CN109099243A - 一种化工气体管道自动对接缠绕机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种化工气体管道自动对接缠绕机器人，包括底板、一号换向夹持机构、二号换向夹持机构、固定机构、钢管套、支撑架、按压缠绕机构和缠绕执行机构，本发明提供的一种化工气体管道自动对接缠绕机器人，可以解决气体管道对接过程中存在的人工缠绕密封胶密封性不稳定的问题，为了对管道对接过程中的密封胶带缠绕，工人师傅通常在管道缠绕过程中花费大量时间，进行重复性工作增大了劳动强度，且长时间的缠绕操作往往不能保证缠绕的质量，导致其稳定性差，工作效率低等问题；可以实现自动化缠绕管道密封胶带的功能，能够把管道密封胶带均匀的缠绕在管道上，具有操作简单、密封性好、劳动强度小与工作效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及化工气体管道对接缠绕设备领域，具体地说是一种化工气体管道自动对接缠绕机器人。
背景技术
化工气体管道对接缠绕，即是将不同口径的两种钢管对接在一起，通过密封胶带缠绕使其密封。气体管道在对接过程中，通常需要将几种不同口径的钢管依次相互连接，并对其表面缠绕密封胶带，通常其表面的密封胶带是通过工人师傅进行手工缠绕，在缠绕过程中，通常因为缠绕力度的不均匀而导致管道密封性效果参差不齐，为了对管道对接过程中的密封胶带进行缠绕，工人师傅通常在管道缠绕过程中花费大量时间，进行重复性工作而增大了劳动强度，且长时间的人工缠绕操作往往不能保证缠绕的质量，导致其稳定性差，工作效率低下。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种化工气体管道自动对接缠绕机器人，可以解决气体管道对接过程中存在的人工缠绕密封胶密封性不稳定的问题，为了对管道对接过程中的密封胶带缠绕，工人师傅通常在管道缠绕过程中花费大量时间，进行重复性工作增大了劳动强度，且长时间的缠绕操作往往不能保证缠绕的质量，导致其稳定性差，工作效率低等问题；可以实现自动化缠绕管道密封胶带的功能，能够把管道密封胶带均匀的缠绕在管道上，具有操作简单、密封性好、劳动强度小与工作效率高等优点。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种化工气体管道自动对接缠绕机器人，包括底板、一号换向夹持机构、二号换向夹持机构、固定机构、钢管套、支撑架、按压缠绕机构和缠绕执行机构，所述的底板上端安装有一号换向夹持机构、固定机构和支撑架，固定机构安装在底板中部，固定机构上夹持有钢管套，支撑架安装在底板上，支撑架下端设置有二号换向夹持机构，且支撑架的下端通过滑动配合方式安装有按压缠绕机构，按压缠绕机构上设置有缠绕执行机构。
所述的固定机构包括调节液压缸、固定台、固定电机、固定螺杆、固定块和固定板，调节液压缸安装在底板上，调节液压缸的顶端通过法兰安装在固定台上，固定电机通过电机座安装在固定台后端，固定电机的输出轴通过联轴器与固定螺杆后端连接，固定螺杆前端通过轴承安装在固定块上，固定块安装在固定台前端，固定螺杆前后两侧外壁上设置有相反旋向的螺纹，固定螺杆前后两侧对称设置有固定板，所述的上端为V形结构。通过人工将钢管套放置在固定机构上，固定电机工作带动固定螺杆旋转，使固定板相互运动对钢管套进行夹持，再通过调节液压缸将钢管套运动到工作位置，固定板上端V形结构对钢管套进行固定，防止钢管套在固定板上产生滑动，从而确保了工作的稳定性，减少了人工操作步骤，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。
