CN108657972A - 深井固化桶回取装置及固化桶回取方法 - Google Patents

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Abstract

深井固化桶回取装置,包括移动平台、测井中心装置、吊臂机构、吊盘位置调节机构及吊盘机构。一种固化桶回取方法,应用于深井固化桶回取装置,回取步骤如下:1,设定坐标系;2,移动至目标井口;3,测定目标井口中心位置;4,调整起吊位置;5,清理固化桶上的垃圾和浮尘;6,主电磁吸盘与固化桶进一步对心;7,起吊固化桶。本发明的优点在于,主电磁吸盘与固化桶可精确对接;固化桶起吊平稳;可远程操控有效避免核辐射。

Description

深井固化桶回取装置及固化桶回取方法
技术领域
本发明涉及固化桶回收技术领域,特别是一种深井固化桶回取装置及固化桶回取方法。
背景技术
用于盛装核废料水泥固化体的固化桶通常逐层码放,暂存在矿井内,矿井口径略大于固化桶的直径,矿井深度可达14m,可码放至少12层固化桶。
目前,回收固化桶的作业通常采用吊车调取。其存在的困难之处有:1、吊车需要操作员坐在吊车的驾驶舱内操控行驶,操作员或多或少会受到核废料辐射,操作健康风险较大。2、电磁吊具与吊车遥控车柔性连接,故运动过程中摆幅较大,回取操作时,固化桶容易与矿井井壁发生碰撞,进而造成固化桶与电磁吊具脱落,回收效率低下。3、由操作员目测调整电磁吊具对中(所述对中是指电磁吊具的吊盘中心对准固化桶上表面的中心),调整难度较大且对中精度难以保证,若不能实现精确对中,起吊后固化桶会向一侧歪斜,上升过程中很容易与井壁发生碰撞而脱落。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,而提供一种深井固化桶回取装置及固化桶回取方法,它解决了现有的固化桶回收作业中需要人工操作吊车进入回收区域,操作健康风险较大,回收作业中固化桶易脱落,回收效率低下的问题。
本发明的技术方案是:深井固化桶回取装置,包括移动平台、测井中心装置、吊臂机构、吊盘位置调节机构及吊盘机构;
移动平台中部设有垂直贯通移动平台的固化桶通道,移动平台上表面上设有用于放置固化桶的载货区,移动平台边缘处设有用于定位吊臂初始位置的停放架,停放架上端设有供吊臂放入的V型槽;
测井中心装置包括测距仪A及驱动机构;驱动机构安装在移动平台上并与测距仪A关联,其用于带动测距仪A往返移动于固化桶通道内外;
吊臂机构包括吊臂、转轴A、水平转动驱动组件和竖直摆动驱动组件;吊臂在一端通过转轴A活动安装在转动驱动组件上;转动驱动组件安装在移动平台上;竖直摆动驱动组件设在水平转动驱动组件与吊臂之间,以驱动吊臂绕转轴A转动;
吊盘位置调节机构包括钢缆收放器、导向轮A、长度向位移组件、宽度向位移组件及钢缆;钢缆收放器安装在水平转动驱动组件上;导向轮A安装在吊臂上;长度向位移组件安装在吊臂上,宽度向位移组件安装在长度向位移组件上;钢缆前端连接在钢缆收放器上,后端依次通过导向轮A、长度向位移组件和宽度向位移组件后,向吊臂下方伸出,并固接在工夹盘上表面中心处;
吊盘机构包括工夹盘、主电磁吸盘及三爪定心组件;工夹盘下表面上安装有摄像头、探照灯及测距仪B,测距仪B的数量不少于四个,所有的测距仪B绕工夹盘的中心呈环形分布;主电磁吸盘固接在工夹盘下表面中心处,其吸附面上设有压力传感器;三爪定心组件包括轴座、定心爪、转轴D及拉簧;三个轴座环形均布固接在主电磁吸盘的侧壁面上,三个定心爪分别通过转轴D活动安装在三个轴座上;三根拉簧分别对应三个定心爪,拉簧一端连接在主电磁吸盘的侧壁面上,另一端连接在定心爪上,并使定心爪保持在向主电磁吸盘径向内侧收拢的状态。
