CN113714979B - 一种管线自动对接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管线自动对接装置，包括夹紧机构，其包括机架，机架包括上横支架和下横支架，上横支架上设置有固定爪；下横支架上设置有夹紧驱动机构，夹紧爪的下端与夹紧驱动机构相连，夹紧驱动机构能够推动夹紧爪向上移动将第一管线接头夹紧在固定爪上；以及插拔机构，其包括连接板、导轨以及第二推杆机构，连接板的底端设置有滑轨，导轨设置于上横支架上，滑轨与导轨可滑动地连接，第二推杆机构固定在挡板上，挡板设置于机架的前端，第二推杆机构能推动连接板沿导轨直线运动并将固定安装在连接板安装孔内的第二管线接头插接在第一管线接头上。本发明的管线自动对接装置具有定位精度高、可靠性高、结构简单、效率高、成本低、易维护的特点。

Description

一种管线自动对接装置

技术领域

本发明涉及管线连接技术领域，特别涉及一种管线自动对接装置。

背景技术

在大跨度移动工作的设备，特别是重型化工、制糖、医药、冶金等需要移动并重复定位的设备中，移动设备上的管道或线缆与固定端的自动、可靠、精确对接插拔，对于实现过程自动化和提高效率、安全性及可靠性具有重要的意义。

目前对于大跨度移动工作的设备与固定地点管道和线缆的连接，一般采用手动连接、球形或锥形机械导向定位、视频控制定位、位置传感器定位等方式，手动连接效率低、可靠性差、安全性难以保证，特别是不利于实现过程自动化，难以适应现代化生产需要；传统的球形或锥形机械导向定位方式，定位精度不够高，难以满足精确定位，大型机械的管线精确定位精度小于2mm的要求；视频控制定位采用了先进的机器视觉、高性能计算和控制技术，对使用环境的要求较高，且抗干扰能力弱，难以满足重工业生产环境的要求，一般仅应用于轻工业、微电子行业；位置传感器控制方式，由于制造成本和使用环境要求比较高，可靠性和可维护性能差，不能满足精确定位的需求。特别是在糖香料全自动移动配制系统的调制罐与固定位置端管道的精确定位上，由于调制罐在输送线上不断的运动，根据工艺参数的要求，需要在料液配制过程中进行加热、冷却等工艺过程，这样就需要在指定位置进行加热、冷却系统的全自动对接操作，在调制罐保证定位精度的前提下，进行加热管线的自动对接，需要保证多个移动调制罐在进入不同的搅拌站时都可以自动对接，对接接头密封无泄漏。

因此，需要开发一种重型移动设备管线精确定位对接的装置，特别是糖香料配制系统中使用的移动调制罐管线精确定位对接的装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有定位精度高、可靠性高、结构简单、成本低、易维护等特点的管线自动对接装置。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种管线自动对接装置，包括：

夹紧机构，其包括机架，所述机架包括上横支架和下横支架，所述上横支架上设置有固定爪；所述下横支架上设置有夹紧驱动机构，夹紧爪的下端能够穿过所述上横支架上开设的通孔并与所述夹紧驱动机构相连，所述夹紧驱动机构能够推动所述夹紧爪向上移动将第一管线接头夹紧在固定爪上；以及

插拔机构，其包括连接板、导轨以及第二推杆机构，所述连接板的底端设置有滑轨，所述导轨设置于所述上横支架上，所述滑轨与所述导轨可滑动地连接，所述第二推杆机构固定在挡板上，所述挡板设置于所述机架的前端，所述第二推杆机构能推动所述连接板沿导轨直线运动并将固定安装在所述连接板安装孔内的第二管线接头插接在所述第一管线接头上；以及

移动机构，其包括小车，所述小车上设置有底板，所述底板上依次垂直设置有第一立板、框架以及第二立板，所述第二立板设置于所述底板的前端，所述第二立板朝向所述框架的一侧上设置有第二万向球，所述第一立板朝向所述框架的一侧上设置有第一压簧，所述第一压簧的前端设置有第一万向球，所述框架内设置有浮动块，所述浮动块的四周与所述框架之间通过第二压簧弹性连接，所述浮动块的两侧顶压在所述第一万向球的球头和所述第二万向球的球头之间，所述第一管线接头固定安装在所述浮动块上。

