CN113617755A - 智能深海管道应急抢修机器人爬行机构及其使用方法 - Google Patents

智能深海管道应急抢修机器人爬行机构及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了智能深海管道应急抢修机器人爬行机构及其使用方法,包括前首板,前尾板,尼龙块,抱夹,夹紧油缸,顶杆,支撑框,滑板,轴,挡板,尼龙套Ⅰ,支撑梁,销轴Ⅰ,销轴Ⅱ,尼龙轮,轮轴,夹持连接件旋转连接件、夹持连接件、前尾板、轴向位移油缸、螺纹法兰、导向杆、卡环、卡环法兰、后前板、后中板、后尾板、后部连接件、尼龙套连接件、尼龙套、油缸固定件Ⅰ、油缸固定件Ⅱ,本发明涉及深海管道技术领域。该智能深海管道应急抢修机器人爬行机构及其使用方法,使得用于海管表面水泥涂层高压水清理设备的自爬行夹持固定,实现水泥涂层清理作业的自动化,水泥涂层清理设备具有结构简单、工作可靠、水泥涂层清除效率高、运行速度可控等优点。

Description

智能深海管道应急抢修机器人爬行机构及其使用方法
技术领域
本发明涉及深海管道技术领域,具体为智能深海管道应急抢修机器人爬行机构及其使用方法。
背景技术
海底管道常常在表面附有水泥涂层,起到保护防腐蚀层免受冲击而破坏,同时增加海底管道的重量,使其稳定于海底。在进行海底管道维修和拆除过程中,通常需要将海底管道表面的水泥涂层清除干净。
目前,常常是潜水员携带高压水枪至水下,采用人工的方式对海底管道表面的水泥涂层进行清理。这样不但工作效率低,施工过程中潜水员距离海管施工作业面较近,水下施工过程中水泥碎块及高压水射流对潜水员自身安全造成威胁。因此,研制一套海底管道自动清理设备具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了智能深海管道应急抢修机器人爬行机构及其使用方法,解决了水泥碎块及高压水射流对潜水员自身安全造成威胁的问题。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:智能深海管道应急抢修机器人爬行机构及其使用方法,包括前首板,前尾板,尼龙块,抱夹,夹紧油缸,顶杆,支撑框,滑板,轴,挡板,尼龙套Ⅰ,支撑梁,销轴Ⅰ,销轴Ⅱ,尼龙轮,轮轴,夹持连接件旋转连接件、夹持连接件、前尾板、轴向位移油缸、螺纹法兰、导向杆、卡环、卡环法兰、后前板、后中板、后尾板、后部连接件、尼龙套连接件、尼龙套、油缸固定件Ⅰ、油缸固定件Ⅱ,所述设备采用4点固定夹持结构设计,两套尼龙轮在海管上方支撑整体设备,两套抱夹、尼龙块由夹紧油缸推动下夹紧固定,爬行机构由夹持机构和轴向移动机构组成,夹持机构分为三组,分别和轴向移动机构前部固定支架、后部固定支架连接固定。
优选的,所述夹持机构单独组成轴向移动机构前部固定支架,两组夹持机构中间通过后部连接件连接固定组成后部固定支架结构。
优选的,所述轴向移动机构分为前部固定支架和后部固定支架,固定支架间采用三套导向杆导向。
优选的,所述前首板、前尾板固定的一套夹持机构,组成爬行器前部夹持机构,所述后前板、后中板,后中板和后尾板分别固定一套夹持机构,两套夹持机构构由后部连接件组成后部夹持机构,所述前部夹持机构和后部夹持机构分别由液压系统的动力驱动。
优选的,所述轴向移动机构前部固定支架为夹紧机构的前首板、前尾板及夹持连接件构成,所述后部固定支架为后前板、后中板、后尾板及后部连接件、尼龙套连接件组成。
