CN108772806A - 一种筒体对接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种筒体对接装置，包括从下到上依次安装有行走机构，偏航机构，升降机构，侧移机构，俯仰机构和滚转机构；其中，所述俯仰机构包括俯仰框架，第一驱动机构，第一动力源，支撑滚轮和俯仰导轨；其中，支撑滚轮框架固定于侧移框架两侧，俯仰导轨固定于俯仰框架两侧，支撑滚轮置于俯仰导轨下侧，在俯仰导轨上来回滚动，对俯仰框架进行支撑和滚转运动；第一驱动机构一端固定在侧移框架上，另一段固定于俯仰框架上；本发明对接精度高，并且操作简单可靠。

Description

一种筒体对接装置

技术领域

本发明涉及一种筒体对接装置，具体说是涉及两大型筒体对接或者焊接精度要求很高的对接装置。

背景技术

现阶段，对于大型筒体（直径超过2m，质量超过10T）对接，传统的对接方式一：一端固定，另一端通过人为控制行吊，调整筒体间对接间隙，这样操作的弊端：1.吊装频繁，操作麻烦，对于大型筒体，人工操作危险；2.对接精度不高，行吊本身运行精度就比较粗；方式二：通过简易支撑工装，一般工装只有2~3的调整自由度（轴向，测移方向，上下方向），这样的方式不足之处主要是：人工操作简单，但是在对接要求高的场合，这些自由度的调节往往满足不了要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种筒体对接装置，以实现操作简单可靠，对接精度高。

为实现上述目的，本发明具体公开的技术方案为：包括行走机构，偏航机构，升降机构，侧移机构，俯仰机构，滚转机构。

行走机构包括行走轮组，行走框架，减速机，第三动力源（伺服电机，三相异步，气动马达，手轮）。4个行走轮组（2个主动轮组+2个被动轮组）固定于行走框架四角，置于钢轨之上，第三动力源通过减速机给行走轮组提供动力，行走轮组带动行走框架沿钢轨前后运动，实现两筒体间沿轴向位移调整，其中行走轮组与行走框架通过销轴套叠簧固定连接，减少外部载荷对对接装置和筒体的冲击。

偏航机构包括偏航框架，第四驱动机构，第四动力源（伺服电机，三相异步，气动马达，手轮），支撑滚轮，旋转轴。旋转轴置于偏航机构中间，一端固定在行走框架上，偏航框架绕着旋转轴旋转，支撑滚轮固定于偏航框架两侧，对偏航框架起到支撑作用，第四驱动机构由蜗轮蜗杆升降机组成，一头固定于行走框架上，一头固定在偏航框架上。第四动力源为驱动机构提供动力，驱动机构带动偏航框架绕着旋转轴旋转，支撑滚轮支撑偏航框架滚动。涡轮蜗杆升降机带自锁功能，可以确保偏航机构定位的可靠性。

升降机构包括升降框架，升降机，第五动力源（伺服电机，三相异步，气动马达，手轮），减速机，导向机构。两组升降机分别置于升降框架两侧，一端固定偏航框架上，一端固定在升降框架上，升降机彼此通过连杆连接实现同步升降，，第五动力源过减速机为升降机提供动力，每组升降机两侧分别安装一组导向机构，为升降框架升降提供导向功能。

侧移机构包括侧移框架，侧移驱动机构，直线导向组件，第六动力源（伺服电机，三相异步，气动马达，手轮）。4个直线导向组件对称布置于侧移框架的四角，对框架起支撑和导向作用，侧移驱动机构以梯形丝杆副做驱动单元，第六动力源（伺服电机，三相异步，气动马达，手轮）为侧移驱动机构提供动力,梯形丝杆副有自锁功能，可以确保侧移机构定位的可靠性，四组直线导向组件保证侧移机构运动的平稳性和导向性。

俯仰机构包括俯仰框架，第一驱动机构（与偏航机构中的驱动机构结构类似，蜗轮蜗杆升降机结构），第一动力源（伺服电机，三相异步，气动马达，手轮），支撑滚轮，俯仰导轨。支撑滚轮框架固定于侧移框架两侧，俯仰导轨固定于俯仰框架两侧，支撑滚轮置于俯仰导轨下侧，在俯仰导轨上来回滚动，对俯仰框架进行支撑和滚转运动。第一驱动机构一端固定在侧移框架上，另一段固定于俯仰框架上，通过电动或手动驱动为俯仰机构提供动力。涡轮蜗杆升降机带自锁功能，可以确保俯仰机构定位的可靠性。