所述的一号换向夹持机构和二号换向夹持机构为相同结构，所述的一号换向夹持机构包括同步进给电机、同步进给螺杆、同步进给固连板、换向滑块、双轴换向电机、换向夹持板、伸缩气缸和夹持环，同步进给电机通过电机座安装在底板右端，同步进给电机的输出轴通过联轴器与同步进给螺杆的右端相连，同步进给螺杆的左端通过轴承安装在同步进给固连板上，同步进给固连板安装在底板上，同步进给螺杆上设置有换向滑块，换向滑块对称安装在同步进给螺杆左右两端，换向滑块上端通过电机座安装有双轴换向电机，双轴换向电机的输出轴上安装有换向夹持板，所述的换向夹持板为圆盘结构，且换向夹持板沿其圆周方向均匀的设置有四个伸缩气缸，伸缩气缸上设置有夹持环，所述同步进给螺杆左右两侧外壁上设置有相反旋向的螺纹，所述的夹持环沿换向夹持板逆向方向的半径依次减小；一号换向夹持机构和二号换向夹持机构上的双轴换向电机工作，调动伸缩气缸与合适的夹持环相互配合对管道进行夹持，通过同步进给电机驱动同步进给螺杆带动换向滑块使钢管运动到指定位置，从而确保工作的稳定性，无需人工对接，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。
所述的按压缠绕机构包括电动滑块、滑动面板、按压支撑台、按压气缸、弧形按压面板、缠绕支撑台、缠绕气缸、缠绕环和齿条，电动滑块安装在支撑架下端，电动滑块上安装有滑动面板，滑动面板下端安装有按压支撑台，按压支撑台上安装有按压气缸，按压气缸下端连接弧形按压面板，滑动面板下端安装有缠绕支撑台，缠绕支撑台对称安装在按压支撑台两侧，缠绕支撑台下端前后两侧通过销轴对称设置有缠绕环，缠绕环与缠绕支撑台之间通过销轴连接有缠绕气缸，所述缠绕环内均匀安装有齿条，且齿条为圆弧形结构排列，所述缠绕环的侧壁上设置有T型槽；所述的缠绕执行机构包括缠绕滑竿、缠绕执行电机、缠绕齿轮和T形缠绕架，缠绕滑竿左右对称安装有T形缠绕架，T形缠绕架通过滑动配合方式安装在T型槽内，缠绕滑竿两端通过电机座安装有缠绕执行电机，缠绕执行电机的输出轴上安装有缠绕齿轮，缠绕齿轮与齿条相互啮合；缠绕滑竿81上缠绕有胶带，按压缠绕机构与缠绕执行机构所固定的滑动面板随着电动滑块移动到钢管套与钢管对接的缝隙处，缠绕执行机构绕着缠绕环内壁齿条做圆周运动，将缠绕滑竿上的密封胶带均匀缠绕在钢管套与钢管对接的缝隙处，在缠绕过程中，按压气缸带动弧形按压面板对缠绕的胶带实行间歇式点动按压，使密封胶带更紧固的缠绕在钢管套与钢管对接的缝隙处，从而保证了缠绕过程的密封性，确保了工作质量，提高了工作效率。
工作时，通过人工将钢管套放置在固定机构的固定板上，固定电机工作带动固定螺杆旋转，固定板沿着设置有相反旋向螺纹的固定螺杆相互靠近，对钢管套进行夹持，再通过调节液压缸将钢管套运动到指定的工作位置，双轴换向电机工作带动换向夹持板旋转，选定与钢管相同直径的夹持环，再通过人工将钢管放置在一号换向夹持机构的夹持环上，此时选定的夹持环上的伸缩气缸工作对钢管进行夹持，同步进给电机工作带动同步进给螺杆工作，同步进给螺杆上安装的换向滑块相互运动，将钢管放入钢管套内部，此时固定机构进行复位，按压支撑台上通过销轴连接的缠绕气缸工作，使得缠绕环将钢管套与钢管包围着，通过人工将缠绕滑竿上的密封胶带一端固定在钢管套与钢管对接的缝隙处，缠绕执行电机工作，带动缠绕齿轮与缠绕滑竿围绕着缠绕环上的齿条做圆周运动，将缠绕滑竿上的密封胶带均匀缠绕在钢管套与钢管对接的缝隙处，在缠绕过程中，按压气缸带动弧形按压面板对缠绕的胶带实行间歇式点动按压，从而保证密封胶带缠绕过程的密封性，可以实现自动对接钢管进行密封缠绕的功能。
本发明的有益效果是：
一、本发明可以解决气体管道对接过程中存在的人工缠绕密封胶密封性不稳定的问题，为了对管道对接过程中的密封胶带缠绕，工人师傅通常在管道缠绕过程中花费大量时间，进行重复性工作增大了劳动强度，且长时间的缠绕操作往往不能保证缠绕的质量，导致其稳定性差，工作效率低下等问题；可以实现多口径管道自动对接的功能，能够对管道对接处的缝隙进行自动化缠绕密封胶带，且在缠绕过程中对密封胶带实行间歇式点动按压，提高了对连接处缝隙的密封性，同时机器自动化缠绕保证了缠绕力度的均匀，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。