本发明进一步的技术方案是:移动平台包括上移动车体、下移动车体及顶升装置;下移动车体通过顶升装置连接在上移动车体的下端,其通过顶升装置相对于上移动车体升降运动,进而有选择性的使下移动车体的车轮着地或上移动车体的车轮着地。
本发明再进一步的技术方案是:驱动装置包括水平往复移动机构、水平滑块、竖直往复移动机构及竖直滑块;水平往复移动机构包括丝杠A、螺母A、电机A及支架;丝杠A两端活动安装在支架上并呈水平布置;螺母A螺纹连接在丝杠A上;电机A固定安装在支架上,其机轴通过联轴器与丝杠A连接;支架固接在下移动车体上;水平滑块固接在螺母A上;竖直往复移动机构包括支架B、丝杠B、螺母B及电机B;支架B固接在水平滑块上;丝杠B两端活动安装在支架B上并呈竖直布置;螺母B螺纹连接在丝杠B上;电机B固定安装在支架B上,其机轴通过联轴器与丝杠B连接;竖直滑块固接在螺母B上;测距仪A固接在竖直滑块上。
本发明更进一步的技术方案是:水平转动驱动组件包括回转液压缸和底座;回转液压缸固定安装在上移动车体上;底座固定安装在回转液压缸上;吊臂在一端通过转轴A活动安装在底座上;
竖直摆动驱动组件包括液压千斤顶、转轴B和转轴C;液压千斤顶的缸体通过转轴B活动连接在上移动车体上,其可绕转轴B上下摆动,其液压杆在端部通过转轴C与吊臂活动连接;
钢缆收放器安装在底座上。
本发明进一步的技术方案是:长度向位移组件包括丝杠C、导向杆A、电机C、螺母C及导向轮B;丝杠C平行于吊臂布置,其两端活动安装在吊臂上;导向杆A平行于丝杠C布置,其两端安装在吊臂上;电机C固定安装在吊臂上,其通过联轴器与丝杠C连接;螺母C上设有螺纹孔和光孔,其通过螺纹孔连接在丝杠C上,并通过光孔套装在导向杆A上,导向轮B安装在螺母C上;
宽度向位移组件包括壳体、导向轮C、电机D、丝杠D、导向杆B、螺母D及导轮组;壳体固定连接在螺母D下端,其上设有入口和出口;导向轮C、电机D及丝杠D均安装在壳体内,电机D的机轴通过联轴器与丝杠D连接,丝杠D水平布置且垂直于丝杠C;导向杆B平行于丝杠D布置,其两端安装在壳体上;螺母D上设有螺纹孔和光孔,其通过螺纹孔连接在丝杠D上,并通过光孔套装在导向杆B上;导轮组包含的两个导轮均安装在螺母D上,两个导轮之间设有供钢缆通过的间隙;
钢缆前端连接在钢缆收放器上,后端依次通过导向轮A、导向轮B、壳体入口、导向轮C、导轮组的间隙及壳体出口后,向吊臂下方伸出,并固接在工夹盘上表面中心处。
本发明更进一步的技术方案是:其还包括桶面清扫机构;桶面清扫机构包括定位架、电机E、丝杠E、升降板、电机F、清扫件及副电磁吸盘;定位架固定安装在工夹盘上,其上设有竖直布置的导向柱;丝杠E平行于导向柱竖直布置,其两端活动安装在定位架上;电机E固定安装在工夹盘上,其通过联轴器与丝杠E连接;升降板上设有螺孔和光孔,其通过螺孔连接在丝杠E上,并通过光孔套装在导向柱上;电机F固定安装在升降板上,其机轴竖直向下伸出;清扫件连接在电机F的机轴上;副电磁吸盘固接在升降板下端,其吸附面上设有压力感应器。
本发明更进一步的技术方案是:移动平台还包括辅助支承组件;辅助支承组件包括液压缸、楔形块A及楔形块B;液压缸固定安装在上移动车体下端,其活塞杆水平伸出;楔形块A固接在下移动车体上端;楔形块B固接在液压缸的活塞杆上,其被液压缸的活塞杆带动而做水平往复移动,进而与楔形块A贴合或分离。
