CN111634000B - 一种卷盘端pe管套接安装单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卷盘端PE管套接安装单元，包括底托板Ⅱ、立安装板、PE管管端夹持套管部分、PE管管端加热部分Ⅱ和卷盘端PE管套接安装电控机构；立安装板通过沿竖直方向设置的定位升降导向机构Ⅰ和定位升降驱动机构Ⅰ竖直安装在底托板Ⅱ上、且立安装板正对左右方向设置；PE管管端夹持套管部分安装在立安装板上，包括支撑架Ⅳ和安装在支撑架Ⅳ端部的管端夹持机构Ⅱ；PE管管端加热部分Ⅱ设置在PE管管端夹持套管部分的后方，包括支撑架Ⅴ和锥形电加热头组件Ⅱ。本发明可大大降低PE管管端过早老化的风险，可以实现降低操作人员的劳动强度、提高安装效率，特别适用于大中型卷盘喷灌机的大直径、大厚壁PE管的安装。

Description

一种卷盘端PE管套接安装单元
技术领域
本发明涉及一种卷盘喷灌机用辅助安装系统，具体是一种适用于将PE管安装在卷盘喷灌机的卷盘上的PE管套接安装单元，属于卷盘喷灌机技术领域。
背景技术
喷灌是利用喷头等专用设备把有压水喷洒到空中，形成水滴落到地喷灌面和作物表面的灌溉方法，喷灌机又称喷灌机具、喷灌机组，即喷灌所采用的专用设备。
卷盘喷灌机能够灌溉大面积的农田，也可以根据喷头控制喷水量的大小，以满足使用者对喷灌水量的不同要求，是农田节水灌溉通常选用的喷灌设备。卷盘喷灌机一般采用水涡轮式动力驱动系统，通常主要包括底架、卷盘、PE管、水涡轮、变速箱、速度补偿装置和喷头车，PE管层叠缠绕在卷盘上，喷灌压力水带动水涡轮旋转，从水涡轮轴传入到减速器中，降速后链条传动产生较大的扭矩力驱动卷盘转动，从而实现PE管的自动回收，同时通过PE管牵引喷头车回退移动进行喷灌作业。
卷盘喷灌机的PE管一端需套接安装在喷头车的压力水输入硬管接头上、另一端需套接安装在卷盘的压力水输出硬管接头上，硬管接头通常是与PE管内径尺寸紧配合的竹节管接头结构，传统的PE管套接安装方式是在硬管接头上涂抹黄油后人力用力推入PE管的人工套接方式，套接PE管后再用喉箍将PE管端部束紧在硬管接头的竹节管接头结构上。而卷盘喷灌机的PE管作为压力输水工作部件，不仅径向方向需具有足够的支撑强度以抵抗缠绕在卷盘上时的挤压变形以及压力水的压力，而且轴向方向也需具有足够的拉伸强度以牵引喷头车。针对大中型卷盘喷灌机而言，PE管的公称压力通常在0.63～1.6MPa、外径通常在65～250mm、管壁壁厚通常在4.2～22.7mm，重量较大，采用传统的人工套接PE管的安装方式时，通常是先将PE管的端部加热变软后再人力套接，加热方式通常采用火焰加热或热油加热，不仅劳动强度大、安装周期长、安装效率低，而且火焰加热或热油加热的方式通常会损伤PE管端部的外表面，进而造成PE管端部存在过早老化的风险，从而会降低卷盘喷灌机产品整体质量。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种卷盘端PE管套接安装单元，能够大大降低操作人员的劳动强度，可以实现PE管的快速安装，特别适用于大中型卷盘喷灌机的安装PE管工序。
为实现上述目的，本卷盘端PE管套接安装单元包括底托板Ⅱ、立安装板、PE管管端夹持套管部分、PE管管端加热部分Ⅱ和卷盘端PE管套接安装电控机构；
立安装板通过沿竖直方向设置的定位升降导向机构Ⅰ和定位升降驱动机构Ⅰ竖直安装在底托板Ⅱ上、且立安装板正对左右方向设置；
PE管管端夹持套管部分安装在立安装板上，包括垂直于立安装板设置的支撑架Ⅳ和安装在支撑架Ⅳ端部的管端夹持机构Ⅱ，支撑架Ⅳ通过沿前后方向设置的滑移导向机构和滑移驱动机构滑移配合安装在立安装板上、且支撑架Ⅳ在上下方向上定位设置；管端夹持机构Ⅱ包括与PE管外径尺寸配合的弧形夹持爪和夹持驱动部件、且弧形夹持爪的轴线方向沿前后方向设置；
PE管管端加热部分Ⅱ设置在PE管管端夹持套管部分的后方，包括支撑架Ⅴ和锥形电加热头组件Ⅱ；支撑架Ⅴ通过沿竖直方向设置的定位升降导向机构Ⅱ和定位升降驱动机构Ⅱ安装在立安装板上、且支撑架Ⅴ在前后方向上定位设置；锥形电加热头组件Ⅱ固定安装在支撑架Ⅴ上，锥形电加热头组件Ⅱ包括轴线正对前方设置的、前小后大的锥形电加热头，且锥形电加热头的轴心线距立安装板的高度尺寸与管端夹持机构Ⅱ的弧形夹持爪在夹持状态下的轴线距立安装板的高度尺寸相同；
卷盘端PE管套接安装电控机构包括卷盘端PE管套接控制器、立安装板升降控制回路、PE管管端夹持套管控制回路、PE管管端升降加热控制回路，喷头车端PE管套接控制器分别与立安装板的定位升降驱动机构Ⅰ、管端夹持机构Ⅱ的夹持驱动部件、支撑架Ⅳ的滑移驱动机构、支撑架Ⅴ的定位升降驱动机构Ⅱ、锥形电加热头组件Ⅱ的锥形电加热头电连接。