二、本发明设计了一号换向夹持机构和二号换向夹持机构，能够根据工作的实际需要，选择合适直径的夹持环，对不同直径的钢管进行夹持，同时设置的同步进给螺杆上有相反旋向的螺纹，实现了钢管套与钢管之间实行自动对接；从而确保工作的稳定性，减少了人工操作步骤，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。
三、本发明设计了按压缠绕机构，缠绕气缸的伸缩带动缠绕环对钢管套进行包裹，按压气缸上连接的弧形按压面板对绕在钢管套与钢管缝隙之间的密封胶带实行间歇式点动按压，使密封胶带更紧固的缠绕在钢管套与钢管对接的缝隙处，从而保证了缠绕过程的密封性，确保了工作质量，提高了工作效率。
四、本发明设计了固定机构，固定机构上的固定板上端V形结构对钢管套进行固定，防止钢管套在固定板上产生滑动，从而确保了工作的稳定性，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明底板与一号换向夹持机构之间的结构示意图；
图3是本发明底板、支撑架与按压缠绕机构之间的结构示意图；
图4是本发明底板与固定机构之间的结构示意图；
图5是本发明缠绕执行机构的结构示意图；
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
如图1至图5所示，一种化工气体管道自动对接缠绕机器人，包括底板1、一号换向夹持机构2、二号换向夹持机构3、固定机构4、钢管套5、支撑架6、按压缠绕机构7和缠绕执行机构8，所述的底板1上端安装有一号换向夹持机构2、固定机构4和支撑架6，固定机构4安装在底板1中部，固定机构4上夹持有钢管套5，支撑架6安装在底板1上，支撑架6下端设置有二号换向夹持机构3，且支撑架6的下端通过滑动配合方式安装有按压缠绕机构7，按压缠绕机构7上设置有缠绕执行机构8。
所述的固定机构4包括调节液压缸41、固定台42、固定电机43、固定螺杆44、固定块45和固定板46，调节液压缸41安装在底板1上，调节液压缸41的顶端通过法兰安装在固定台42上，固定电机43通过电机座安装在固定台42后端，固定电机43的输出轴通过联轴器与固定螺杆44后端连接，固定螺杆44前端通过轴承安装在固定块45上，固定块45安装在固定台42前端，固定螺杆44前后两侧外壁上设置有相反旋向的螺纹，固定螺杆44前后两侧对称设置有固定板46，所述固定板46的上端为V形结构。通过人工将钢管套5放置在固定机构4上，固定电机43工作带动固定螺杆44旋转，使固定板46相互运动对钢管套5进行夹持，再通过调节液压缸41将钢管套5运动到工作位置，固定板46上端V形结构对钢管套5进行固定，防止钢管套5在固定板46上产生滑动，从而确保了工作的稳定性，减少了人工操作步骤，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。
所述的一号换向夹持机构2和二号换向夹持机构3为相同结构，所述的一号换向夹持机构2包括同步进给电机21、同步进给螺杆22、同步进给固连板23、换向滑块24、双轴换向电机25、换向夹持板26、伸缩气缸27和夹持环28，同步进给电机21通过电机座安装在底板1右端，同步进给电机21的输出轴通过联轴器与同步进给螺杆22的右端相连，同步进给螺杆22的左端通过轴承安装在同步进给固连板23上，同步进给固连板23安装在底板1上，同步进给螺杆22上设置有换向滑块24，换向滑块24对称安装在同步进给螺杆22左右两端，换向滑块24上端通过电机座安装有双轴换向电机25，双轴换向电机25的输出轴上安装有换向夹持板26，所述的换向夹持板26为圆盘结构，且换向夹持板26沿其圆周方向均匀的设置有四个伸缩气缸27，伸缩气缸27上设置有夹持环28，所述同步进给螺杆22左右两侧外壁上设置有相反旋向的螺纹，所述的夹持环28沿换向夹持板26逆向方向的半径依次减小；一号换向夹持机构2和二号换向夹持机构3上的双轴换向电机25工作，调动伸缩气缸27与合适的夹持环28相互配合对管道进行夹持，通过同步进给电机21驱动同步进给螺杆22带动换向滑块24使钢管运动到指定位置，从而确保工作的稳定性，无需人工对接，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。