本发明更进一步的技术方案是:其还包括定位装置和操控装置;定位装置包括安装在移动平台上的外景摄像头和安装在吊臂上的通道观测摄像头、安装在工夹盘上的定位模块及用于中央控制的控制器;操控装置包括显示模块和输入模块,操控装置与定位装置远程通信连接。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
1、主电磁吸盘与固化桶精确对接:电磁吸盘与固化桶共经过三次对中,第一次对中基于定位模块(安装在吊盘体上)的位置信息,调整主电磁吸盘中心与井口中心重合。第二次对中基于测距仪B的数据反馈,确认主电磁吸盘是否对准固化桶上表面,并可在摄像头及探照灯的帮助下调整至对准。第三次对中通过三个定心爪同时抵住固化桶上表面的定位凹坑的侧壁,基于三爪定心原理将主电磁吸盘与固化桶进一步对心。
2、固化桶起吊平稳:工夹盘侧壁上设有滚轮,若起吊过程中出现摇晃,导致工夹盘碰到井内壁,滚轮可有效起到缓冲作用,并迫使工夹盘保持稳定。
3、可远程操控有效避免核辐射:用户可远程操控移动平台行驶进入工作区域,定位到井口的位置,再基于定位模块和摄像头实现吊具与固化桶的精确对接,并自动清扫固化桶表面的垃圾,再将固化桶从井内吊运出来。整个吊运过程自动化程度高,可靠性好,操作人员无需进入工作区域,有效避免了核废料辐射危害操作人员身体健康。
以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为测井中心装置的结构示意及安装位置示意图;
图3为俯视视角下吊臂的结构示意图;
图4为宽度向位移组件的结构示意图;
图5为吊盘机构与桶面清扫机构的结构示意及位置关系示意图;
图6为辅助支承组件的安装位置示意图。
具体实施方式
实施例1:
如图1-6所示,深井固化桶回取装置,包括移动平台、测井中心装置、吊臂机构、吊盘位置调节机构、吊盘机构、桶面清扫机构、定位装置及操控装置。
移动平台包括上移动车体11、下移动车体12及顶升装置13。下移动车体通过顶升装置连接在上移动车体的下端,其通过顶升装置13相对于上移动车体11升降运动,进而有选择性的使下移动车体12的车轮着地或上移动车体11的车轮着地。顶升装置13为液压千斤顶。上移动车体11和下移动车体12均内置有独立的动力系统。移动平台中部设有垂直贯通上移动车体11和下移动车体12的固化桶通道14,上移动车体11的上表面上设有用于放置固化桶的载货区111,上移动车体11的边缘处设有用于定位吊臂初始位置的停放架15,停放架15上端设有供吊臂放入的V型槽151。
测井中心装置包括测距仪A21及驱动机构。驱动机构安装在下移动车体11上并与测距仪A21关联,其用于带动测距仪A21往返移动于固化桶通道14内外。驱动装置包括水平往复移动机构、水平滑块23、竖直往复移动机构及竖直滑块25。水平往复移动机构包括丝杠A221、螺母A222、电机A223及支架224。丝杠A221两端活动安装在支架224上并呈水平布置。螺母A222螺纹连接在丝杠A221上。电机A223固定安装在支架224上,其机轴通过联轴器与丝杠A221连接。支架224固接在下移动车体12上。水平滑块23固接在螺母A222上。竖直往复移动机构包括支架B241、丝杠B242、螺母B243及电机B244。支架B241固接在水平滑块23上。丝杠B242两端活动安装在支架B241上并呈竖直布置。螺母B243螺纹连接在丝杠B242上。电机B244固定安装在支架B241上,其机轴通过联轴器与丝杠B242连接。竖直滑块25固接在螺母B243上。测距仪A21固接在竖直滑块25上。