滚转机构包括滚转框架，第二驱动机构（与偏航机构中的驱动机构结构类似，蜗轮蜗杆升降机结构），第二动力源（伺服电机，三相异步，气动马达，手轮），支撑滚轮。支撑滚轮在滚转圆周方向均布分布于俯仰框架上，滚转框架上有滚转导向槽，支撑滚轮在滚转导向槽内来回滚动，对滚转框架进行支撑和滚转运动，第二驱动机构一端固定在俯仰框架上，另一段固定于滚转框架上，通过电动或手动驱动为滚转机构提供动力。涡轮蜗杆升降机带自锁功能，可以确保俯仰机构定位的可靠性。

有益效果:本发明适用于大规格，大尺寸筒体对接，最大适用筒体直径超过4m，质量超过10T，通过单体集成6个自由度（行走，侧移，升降，偏航，俯仰，滚转）调节功能实现筒体的精确对接，可以通过手动或自动方式控制操作各个功能块的调节，大大减轻了人为操作难度；各个运动机构通过丝杆传递动力，精确控制调节余量，自锁性又能保证位置的稳定性，从而实现目标位置的精确定位；结构紧凑，各个运动机构调节范围大，整个对接装置质量控制在4T左右，外形尺寸（长x宽x高）控制在600mmx3500mmx2500mm（具体筒体外形变动），其中行走行程不受限制，可以沿预先铺设的导轨行走，侧移行程控制在±100mm，升降行程控制在±100mm,偏航角度控制在±2°，俯仰角度控制在±2°，滚转角度控制在±5°。

附图说明

图1是本发明的主体机构图；图2是本发明各运动部件的机构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步描述：

本发明一种新型筒体对接装置，适用于大规格，大尺寸筒体对接，最大适用筒体直径超过4m，质量超过10T，包括行走机构30，偏航机构40，升降机构50，侧移机构60，俯仰机构70，滚转机构80。

行走机构30至于钢轨上，包括行走轮组4，行走框架1，减速机2，第三动力源3（伺服电机，三相异步，气动马达，手轮）。4个行走轮组4（2个主动轮组+2个被动轮组）固定于行走框架1四角，置于钢轨之上，两个主动轮通过连杆5彼此连接，实现同步运动，第三动力源3通过减速机2给行走轮组提供动力，行走轮组4带动行走框架1沿钢轨前后运动，实现两筒体间沿轴向位移调整，其中行走轮组4与行走框架1通过销轴套叠簧固定连接，减少外部载荷对对接装置和筒体的冲击。

偏航机构40位于行走结构上方，包括偏航框架6，第四驱动机构7，第四动力源8（伺服电机，三相异步，气动马达，手轮），支撑滚轮10，旋转轴9。旋转轴9置于偏航机构中间，一端固定在行走框架1上，偏航框架6绕着旋转轴9旋转，支撑滚轮10固定于偏航框架6两侧，对偏航框架6起到支撑和滚转作用，第四驱动机构7由蜗轮蜗杆升降机组成，一头固定于行走框架1上，一头固定在偏航框架6上。第四动力源8为第四驱动机构7提供动力，第四驱动机构7带动偏航框架6绕着旋转轴9旋转，支撑滚轮10支撑偏航框架6滚动。涡轮蜗杆升降机带自锁功能，可以确保偏航机构定位的可靠性。

升降机构50位于第三层，包括升降框架11，升降机12，第五动力源13（伺服电机，三相异步，气动马达，手轮），导向机构14。两组升降机12分别置于升降框架11两侧，一端固定偏航框架上6，一端固定在升降框架11上，升降机12彼此通过连杆15连接实现同步升降，第五动力源13通过减速机为升降机12提供动力，每组升降机12两侧分别安装一组导向机构14，为升降框架11升降提供导向功能。

侧移机构60位于第四层，包括侧移框架16，侧移驱动机构17，直线导向组件19，第六动力源18（伺服电机，三相异步，气动马达，手轮）。4组直线导向组件19对称布置于侧移框架16的四角，对框架起支撑和导向作用，侧移驱动机构17以梯形丝杆副做驱动单元，第六动力源18（伺服电机，三相异步，气动马达，手轮）为侧移驱动机构17提供动力,梯形丝杆副有自锁功能，可以确保侧移机构定位的可靠性，四组直线导向组件19保证侧移机构运动的平稳性和导向性。