所述的按压缠绕机构7包括电动滑块71、滑动面板72、按压支撑台73、按压气缸74、弧形按压面板75、缠绕支撑台76、缠绕气缸77、缠绕环78和齿条79，电动滑块71安装在支撑架下端，电动滑块71上安装有滑动面板72，滑动面板72下端安装有按压支撑台73，按压支撑台73上安装有按压气缸74，按压气缸74下端连接弧形按压面板75，滑动面板72下端安装有缠绕支撑台76，缠绕支撑台76对称安装在按压支撑台73两侧，缠绕支撑台76下端前后两侧通过销轴对称设置有缠绕环78，缠绕环78与缠绕支撑台76之间通过销轴连接有缠绕气缸77，所述缠绕环78内均匀安装有齿条79，且齿条79为圆弧形结构排列。所述缠绕环78的侧壁上设置有T型槽；所述的缠绕执行机构8包括缠绕滑竿81、缠绕执行电机82、缠绕齿轮83和T形缠绕架84，缠绕滑竿81左右对称安装有T形缠绕架84，T形缠绕架84通过滑动配合方式安装在T型槽内，缠绕滑竿81两端通过电机座安装有缠绕执行电机82，缠绕执行电机82的输出轴上安装有缠绕齿轮83，缠绕齿轮83与齿条79相互啮合；缠绕滑竿81上缠绕有胶带，按压缠绕机构7与缠绕执行机构8所固定的滑动面板72随着电动滑块71移动到钢管套5与钢管对接的缝隙处，缠绕执行机构8绕着缠绕环78内壁齿条79做圆周运动，将缠绕滑竿81上的密封胶带均匀缠绕在钢管套5与钢管对接的缝隙处，在缠绕过程中，按压气缸74带动弧形按压面板75对缠绕的胶带实行间歇式点动按压，使密封胶带更紧固的缠绕在钢管套5与钢管对接的缝隙处，从而保证了缠绕过程的密封性，确保了工作质量，提高了工作效率。
工作时，通过人工将钢管套5放置在固定机构4的固定板46上，固定电机43工作带动固定螺杆44旋转，固定板46沿着设置有相反旋向螺纹的固定螺杆44相互靠近，对钢管套5进行夹持，再通过调节液压缸41将钢管套5运动到指定的工作位置，双轴换向电机25工作带动换向夹持板26旋转，选定与钢管相同直径的夹持环28，再通过人工将钢管放置在一号换向夹持机构2的夹持环28上，此时选定的夹持环28上的伸缩气缸27工作对钢管进行夹持，同步进给电机21工作带动同步进给螺杆22工作，同步进给螺杆22上安装的换向滑块24相互运动，将钢管放入钢管套5内部，此时固定机构4进行复位，按压支撑台73上通过销轴连接的缠绕气缸77工作，使得缠绕环78将钢管套5与钢管包围着，通过人工将缠绕滑竿81上密封胶带一端固定在钢管套5与钢管对接的缝隙处，缠绕执行电机82工作，带动缠绕齿轮83与缠绕滑竿81围绕着缠绕环78上的齿条79做圆周运动，将缠绕滑竿81上的密封胶带均匀缠绕在钢管套5与钢管对接的缝隙处，在缠绕过程中，按压气缸74带动弧形按压面板75对缠绕的胶带实行间歇式点动按压，从而保证密封胶带缠绕过程的密封性，实现了自动对接钢管进行密封缠绕的功能，解决了气体管道在对接缠绕过程中，通常因为缠绕力度的不均匀而导致管道密封性效果参差不齐，为了对管道对接过程中的密封胶带进行缠绕，工人师傅通常在管道缠绕过程中花费大量时间，进行重复性工作并增大了劳动强度，且长时间的人工缠绕操作往往不能保证缠绕的质量，导致其稳定性差，工作效率低下等问题，达到了目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种化工气体管道自动对接缠绕机器人，包括底板(1)、一号换向夹持机构(2)、二号换向夹持机构(3)、固定机构(4)、钢管套(5)、支撑架(6)、按压缠绕机构(7)和缠绕执行机构(8)，其特征在于：所述的底板(1)上端安装有一号换向夹持机构(2)、固定机构(4)和支撑架(6)，固定机构(4)安装在底板(1)中部，固定机构(4)上夹持有钢管套(5)，支撑架(6)安装在底板(1)上，支撑架(6)下端设置有二号换向夹持机构(3)，且支撑架(6)的下端通过滑动配合方式安装有按压缠绕机构(7)，按压缠绕机构(7)上设置有缠绕执行机构(8)；其中：
