构顶板(6)边缘内侧的固定铰凸耳铰接，二级剪式支撑臂(11)下方一端与设置在升降机构底板上的推顶滑块(9)的端部铰接，另一端与升降机构底板边缘内侧的固定铰凸耳铰接。
2.根据权利要求1所述的一种球罐外部检测工作平台，其特征在于：所述载人工作篮(22)的一侧设有上、下两组气压推杆(25)，气压推杆(25)的一端与载人工作篮(22)固定，另一端分别与两个球面真空吸盘(26)球铰连接。
3.根据权利要求1所述的一种球罐外部检测工作平台，其特征在于：所述伸缩云梯(20)底部与云梯支架(18)配合固定，顶部设有折曲摆臂(21)，折曲摆臂(21)末端设有载人工作篮(22)，折曲液压推杆(23)一端与三级伸缩云梯(20)末端铰接，另一端与折曲摆臂(21)铰接；工作台液压推杆(24)一端与折曲摆臂(21)铰接，另一端与载人工作篮铰接(22)。
4.根据权利要求1所述的一种球罐外部检测工作平台，其特征在于：所述的轨道行走机构(5)均设有前、后两组轨道轮对(27)及其电力牵引制动装置(28)。
5.根据权利要求1所述的一种球罐外部检测工作平台，其特征在于：所述的伸缩云梯(20)为方形套式桁架结构。
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