吊臂机构包括吊臂31、转轴A32、水平转动驱动组件和竖直摆动驱动组件。吊臂31在一端通过转轴A32活动安装在转动驱动组件上。转动驱动组件安装在上移动车体11上。竖直摆动驱动组件设在水平转动驱动组件与吊臂之间,以驱动吊臂31绕转轴A32转动。水平转动驱动组件包括回转液压缸33和底座34。回转液压缸33固定安装在上移动车体11上。底座34固定安装在回转液压缸33上。吊臂31在一端通过转轴A32活动安装在底座34上。竖直摆动驱动组件包括液压千斤顶35、转轴B36和转轴C37。液压千斤顶35的缸体通过转轴B36活动连接在上移动车体11上,其可绕转轴B36上下摆动,其液压杆在端部通过转轴C37与吊臂31活动连接。
吊盘位置调节机构包括钢缆收放器41、导向轮A42、长度向位移组件、宽度向位移组件及钢缆45。
钢缆收放器41安装在底座34上,其包括绕线器和与绕线器转轴连接的电机。导向轮A42有多个,分别安装在吊臂31上。长度向位移组件包括丝杠C431、导向杆A432、电机C433、螺母C434及导向轮B435。丝杠C431平行于吊臂31布置,其两端活动安装在吊臂31上。导向杆A432平行于丝杠C431布置,其两端安装在吊臂31上。电机C433固定安装在吊臂31上,其通过联轴器与丝杠C431连接。螺母C434上设有螺纹孔和光孔,其通过螺纹孔连接在丝杠C431上,并通过光孔套装在导向杆A432上,导向轮B435安装在螺母C434上。宽度向位移组件包括壳体441、导向轮C442、电机D443、丝杠D444、导向杆B445、螺母D446及导轮组447。壳体441固定连接在螺母D446下端,其上设有入口4411和出口4412。导向轮C442、电机D443及丝杠D444均安装在壳体441内,电机D443的机轴通过联轴器与丝杠D444连接,丝杠D444水平布置且垂直于丝杠C431。导向杆B445平行于丝杠D444布置,其两端安装在壳体441上。螺母D446上设有螺纹孔和光孔,其通过螺纹孔连接在丝杠D444上,并通过光孔套装在导向杆B445上。导轮组447包含的两个导轮均安装在螺母D446上,两个导轮之间设有供钢缆45通过的间隙4471。钢缆45前端连接在钢缆收放器41的绕线器上,后端依次通过导向轮A42、导向轮B435、壳体441入口4411、导向轮C442、导轮组447的间隙4471及壳体441出口4412后,向吊臂31下方伸出,并固接在工夹盘51上表面中心处。
吊盘机构包括工夹盘51、主电磁吸盘52及三爪定心组件。工夹盘51侧壁上设有滚轮511,工夹盘51下表面上安装有摄像头512、探照灯513及测距仪B(图中未示出),测距仪B的数量不少于四个,所有的测距仪B绕工夹盘51的中心呈环形分布。主电磁吸盘52固接在工夹盘51下表面中心处,其吸附面上设有压力传感器(图中未示出)。三爪定心组件包括轴座53、定心爪54、转轴D55及拉簧56。三个轴座53环形均布固接在主电磁吸盘52的侧壁面上,三个定心爪54分别通过转轴D55活动安装在三个轴座53上。三根拉簧56分别对应三个定心爪54,拉簧56一端连接在主电磁吸盘52的侧壁面上,另一端连接在定心爪54上,并使定心爪54保持在向主电磁吸盘52径向内侧收拢的状态。
桶面清扫机构包括定位架61、电机E62、丝杠E63、升降板64、电机F65、清扫件66及副电磁吸盘67。定位架61固定安装在工夹盘61上,其上设有竖直布置的导向柱611。丝杠E63平行于导向柱611竖直布置,其两端活动安装在定位架61上。电机E62固定安装在工夹盘51上,其通过联轴器与丝杠E63连接。升降板64上设有螺孔和光孔,其通过螺孔连接在丝杠E63上,并通过光孔套装在导向柱611上。电机F65固定安装在升降板64上,其机轴竖直向下伸出。清扫件66连接在电机F65的机轴上。副电磁吸盘67固接在升降板64下端,其吸附面上设有压力感应器(图中未示出)。
