CN110978039A

CN110978039A - 一种用于检测型水下机器人上的固定管道夹具

Info

Publication number: CN110978039A
Application number: CN201911269087.1A
Authority: CN
Inventors: 任福深; 胡庆; 范玉坤; 王宝金; 方天成; 梁斌
Original assignee: Northeast Petroleum University
Current assignee: Northeast Petroleum University
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2039-12-11
Also published as: CN110978039B

Abstract

一种用于检测型水下机器人上的固定管道夹具。包括底板、滑块、铰链、左支架、右支架、左卡爪、右卡爪、左滑轮、右滑轮以及弹簧；底板上表面与检测性水下机器人（ROV）下表面用螺钉进行连接，在底板设置有滑道，滑道安装滑块，滑道侧面与滑块侧面进行间隙配合，滑道上表面与滑块下表面重合，滑块上表面焊接铰链，铰链下表面与滑块上表面重合，铰链上安装左支架和右支架；由ROV本体自身的推进器提供的动力，通过直线导轨滑块机构转化左支架与右支架的转动，从而带动支架上卡爪的转动，最终使该夹具装置转化为对管道的夹紧力。本种固定管道夹具结构简单，易于装配和拆卸，并且可有效防止ROV本体的晃动和摆动，保证夹具工作的可靠性。

Description

一种用于检测型水下机器人上的固定管道夹具

技术领域

本发明涉及一种应用于海底管道检测工具技术领域中的可安装在检测型水下机器人上的固定管道夹具。

背景技术

在水下石油管道方面，由于海洋环境的复杂性以及管道自身的状况，对管道的定期检测是必须的事情。在ROV本体进入水下进行管道检测的过程之中，尤其受到洋流、风浪、微生物等影响，ROV本体在水下会产生微小的晃动和摆动，并不能精确到达所指定的位置，会造成很大的偏差，因此需要在ROV本体安装有固定管道夹具，来保证检测结果的准确性，就海底管道检测工具技术领域而言，基本为电动固定管道夹具，电动夹具需要用电机驱动，电机在水下需要进行密封，增加一定的复杂性，而且电机由于受到水下压力、温度等因素的影响，需要提供很大的动力，增加一定的技术难度，并且会增加成本。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种用于检测型水下机器人上的固定管道夹具，这种夹具为纯机械结构，结构简单，确保在ROV检测管道的过程之中，由ROV本体自身的推进器提供动力，通过直线导轨滑块机构转化左支架与右支架的转动，从而带动支架上卡爪的转动，最终使该夹具装置转化为对管道的夹紧力，ROV本体自身越靠近管道的方向，夹具对管道的夹紧力越大，有效防止ROV本体的晃动和摆动，保证该夹具的可靠性。在装配过程时，比较方便，易于拆卸，有效确保管道检测的进度。

本发明的技术方案是：该所述的一种用于检测型水下机器人上的固定管道夹具，包括底板，其特征在于：

所述的夹具还包括底板、滑块、铰链、左支架、右支架、左卡爪、右卡爪、左滑轮、右滑轮、弹簧；

底板上表面与ROV下表面用螺钉三进行连接，在底板设置有滑道，滑道前面与滑道盖后面重合，滑道与滑道盖用螺钉四进行螺纹连接，防止滑块在移动过程中脱离滑道，滑道安装有滑块，滑道侧面与滑块侧面进行间隙配合，滑道上表面与滑块下表面重合，滑块上表面焊接有铰链，铰链下表面与滑块上表面重合，铰链安装有左支架、右支架；