优选地，所述浮动块位于所述第一万向球一侧的顶压面设置成斜面，所述顶压面背向所述固定爪内弯方向斜度逐渐变大，厚度逐渐变小。

优选地，所述夹紧驱动机构包括：两根导向杆、定位板以及第一推杆机构，所述导向杆为两根且其顶端与所述上横支架的下表面相连，所述定位板上设置有两个与所述导向杆相对应的导向套，两个导向套一对一的套装在两根导向杆上，所述定位板的上端与所述夹紧爪相连、下端与所述第一推杆机构相连，所述第一推杆机构能推动所述定位板沿所述导向杆运动。

优选地，所述固定爪呈倒置的L形，直角内弯处设置成圆角，所述圆角的直径等于所述第一管线接头的外径。所述夹紧爪的顶部呈Y形，Y形内弯处设置成圆角，所述圆角的直径等于所述第一管线接头的外径。第一推杆机构为气缸或推杆。

优选地，所述连接板靠近所述固定爪的一侧设置有接头锁紧机构，所述接头锁紧机构用于将插接好的所述第二管线接头和所述第一管线接头锁紧。接头锁紧机构包括：第三推杆机构以及安装在所述第三推杆机构头部的拨叉，当拨叉推动第二管线接头的弹性套回缩时，第二管线接头解锁，当所述拨叉与第二管线接头的弹性套脱开时，第二管线接头锁紧。

优选地，所述第二推杆机构以及所述第三推杆机构均为气缸。

本发明上述技术方案，具有如下有益效果：

本发明的管线自动对接装置，通过夹紧机构实现一端管线接头的夹紧定位，另一端管线接头固定在插拔机构的连接板上，通过插拔机构将两个管线接头插接在一起，夹紧装置中固定爪固定安装在机架上，夹紧爪安装在定位板上并由导向套与导向杆导向，由推杆机构推动，实现夹紧爪与固定爪之间的准确定位和管线接头的高精度夹紧，插拔机构通过导轨与滑轨的准确导向实现管线接头插接方向与位置的精确控制，实现管线接头准确对接，通过管线接头移动机构，实现移动端第一管线接头搬运至夹紧机构的装夹位置，通过框架与浮动块四周之间的第二压簧、浮动块一侧的第一万向球与第一压簧、另一侧的第二万向球，实现第一管线接头的浮动连接，搬运时不需要准确对正夹紧机构也可完成高精度夹紧，大大降低的搬运对接难度，提高了对接效率，本发明的管线自动对接装置具有定位精度高、可靠性高、结构简单、效率高、成本低、易维护的特点。

附图说明

图1为本发明一种管线自动对接装置的结构图。

图2为图1中沿A-A线的剖视图。

图3为图1中沿B-B线的剖视图。

图4为图1中沿C-C线的剖视图。

图5为本发明的浮动块的主视图。

图6为本发明的浮动块的左视图。

图7为本发明的浮动块的后视图。

其中：1、机架，2、夹紧爪，3、第一推杆机构，4、导向杆，5、导向套，6、定位板，7、小车，8、底板，9、第一立板，10、第一压簧，11、第一万向球，12、浮动块，13、框架，14、第一管线接头，15、固定爪，16、第二管线接头，17、拨叉，18、第三推杆机构，19、连接板，20、滑轨，21、导轨，22、第二推杆机构，23、挡板，24、第二立板，25、第二万向球，26、第二压簧。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

图1为本发明一种管线自动对接装置的结构图。图2为图1中沿A-A线的剖视图。图3为图1中沿B-B线的剖视图。图4为图1中沿C-C线的剖视图。图5为本发明的浮动块的主视图。图6为本发明的浮动块的左视图。图7为本发明的浮动块的后视图。如图1-图7所示：

一种管线自动对接装置，包括：夹紧机构、插拔机构以及移动机构。

夹紧机构包括机架1，机架1包括上横支架、下横支架以及用于支撑上横支架和下横支架的竖支架。上横支架上设置有固定爪15；下横支架上设置有夹紧驱动机构，夹紧爪2的下端能够穿过上横支架上开设的通孔并与夹紧驱动机构的上端相连。上述的夹紧驱动机构能够推动夹紧爪2向上移动将第一管线接头14夹紧在固定爪15上。