优选,移动平台还包括辅助支承组件。辅助支承组件包括液压缸161、楔形块A162及楔形块B163。液压缸161固定安装在上移动车体11下端,其活塞杆水平伸出。楔形块A162固接在下移动车体12上端。楔形块B163固接在液压缸161的活塞杆上,其被液压缸161的活塞杆带动而做水平往复移动,进而与楔形块A162贴合或分离。辅助支承组件可将顶升装置13承受的一部分力进行分散,以减轻顶升装置的负荷,并有助于维持整个移动平台的稳定性。
定位装置包括安装在移动平台上的外景摄像头和安装在吊臂上的通道观测摄像头(图中未示出)、安装在工夹盘上的定位模块(图中未示出)及用于中央控制的控制器(图中未示出)。操控装置(图中未示出)包括显示模块和输入模块,操控装置与定位装置远程通信连接。
简述本发明的使用:
采用深井固化桶回取装置回取固化桶的方法,步骤如下:
S01,设定坐标系:
在工作区域安装一个定位传感器,作为定位基准,并将该基准设为原点,建立平面坐标系;再根据井口平面设计图,建立井口工作平面坐标图,对目标井口设定坐标。
S02,移动至目标井口:
通过操控装置输入目标井口坐标,由控制器自动规划行驶路径,驱动移动平台在上移动车体车轮着地的状态下运动至目标井口附近,再通过操控装置打开外景摄像头和固化桶通道观测摄像头,手动控制移动平台在上移动车体车轮着地和下移动车体车轮着地之间切换,将移动平台移动到目标井口,以固化桶通道14将目标井口完全包围在内为准。
S03,测定目标井口中心位置:
控制器控制驱动装置动作,将测距仪A21送入目标井口内,然后综合测距仪A21的测量数据和定位模块的位置信息计算出目标井口中心位置。
S04,调整起吊位置:
a,将吊臂调整至初始状态:通过操控装置打开外景摄像头,手动调整水平转动驱动组件的回转液压缸33和竖直摆动驱动组件的液压千斤顶35动作,使吊臂31架在停放架15的V型槽151内;
本步骤中,当吊臂架在停放架上时,其与固化桶通道的中轴线交汇;
b、调整吊盘机构与目标井口对中:基于定位模块的位置信息,由控制器启动长度向位移组件的电机C433和宽度向位移组件的电机D443,将吊盘机构移动至其中心与目标井口中心重合;
c、调整主电磁吸盘对准固化桶:基于测距仪B的测量数据,控制器判断主电磁吸盘52是否对准固化桶9;
若已对准,则所有测距仪B的测量数据相同,进入下一步;
若未对准,则所有测距仪B测量数据不同,由控制器启动通道观测摄像头和探照灯,操作者在操控装置上根据通道观测摄像头显示图像控制长度向位移组件的电机C433和宽度向位移组件的电机D443运行,将主电磁吸盘52移动至对准固化桶9上表面,以所有测距仪B的测量数据相同为准,对准后进入下一步;
d、下放主电磁吸盘至清扫距离:控制器控制钢缆收放器41将钢缆45下放,使主电磁吸盘52与固化桶9的距离逐渐靠近,直至预设的清扫距离后停止下放。
S05,清理固化桶上的垃圾和浮尘:
a、控制器启动桶面清扫机构的电机E62,将副电磁吸盘67、电机F65和清扫件66下放,同时给副电磁吸盘67通电,当副电磁吸盘67与固化桶9上表面吸合时,副电磁吸盘67吸附面上的压力感应器传递信号给控制器,控制器接收到信号后立即关闭电机E62,再启动电机F65,使清扫件66做水平往复摆动,清扫固化桶9上表面的碎石垃圾;
b、清理完成后,控制器先控制副电磁吸盘断电,再控制钢缆收放器41将钢缆45收回,使主电磁吸盘52向上移动10cm,最后通过控制电机E62和电机F65,使清扫件66回到初始位置;