左支架一孔、右支架一孔与铰链间隙配合，左支架一上表面与右支架一下表面重合，在右支架上表面安装有螺母，螺母与铰链用螺纹进行连接，在左支架安装有左卡爪，在左支架左臂设置有左支架左臂外嵌滑道，左支架左臂内设置有一定距离的左支架左臂键槽，左卡爪左臂设置有左卡爪左臂内嵌滑道，在左卡爪左臂内设置有一定距离的左卡爪左臂键槽，左卡爪左臂键槽的中心线与左支架左臂键槽的中心线重合，左支架左臂外嵌滑道下表面与左卡爪左臂内嵌滑道上表面重合，左支架左臂外嵌滑道侧面与左卡爪左臂内嵌滑道侧面进行间隙配合，在左支架左臂键槽下表面与左卡爪左臂键槽上表面安装有紧定螺钉二，控制左卡爪张开大小，在左支架二上表面安装有左滑轮，左滑轮下表面与左垫片上表面重合，左垫片下表面与左支架二上表面重合，左支架、左垫片、左滑轮之间用螺钉一连接；（位置上调）

在右支架安装有右卡爪，在右支架右臂设置有右支架右臂外嵌滑道，右支架右臂内设置有一定距离的右支架右臂键槽，右卡爪右臂设置有右卡爪右臂内嵌滑道，在右卡爪右臂内设置有一定距离的右卡爪右臂键槽，右卡爪右臂键槽的中心线与右支架右臂键槽的中心线重合，右支架右臂外嵌滑道下表面与右卡爪右臂内嵌滑道上表面重合，右支架右臂外嵌滑道侧面与右卡爪右臂内嵌滑道侧面进行间隙配合，在右支架右臂键槽下表面与右卡爪右臂键槽上表面中安装有紧定螺钉二，控制右卡爪张开大小，在右支上表面安装有右滑轮，右滑轮下表面与右垫片上表面重合，右垫片下表面与右支上表面重合，右支架、右垫片、右滑轮之间用螺钉一连接，在左支架二孔与右支架二孔之间连接弹簧；

所述滑道的中心线与滑块的中心线重合，所述滑块的中心线与铰链的中心线重合，并相互垂直，所述的铰链与左支架一孔、右支架一孔为间隙配合，所述的左支架一上表面与右支架一下表面相互接触，所述的左卡爪左臂中心线与左支架左臂中心线重合，左卡爪左臂键槽宽度与左支架左臂键槽宽度相同，所述的右卡爪右臂中心线与右支架右臂中心线重合，右卡爪右臂键槽宽度与右支架右臂键槽宽度相同，所述的左滑轮、右滑轮与ROV本体前板保持相切。

本发明具有如下有益效果：

本发明结构简单，确保在ROV检测管道的过程之中，由ROV本体自身的推进器提供动力，通过直线导轨滑块机构转化左支架与右支架的转动，从而带动支架上卡爪的转动，最终使该夹具装置转化为对管道的夹紧力，ROV本体自身越靠近管道的方向，夹具对管道的夹紧力越大，有效防止ROV本体的晃动和摆动，保证该夹具的可靠性；使用滑道卡爪，可以改变卡爪在支架上滑动的距离，保证卡爪移动到管道适应的位置；在底板滑道的设计和弹簧安装到左右支架侧板的位置的设计，能很好的确保夹具的中心线与管道的中心线始终重合，并相互垂直，可以缩短抱紧时间，有效提高工程进度；卡爪可以在滑道进行移动，可以对不同直径管道进行抱紧，减少不同直径管道对应不同夹具的安装次数，该夹具通过ROV本体的推进器提供动力，减小用水下电机驱动该机构运动的复杂性，有效合理节约成本；滑轮与ROV本体前板进行接触，减少该机构与本体之间的摩擦，有效提高使用寿命。