作为本发明的进一步改进方案，卷盘端PE管套接安装单元的管端夹持机构Ⅱ上设有面向后方设置的距离传感器和模式识别传感器，锥形电加热头组件Ⅱ上设有面向前方设置的模式识别传感器，卷盘端PE管套接控制器分别与管端夹持机构Ⅱ上的距离传感器和模式识别传感器电连接，卷盘端PE管套接控制器与锥形电加热头组件Ⅱ上的模式识别传感器电连接。
作为本发明的进一步改进方案，锥形电加热头组件Ⅱ还包括沿锥形电加热头的中轴线为旋转轴的A坐标旋转控制机构Ⅰ，卷盘端PE管套接控制器与A坐标旋转控制机构Ⅰ电连接；管端夹持机构Ⅱ还包括在夹持状态下沿弧形夹持爪的中轴线为旋转轴的A坐标旋转控制机构Ⅱ，卷盘端PE管套接控制器与A坐标旋转控制机构Ⅱ电连接。
作为本发明的优选方案，立安装板的定位升降导向机构Ⅰ是设置在立安装板上的燕尾凸起和配合设置在底托板Ⅱ上的燕尾滑槽结构；支撑架Ⅳ的滑移导向机构是设置在支撑架Ⅳ底部的燕尾凸起和配合设置在立安装板上的燕尾滑槽结构；支撑架Ⅴ的定位升降导向机构Ⅱ是设置在支撑架Ⅴ底部的燕尾凸起和配合设置在立安装板上的燕尾滑槽结构。
作为本发明的进一步改进方案，管端夹持机构Ⅱ的弧形夹持爪是相对于PE管进行沿左右方向的单方向平移夹持结构，弧形夹持爪包括定夹持爪和动夹持爪，定夹持爪固定安装在支撑架Ⅳ端部，沿左右方向设置的夹持驱动部件的伸缩端与动夹持爪连接。
作为本发明的优选方案，管端夹持机构Ⅱ的夹持驱动部件、支撑架Ⅳ的滑移驱动机构均是液压缸结构。
作为本发明的进一步改进方案，底托板Ⅱ通过沿左右方向设置的滑移导向机构和滑移驱动机构安装在地面上；卷盘端PE管套接安装电控机构包括底托板Ⅱ滑移控制回路，卷盘端PE管套接控制器与底托板Ⅱ的滑移驱动机构电连接。
作为本发明的优选方案，底托板Ⅱ的滑移导向机构是设置在底托板Ⅱ底部的燕尾凸起和配合设置在地面上的燕尾滑槽结构。
与现有技术相比，本卷盘端PE管套接安装单元采用通过锥形电加热头组件对PE管管端内部进行电加热的方式，热量自内向外传导、不破坏PE管管端的外表面，可大大降低PE管管端过早老化的风险；本卷盘端PE管套接安装单元在PE管管端套接安装过程中，除了PE管管端的定位需人工定位操作、喉箍的安装需人工操作外，PE管管端加热、PE管管端套接安装等传统人工套接劳动强度最大的工序均可以自动化完成，不仅可以实现大大降低操作人员的劳动强度，而且可以大大提高安装效率；通过更换不同尺寸的弧形夹持爪及锥形电加热头，可以实现对不同外径及内径规格的PE管进行安装，特别适用于大中型卷盘喷灌机的大直径、大厚壁PE管的安装。
附图说明
图1是卷盘喷灌机PE管安装系统的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的N向视图；
图4是卷盘喷灌机PE管安装系统PE管原材料卷安装单元的结构示意图；
图5是图4的左视图；
图6是本发明的结构示意图；
图7是图6的俯视图；
图8是图6的左视图；
图9是卷盘喷灌机PE管安装系统喷头车端PE管套接安装单元的俯视结构示意图；
图10是图9的M向旋转视图；
图11是图10的P向视图；
图12是图10的Q向视图。
图中：1、PE管原材料卷安装单元，11、底托架，12、立架，13、滚筒，14、端挡杆，15、端挡杆摆动控制机构，2、喷头车端PE管套接安装单元，21、底托板Ⅰ，22、支撑架Ⅰ，23、管端夹持机构Ⅰ，24、支撑架Ⅱ，25、锥形电加热头组件Ⅰ，26、支撑架Ⅲ，27、硬管夹持机构组件，3、卷盘端PE管套接安装单元，31、底托板Ⅱ，32、立安装板，33、支撑架Ⅳ，34、管端夹持机构Ⅱ，35、支撑架Ⅴ，36、锥形电加热头组件Ⅱ，4、卷盘旋转驱动单元。
具体实施方式
下面以将本卷盘端PE管套接安装单元安装在卷盘喷灌机PE管安装系统上为例，结合附图对本发明做进一步说明(以下以图1的左侧方向为前方进行描述，以图1的上下方向为上下方向进行描述，以在图2的上下方向为左右方向进行描述，以水平前后方向为X轴坐标方向、以水平左右方向为Y轴坐标方向、以竖直上下方向为Z轴坐标方向进行描述)。
如图1、图2所示，卷盘喷灌机PE管安装系统包括PE管原材料卷安装单元1、喷头车端PE管套接安装单元2、卷盘端PE管套接安装单元3、卷盘旋转驱动单元4和集中电控单元，PE管原材料卷安装单元1、喷头车端PE管套接安装单元2、卷盘端PE管套接安装单元3和卷盘旋转驱动单元4自前至后布置，如图3所示，卷盘端PE管套接安装单元3与卷盘旋转驱动单元4之间是卷盘喷灌机工位。