俯仰机构70位于第五层，包括俯仰框架20，第一驱动机构21（与偏航机构中的驱动机构结构类似，蜗轮蜗杆升降机结构），第一动力源22（伺服电机，三相异步，气动马达，手轮），支撑滚轮23，俯仰导轨24。支撑滚轮23框架固定于侧移框架16两侧，俯仰导轨24固定于俯仰框架20两侧，支撑滚轮22置于俯仰导轨24下侧，在俯仰导轨24上来回滚动，对俯仰框架20进行支撑和滚转运动。第一驱动机构21一端固定在侧移框架16上，另一段固定于俯仰框架20上，通过电动或手动驱动为俯仰机构提供动力。涡轮蜗杆升降机带自锁功能，可以确保俯仰机构定位的可靠性。定位块29（可以旋转）主要为安放对接筒体时，起到粗定位作用。

滚转机构80在整个机构的最顶层，直接与负载筒体接触，包括滚转框架25，第二驱动机构26（与偏航机构中的驱动机构结构类似，蜗轮蜗杆升降机结构），第二动力源27（伺服电机，三相异步，气动马达，手轮），支撑滚轮28。支撑滚轮28在滚转圆周方向均布分布于俯仰框架20上，滚转框架25上有滚转导向槽，支撑滚轮28在滚转导向槽内来回滚动，对滚转框架25进行支撑和滚转运动，第二驱动机构26（一端固定在俯仰框架20上，另一段固定于滚转框架25上，通过电动或手动驱动为滚转机构提供动力。涡轮蜗杆升降机带自锁功能，可以确保俯仰机构定位的可靠性。

工作过程：

驱动行走机构30带动对接装置整体行走至规定位置，调整对接装置各运动部件位置至工作“零位”（侧移，升降，偏航，俯仰，滚转），手动使用锁紧机构锁死（电动使用抱闸锁死）；2.使用吊具将对接筒体吊至滚转框架25上，并以定位块29端面为粗基准定位。

待对接装置平稳后，使用升降装置调整筒体高度，到位后，手动使用锁紧机构锁死（电动使用抱闸锁死）；

筒体间对接时，旋下定位块29，使用偏航，侧移，俯仰，滚转机构作相应调整，对接完成后，手动使用锁紧机构锁死（电动使用抱闸锁死）；

其中对接到位判定可以用人眼观察，也可以通过接近开关感应自动感应判断。

Claims (5)

1.一种筒体对接装置，其特征在于：包括从下到上依次安装有行走机构，偏航机构，升降机构，侧移机构，俯仰机构和滚转机构；

其中，所述俯仰机构包括俯仰框架，第一驱动机构，第一动力源，支撑滚轮和俯仰导轨；其中，支撑滚轮框架固定于侧移框架两侧，俯仰导轨固定于俯仰框架两侧，支撑滚轮置于俯仰导轨下侧，在俯仰导轨上来回滚动，对俯仰框架进行支撑和滚转运动；第一驱动机构一端固定在侧移框架上，另一段固定于俯仰框架上；

所述滚转机构包括滚转框架，第二驱动机构，第二动力源，支撑滚轮；其中，支撑滚轮在滚转圆周方向均布分布于俯仰框架上，滚转框架上有滚转导向槽，第二驱动机构一端固定在俯仰框架上，另一端固定于滚转框架上。

2.根据权利要求1所述的一种筒体对接装置，其特征在于：行走机构至于钢轨上，所述行走机构包括行走轮组，行走框架，减速机，第三动力源；其中，四个行走轮组固定于行走框架四角，置于钢轨之上，两个主动轮通过连杆彼此连接，实现同步运动，第三动力源通过减速机给行走轮组提供动力，行走轮组带动行走框架沿钢轨前后运动，其中行走轮组与行走框架通过销轴套叠簧固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种筒体对接装置，其特征在于：所述偏航机构位于行走结构上方，包括偏航框架，第四驱动机构，第四动力源，支撑滚轮，旋转轴；其中，所述旋转轴置于偏航机构中间，一端固定在行走框架上，偏航框架绕着旋转轴旋转，支撑滚轮固定于偏航框架两侧，第四驱动机构由蜗轮蜗杆升降机组成，一头固定于行走框架上，另一头固定在偏航框架上。

4.根据权利要求1所述的一种筒体对接装置，其特征在于：所述升降机构包括升降框架，升降机，第五动力源，导向机构；其中，两组升降机分别置于升降框架两侧，一端固定偏航框架上，一端固定在升降框架上，升降机彼此通过连杆连接实现同步升降，第五动力源通过减速机为升降机提供动力，每组升降机两侧分别安装一组导向机构，为升降框架升降提供导向功能。

5.根据权利要求1所述的一种筒体对接装置，其特征在于：所述侧移机构包括侧移框架，侧移驱动机构，直线导向组件，第六动力源；其中，四组直线导向组件对称布置于侧移框架的四角，侧移驱动机构以梯形丝杆副做驱动单元，动力源为侧移驱动机构提供动力。