附图说明：

图1为本发明结构示意图

图2为本发明左支架与左卡爪装配示意图

图3为本发明左支架结构示意图

图4为本发明左卡爪结构示意图

图5为本发明右支架与右卡爪装配示意图

图6为本发明右支架结构示意图

图7为本发明右卡爪结构示意图

图8为本发明底板与滑块装配示意图

图9为本发明滑块与铰链装配示意图

图10为本发明底板与ROV装配示意图

图11为本发明右滑轮与右支架装配示意图

图12为本发明左滑轮与左支架装配示意图

图13为本发明滑道与滑道盖装配示意图

图中1-底板、2-ROV本体前板、3-螺钉一、4-左滑轮、5-弹簧、6-左支架、7-滑块、8-铰链、9-紧定螺钉二、10-左卡爪、11-管道、12-右卡爪、13-右支架、14-螺母、15-右滑轮、16-左卡爪最前端、17-左卡爪左臂键槽上表面、18-左卡爪左臂、19-左支架一孔、20-左支架一上表面、21-左支架二上表面、22-左支架二孔、23-左支架左臂外嵌滑道、24-左支架左臂键槽、25-左支架左臂键槽下表面、26-左支架左臂外嵌滑道下表面、27-左支架左臂外嵌滑道侧面、28-左支架左臂、29-左支架右侧面、30-左卡爪左臂内嵌滑道侧面、31-左卡爪左臂内嵌滑道、32-左卡爪左臂内嵌滑道上表面、33-左卡爪左臂键槽、34-右支架二孔、35-右支架上表面、36-右支架一孔、37-右卡爪右臂键槽上表面、38-右卡爪右臂、39-右卡爪右臂键槽、40-右支架右臂键槽、41-右卡爪内嵌滑道上表面、42-右支架右臂外嵌滑道、43-右卡爪右臂内嵌滑道侧面、44-右卡爪右臂内嵌滑道、45-右卡爪最前端、46-右支架左侧面、47-右支架右臂、48-右支架右臂键槽下表面、49-右支架右臂外嵌滑道侧面、50-右支架右臂外嵌滑道下表面、51-右支架一下表面、53-底板上表面、54-滑道、55-滑块上表面、56-滑块侧面、57-滑道上表面、58-滑道侧面、59-滑块下表面、60-铰链下表面、61-螺钉三、62-ROV下表面、63-ROV本体、64-右滑轮下表面、65-右垫片上表面、66-右垫片、67-右垫片下表面、68-左滑轮下表面、69-左垫片上表面、70-左垫片、71-左垫片下表面、72-滑道盖、73-滑道盖前端、74-滑道前面、75-滑道盖后面、76-螺钉四。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

本种用于检测型水下机器人上的固定管道夹具，包括底板1，其特征在于：

所述夹具还包括滑块7、铰链8、左支架6、右支架13、左卡爪10、右卡爪12、左滑轮4、右滑轮17以及弹簧5；

底板上表面53与ROV下表面62用螺钉三61进行连接，在底板1设置有滑道54，滑道前面74与滑道盖后面75重合，滑道54与滑道盖72用螺钉四76进行螺纹连接，防止滑块7在移动过程中脱离滑道54，滑道54安装滑块7，滑道侧面58与滑块侧面56进行间隙配合，滑道上表面57与滑块下表面59重合，滑块上表面55焊接铰链8，铰链下表面60与滑块上表面55重合，铰链8上安装左支架6和右支架13。

左支架一孔19、右支架一孔36与铰链8间隙配合，左支架一上表面20与右支架一下表面51重合，在右支架上表面35安装有螺母14，螺母14与铰链8用螺纹进行连接；在左支架6安装左卡爪10，在左支架左臂28设置有左支架左臂外嵌滑道23，左支架左臂28内设置有一个定距离的左支架左臂键槽24，左卡爪左臂18设置有左卡爪左臂内嵌滑道31，在左卡爪左臂18内设置有一个定距离的左卡爪左臂键槽33，左卡爪左臂键槽33的中心线与左支架左臂键槽24的中心线重合，左支架左臂外嵌滑道下表面26与左卡爪左臂内嵌滑道上表面32重合，左支架左臂外嵌滑道侧面27与左卡爪左臂内嵌滑道侧面30进行间隙配合，在左支架左臂键槽下表面25与左卡爪左臂键槽上表面17安装有紧定螺钉二9，控制左卡爪10张开大小。在左支架二上表面21安装有左滑轮4，左滑轮下表面68与左垫片上表面69重合，左垫片下表面71与左支架二上表面21重合，左支架6、左垫片70、左滑轮4之间用螺钉一3连接；