优选的,所述还包括一种使用方法,具体操作步骤如下:
A:轴向移动机构与旋转机构、夹紧机构连接固定,连接轴向移动油缸液压动力源,连接位移控制传感器,连接操作控制系统,启动液压动力单元,轴向移动油缸油缸杆伸出,油缸体固定在卡环、卡环法兰、后前板、后中板,由油缸固定件Ⅰ、油缸固定件Ⅱ固定在后尾板上,油缸杆伸出带动螺纹法兰、带动前尾板、带动夹持连接件,带动前首板相对后前板向远离后前板方向移动;
B:相反过程中,轴向移动油缸油缸杆收回,油缸体固定在卡环、卡环法兰、后前板、后中板,由油缸固定件Ⅰ、油缸固定件Ⅱ固定在后尾板上,油缸杆伸出带动螺纹法兰、带动前尾板、带动夹持连接件,带动前首板相对后前板向靠近后前板的方向移动;
C:自爬行夹紧机构整体轴向移动机构配合夹紧机构可以完成在海管表面的轴向移动过程。该移动过程中后部固定支架采用夹紧机构固定,前部固定支架夹紧机构松开状态,轴向移动油缸伸出,前尾板带动前部固定支架在油缸杆推动下向远离后前板方向移动,夹紧前部固定支架夹紧机构,松开后部固定支架夹紧机构,轴向移动油缸收回油缸杆,后前板带动后部固定支架向前尾板方向移动。完成沿海管向前移动;
D:相反过程,前部固定支架夹紧机构夹紧,轴向移动油缸油缸杆伸出,油缸缸体带动后前板带动后部固定支架向远离前尾板方向移动,后部固定支架夹紧机构夹紧,轴向移动油缸油缸杆收回,油缸杆带动前尾板,带动前部固定支架向后前板方向移动。完成沿海管向后移动,轴向移动油缸可以通过控制系统手动控制、自动控制、位移控制等相关操作。
有益效果
本发明提供了智能深海管道应急抢修机器人爬行机构及其使用方法。与现有的技术相比具备以下有益效果:
(1)、该智能深海管道应急抢修机器人爬行机构及其使用方法,通过在设备采用4点固定夹持结构设计,两套尼龙轮在海管上方支撑整体设备,两套抱夹、尼龙块由夹紧油缸推动下夹紧固定,爬行机构由夹持机构和轴向移动机构组成,夹持机构分为三组,分别和轴向移动机构前部固定支架、后部固定支架连接固定,使得用于海管表面水泥涂层高压水清理设备的自爬行夹持固定,实现水泥涂层清理作业的自动化,水泥涂层清理设备具有结构简单、工作可靠、水泥涂层清除效率高、运行速度可控等优点。
附图说明
图1为本发明结构的立体示意图;
图2为本发明结构的侧视示意图;
图3为本发明结构的正视示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3,本发明提供技术方案:智能深海管道应急抢修机器人爬行机构及其使用方法,包括前首板54,前尾板26、尼龙块49、抱夹1、夹紧油缸31、顶杆33、支撑框34、滑板35、轴46、挡板4、尼龙套Ⅰ41、支撑梁48、销轴Ⅰ40、销轴Ⅱ39、尼龙轮36、轮轴37、夹持连接件51、旋转连接件50、夹持连接件51、前尾板26、轴向位移油缸27、螺纹法兰43、导向杆18、卡环53、卡环法兰3、后前板56、后中板32、后尾板55、后部连接件45、尼龙套连接件47、尼龙套44、油缸固定件Ⅰ42、油缸固定件Ⅱ38,设备采用4点固定夹持结构设计,两套尼龙轮36在海管上方支撑整体设备,两套抱夹1、尼龙块49由夹紧油缸31推动下夹紧固定,爬行机构由夹持机构和轴向移动机构组成,夹持机构分为三组,分别和轴向移动机构前部固定支架、后部固定支架连接固定,保持设备固定在海管上,可以调整顶杆33位置来调整尼龙轮36,调整设备夹持固定的管桩直径范围,夹持机构单独组成轴向移动机构前部固定支架,两组夹持机构中间通过后部连接件45连接固定组成后部固定支架结构,