本步骤开始之前,清扫件66位于初始位置,清扫件66的初始位置位于主电磁吸盘52轴向延伸区域的外侧,并位于其运动行程的最上端。
S06,主电磁吸盘与固化桶进一步对心:
控制器控制钢缆收放器41将钢缆45下放,同时给主电磁吸盘52通10%正常起吊电流,主电磁吸盘52与固化桶9上表面距离逐渐靠近,三爪定心组件的三个定心爪54与固化桶9接触后,同时向主电磁吸盘52的径向外侧张开,当定心爪54底端与固化桶9上表面上的定位凹坑91的侧壁相抵时,主电磁吸盘52与固化桶9表面贴合,从而完成对心操作;
本步骤中,待吊运的固化桶9的上表面设有圆形定位凹坑91,定位凹坑91位于固化桶9上表面的中心处。
S07,起吊固化桶:
a、主电磁吸盘52与固化桶9表面贴合后,压力传感器传递电信号给控制器,控制器收到该信号后,控制主电磁吸盘52的通电电流持续增加,使固化桶9上表面与主电磁吸盘52的吸附面接触越来越紧密,直至主电磁吸盘52吸附面上的压力传感器的检测压力值达到起吊要求时,保持该通电电流;
b、控制器控制钢缆收放器41将钢缆45收回,从而将固化桶9吊起,当固化桶9整体提升至高于井口表面时,控制器启动通道观测摄像头和外景摄像头,由操作者在操控装置上,手动控制水平转动驱动组件的回转液压缸33和竖直摆动驱动组件的液压千斤顶35动作,将固化桶运至移动平台前端的载货区,即完成固化桶的回取。

Claims (9)

1.深井固化桶回取装置,其特征是:包括移动平台、测井中心装置、吊臂机构、吊盘位置调节机构及吊盘机构;
移动平台中部设有垂直贯通移动平台的固化桶通道,移动平台上表面上设有用于放置固化桶的载货区,移动平台边缘处设有用于定位吊臂初始位置的停放架,停放架上端设有供吊臂放入的V型槽;
测井中心装置包括测距仪A及驱动机构;驱动机构安装在移动平台上并与测距仪A关联,其用于带动测距仪A往返移动于固化桶通道内外;
吊臂机构包括吊臂、转轴A、水平转动驱动组件和竖直摆动驱动组件;吊臂在一端通过转轴A活动安装在转动驱动组件上;转动驱动组件安装在移动平台上;竖直摆动驱动组件设在水平转动驱动组件与吊臂之间,以驱动吊臂绕转轴A转动;
吊盘位置调节机构包括钢缆收放器、导向轮A、长度向位移组件、宽度向位移组件及钢缆;钢缆收放器安装在水平转动驱动组件上;导向轮A安装在吊臂上;长度向位移组件安装在吊臂上,宽度向位移组件安装在长度向位移组件上;钢缆前端连接在钢缆收放器上,后端依次通过导向轮A、长度向位移组件和宽度向位移组件后,向吊臂下方伸出,并固接在工夹盘上表面中心处;
吊盘机构包括工夹盘、主电磁吸盘及三爪定心组件;工夹盘侧壁上设有滚轮,工夹盘下表面上安装有摄像头、探照灯及测距仪B,测距仪B的数量不少于四个,所有的测距仪B绕工夹盘的中心呈环形分布;主电磁吸盘固接在工夹盘下表面中心处,其吸附面上设有压力传感器;三爪定心组件包括轴座、定心爪、转轴D及拉簧;三个轴座环形均布固接在主电磁吸盘的侧壁面上,三个定心爪分别通过转轴D活动安装在三个轴座上;三根拉簧分别对应三个定心爪,拉簧一端连接在主电磁吸盘的侧壁面上,另一端连接在定心爪上,并使定心爪保持在向主电磁吸盘径向内侧收拢的状态。
2.如权利要求1所述的深井固化桶回取装置,其特征是:移动平台包括上移动车体、下移动车体及顶升装置;下移动车体通过顶升装置连接在上移动车体的下端,其通过顶升装置相对于上移动车体升降运动,进而有选择性的使下移动车体的车轮着地或上移动车体的车轮着地。