如图4、图5所示，所述的PE管原材料卷安装单元1包括底托架11、立架12、滚筒13、端挡杆14和PE管原材料卷安装电控机构；底托架11固定安装在地面上；立架12竖直固定安装在底托架11上；滚筒13的轴向方向沿左右方向水平设置，滚筒13的一端通过轴承安装在立架12的顶部，滚筒13的另一端悬空设置，滚筒13内部设有沿其中轴线方向伸缩设置的端挡杆摆动控制机构15，端挡杆摆动控制机构15的机体固定安装在滚筒13内部，端挡杆摆动控制机构15可以是液压缸或气缸结构、也可以是电动缸结构等其他伸缩结构；端挡杆14设置为多件、且多件端挡杆14相对于滚筒13的轴心中心对称设置，多件端挡杆14的内侧端分别铰接安装在端挡杆摆动控制机构15的伸缩端上，多件端挡杆14的杆体分别铰接安装在滚筒13的端部；PE管原材料卷安装电控机构包括PE管原材料卷安装控制器和端挡杆摆动控制回路，PE管原材料卷安装控制器与端挡杆摆动控制机构15电连接。通过控制端挡杆摆动控制机构15的伸缩，可以实现多件端挡杆14同步摆动呈沿滚筒13径向方向的展开阻挡状态、或者呈沿滚筒13轴向方向的收纳让位状态。
如图9所示，所述的喷头车端PE管套接安装单元2包括底托板Ⅰ21、PE管管端夹持部分、PE管管端加热部分Ⅰ、硬管夹持套管部分和喷头车端PE管套接安装电控机构；
底托板Ⅰ21通过沿左右方向设置的滑移导向机构和滑移驱动机构安装在地面上，滑移导向机构可以是安装在底托板Ⅰ21底部的导向轮和配合安装在地面上的导向轨结构、也可以是设置在底托板Ⅰ21底部的导向凸起和配合设置在地面上的导向滑槽结构等其他滑移导向结构，滑移驱动机构可以是液压缸或气缸结构、也可以是电动缸结构、也可以是配合的齿轮齿条结构等其他滑移驱动结构；
如图10所示，PE管管端夹持部分包括固定安装在底托板Ⅰ21上的支撑架Ⅰ22和安装在支撑架Ⅰ22顶端的管端夹持机构Ⅰ23，管端夹持机构Ⅰ23包括与PE管外径尺寸配合的弧形夹持爪和夹持驱动部件、且弧形夹持爪的轴线方向沿前后方向设置，弧形夹持爪可以沿上下方向对PE管进行夹持、也可以沿左右方向对PE管进行夹持，弧形夹持爪可以采用平移夹持的方式、也可以采用铰接摆动夹持的方式，夹持驱动部件可以采用液压缸结构、也可以采用电动缸结构等其他结构；
如图12所示，PE管管端加热部分Ⅰ设置在PE管管端夹持部分的前方，包括支撑架Ⅱ24、锥形电加热头组件Ⅰ25和加热头滑移控制部件；支撑架Ⅱ24通过沿左右方向设置的滑移导向机构和滑移驱动机构滑移配合安装在底托板Ⅰ21上、且支撑架Ⅱ24在前后方向上定位设置，滑移导向机构可以是设置在支撑架Ⅱ24底部的燕尾凸起和配合设置在底托板Ⅰ21上的燕尾滑槽结构、也可以是设置在支撑架Ⅱ24底部的导向键和配合设置在底托板Ⅰ21上的滑槽结构等其他定位滑移导向结构，滑移驱动机构可以是液压缸或气缸结构、也可以是电动缸结构、也可以是配合的齿轮齿条结构等其他滑移驱动结构，通过控制滑移驱动机构可以实现支撑架Ⅱ24沿左右方向滑移位移；锥形电加热头组件Ⅰ25沿前后方向滑移配合安装在支撑架Ⅱ24的顶端，锥形电加热头组件Ⅰ25包括轴线正对后方设置的、前大后小的锥形电加热头，且锥形电加热头的轴心线的高度尺寸与管端夹持机构Ⅰ23的弧形夹持爪在夹持状态下的轴线的高度尺寸相同；加热头滑移控制部件安装在锥形电加热头组件Ⅰ25的正前方，加热头滑移控制部件的伸缩端与锥形电加热头组件Ⅰ25固定安装连接，加热头滑移控制部件可以是液压缸或电动缸结构、也可以是配合的齿轮齿条结构等伸缩控制结构，通过控制加热头滑移控制部件的伸缩可以实现锥形电加热头组件Ⅰ25沿前后方向滑移移动；
如图11所示，硬管夹持套管部分设置在PE管管端夹持部分的前方，包括支撑架Ⅲ26、硬管夹持机构组件27和硬管夹持机构组件滑移控制部件；支撑架Ⅲ26通过沿左右方向设置的滑移导向机构和滑移驱动机构滑移配合安装在底托板Ⅰ21上、且支撑架Ⅲ26在前后方向上定位设置，滑移导向机构可以是设置在支撑架Ⅲ26底部的燕尾凸起和配合设置在底托板Ⅰ21上的燕尾滑槽结构、也可以是设置在支撑架Ⅲ26底部的导向键和配合设置在底托板Ⅰ21上的滑槽结构等其他定位滑移导向结构，滑移驱动机构可以是液压缸或气缸结构、也可以是电动缸结构、也可以是配合的齿轮齿条结构等其他滑移驱动结构，通过控制滑移驱动机构可以实现支撑架Ⅲ26沿左右方向滑移位移；硬管夹持机构组件27沿前后方向滑移配合安装在支撑架Ⅲ26的顶端，硬管夹持机构组件27包括与喷头车的压力水输入硬管的外径尺寸配合的弧形夹持爪和夹持驱动部件、且弧形夹持爪的轴线方向沿前后方向设置，硬管夹持机构组件