进一步地，夹紧驱动机构包括：两根导向杆4、定位板6以及第一推杆机构3，导向杆4为两根且其顶端与上横支架的下表面相连，定位板6上设置有两个与导向杆4相对应的导向套5，两个导向套5一对一的套装在两根导向杆4上，定位板6的上端与夹紧爪2相连、下端与第一推杆机构3相连，第一推杆机构3能推动定位板6沿导向杆4向上运动。优选地，第一推杆机构3为气缸或推杆。

进一步地，固定爪15呈倒置的L形，直角内弯处设置成圆角，圆角的直径等于第一管线接头14的外径。夹紧爪2的顶部呈Y形，Y形内弯处设置成圆角，圆角的直径等于第一管线接头14的外径。

插拔机构包括连接板19、导轨21以及第二推杆机构22，连接板19的底端设置有滑轨20，导轨21设置于上横支架上，滑轨20与导轨21可滑动地连接。也就是说，滑轨20可沿导轨21滑动。第二推杆机构22固定在挡板23上，挡板23设置于机架1的前端，第二推杆机构22能推动连接板19沿导轨21直线运动并将固定安装在连接板19安装孔内的第二管线接头16插接在第一管线接头14上。

进一步地，连接板19靠近固定爪15的一侧设置有接头锁紧机构，接头锁紧机构用于将插接好的第二管线接头16和第一管线接头14锁紧。接头锁紧机构包括：第三推杆机构18以及安装在第三推杆机构18头部的拨叉17，当拨叉17推动第二管线接头16的弹性套回缩时，第二管线接头16解锁，当拨叉17与第二管线接头16的弹性套脱开时，第二管线接头16锁紧。优选地，第二推杆机构22以及第三推杆机构18均为气缸。

为了便于将管线接头移动到固定爪15与夹紧爪2之间，本申请的管线自动对接装置还包括：移动机构。

移动机构包括小车7，小车7上设置有底板8，底板8上依次垂直设置有第一立板9、框架13以及第二立板24，第二立板24设置于底板8的前端，第二立板24朝向框架13的一侧上设置有第二万向球25，第一立板9朝向框架13的一侧上设置有第一压簧10，第一压簧10的前端设置有第一万向球11，框架13内设置有浮动块12，浮动块12的四周与框架13之间通过第二压簧20弹性连接，浮动块12的两侧顶压在第一万向球11的球头和第二万向球25的球头之间，所述第一管线接头14固定安装在浮动块12上。浮动块12位于第一万向球11一侧的顶压面设置成斜面，顶压面背向固定爪15内弯方向斜度逐渐变大，厚度逐渐变小。移动机构的设置是为了便于将第一管线接头移动到固定爪15与夹紧爪2之间。

进一步地，本申请的第一管线接头14与第二管线接头16的自动对接，第一管线接头14是公头，第二管线接头16是母头，第一管线接头14是移动端，第二管线接头16是固定端。

本申请的装置使用方法如下：

(1)固定设备一端的第二管线接头16固定安装在连接板19上；

(2)第一推杆机构3回缩推动定位板6及定位板6上的夹紧爪2向下运动，夹紧爪2与固定爪15张开；

(3)移动设备一端的第一管线接头14固定安装在浮动块12上，移动小车7与机架1对接，第一管线接头14的前段位于张开的夹紧爪2与固定爪15之间；

(4)第一推杆机构3伸展推动定位板6及定位板6上的夹紧爪2向上运动，将第一管线接头14夹紧在固定爪15的内弯处，夹紧过程中浮动块12跟随第一管线接头14运动，第三推杆机构18回缩推动拨叉17将第二管线接头16上的弹性套压至回缩状态；

(5)然后第二推杆机构22推动连接板19及连接板19上的第二管线接头16沿导轨21直线运动，第一管线接头14与第二管线接头16插接在一起，第三推杆机构18伸展推动拨叉17与第二管线接头16上的弹性套脱开，第一管线接头14与第二管线接头16锁紧。