3.如权利要求2所述的深井固化桶回取装置,其特征是:驱动装置包括水平往复移动机构、水平滑块、竖直往复移动机构及竖直滑块;水平往复移动机构包括丝杠A、螺母A、电机A及支架;丝杠A两端活动安装在支架上并呈水平布置;螺母A螺纹连接在丝杠A上;电机A固定安装在支架上,其机轴通过联轴器与丝杠A连接;支架固接在下移动车体上;水平滑块固接在螺母A上;竖直往复移动机构包括支架B、丝杠B、螺母B及电机B;支架B固接在水平滑块上;丝杠B两端活动安装在支架B上并呈竖直布置;螺母B螺纹连接在丝杠B上;电机B固定安装在支架B上,其机轴通过联轴器与丝杠B连接;竖直滑块固接在螺母B上;测距仪A固接在竖直滑块上。
4.如权利要求3所述的深井固化桶回取装置,其特征是:水平转动驱动组件包括回转液压缸和底座;回转液压缸固定安装在上移动车体上;底座固定安装在回转液压缸上;吊臂在一端通过转轴A活动安装在底座上;
竖直摆动驱动组件包括液压千斤顶、转轴B和转轴C;液压千斤顶的缸体通过转轴B活动连接在上移动车体上,其可绕转轴B上下摆动,其液压杆在端部通过转轴C与吊臂活动连接;
钢缆收放器安装在底座上。
5.如权利要求4所述的深井固化桶回取装置,其特征是:长度向位移组件包括丝杠C、导向杆A、电机C、螺母C及导向轮B;丝杠C平行于吊臂布置,其两端活动安装在吊臂上;导向杆A平行于丝杠C布置,其两端安装在吊臂上;电机C固定安装在吊臂上,其通过联轴器与丝杠C连接;螺母C上设有螺纹孔和光孔,其通过螺纹孔连接在丝杠C上,并通过光孔套装在导向杆A上,导向轮B安装在螺母C上;
宽度向位移组件包括壳体、导向轮C、电机D、丝杠D、导向杆B、螺母D及导轮组;壳体固定连接在螺母D下端,其上设有入口和出口;导向轮C、电机D及丝杠D均安装在壳体内,电机D的机轴通过联轴器与丝杠D连接,丝杠D水平布置且垂直于丝杠C;导向杆B平行于丝杠D布置,其两端安装在壳体上;螺母D上设有螺纹孔和光孔,其通过螺纹孔连接在丝杠D上,并通过光孔套装在导向杆B上;导轮组包含的两个导轮均安装在螺母D上,两个导轮之间设有供钢缆通过的间隙;
钢缆前端连接在钢缆收放器上,后端依次通过导向轮A、导向轮B、壳体入口、导向轮C、导轮组的间隙及壳体出口后,向吊臂下方伸出,并固接在工夹盘上表面中心处。
6.如权利要求5所述的深井固化桶回取装置,其特征是:其还包括桶面清扫机构;桶面清扫机构包括定位架、电机E、丝杠E、升降板、电机F、清扫件及副电磁吸盘;定位架固定安装在工夹盘上,其上设有竖直布置的导向柱;丝杠E平行于导向柱竖直布置,其两端活动安装在定位架上;电机E固定安装在工夹盘上,其通过联轴器与丝杠E连接;升降板上设有螺孔和光孔,其通过螺孔连接在丝杠E上,并通过光孔套装在导向柱上;电机F固定安装在升降板上,其机轴竖直向下伸出;清扫件连接在电机F的机轴上;副电磁吸盘固接在升降板下端,其吸附面上设有压力感应器。
7.如权利要求6所述的深井固化桶回取装置,其特征是:移动平台还包括辅助支承组件;辅助支承组件包括液压缸、楔形块A及楔形块B;液压缸固定安装在上移动车体下端,其活塞杆水平伸出;楔形块A固接在下移动车体上端;楔形块B固接在液压缸的活塞杆上,其被液压缸的活塞杆带动而做水平往复移动,进而与楔形块A贴合或分离。
8.如权利要求1-7中任一项所述的深井固化桶回取装置,其特征是:其还包括定位装置和操控装置;定位装置包括安装在移动平台上的外景摄像头和安装在吊臂上的通道观测摄像头、安装在工夹盘上的定位模块及用于中央控制的控制器;操控装置包括显示模块和输入模块,操控装置与定位装置远程通信连接。
9.一种固化桶回取方法,应用于权利要求8所述的深井固化桶回取装置,其特征是,回取步骤如下:
S01,设定坐标系:
在工作区域安装一个定位传感器,作为定位基准,并将该基准设为原点,建立平面坐标系;再根据井口平面设计图,建立井口工作平面坐标图,对目标井口设定坐标;