27的弧形夹持爪在夹持状态下的轴线的高度尺寸与管端夹持机构Ⅰ23的弧形夹持爪在夹持状态下的轴线的高度尺寸相同，弧形夹持爪可以沿上下方向对喷头车的压力水输入硬管进行夹持、也可以沿左右方向对喷头车的压力水输入硬管进行夹持，弧形夹持爪可以采用平移夹持的方式、也可以采用铰接摆动夹持的方式，夹持驱动部件可以采用液压缸结构、也可以采用电动缸结构等其他结构；硬管夹持机构组件滑移控制部件安装在硬管夹持机构组件27的正后方，硬管夹持机构组件滑移控制部件的伸缩端与硬管夹持机构组件27固定安装连接，硬管夹持机构组件滑移控制部件可以是液压缸或电动缸结构、也可以是配合的齿轮齿条结构等伸缩控制结构，通过控制硬管夹持机构组件滑移控制部件的伸缩可以实现硬管夹持机构组件27沿前后方向滑移移动；
喷头车端PE管套接安装电控机构包括喷头车端PE管套接控制器、底托板Ⅰ滑移控制回路、PE管管端夹持控制回路、PE管管端加热控制回路、硬管夹持套管控制回路，喷头车端PE管套接控制器分别与底托板Ⅰ21的滑移驱动机构、管端夹持机构Ⅰ23的夹持驱动部件、支撑架Ⅱ24的滑移驱动机构、锥形电加热头组件Ⅰ25的锥形电加热头、加热头滑移控制部件、支撑架Ⅲ26的滑移驱动机构、硬管夹持机构组件27的夹持驱动部件、硬管夹持机构组件滑移控制部件电连接。
如图6至图8所示，所述的卷盘端PE管套接安装单元3包括底托板Ⅱ31、立安装板32、PE管管端夹持套管部分、PE管管端加热部分Ⅱ和卷盘端PE管套接安装电控机构；
底托板Ⅱ31通过沿左右方向设置的滑移导向机构和滑移驱动机构安装在地面上，滑移导向机构可以是安装在底托板Ⅱ31底部的导向轮和配合安装在地面上的导向轨结构、也可以是设置在底托板Ⅱ31底部的导向凸起和配合设置在地面上的导向滑槽结构等其他滑移导向结构，滑移驱动机构可以是液压缸或气缸结构、也可以是电动缸结构、也可以是配合的齿轮齿条结构等其他滑移驱动结构；
立安装板32是平板结构，立安装板32通过沿竖直方向设置的定位升降导向机构Ⅰ和定位升降驱动机构Ⅰ竖直安装在底托板Ⅱ31上、且立安装板32的平板结构正对左右方向设置，定位升降导向机构Ⅰ可以是设置在立安装板32上的燕尾凸起和配合设置在底托板Ⅱ31上的燕尾滑槽结构、也可以是设置在立安装板32底部的导向键和配合设置在底托板Ⅱ31上的滑槽结构、或者是配合设置的导向杆和导向套结构等其他定位滑移导向结构，定位升降驱动机构Ⅰ可以是液压缸或气缸结构、也可以是电动缸结构、也可以是配合的齿轮齿条结构等其他升降驱动结构，通过控制定位升降驱动机构Ⅰ可以实现立安装板32沿上下方向滑移定位位移；
PE管管端夹持套管部分安装在立安装板32上，包括垂直于立安装板32设置的支撑架Ⅳ33和安装在支撑架Ⅳ33端部的管端夹持机构Ⅱ34，支撑架Ⅳ33通过沿前后方向设置的滑移导向机构和滑移驱动机构滑移配合安装在立安装板32上、且支撑架Ⅳ33在上下方向上定位设置，滑移导向机构可以是设置在支撑架Ⅳ33底部的燕尾凸起和配合设置在立安装板32上的燕尾滑槽结构、也可以是设置在支撑架Ⅳ33底部的导向键和配合设置在立安装板32上的滑槽结构等其他定位滑移导向结构，滑移驱动机构可以是液压缸或气缸结构、也可以是电动缸结构、也可以是配合的齿轮齿条结构等其他滑移驱动结构，通过控制滑移驱动机构可以实现支撑架Ⅳ33沿前后方向滑移位移；管端夹持机构Ⅱ34包括与PE管外径尺寸配合的弧形夹持爪和夹持驱动部件、且弧形夹持爪的轴线方向沿前后方向设置，弧形夹持爪可以沿上下方向对PE管进行夹持、也可以沿左右方向对PE管进行夹持，弧形夹持爪可以采用平移夹持的方式、也可以采用铰接摆动夹持的方式，夹持驱动部件可以采用液压缸结构、也可以采用电动缸结构等其他结构；
PE管管端加热部分Ⅱ设置在PE管管端夹持套管部分的后方，包括支撑架Ⅴ35和锥形电加热头组件Ⅱ36；支撑架Ⅴ35通过沿竖直方向设置的定位升降导向机构Ⅱ和定位升降驱动机构Ⅱ安装在立安装板32上、且支撑架Ⅴ35在前后方向上定位设置，定位升降导向机构Ⅱ可以是设置在支撑架Ⅴ35底部的燕尾凸起和配合设置在立安装板32上的燕尾滑槽结构、也可以是设置在支撑架Ⅴ35底部的导向键和配合设置在立安装板32上的滑槽结构等其他定位滑移导向结构，定位升降驱动机构Ⅱ可以是液压缸或气缸结构、也可以是电动缸结构、也可以是配合的齿轮齿条结构等其他升降驱动结构；锥形电加热头组件Ⅱ36固定安装在支撑架Ⅴ35上，锥形电加热头组件Ⅱ36包括轴线正对前方设置的、前小后大的锥形电加热头，且锥形电加热头的轴心线距立安装板32的高度尺寸与管端夹持机构Ⅱ34的弧形夹持爪在夹持状态下的轴线距立安装板32的高度尺寸相同；通过控制定位升降驱动机构Ⅱ可以实现立支撑架Ⅴ35带动锥形电加热头组件Ⅱ36沿立安装板32上下方向滑移定位位移；
