CN113955706A - 一种液体加注自动对接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液体加注自动对接装置，用于实现液体加注系统与待加注液体箱的连接，包括：加注连接器主框体，其前端具有连接器加注孔；加注孔连接锁定机构；竖直运动调节机构；竖直运动限位机构；以及用于实现对所述液体加注活门的锁止和解锁的加注活门锁定机构；其中，所述液体加注自动对接装置可实现与待加注液体箱的自动对接，进行液体加注。根据本发明提供的一种液体加注自动对接装置，尤其针对易燃易爆有毒的化工原料的加注，可实现无人化自动对接及远程监控，并且泄漏时可实现再次自动对接，完全实现作业现场无人化，避免了人工对接存在的操作不便，以及给操作人员身心健康带来危害的问题，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及液体加注装置领域，更具体地涉及一种液体加注自动对接装置。
背景技术
目前，在液体加注领域，众所周知的是液体加注连接器需人工拆装，接头一般成对使用，分为公头和母头，两者之间一般采用机械结构连接，间隙由橡胶圈填充避免泄露。但是接头在加液的过程中，会因为各种因素导致接头处液体泄露，此时需人工进行再次对接以排除泄露。尤其是易燃易爆有毒液体，在二次对接中，为了保护操作人员的安全，以防身体接触到危化品，操作人员需穿着笨重的防化服进行作业，操作过程对人员的心理素质和身体健康都有极大的挑战，甚至威胁到生命。所以急需开发一款可以自动对接加注的设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种液体加注自动对接装置，从而解决现有技术中人工对接实现液体加注时存在的操作不便，危化品暴露，对操作人员身心健康造成危害的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
提供一种液体加注自动对接装置，用于实现液体加注系统与待加注液体箱的连接，包括：加注连接器主框体，其前端具有连接器加注孔；用于将所述连接器加注孔与所述待加注液体箱的液体加注活门连接的加注孔连接锁定机构；用于实现所述加注连接器主框体的竖直方向移动的竖直运动调节机构；用于对所述加注连接器主框体的竖直方向移动进行限位的竖直运动限位机构；用于实现所述加注连接器主框体的水平方向移动的水平运动调节机构；以及用于实现对所述液体加注活门的锁止和解锁的加注活门锁定机构；其中，所述液体加注自动对接装置可实现与待加注液体箱的自动对接，完成液体加注。
所述加注孔连接锁定机构包括：分别安装于所述连接器加注孔的一侧的一对球形槽连接座以及另一侧的一对锁舌滑槽座，分别安装于所述液体加注活门两侧的螺纹孔中的蘑菇头型锁销和球销，以及安装于所述对锁舌滑槽座内的葫芦孔锁舌，其中，在锁舌驱动气缸的驱动下，可实现所述葫芦孔锁舌在锁舌滑槽座的滑槽内上下滑动，对所述蘑菇头型锁销进行锁止，实现加注连接器主框体与待加注液体箱的固定连接。
所述球形槽连接座和锁舌滑槽座的背后分别安装有传感器，用于分别检测所述球销和蘑菇头锁销的到位情况。
所述竖直运动调节机构包括：安装于所述加注连接器主框体上的主框体连接法兰，通过第一端与所述主框体连接法兰销接的上机械臂，与所述上机械臂的第二端垂直销接的垂直臂，与所述垂直臂的中部销接的上机械摇臂，与所述垂直臂的下部销接的下机械摇臂，分别与所述上机械摇臂的中部和下机械摇臂的另一端销接的上立柱，以及分别与所述上立柱的下端和上机械摇臂的另一端销接的大气缸；其中，所述垂直臂、上立柱、上机械摇臂、下机械摇臂构成一个平行四边形框架，当所述大气缸运动时，可驱动所述垂直臂上下平行运动，实现所述加注连接器主框体的竖直方向运动。
所述大气缸的出气孔安装有调压阀，可通过调压使所述大气缸始终保持一定负载。
所述竖直运动限位机构包括：安装于所述上机械臂的第一端的气动刹车夹器，以及分别与所述上机械臂的第一端和第二端下侧固定连接的小刹车盘片和大刹车盘片，通过所述气动刹车夹器可分别对所述小刹车盘片和大刹车盘片进行抱夹，实现对所述加注连接器主框体竖直方向移动的制动。
所述上立柱与主立柱销接，所述主立柱的下侧与支脚固定连接，每个支脚下侧安装有移动脚轮，实现所述液体加注自动对接装置的整体移动。