S02,移动至目标井口:
通过操控装置输入目标井口坐标,由控制器自动规划行驶路径,驱动移动平台在上移动车体车轮着地的状态下运动至目标井口附近,再通过操控装置打开外景摄像头和固化桶通道观测摄像头,手动控制移动平台在上移动车体车轮着地和下移动车体车轮着地之间切换,将移动平台移动到目标井口,以固化桶通道将目标井口完全包围在内为准;
S03,测定目标井口中心位置:
控制器控制驱动装置动作,将测距仪A送入目标井口内,然后综合测距仪A的测量数据和定位模块的位置信息计算出目标井口中心位置;
S04,调整起吊位置:
a,将吊臂调整至初始状态:通过操控装置打开外景摄像头,手动调整水平转动驱动组件的回转液压缸和竖直摆动驱动组件的液压千斤顶动作,使吊臂架在停放架的V型槽内;
本步骤中,当吊臂架在停放架上时,其与固化桶通道的中轴线交汇;
b、调整吊盘机构与目标井口对中:基于定位模块的位置信息,由控制器启动长度向位移组件的电机C和宽度向位移组件的电机D,将吊盘机构移动至其中心与目标井口中心重合;
c、调整主电磁吸盘对准固化桶:基于测距仪B的测量数据,控制器判断主电磁吸盘是否对准固化桶;
若已对准,则所有测距仪B的测量数据相同,进入下一步;
若未对准,则所有测距仪B测量数据不同,由控制器启动通道观测摄像头和探照灯,操作者在操控装置上根据通道观测摄像头显示图像控制长度向位移组件的电机C和宽度向位移组件的电机D运行,将主电磁吸盘移动至对准固化桶上表面,以所有测距仪B的测量数据相同为准,对准后进入下一步;
d、下放主电磁吸盘至清扫距离:控制器控制钢缆收放器将钢缆下放,使主电磁吸盘与固化桶的距离逐渐靠近,直至预设的清扫距离后停止下放;
S05,清理固化桶上的垃圾和浮尘:
a、控制器启动桶面清扫机构的电机E,将副电磁吸盘、电机F和清扫件下放,同时给副电磁吸盘通电,当副电磁吸盘与固化桶上表面吸合时,副电磁吸盘吸附面上的压力感应器传递信号给控制器,控制器接收到信号后立即关闭电机E,再启动电机F,使清扫件做水平往复摆动,清扫固化桶上表面的碎石垃圾;
b、清理完成后,控制器先控制副电磁吸盘断电,再控制钢缆收放器将钢缆收回,使主电磁吸盘向上移动10cm,最后通过控制电机E和电机F,使清扫件回到初始位置;
本步骤开始之前,清扫件位于初始位置,清扫件的初始位置位于主电磁吸盘轴向延伸区域的外侧,并位于其运动行程的最上端;
S06,主电磁吸盘与固化桶进一步对心:
控制器控制钢缆收放器将钢缆下放,同时给主电磁吸盘通10%正常起吊电流,主电磁吸盘与固化桶上表面距离逐渐靠近,三爪定心组件的三个定心爪与固化桶接触后,同时向主电磁吸盘的径向外侧张开,当定心爪底端与固化桶上表面上的定位凹坑的侧壁相抵时,主电磁吸盘与固化桶表面贴合,从而完成对心操作;
本步骤中,待吊运的固化桶的上表面设有圆形定位凹坑,定位凹坑位于固化桶上表面的中心处;
S07,起吊固化桶:
a、主电磁吸盘与固化桶表面贴合后,压力传感器传递电信号给控制器,控制器收到该信号后,控制主电磁吸盘的通电电流持续增加,使固化桶上表面与主电磁吸盘的吸附面接触越来越紧密,直至主电磁吸盘吸附面上的压力传感器的检测压力值达到起吊要求时,保持该通电电流;
b、控制器控制钢缆收放器将钢缆收回,从而将固化桶吊起,当固化桶整体提升至高于井口表面时,控制器启动通道观测摄像头和外景摄像头,由操作者在操控装置上,手动控制水平转动驱动组件的回转液压缸和竖直摆动驱动组件的液压千斤顶动作,将固化桶运至移动平台前端的载货区,即完成固化桶的回取。
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