卷盘端PE管套接安装电控机构包括卷盘端PE管套接控制器、底托板Ⅱ滑移控制回路、立安装板升降控制回路、PE管管端夹持套管控制回路、PE管管端升降加热控制回路，卷盘端PE管套接控制器分别与底托板Ⅱ31的滑移驱动机构、立安装板32的定位升降驱动机构Ⅰ、管端夹持机构Ⅱ34的夹持驱动部件、支撑架Ⅳ33的滑移驱动机构、支撑架Ⅴ35的定位升降驱动机构Ⅱ、锥形电加热头组件Ⅱ36的锥形电加热头电连接。
所述的卷盘旋转驱动单元4至少包括支撑框架、卷盘旋转驱动电机和卷盘旋转驱动电控机构；支撑框架上至少设有沿前后方向及左右方向设置的滑移导向机构和滑移驱动机构安装在地面上，沿前后方向设置的滑移导向机构可以是安装在支撑框架底部的导向轮和配合安装在地面上的导向轨结构、也可以是设置在支撑框架底部的导向凸起和配合设置在地面上的导向滑槽结构等其他滑移导向结构，沿左右方向设置的滑移导向机构可以是配合的燕尾凸起和燕尾滑槽结构、也可以是配合的导向键和滑槽结构等其他定位滑移导向结构，滑移驱动机构可以是液压缸或气缸结构、也可以是电动缸结构、也可以是配合的齿轮齿条结构等其他滑移驱动结构；卷盘旋转驱动电机安装在支撑框架内、且卷盘旋转驱动电机的动力输出轴的轴向方向正对左右方向设置，卷盘旋转驱动电机的动力输出轴可与卷盘喷灌机变速箱的动力输出轴传动连接，卷盘喷灌机变速箱的动力输出轴的一端通常连接卷盘驱动链轮、另一端通常伸出至箱体外部并安装制动器，卷盘旋转驱动电机的动力输出轴可以通过链传动或带传动的方式与卷盘喷灌机变速箱动力输出轴的制动器安装端传动连接实现动力输入、也可以通过齿轮传动的方式与卷盘喷灌机变速箱动力输出轴的制动器安装端传动连接实现动力输入；卷盘旋转驱动电控机构包括卷盘旋转驱动控制器、支撑框架定位移动控制回路、卷盘旋转控制回路，卷盘旋转驱动控制器分别与支撑框架的滑移驱动机构和卷盘旋转驱动电机电连接。
所述的集中电控单元包括中央控制器、PE管原材料卷安装单元控制回路、卷盘旋转驱动单元控制回路、卷盘端PE管套接安装单元控制回路、喷头车端PE管套接安装单元控制回路，中央控制器分别与PE管原材料卷安装控制器、卷盘旋转驱动控制器、卷盘端PE管套接控制器、喷头车端PE管套接控制器电连接。
使用卷盘喷灌机PE管安装系统对未安装PE管的卷盘喷灌机进行安装PE管时，首先进行PE管原材料卷的安装和未安装PE管的卷盘喷灌机的就位：中央控制器发出指令控制PE管原材料卷安装控制器使端挡杆摆动控制机构15进行缩入动作，多件端挡杆14同步摆动呈沿滚筒13轴向方向的收纳让位状态，将PE管原材料卷吊装套接在滚筒13上后，中央控制器发出指令控制PE管原材料卷安装控制器使端挡杆摆动控制机构15进行伸出复位动作，多件端挡杆14同步摆动呈沿滚筒13径向方向的展开阻挡状态，拆除PE管原材料卷的捆扎带、并将PE管后管端抽出，即完成PE管原材料卷的安装；调整未安装PE管的卷盘喷灌机的卷盘方向并定位后，通过叉车等场内转运车辆将未安装PE管的卷盘喷灌机推送并定位至喷头车端PE管套接安装单元2后方的设定工位位置，使卷盘的压力水输出硬管接头对应前后方向设置、未安装PE管的卷盘喷灌机的变速箱的动力输出轴对应左侧方向设置，即完成未安装PE管的卷盘喷灌机的就位；
然后进行动力传动连接和卷盘压力水输出硬管接头位置调整：操作人员先控制卷盘旋转驱动控制器使卷盘旋转驱动单元4的支撑框架的滑移驱动机构动作来调整支撑框架的位置、使支撑框架贴近未安装PE管的卷盘喷灌机的变速箱的动力输出轴，再通过链传动或带传动的方式将未安装PE管的卷盘喷灌机的变速箱的动力输出轴与卷盘旋转驱动单元4的卷盘旋转驱动电机的动力输出轴传动连接，最后控制启动卷盘旋转驱动电机使未安装PE管的卷盘喷灌机的卷盘旋转，当卷盘压力水输出硬管接头位置正对前方设置后，关闭卷盘旋转驱动电机并制动，调整未安装PE管的卷盘喷灌机的排管装置的排管滑块框的位置正对卷盘压力水输出硬管接头位置后，完成卷盘压力水输出硬管接头的位置调整；