所述的一号换向夹持机构(2)和二号换向夹持机构(3)为相同结构，所述的一号换向夹持机构(2)包括同步进给电机(21)、同步进给螺杆(22)、同步进给固连板(23)、换向滑块(24)、双轴换向电机(25)、换向夹持板(26)、伸缩气缸(27)和夹持环(28)，同步进给电机(21)通过电机座安装在底板(1)右端，同步进给电机(21)的输出轴通过联轴器与同步进给螺杆(22)的右端相连，同步进给螺杆(22)的左端通过轴承安装在同步进给固连板(23)上，同步进给固连板(23)安装在底板(1)上，同步进给螺杆(22)上设置有换向滑块(24)，换向滑块(24)对称安装在同步进给螺杆(22)左右两端，换向滑块(24)上端通过电机座安装有双轴换向电机(25)，双轴换向电机(25)的输出轴上安装有换向夹持板(26)，所述的换向夹持板(26)为圆盘结构，且换向夹持板(26)沿其圆周方向均匀的设置有四个伸缩气缸(27)，伸缩气缸(27)上设置有夹持环(28)；
所述的按压缠绕机构(7)包括电动滑块(71)、滑动面板(72)、按压支撑台(73)、按压气缸(74)、弧形按压面板(75)、缠绕支撑台(76)、缠绕气缸(77)、缠绕环(78)和齿条(79)，电动滑块(71)安装在支撑架下端，电动滑块(71)上安装有滑动面板(72)，滑动面板(72)下端安装有按压支撑台(73)，按压支撑台(73)上安装有按压气缸(74)，按压气缸(74)下端连接弧形按压面板(75)，滑动面板(72)下端安装有缠绕支撑台(76)，缠绕支撑台(76)对称安装在按压支撑台(73)两侧，缠绕支撑台(76)下端前后两侧通过销轴对称设置有缠绕环(78)，缠绕环(78)与缠绕支撑台(76)之间通过销轴连接有缠绕气缸(77)；
所述的缠绕执行机构(8)包括缠绕滑竿(81)、缠绕执行电机(82)、缠绕齿轮(83)和T形缠绕架(84)，缠绕滑竿(81)左右对称安装有T形缠绕架(84)，T形缠绕架(84)通过滑动配合方式安装在T型槽内，缠绕滑竿(81)两端通过电机座安装有缠绕执行电机(82)，缠绕执行电机(82)的输出轴上安装有缠绕齿轮(83)，缠绕齿轮(83)与齿条(79)相互啮合。
2.根据权利要求1所述的一种化工气体管道自动对接缠绕机器人，其特征在于：所述缠绕环(78)内均匀安装有齿条(79)，且齿条(79)为圆弧形结构排列。
3.根据权利要求1所述的一种化工气体管道自动对接缠绕机器人，其特征在于：所述缠绕环(78)的侧壁上设置有T型槽。
4.根据权利要求1所述的一种化工气体管道自动对接缠绕机器人，其特征在于：所述同步进给螺杆(22)左右两侧外壁上设置有相反旋向的螺纹。
5.根据权利要求1所述的一种化工气体管道自动对接缠绕机器人，其特征在于：所述的夹持环(28)沿换向夹持板(26)逆向方向的半径依次减小。
6.根据权利要求1所述的一种化工气体管道自动对接缠绕机器人，其特征在于：所述的固定机构(4)包括调节液压缸(41)、固定台(42)、固定电机(43)、固定螺杆(44)、固定块(45)和固定板(46)，调节液压缸(41)安装在底板(1)上，调节液压缸(41)的顶端通过法兰安装在固定台(42)上，固定电机(43)通过电机座安装在固定台(42)后端，固定电机(43)的输出轴通过联轴器与固定螺杆(44)后端连接，固定螺杆(44)前端通过轴承安装在固定块(45)上，固定块(45)安装在固定台(42)前端，固定螺杆(44)前后两侧外壁上设置有相反旋向的螺纹，固定螺杆(44)前后两侧对称设置有固定板(46)，所述固定板(46)的上端为V形结构。
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