所述加注活门锁定机构包括：加注连接器，将所述加注连接器与加注连接器主框体连接的加注连接器装夹座，与所述加注连接器装夹座销接的抱夹半环，可对加注连接器的轴部进行抱夹，安装于所述加注连接器装夹座与抱夹半环两侧的套筒驱动气缸座，以及固定在所述套筒驱动气缸座上的套筒驱动气缸，以及一端与所述套筒驱动气缸固定连接的套筒连接杆，所述套筒连接杆的另一端与所述加注连接器套筒固定连接，通过所述套筒驱动气缸即可实现所述加注连接器套筒对液体加注活门的锁止和解锁。
所述加注活门锁定机构还包括：安装于所述加注连接器主框体内侧的导轨、丝杠支座，与所述丝杠支座销接的丝杠，安装于所述丝杠一端的大同步带轮，与所述大同步带轮的一面相固定连接的摇柄法兰，与所述摇柄法兰连接的磁性摇柄，通过同步带与所述大同步带轮传动的小同步带轮，所述小同步带轮与伺服电机固定连接，以及安装于丝杠上的丝杠螺帽；其中，所述丝杠螺帽与桥接板固定连接，桥接板的两侧与导轨滑块固定连接，在设备断电或故障状态下，通过手动操作磁性摇柄即可实现加注连接器与待加注液体箱的分离。
所述丝杠的另一端与丝杠尾支座销接，所述桥接板的前端安装有力传感器，所述滑块上固定连接有加注连接器装夹座，所述加注连接器装夹座的后端与力传感器固定连接，通过所述力传感器实现丝杠前后运动的实时力反馈及加注连接器的对接力检测。
根据本发明提供的一种液体加注自动对接装置，尤其针对易燃易爆有毒的化工原料的加注，可实现无人化自动对接及远程监控，并且泄漏时可实现再次自动对接，完全实现作业现场无人化，避免了人工对接存在的操作不便，以及给操作人员身心健康带来危害的问题。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是该液体加注自动对接装置的整体结构示意图；
图2是液体加注自动对接装置的末端执行机构的结构示意图；
图3是液体加注自动对接装置的末端执行机构另一视角下的结构示意图；
其中，液体加注活门1、蘑菇头型锁销2、液体箱3、传感器4、加注连接器主框体5、伺服电机驱动器6、加注连接器排气阀7、主框体连接法兰 8、上护板9、气动阀组10、伺服电机11、限位传感12、小刹车盘片13、上机械臂14、调压阀15、加注软管16、大气缸17、移动脚轮18、支脚19、主立柱20、上立柱21、空气过滤器22、下机械摇臂23、上机械摇臂24、垂直臂25、大刹车盘片26、气动刹车夹器27、球销28、加注连接器29、刹车控制按钮30、高度微调螺丝31、球形槽连接座32、葫芦孔锁舌33、锁舌滑槽座34、锁舌连接片35、锁舌驱动气缸36、扶手37、丝杠支座38、丝杠螺帽 39、导轨滑块40、桥接板41、力传感器42、加注连接器装夹座43、抱夹半环44、丝杠45、丝杠尾支座46、导轨47、加注连接器套筒48、套筒连接杆 49、套筒驱动气缸座50、气缸传感器51、套筒驱动气缸52、大同步带轮53、摇柄法兰54、磁性摇柄55、同步带56、惰轮57、小同步带轮58。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
结合图1～图3所示，是根据本发明的一个优选实施例提供的一种液体加注自动对接装置。
参见图2，加注连接器主框体5前端左侧的纵向安装两个球形槽连接座32，加注连接器主框体5前端右侧的纵向安装两个锁舌滑槽座34，葫芦孔锁舌33分别安装于两个锁舌滑槽座34的滑槽内，两个葫芦孔锁舌33安装在锁舌连接片35的两端，由锁舌驱动气缸36驱动，可实现葫芦孔锁舌33在锁舌滑槽座34的滑槽内上下滑动，球形槽连接座32和锁舌滑槽座34的上侧分别安装有高度微调螺丝31，可通过调节螺丝微调球形槽连接座32和锁舌滑槽座 34的位置关系；形槽连接座32和锁舌滑槽座34的背后分别安装有传感器4，可分别检测球销28和蘑菇头锁销2的到位情况。
参见图1，加注连接器主框体5的一侧安装有伺服电机驱动器6，加注连接器排气阀7和伺服电机11，伺服电机驱动器6主要控制伺服电机11的运动，气动阀组10，通过各个气动阀分别控制气动刹车夹器27、锁舌驱动气缸 36、套筒驱动气缸52，加注连接器主框体5的上侧安装有上护板9，以保护加注连接器。