本发明的管线自动对接装置具有定位精度高、可靠性高、结构简单、效率高、成本低、易维护的特点。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种不同的选择和修改，因此本发明的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种管线自动对接装置，其特征在于，包括：

夹紧机构，其包括机架(1)，所述机架(1)包括上横支架和下横支架，所述上横支架上设置有固定爪(15)；所述下横支架上设置有夹紧驱动机构，夹紧爪(2)的下端能够穿过所述上横支架上开设的通孔并与所述夹紧驱动机构相连，所述夹紧驱动机构能够推动所述夹紧爪(2)向上移动将第一管线接头(14)夹紧在固定爪(15)上；

插拔机构，其包括连接板(19)、导轨(21)以及第二推杆机构(22)，所述连接板(19)的底端设置有滑轨(20)，所述导轨(21)设置于所述上横支架上，所述滑轨(20)与所述导轨(21)可滑动地连接，所述第二推杆机构(22)固定在挡板(23)上，所述挡板(23)设置于所述机架(1)的前端，所述第二推杆机构(22)能推动所述连接板(19)沿导轨(21)直线运动并将固定安装在所述连接板(19)安装孔内的第二管线接头(16)插接在所述第一管线接头(14)上，所述连接板(19)靠近所述固定爪(15)的一侧设置有接头锁紧机构，所述接头锁紧机构用于将插接好的所述第二管线接头(16)和所述第一管线接头(14)锁紧；以及

移动机构，其包括小车(7)，所述小车(7)上设置有底板(8)，所述底板(8)上依次垂直设置有第一立板(9)、框架(13)以及第二立板(24)，所述第二立板(24)设置于所述底板(8)的前端，所述第二立板(24)朝向所述框架(13)的一侧上设置有第二万向球(25)，所述第一立板(9)朝向所述框架(13)的一侧上设置有第一压簧(10)，所述第一压簧(10)的前端设置有第一万向球(11)，所述框架(13)内设置有浮动块(12)，所述浮动块(12)的四周与所述框架(13)之间通过第二压簧(26 )弹性连接，所述浮动块(12)的两侧顶压在所述第一万向球(11)的球头和所述第二万向球(25)的球头之间，所述第一管线接头(14)固定安装在所述浮动块(12)上；所述浮动块(12)位于所述第一万向球(11)一侧的顶压面设置成斜面，所述顶压面背向所述固定爪(15)内弯方向斜度逐渐变大，厚度逐渐变小。

2.根据权利要求1所述的管线自动对接装置，其特征在于，所述夹紧驱动机构包括：两根导向杆(4)、定位板(6)以及第一推杆机构(3)，所述导向杆(4)为两根且其顶端与所述上横支架的下表面相连，所述定位板(6)上设置有两个与所述导向杆(4)相对应的导向套(5)，两个导向套(5)一对一的套装在两根导向杆(4)上，所述定位板(6)的上端与所述夹紧爪(2)相连、下端与所述第一推杆机构(3)相连，所述第一推杆机构(3)能推动所述定位板(6)沿所述导向杆(4)运动。

3.根据权利要求2所述的管线自动对接装置，其特征在于，所述固定爪(15)呈倒置的L形，L形直角内弯处设置成圆角，所述圆角的直径等于所述第一管线接头(14)的外径。

4.根据权利要求3所述的管线自动对接装置，其特征在于，所述夹紧爪(2)的顶部呈Y形，Y形内弯处设置成圆角，所述圆角的直径等于所述第一管线接头(14)的外径。

5.根据权利要求4所述的管线自动对接装置，其特征在于，所述第一推杆机构(3)为气缸或推杆。

6.根据权利要求1所述的管线自动对接装置，其特征在于，所述接头锁紧机构包括：第三推杆机构(18)以及安装在所述第三推杆机构(18)头部的拨叉(17)，当所述拨叉(17)推动第二管线接头(16)的弹性套回缩时，第二管线接头(16)解锁，当所述拨叉(17)与第二管线接头(16)的弹性套脱开时，第二管线接头(16)锁紧。

7.根据权利要求6所述的管线自动对接装置，其特征在于，所述第二推杆机构(22)以及所述第三推杆机构(18)均为气缸。

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