在右支架13安装有右卡爪12，在右支架右臂47设置有右支架右臂外嵌滑道42，右支架右臂47内设置有一个定距离的右支架右臂键槽40，右卡爪右臂38设置有右卡爪右臂内嵌滑道44，在右卡爪右臂38内设置有一个定距离的右卡爪右臂键槽39，右卡爪右臂键槽39的中心线与右支架右臂键槽40的中心线重合，右支架右臂外嵌滑道下表面50与右卡爪右臂内嵌滑道上表面41重合，右支架右臂外嵌滑道侧面49与右卡爪右臂内嵌滑道侧面43进行间隙配合，在右支架右臂键槽下表面48与右卡爪右臂键槽上表面37中安装有紧定螺钉二9，控制右卡爪12张开大小，在右支上表面35安装有右滑轮15，右滑轮下表面64与右垫片上表面65重合，右垫片下表面67与右支上表面35重合，右支架13、右垫片66、右滑轮15之间用螺钉一3连接，在左支架二孔22与右支架二孔34之间连接弹簧5。

所述滑道54的中心线与滑块7的中心线重合，所述滑块7的中心线与铰链8的中心线重合，并相互垂直，所述的铰链8与左支架一孔19、右支架一孔36为间隙配合，所述的左支架一上表面20与右支架一下表面51相互接触，所述的左卡爪左臂18中心线与左支架左臂28中心线重合，左卡爪左臂键槽33宽度与左支架左臂键槽24宽度相同，所述的右卡爪右臂38中心线与右支架右臂47中心线重合，右卡爪右臂键槽39宽度与右支架右臂键槽40宽度相同，所述的左滑轮4、右滑轮15与ROV本体前板2保持相切。

本种管道夹具的工作过程如下：

根据管道11的直径，选择合适的卡爪距离，在对管道11进行检测，需要将左卡爪最前端16、右卡爪最前端45两点的距离大于检测管道11的直径。左卡爪左臂内嵌滑道31在左支架左臂外嵌滑道23滑行距离与右卡爪右臂内嵌滑道44在右支架右臂外嵌滑道42滑行距离保持相同。

将左卡爪10、右卡爪12距离调整后，开始向管道11方向进行移动，在移动过程中，管道11最先接触到左支架右侧面29与右支架左侧面46，在ROV本体63向前移动的过程中，左支架6与右支架13在铰链8处进行转动，左支架6与右支架13转动的角度相同，并不断增大，同时铰链8带动滑块7在滑道54上进行滑动，向着ROV本体63的方向，同时安装在左支架二上表面21的左滑轮4与安装在右支架上表面35的右滑轮15在ROV本体前板2移动，距离不断增大，安装在左支架一孔19与右支架一孔36之间的弹簧5不断拉伸，当管道11接触滑道盖前端73时，滑块7继续在滑道54上面移动。于此同步的是左卡爪最前端16与右卡爪最前端45的距离不断变小，左卡爪10与右卡爪12的距离不断变小，弹簧（5）拉伸距离不断增大，最终将管道11夹紧。

在管道11检测完成后，ROV本体63不断向远离管道11方向移动，在移动过程之中，管道11最先接触是左卡爪最前端16与右卡爪最前端45，左卡爪最前端16与右卡爪最前端45的距离不断加大，同时左支架6与右支架13在铰链8连接处转动，左支架6与右支架13转动的角度相同，并不断减小，同时铰链8带动滑块7在滑道54上远离ROV本体64的方向滑动，左滑轮4与右滑轮15在ROV本体前板2不断进行滑动，距离不断减小，滑块7向着背离ROV本体63方向移动，安装在左支架一孔16与右支架一孔36之间的弹簧5不断回缩，回到原来的状态。

在夹具移动过程中，在左滑轮4与右滑轮15的滑动配合作用下，比较省力，而且可以不同直径管道都可以抱紧，减少安装的次数，并且夹具移动变化通过ROV本体63提供动力，减少水下用电机驱动的复杂性，节约成本。