参见图1，加注连接器主框体5的一侧中部与主框体连接法兰8固定连接，上机械臂14上端与主框体连接法兰8垂直销接，实现加注连接器主框体 5的垂直轴回转运动，小刹车盘片13与主框体连接法兰8的下端固定连接，上机械臂14的上端下侧安装有气动刹车夹器27，可对小刹车盘片13进行抱夹，实现对加注连接器主框体5的垂直轴回转运动的制动；上机械臂14的下端与垂直臂25垂直销接，实现上机械臂14的垂直轴回转运动，大刹车盘片 26与上机械臂14的下端固定连接，垂直臂25的上侧安装有气动刹车夹器27，可对大刹车盘片26进行抱夹，实现对上机械臂14的垂直轴回转运动的制动。
垂直臂25的中部与上机械摇臂24的一端销接，垂直臂25的下部与下机械摇臂23的一端销接，上立柱21的顶端与上机械摇臂24的中部销接，上立柱21的中部与下机械摇臂23的另一端销接，构建了一个平行四边形框架；大气缸17的下端与上立柱21的下端销接，大气缸17的上端与上机械摇臂24 的另一端销接，当气缸运动时，可驱动垂直臂25上下平行运动，以保障加注连接器主框体5高低运动时始终保持水平姿态；大气缸17的出气孔安装有调压阀15，可通过调压使气缸始终保持一定负载，实现人工操作加注连接器主框体5的上下运动时只需很小的力即可；上立柱21与主立柱20销接，实现上立柱21的垂直轴回转运动，主立柱20的下侧与支脚19固定连接，支脚19 每个支脚下侧安装有移动脚轮18，实现设备的整体移动。
液体加注活门1位于液体箱3的弧面内侧，加注前将蘑菇头型锁销2 固定连接于液体加注活门1的右侧两个螺纹孔上，将球销28固定连接于液体加注活门1的左侧两个螺纹孔上，加注燃料前，解锁刹车控制按钮30，机械臂处于随动状态，通过操作扶手37，将加注连接器主框体5拖动至液体加注活门1的接近位置，加注连接器主框体5前面板与液体加注活门1呈一定夹角，方便观察球形槽连接座32与球销28的对接，将球形槽连接座32的槽开口对准球销28，拖动扶手37使球销28插入接球形槽连接座32内，继续拖动扶手使加注连接器主框体5围绕球销的球心连线为轴心作关门运动，使蘑菇头型锁销2插入锁舌滑槽座34，传感器4传感到蘑菇头型锁销2和球销28都入位后，控制锁舌驱动气缸36动作，使葫芦孔锁舌33上移，锁舌上的葫芦孔的小孔对蘑菇头型锁销2进行锁止，此时加注连接器主框体5与液体箱3实现固定连接。
参见图3，加注连接器主框体5的内侧安装有导轨47、丝杠支座38，丝杠45与丝杠支座38销接，丝杠45的一端安装有大同步带轮53，摇柄法兰 54与大同步带轮53的一面固定连接，磁性摇柄55末端的方孔插在摇柄法兰 54的方键上，通过磁铁吸附固定，通过操作磁性摇柄55即可实现手动操作丝杠45，该手动操作主要解决设备断电或故障状态下，依旧能通过手动操作使加注连接器29脱离液体箱3。小同步带轮58与伺服电机11的轴固定连接，小同步带轮58通过同步带56与大同步带轮53传动，惰轮57安装于同步带一侧，实现对同步带的张紧；丝杠螺帽39安装于丝杠45上，通过丝杠45驱动前后运动，丝杠螺帽39与桥接板41固定连接，桥接板41的两侧与导轨滑块40固定连接，由丝杠45驱动，可实现桥接板41可以沿导轨前后滑动；丝杠45的另一端与丝杠尾支座46销接，桥接板41的前端安装有力传感器42，加注连接器装夹座43的两侧固定连接在导轨滑块40上，加注连接器装夹座 43的后端与力传感器42固定连接，可实现丝杠前后运动的实时力反馈及加注连接器29的对接力检测。
加注连接器装夹座43的环状位置与抱夹半环44销接，可对加注连接器29的轴部进行抱夹，加注连接器装夹座43的环状位置与抱夹半环44两侧安装有套筒驱动气缸座50，套筒驱动气缸52固定在套筒驱动气缸座50上，套筒连接杆49的一端与套筒驱动气缸52固定连接，另一端与加注连接器套筒48固定连接，通过套筒驱动气缸52动作可实现加注连接器套筒48对液体加注活门1的锁止和解锁。
加注连接器29下端连接加注软管16，实现加注连接器29与液体加注系统的连接。加注连接器29的顶部安装有加注连接器气阀7，当液体箱3加注完成后，由加注连接器气阀7接入空气后排空加注连接器内部剩余燃料。
综上所述，根据本发明提供的一种液体加注自动对接装置，可实现与待加注液体箱的自动对接，完成液体加注。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。
Claims (10)
1.一种液体加注自动对接装置，用于实现液体加注系统与待加注液体箱的连接，其特征在于，包括：