然后进行卷盘端PE管套接安装：中央控制器发出指令控制卷盘端PE管套接控制器，卷盘端PE管套接控制器控制底托板Ⅱ31的滑移驱动机构和立安装板32的定位升降驱动机构Ⅰ动作使管端夹持机构Ⅱ34的弧形夹持爪的轴线方向正对卷盘压力水输出硬管接头位置，控制支撑架Ⅴ35的定位升降驱动机构Ⅱ动作使支撑架Ⅴ35带动锥形电加热头组件Ⅱ36降至立安装板32底端的初始位置、控制支撑架Ⅳ33的滑移驱动机构动作使支撑架Ⅳ33带动管端夹持机构Ⅱ34移动至立安装板32前端的初始位置后，操作人员先将自PE管原材料卷中抽出的PE管后管端穿过未安装PE管的卷盘喷灌机的排管装置的排管滑块框、再在PE管后管端上套接喉箍，然后将PE管后管端置入管端夹持机构Ⅱ34中的设定位置、并启动管端夹持机构Ⅱ34的夹持驱动部件，PE管后管端即被稳固夹持在管端夹持机构Ⅱ34上、处于正对卷盘压力水输出硬管接头的位置；然后卷盘端PE管套接控制器先控制支撑架Ⅴ35的定位升降驱动机构Ⅱ动作使支撑架Ⅴ35带动锥形电加热头组件Ⅱ36升至锥形电加热头组件Ⅱ36的锥形电加热头正对PE管后管端的位置，同时卷盘端PE管套接控制器控制锥形电加热头组件Ⅱ36的锥形电加热头通电加热，锥形电加热头组件Ⅱ36的锥形电加热头升温至设定温度后，卷盘端PE管套接控制器控制支撑架Ⅳ33的滑移驱动机构动作使支撑架Ⅳ33带动夹持着PE管后管端的管端夹持机构Ⅱ34缓慢后移，PE管后管端即逐渐套接在锥形电加热头组件Ⅱ36的锥形电加热头上，锥形电加热头组件Ⅱ36的锥形电加热头在套接过程中对PE管后管端的内表面进行加热、PE管后管端受热逐渐软化；当支撑架Ⅳ33后移至设定距离、并达到设定时间后，卷盘端PE管套接控制器控制支撑架Ⅳ33的滑移驱动机构动作使支撑架Ⅳ33快速复位至初始位置，然后卷盘端PE管套接控制器控制支撑架Ⅴ35的定位升降驱动机构Ⅱ动作使支撑架Ⅴ35快速复位至初始位置、并控制锥形电加热头组件Ⅱ36的锥形电加热头断电停止加热，最后卷盘端PE管套接控制器控制支撑架Ⅳ33的滑移驱动机构动作使支撑架Ⅳ33快速后移，管端夹持机构Ⅱ34即夹持着PE管后管端越过锥形电加热头组件Ⅱ36、并将PE管后管端套接在卷盘压力水输出硬管接头上；当支撑架Ⅳ33后移至设定距离后，卷盘端PE管套接控制器先控制管端夹持机构Ⅱ34的夹持驱动部件进行松开复位动作，再控制支撑架Ⅳ33的滑移驱动机构动作使支撑架Ⅳ33快速复位至初始位置，最后控制底托板Ⅱ31的滑移驱动机构和立安装板32的定位升降驱动机构Ⅰ进行复位动作，卷盘端PE管套接安装单元3即平移出安装区域，操作人员用电动扳手或气动扳手将喉箍稳固定位连接后，完成卷盘端PE管套接安装；
然后进行PE管缠绕安装：中央控制器发出指令控制卷盘旋转驱动控制器，卷盘旋转驱动控制器控制启动卷盘旋转驱动电机使未安装PE管的卷盘喷灌机的卷盘旋转，卷盘旋转过程中通过卷盘压力水输出硬管接头牵拉PE管，PE管原材料卷即带动滚筒13旋转释放PE管，卷盘同时带动排管装置的正反向“8”字螺旋轴旋转，排管滑块框即带动PE管进行排管，PE管逐渐缠绕在卷盘上，待PE管原材料卷完全释放、且PE管前管端后移至靠近卷盘的设定位置后，关闭卷盘旋转驱动电机并制动，完成PE管缠绕安装；
然后进行喷头车端PE管套接安装：操作人员将卷盘喷灌机的喷头车部分置于PE管原材料卷安装单元1与喷头车端PE管套接安装单元2之间、且使喷头车面向前方设置，中央控制器发出指令控制喷头车端PE管套接控制器，喷头车端PE管套接控制器控制底托板Ⅰ21的滑移驱动机构动作使底托板Ⅰ21沿左右方向移动、并使管端夹持机构Ⅰ23正对PE管前管端，操作人员在喷头车的压力水输入硬管或PE管前管端上套接喉箍后，将喷头车的压力水输入硬管通过喷头车端PE管套接控制器和硬管夹持机构组件27定位夹持安装在支撑架Ⅲ26上、将PE管前管端通过喷头车端PE管套接控制器和管端夹持机构Ⅰ23定位夹持安装在支撑架Ⅰ22上；喷头车端PE管套接控制器控制支撑架Ⅱ24的滑移驱动机构动作使支撑架Ⅱ24沿左右方向移动、并使锥形电加热头组件Ⅰ25的锥形电加热头正对面向前方的PE管前管端，同时喷头车端PE管套接控制器控制锥形电加热头组件Ⅰ25的锥形电加热头通电加热，锥形电加热头组件Ⅰ25的锥形电加热头升温至设定温度后，喷头车端PE管套接控制器控制加热头滑移控制部件伸出动作使锥形电加热头组件Ⅰ25缓慢后移，锥形电加热头组件Ⅰ25的锥形电加热头即逐渐插入PE管前管端内，锥形电加热头组件Ⅰ25的锥形电加热头在插入过程中对PE管前管端的内表面进行加热、PE管前管端受热逐渐软化；当锥形电加热头组件Ⅰ25后移至设定距离、并达到设定时间后，喷头车端PE管套接控制器控制加热头滑移控制部件快速复位动作使锥形电加热头组件Ⅰ25快速复位至初始位置、并控制锥形电加热头组件Ⅰ25的锥形电加热头断电停止加热，然后喷头车端PE管套接控制器控制支撑架Ⅲ26的滑移驱动机构动作使支撑架Ⅲ26带动夹持着喷头车的压力水输入硬管的硬管夹持机构组件27沿左右方向移动、并使喷头车的压力水输入硬管正对面向前方的PE管前管端，然后喷头车端PE管套接控制器控制硬管夹持机构组件滑移控制部件伸出动作使硬管夹持机构组件27缓慢后移，喷头车的压力水输入硬管即逐渐插入PE管前管端内，当支撑架Ⅲ26后移至设定距离后，喷头车端PE管套接控制器先控制管端夹持机构Ⅰ23的夹持驱动部件进行松开复位动作，再控制硬管夹持机构组件27的夹持驱动部件进行松开复位动作，最后控制底托板Ⅰ21的滑移驱动机构进行复位动作，喷头车端PE管套接安装单元2即平移出安装区域，操作人员用电动扳手或气动扳手将喉箍稳固定位连接后，完成喷头车端PE管套接安装；