轴向移动机构分为前部固定支架和后部固定支架,固定支架间采用三套导向杆18导向,两套轴向移动油缸27伸缩提供轴向移动动力,三组夹持机构和轴向移动机构相互配合完成自爬行机构的爬行过程,前首板54、前尾板26固定的一套夹持机构,组成前部夹持机构,后前板56、后中板32,后中板32和后尾板55分别固定一套夹持机构,两套夹持机构构由后部连接件45组成后部夹持机构,前部夹持机构和后部夹持机构分别由液压系统的动力驱动,轴向移动机构前部固定支架为夹紧机构的前首板54、前尾板26及夹持连接件51构成,后部固定支架为后前板56、后中板32、后尾板55及后部连接件45、尼龙套连接件47组成,轴向移动动力由轴向移动油缸27提供动力,导向杆18保证设备轴向运动方向,还包括一种使用方法,具体操作步骤如下:
A:轴向移动机构与自爬行夹紧器旋转机构、夹紧机构连接固定,连接轴向移动油缸27液压动力源,连接位移控制传感器,连接操作控制系统,启动液压动力单元,轴向移动油缸27油缸杆伸出,油缸体固定在卡环53、卡环法兰3、后前板56、后中板32,由油缸固定件Ⅰ42、油缸固定件Ⅱ38固定在后尾板55上,油缸杆伸出带动螺纹法兰43、带动前尾板26、带动夹持连接件51,带动前首板54相对后前板56向远离后前板56方向移动;
B:相反过程中,轴向移动油缸27油缸杆收回,油缸体固定在卡环53、卡环法兰3、后前板56、后中板32,由油缸固定件Ⅰ42、油缸固定件Ⅱ38固定在后尾板55上,油缸杆伸出带动螺纹法兰43、带动前尾板26、带动夹持连接件51,带动前首板54相对后前板56向靠近后前板56的方向移动;
C:自爬行夹紧机构整体轴向移动机构配合夹紧机构可以完成在海管表面的轴向移动过程。该移动过程中后部固定支架采用夹紧机构固定,前部固定支架夹紧机构松开状态,轴向移动油缸27伸出,前尾板26带动前部固定支架在油缸杆推动下向远离后前板56方向移动,夹紧前部固定支架夹紧机构,松开后部固定支架夹紧机构,轴向移动油缸27收回油缸杆,后前板56带动后部固定支架向前尾板26方向移动。自爬行夹持器完成沿海管57向前移动;
D:相反过程,前部固定支架夹紧机构夹紧,轴向移动油缸27油缸杆伸出,油缸缸体带动后前板56带动后部固定支架向远离前尾板26方向移动,后部固定支架夹紧机构夹紧,轴向移动油缸27油缸杆收回,油缸杆带动前尾板26,带动前部固定支架向后前板56方向移动。完成沿海管57向后移动,轴向移动油缸27可以通过控制系统手动控制、自动控制、位移控制等相关操作。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.智能深海管道应急抢修机器人爬行机构,包括前首板(54)、前尾板(26)、尼龙块(49)、抱夹(1)、夹紧油缸(31)、顶杆(33)、支撑框(34)、滑板(35)、轴(46)、挡板(4)、尼龙套Ⅰ(41)、支撑梁(48)、销轴Ⅰ(40)、销轴Ⅱ(39)、尼龙轮(36)、轮轴(37)、夹持连接件(51)、旋转连接件(50)、夹持连接件(51)、前尾板(26)、轴向位移油缸(27)、螺纹法兰(43)、导向杆(18)、卡环(53)、卡环法兰(3)、后前板(56)、后中板(32)、后尾板(55)、后部连接件(45)、尼龙套连接件(47)、尼龙套(44)、油缸固定件Ⅰ(42)、油缸固定件Ⅱ(38),其特征在于:所述设备采用4点固定夹持结构设计,两套尼龙轮(36)在海管上方支撑整体设备,两套抱夹(1)、尼龙块(49)由夹紧油缸(31)推动下夹紧固定,自爬行夹持器爬行机构由夹持机构和轴向移动机构组成,夹持机构分为三组,分别和轴向移动机构前部固定支架、后部固定支架连接固定。