加注连接器主框体，其前端具有连接器加注孔；
用于将所述连接器加注孔与所述待加注液体箱的液体加注活门连接的加注孔连接锁定机构；
用于实现所述加注连接器主框体的竖直方向移动的竖直运动调节机构；
用于对所述加注连接器主框体的竖直方向移动进行限位的竖直运动限位机构；以及
用于实现对所述液体加注活门的锁止和解锁的加注活门锁定机构；
其中，所述液体加注自动对接装置可实现与待加注液体箱的自动对接，完成液体加注。
2.根据权利要求1所述的液体加注自动对接装置，其特征在于，所述加注孔连接锁定机构包括：分别安装于所述连接器加注孔的一侧的一对球形槽连接座以及另一侧的一对锁舌滑槽座，分别安装于所述液体加注活门两侧的螺纹孔中的蘑菇头型锁销和球销，以及安装于所述对锁舌滑槽座内的葫芦孔锁舌，其中，所述蘑菇头型锁销与锁舌滑槽座配合，所述球销与球形槽连接座配合，在锁舌驱动气缸的作用下，可实现所述葫芦孔锁舌在锁舌滑槽座的滑槽内上下滑动，对所述蘑菇头型锁销进行锁止，实现加注连接器主框体与待加注液体箱的固定连接。
3.根据权利要求2所述的液体加注自动对接装置，其特征在于，所述球形槽连接座和锁舌滑槽座的背后分别安装有传感器，用于分别检测所述球销和蘑菇头锁销是否到位。
4.根据权利要求1所述的液体加注自动对接装置，其特征在于，所述竖直运动调节机构包括：安装于所述加注连接器主框体上的主框体连接法兰，通过第一端与所述主框体连接法兰销接的上机械臂，与所述上机械臂的第二端垂直销接的垂直臂，与所述垂直臂的中部销接的上机械摇臂，与所述垂直臂的下部销接的下机械摇臂，分别与所述上机械摇臂的中部和下机械摇臂的另一端销接的上立柱，以及分别与所述上立柱的下端和上机械摇臂的另一端销接的大气缸；其中，所述垂直臂、上立柱、上机械摇臂、下机械摇臂构成一个平行四边形框架，在所述大气缸的作用下，所述垂直臂可上下平行运动，实现所述加注连接器主框体的竖直方向运动。
5.根据权利要求4所述的液体加注自动对接装置，其特征在于，所述大气缸的出气孔安装有调压阀，可通过调压使所述大气缸始终保持一定负载。
6.根据权利要求4所述的液体加注自动对接装置，其特征在于，所述竖直运动限位机构包括：安装于所述上机械臂的第一端的气动刹车夹器，以及分别与所述上机械臂的第一端和第二端的下侧固定连接的小刹车盘片和大刹车盘片，通过所述气动刹车夹器可分别对所述小刹车盘片和大刹车盘片进行抱夹，实现对所述加注连接器主框体竖直方向移动的制动。
7.根据权利要求6所述的液体加注自动对接装置，其特征在于，所述上立柱与主立柱销接，所述主立柱的下侧与支脚固定连接，每个支脚下侧安装有移动脚轮，实现所述液体加注自动对接装置的整体移动。
8.根据权利要求1所述的液体加注自动对接装置，其特征在于，所述加注活门锁定机构包括：加注连接器，将所述加注连接器与加注连接器主框体连接的加注连接器装夹座，与所述加注连接器装夹座销接的抱夹半环，可对加注连接器的轴部进行抱夹，安装于所述加注连接器装夹座与抱夹半环两侧的套筒驱动气缸座，以及固定在所述套筒驱动气缸座上的套筒驱动气缸，以及一端与所述套筒驱动气缸固定连接的套筒连接杆，所述套筒连接杆的另一端与所述加注连接器套筒固定连接，通过所述套筒驱动气缸即可实现所述加注连接器套筒对液体加注活门的锁止和解锁。
9.根据权利要求8所述的液体加注自动对接装置，其特征在于，所述加注活门锁定机构还包括：安装于所述加注连接器主框体内侧的导轨、丝杠支座，与所述丝杠支座销接的丝杠，安装于所述丝杠一端的大同步带轮，与所述大同步带轮的一面相固定连接的摇柄法兰，与所述摇柄法兰连接的磁性摇柄，通过同步带与所述大同步带轮传动的小同步带轮，所述小同步带轮与伺服电机固定连接，以及安装于丝杠上的丝杠螺帽；其中，所述丝杠螺帽与桥接板固定连接，桥接板的两侧与导轨滑块固定连接，在设备断电或故障状态下，通过手动操作磁性摇柄即可实现加注连接器与待加注液体箱的分离。
10.根据权利要求9所述的液体加注自动对接装置，其特征在于，所述丝杠的另一端与丝杠尾支座销接，所述桥接板的前端安装有力传感器，所述滑块上固定连接有加注连接器装夹座，所述加注连接器装夹座的后端与力传感器固定连接，通过所述力传感器实现丝杠前后运动的实时力反馈及加注连接器的对接力检测。
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