拆除卷盘喷灌机的变速箱的动力输出轴与卷盘旋转驱动单元4的卷盘旋转驱动电机的动力输出轴之间的传动连接后，即可通过叉车等场内转运车辆将已安装PE管的卷盘喷灌机移出安装工位。
为了实现更准确的卷盘端PE管套接安装，作为本发明的进一步改进方案，卷盘端PE管套接安装单元3的管端夹持机构Ⅱ34上设有面向后方设置的距离传感器和模式识别传感器，锥形电加热头组件Ⅱ36上设有面向前方设置的模式识别传感器，卷盘端PE管套接控制器分别与管端夹持机构Ⅱ34上的距离传感器和模式识别传感器电连接，卷盘端PE管套接控制器与锥形电加热头组件Ⅱ36上的模式识别传感器电连接。对管端夹持机构Ⅱ34进行定位操作时，卷盘端PE管套接控制器根据管端夹持机构Ⅱ34上的模式识别传感器的反馈，准确控制底托板Ⅱ31的滑移驱动机构和立安装板32的定位升降驱动机构Ⅰ动作使弧形夹持爪的轴线方向正对卷盘压力水输出硬管接头位置；对PE管后管端进行加热操作时，卷盘端PE管套接控制器根据锥形电加热头组件Ⅱ36上的模式识别传感器的反馈，准确控制支撑架Ⅴ35的定位升降驱动机构Ⅱ动作使支撑架Ⅴ35带动锥形电加热头组件Ⅱ36升至锥形电加热头组件Ⅱ36的锥形电加热头正对PE管后管端的位置；将PE管后管端套接在卷盘压力水输出硬管接头上时，卷盘端PE管套接控制器根据管端夹持机构Ⅱ34上的距离传感器的反馈，准确控制支撑架Ⅳ33的快速后移距离。
为了实现更好的套管效果，作为本发明的进一步改进方案，锥形电加热头组件Ⅱ36还包括沿锥形电加热头的中轴线为旋转轴的A坐标旋转控制机构Ⅰ，卷盘端PE管套接控制器与A坐标旋转控制机构Ⅰ电连接；管端夹持机构Ⅱ34还包括在夹持状态下沿弧形夹持爪的中轴线为旋转轴的A坐标旋转控制机构Ⅱ，卷盘端PE管套接控制器与A坐标旋转控制机构Ⅱ电连接。锥形电加热头组件Ⅱ36的锥形电加热头逐渐插入PE管后管端内的过程中，卷盘端PE管套接控制器控制A坐标旋转控制机构Ⅰ动作使锥形电加热头一边旋转一边插入，可以实现更均匀的加热效果；管端夹持机构Ⅱ34夹持着PE管后管端、并将其套接在卷盘压力水输出硬管接头上的过程中，卷盘端PE管套接控制器控制A坐标旋转控制机构Ⅱ动作使PE管后管端一边旋转一边插入，更便于套管。
由于燕尾槽结构在其垂直于滑移方向的方向上具有更稳固的支撑效果、利于后续的套管作业，因此作为本发明的优选方案，立安装板32的定位升降导向机构Ⅰ是设置在立安装板32上的燕尾凸起和配合设置在底托板Ⅱ31上的燕尾滑槽结构；支撑架Ⅳ33的滑移导向机构是设置在支撑架Ⅳ33底部的燕尾凸起和配合设置在立安装板32上的燕尾滑槽结构；支撑架Ⅴ35的定位升降导向机构Ⅱ是设置在支撑架Ⅴ35底部的燕尾凸起和配合设置在立安装板32上的燕尾滑槽结构。
由于卷盘压力水输出硬管接头一般是靠近卷盘翼板设置、且卷盘压力水输出硬管接头的90°弯头结构一般是贴近卷盘筒体设置，因此卷盘压力水输出硬管接头的上下方向及左侧(或右侧)方向上空间较小，因此作为本发明的进一步改进方案，管端夹持机构Ⅱ34的弧形夹持爪是相对于PE管进行沿左右方向的单方向平移夹持结构，即，弧形夹持爪包括定夹持爪和动夹持爪，定夹持爪固定安装在支撑架Ⅳ33端部，沿左右方向设置的夹持驱动部件的伸缩端与动夹持爪连接，通过控制夹持驱动部件的伸缩，可以实现动夹持爪靠近或远离定夹持爪。
由于液压传动相较于机械传动或气动传动更稳定，更利于套管作业，因此作为本发明的优选方案，管端夹持机构Ⅱ34的夹持驱动部件、支撑架Ⅳ33的滑移驱动机构均是液压缸结构。
为了进一步提高PE管管端加热效率，可以在操作人员将PE管后管端置入管端夹持机构Ⅱ34中的设定位置、并启动管端夹持机构Ⅱ34的夹持驱动部件前，通过卷盘端PE管套接控制器控制锥形电加热头组件Ⅱ36的锥形电加热头通电进行预热。
本卷盘端PE管套接安装单元3采用电加热的方式对PE管管端内部进行加热，可大大降低PE管管端过早老化的风险；本卷盘端PE管套接安装单元3是自动化单元，不仅可以实现大大降低操作人员的劳动强度，而且可以大大提高安装效率；通过更换不同尺寸的弧形夹持爪及锥形电加热头，可以实现对不同外径及内径规格的PE管进行安装，特别适用于大中型卷盘喷灌机的大直径、大厚壁PE管的安装。