2.根据权利要求1所述的智能深海管道应急抢修机器人爬行机构,其特征在于:所述夹持机构单独组成轴向移动机构前部固定支架,两组夹持机构中间通过后部连接件(45)连接固定组成后部固定支架结构。
3.根据权利要求2所述的智能深海管道应急抢修机器人爬行机构,其特征在于:所述轴向移动机构分为前部固定支架和后部固定支架,固定支架间采用三套导向杆(18)导向。
4.根据权利要求3所述的智能深海管道应急抢修机器人爬行机构,其特征在于:所述前首板(54)、前尾板(26)固定的一套夹持机构,组成爬行器前部夹持机构,所述后前板(56)、后中板(32),后中板(32)和后尾板(55)分别固定一套夹持机构,两套夹持机构构由后部连接件(45)组成爬行器后部夹持机构,所述前部夹持机构和后部夹持机构分别由液压系统的动力驱动。
5.根据权利要求4所述的智能深海管道应急抢修机器人爬行机构,其特征在于:所述轴向移动机构前部固定支架为夹紧机构的前首板(54)、前尾板(26)及夹持连接件(51)构成,所述后部固定支架为后前板(56)、后中板(32)、后尾板(55)及后部连接件(45)、尼龙套连接件(47)组成。
6.根据权利要求1所述的智能深海管道应急抢修机器人爬行机构,还包括一种使用方法,具体操作步骤如下:
A:自爬行夹紧器轴向移动机构与自爬行夹紧器旋转机构、夹紧机构连接固定,连接轴向移动油缸(27)液压动力源,连接位移控制传感器,连接操作控制系统,启动液压动力单元,轴向移动油缸(27)油缸杆伸出,油缸体固定在卡环(53)、卡环法兰(3)、后前板(56)、后中板(32),由油缸固定件Ⅰ(42)、油缸固定件Ⅱ(38)固定在后尾板(55)上,油缸杆伸出带动螺纹法兰(43)、带动前尾板(26)、带动夹持连接件(51),带动前首板(54)相对后前板(56)向远离后前板(56)方向移动;
B:相反过程中,轴向移动油缸(27)油缸杆收回,油缸体固定在卡环(53)、卡环法兰(3)、后前板(56)、后中板(32),由油缸固定件Ⅰ(42)、油缸固定件Ⅱ(38)固定在后尾板(55)上,油缸杆伸出带动螺纹法兰(43)、带动前尾板(26)、带动夹持连接件(51),带动前首板(54)相对后前板(56)向靠近后前板(56)的方向移动;
C:自爬行夹紧机构整体轴向移动机构配合夹紧机构可以完成在海管表面的轴向移动过程。该移动过程中后部固定支架采用夹紧机构固定,前部固定支架夹紧机构松开状态,轴向移动油缸(27)伸出,前尾板(26)带动前部固定支架在油缸杆推动下向远离后前板(56)方向移动,夹紧前部固定支架夹紧机构,松开后部固定支架夹紧机构,轴向移动油缸(27)收回油缸杆,后前板(56)带动后部固定支架向前尾板(26)方向移动。完成沿海管(57)向前移动;
D:相反过程,前部固定支架夹紧机构夹紧,轴向移动油缸(27)油缸杆伸出,油缸缸体带动后前板(56)带动后部固定支架向远离前尾板(26)方向移动,后部固定支架夹紧机构夹紧,轴向移动油缸(27)油缸杆收回,油缸杆带动前尾板(26),带动前部固定支架向后前板(56)方向移动。完成沿海管(57)向后移动,轴向移动油缸(27)可以通过控制系统手动控制、自动控制、位移控制等相关操作。
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