Claims

1.一种用于检测型水下机器人上的固定管道夹具，包括底板（1），其特征在于：

所述夹具还包括滑块（7）、铰链（8）、左支架（6）、右支架（13）、左卡爪（10）、右卡爪（12）、左滑轮（4）、右滑轮（17）以及弹簧（5）；

底板上表面（53）与ROV下表面（62）用螺钉三（61）进行连接，在底板（1）设置有滑道（54），滑道前面（74）与滑道盖后面（75）重合，滑道（54）与滑道盖（72）用螺钉四（76）进行螺纹连接，防止滑块（7）在移动过程中脱离滑道（54），滑道（54）安装滑块（7），滑道侧面（58）与滑块侧面（56）进行间隙配合，滑道上表面（57）与滑块下表面（59）重合，滑块上表面（55）焊接铰链（8），铰链下表面（60）与滑块上表面（55）重合，铰链（8）上安装左支架（6）和右支架（13）；

左支架一孔（19）、右支架一孔（36）与铰链（8）间隙配合，左支架一上表面（20）与右支架一下表面（51）重合，在右支架上表面（35）安装有螺母（14），螺母（14）与铰链（8）用螺纹进行连接；在左支架（6）安装左卡爪（10），在左支架左臂（28）设置有左支架左臂外嵌滑道（23），左支架左臂（28）内设置有一个定距离的左支架左臂键槽（24），左卡爪左臂（18）设置有左卡爪左臂内嵌滑道（31），在左卡爪左臂（18）内设置有一个定距离的左卡爪左臂键槽（33），左卡爪左臂键槽（33）的中心线与左支架左臂键槽（24）的中心线重合，左支架左臂外嵌滑道下表面（26）与左卡爪左臂内嵌滑道上表面（32）重合，左支架左臂外嵌滑道侧面（27）与左卡爪左臂内嵌滑道侧面（30）进行间隙配合，在左支架左臂键槽下表面（25）与左卡爪左臂键槽上表面（17）安装有紧定螺钉二（9），控制左卡爪（10）张开大小，在左支架二上表面（21）安装有左滑轮（4），左滑轮下表面（68）与左垫片上表面（69）重合，左垫片下表面（71）与左支架二上表面（21）重合，左支架（6）、左垫片（70）、左滑轮（4）之间用螺钉一（3）连接；

在右支架（13）安装有右卡爪（12），在右支架右臂（47）设置有右支架右臂外嵌滑道（42），右支架右臂（47）内设置有一个定距离的右支架右臂键槽（40），右卡爪右臂（38）设置有右卡爪右臂内嵌滑道（44），在右卡爪右臂（38）内设置有一个定距离的右卡爪右臂键槽（39），右卡爪右臂键槽（39）的中心线与右支架右臂键槽（40）的中心线重合，右支架右臂外嵌滑道下表面（50）与右卡爪右臂内嵌滑道上表面（41）重合，右支架右臂外嵌滑道侧面（49）与右卡爪右臂内嵌滑道侧面（43）进行间隙配合，在右支架右臂键槽下表面（48）与右卡爪右臂键槽上表面（37）中安装有紧定螺钉二（9），控制右卡爪(12)张开大小，在右支上表面（35）安装有右滑轮（15），右滑轮下表面（64）与右垫片上表面（65）重合，右垫片下表面（67）与右支上表面（35）重合，右支架（13）、右垫片（66）、右滑轮（15）之间用螺钉一（3）连接，在左支架二孔（22）与右支架二孔（34）之间连接弹簧（5）；

所述滑道（54）的中心线与滑块（7）的中心线重合，所述滑块（7）的中心线与铰链（8）的中心线重合，并相互垂直，所述的铰链（8）与左支架一孔（19）、右支架一孔（36）为间隙配合，所述的左支架一上表面（20）与右支架一下表面（51）相互接触，所述的左卡爪左臂（18）中心线与左支架左臂（28）中心线重合，左卡爪左臂键槽（33）宽度与左支架左臂键槽（24）宽度相同，所述的右卡爪右臂（38）中心线与右支架右臂（47）中心线重合，右卡爪右臂键槽（39）宽度与右支架右臂键槽（40）宽度相同，所述的左滑轮（4）、右滑轮（15）与ROV本体前板（2）保持相切。