Claims (8)

1.一种卷盘端PE管套接安装单元，其特征在于，卷盘端PE管套接安装单元(3)包括底托板Ⅱ(31)、立安装板(32)、PE管管端夹持套管部分、PE管管端加热部分Ⅱ和卷盘端PE管套接安装电控机构；
立安装板(32)通过沿竖直方向设置的定位升降导向机构Ⅰ和定位升降驱动机构Ⅰ竖直安装在底托板Ⅱ(31)上、且立安装板(32)正对左右方向设置；
PE管管端夹持套管部分安装在立安装板(32)上，包括垂直于立安装板(32)设置的支撑架Ⅳ(33)和安装在支撑架Ⅳ(33)端部的管端夹持机构Ⅱ(34)，支撑架Ⅳ(33)通过沿前后方向设置的滑移导向机构和滑移驱动机构滑移配合安装在立安装板(32)上、且支撑架Ⅳ(33)在上下方向上定位设置；管端夹持机构Ⅱ(34)包括与PE管外径尺寸配合的弧形夹持爪和夹持驱动部件、且弧形夹持爪的轴线方向沿前后方向设置；
PE管管端加热部分Ⅱ设置在PE管管端夹持套管部分的后方，包括支撑架Ⅴ(35)和锥形电加热头组件Ⅱ(36)；支撑架Ⅴ(35)通过沿竖直方向设置的定位升降导向机构Ⅱ和定位升降驱动机构Ⅱ安装在立安装板(32)上、且支撑架Ⅴ(35)在前后方向上定位设置；锥形电加热头组件Ⅱ(36)固定安装在支撑架Ⅴ(35)上，锥形电加热头组件Ⅱ(36)包括轴线正对前方设置的、前小后大的锥形电加热头，且锥形电加热头的轴心线距立安装板(32)的高度尺寸与管端夹持机构Ⅱ(34)的弧形夹持爪在夹持状态下的轴线距立安装板(32)的高度尺寸相同；
卷盘端PE管套接安装电控机构包括卷盘端PE管套接控制器、立安装板升降控制回路、PE管管端夹持套管控制回路、PE管管端升降加热控制回路，喷头车端PE管套接控制器分别与立安装板(32)的定位升降驱动机构Ⅰ、管端夹持机构Ⅱ(34)的夹持驱动部件、支撑架Ⅳ(33)的滑移驱动机构、支撑架Ⅴ(35)的定位升降驱动机构Ⅱ、锥形电加热头组件Ⅱ(36)的锥形电加热头电连接。
2.根据权利要求1所述的卷盘端PE管套接安装单元，其特征在于，管端夹持机构Ⅱ(34)上设有面向后方设置的距离传感器和模式识别传感器，锥形电加热头组件Ⅱ(36)上设有面向前方设置的模式识别传感器，卷盘端PE管套接控制器分别与管端夹持机构Ⅱ(34)上的距离传感器和模式识别传感器电连接，卷盘端PE管套接控制器与锥形电加热头组件Ⅱ(36)上的模式识别传感器电连接。
3.根据权利要求1所述的卷盘端PE管套接安装单元，其特征在于，锥形电加热头组件Ⅱ(36)还包括沿锥形电加热头的中轴线为旋转轴的A坐标旋转控制机构Ⅰ，卷盘端PE管套接控制器与A坐标旋转控制机构Ⅰ电连接；管端夹持机构Ⅱ(34)还包括在夹持状态下沿弧形夹持爪的中轴线为旋转轴的A坐标旋转控制机构Ⅱ，卷盘端PE管套接控制器与A坐标旋转控制机构Ⅱ电连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的卷盘端PE管套接安装单元，其特征在于，立安装板(32)的定位升降导向机构Ⅰ是设置在立安装板(32)上的燕尾凸起和配合设置在底托板Ⅱ(31)上的燕尾滑槽结构；支撑架Ⅳ(33)的滑移导向机构是设置在支撑架Ⅳ(33)底部的燕尾凸起和配合设置在立安装板(32)上的燕尾滑槽结构；支撑架Ⅴ(35)的定位升降导向机构Ⅱ是设置在支撑架Ⅴ(35)底部的燕尾凸起和配合设置在立安装板(32)上的燕尾滑槽结构。
5.根据权利要求1或2或3所述的卷盘端PE管套接安装单元，其特征在于，管端夹持机构Ⅱ(34)的弧形夹持爪是相对于PE管进行沿左右方向的单方向平移夹持结构，弧形夹持爪包括定夹持爪和动夹持爪，定夹持爪固定安装在支撑架Ⅳ(33)端部，沿左右方向设置的夹持驱动部件的伸缩端与动夹持爪连接。
6.根据权利要求1或2或3所述的卷盘端PE管套接安装单元，其特征在于，管端夹持机构Ⅱ(34)的夹持驱动部件、支撑架Ⅳ(33)的滑移驱动机构均是液压缸结构。
7.根据权利要求1或2或3所述的卷盘端PE管套接安装单元，其特征在于，底托板Ⅱ(31)通过沿左右方向设置的滑移导向机构和滑移驱动机构安装在地面上；卷盘端PE管套接安装电控机构包括底托板Ⅱ滑移控制回路，卷盘端PE管套接控制器与底托板Ⅱ(31)的滑移驱动机构电连接。
8.根据权利要求7所述的卷盘端PE管套接安装单元，其特征在于，底托板Ⅱ(31)的滑移导向机构是设置在底托板Ⅱ(31)底部的燕尾凸起和配合设置在地面上的燕尾滑槽结构。
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