CN113997028A - 一种设备盲装智能辅助装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种设备盲装智能辅助装置及其使用方法，针对现有盲装方法存在无法实时监测及调整设备的安装姿态，导致无法精确控制安装精度的问题。它包括气囊装置、连接组件、探测装置及智能后端控制平台，探测装置可拆卸式连接于气囊装置的一端，气囊装置的另一端与智能后端控制平台连接；使用方法：将气囊装置送入预安装管道内腔后，智能后端控制平台控制对气囊装置注入气体，气囊充气膨胀并与预安装管道内壁相抵，将预安装管道吊装至指定位置后，探测装置实时监测采集预安装管道和已安装管道的内腔状态信息，智能后端控制平台实时查看管道对接口的状态及气囊装置的位置，并借助后端数据处理调整预安装管道的安装位置及吊装姿态。
Description
技术领域
本发明涉及设备盲装智能辅助装置技术领域，特别涉及一种设备盲装智能辅助装置及其使用方法。
背景技术
在一些特殊设备的安装过程中，会碰到无法在正常可视状态下吊装的情况，此时需要使用特殊的定位和辅助方法进行设备的盲装。
目前，现有的盲装方法主要是在固定物体上设置导向杆或其他导向物体，然后控制待安装管道的相对位置和水平度进行安装，安装完成后再通过校验待安装管道的相对位置来判断盲装的配对质量，该盲装方法存在无法实时监测设备的安装位置，不能实时调整姿态控制精度的问题，而且，盲装完成后再进行校验测量会造成重复劳动。
发明内容
针对现有盲装方法存在无法实时监测及调整设备的安装姿态，导致无法精确控制安装精度的问题，本发明的目的是提供一种能够全过程实时监控、高精度且高效率的设备盲装智能辅助装置及其使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，设备盲装智能辅助装置包括：
气囊装置，设置于预安装管道内腔，它包括气囊及连接于气囊两端的可拆卸接口；
连接组件，包括基座及至少一个伸缩臂，所述基座与所述气囊装置的一端可拆卸式连接，至少一个伸缩臂固接于所述基座；
探测装置，其连接于一个伸缩臂的端部，用于探测预安装管道和已安装管道的内腔状态；
智能后端控制平台，设置于预安装管道外部，所述智能后端控制平台分别与所述气囊装置、探测装置连接。
本发明的设备盲装智能辅助装置，它包括气囊装置、连接组件、探测装置及智能后端控制平台，探测装置通过连接组件可拆卸式连接于气囊装置的一端，气囊装置的另一端与智能后端控制平台连接；气囊装置送入预安装管道内腔后，智能后端控制平台控制对气囊装置注入气体，气囊充气膨胀并与预安装管道内壁相抵，从而将探测装置固定于预安装管道内腔，由于气囊的材质较为柔软，不会对预安装管道的管壁造成划伤和损坏，既起到定位探测装置的作用，又能够保护设备不被损坏，避免在设备后续使用中出现精度偏差；预安装管道吊装至指定位置后，探测装置实时监测采集预安装管道和已安装管道的内腔状态信息，并将监测数据反馈至智能后端控制平台，利用智能后端控制平台能够实时查看管道对接口的状态及气囊装置的位置，并借助后端数据处理调整预安装管道的安装位置及吊装姿态，确保预安装管道在对接时能够进行微调，为两根管道之间高精度、高标准对焊提供支撑，实现了预安装管道定位、监控检测及微调的一体化操作，大幅度提升了管道对接的安装效率；在管道大小不同的情况下，可以更换不同粗细的气囊装置来适配管径粗细，对气囊放气能够松开气囊装置与预安装管道之间的临时固定，可拆卸接口的设置有利于方便快速地拆卸和安装连接组件，便于各构件在不同设备和工程中反复使用。
进一步的，所述气囊装置中部还设有中空管道，所述中空管道的两端分别与可拆卸接口连通，所述探测装置的线路贯穿中空管道及可拆卸接口后与所述智能后端控制平台连接。
进一步的，所述探测装置为摄像头和/或三维扫描探头。
进一步的，它还包括安装于另一个伸缩臂端部的照明装置，所述照明装置的线路贯穿中空管道和可拆卸接口后与所述智能后端控制平台连接。
进一步的，它还包括与智能后端控制平台连接的吸尘器，所述吸尘器至少包括吸尘头、吸尘管道和集尘器，所述吸尘头连接于另一个伸缩臂端部，所述吸尘管道的一端与吸尘头连接，其另一端贯穿中空管道和可拆卸接口后与设置于已有管道外部的集尘器连接。
进一步的，所述伸缩臂包括：伸缩管、至少三根牵引钢丝绳、多个支架、至少三个导轮和至少三个液压油缸，至少三根牵引钢丝绳贯穿伸缩管并沿伸缩管内壁径向均布，伸缩管内壁沿其轴向设置至少三排支架，每个支架均设有一个用于穿过牵引钢丝绳的通孔，每根牵引钢丝绳贯穿与其位置相对应的一排支架，所述牵引钢丝绳的一端固定于伸缩管的远离气囊装置的一端，其另一端绕过导轮与液压油缸连接，所述液压油缸与所述智能后端控制平台连接。
进一步的，还包括可拆卸式连接于气囊装置端部的加固组件，所述加固组件包括中空的连接杆及至少三个内置弹簧伸缩杆，所述连接杆沿预安装管道轴向设置，且连接杆的一端可拆卸式连接于气囊装置的端部，连接杆的另一端通过管道与智能后端控制平台连接，至少三个内置弹簧伸缩杆沿径向设置于连接杆外部。
另外，本发明还提供了一种设备盲装智能辅助装置的使用方法，步骤如下：
S1：将气囊装置送入预安装管道内腔，智能后端控制平台控制对气囊装置注入气体，气囊膨胀并与预安装管道内壁相抵；
S2：将预安装管道吊装至指定位置后，在气囊装置的另一端安装连接组件，并在连接组件的一个伸缩臂上安装探测装置，智能后端控制平台控制探测装置实时监测采集预安装管道和已安装管道的内腔状态信息，实现预安装管道的定位；
S3：已安装管道和预安装管道对焊施工完成后，智能后端控制平台控制对气囊装置进行抽气以松开固定，取出设备盲装智能辅助装置。
本发明的设备盲装智能辅助装置的使用方法，首先，将气囊装置送入预安装管道内腔，智能后端控制平台控制对气囊装置注入气体，气囊膨胀并与预安装管道内壁相抵，将预安装管道吊装至指定位置后，在气囊装置的另一端安装连接组件，并在连接组件的一个伸缩臂上安装探测装置，探测装置实时监测预安装管道和已安装管道的内腔状态，并将监测数据反馈至智能后端控制平台，利用智能后端控制平台能够实时查看管道对接口的状态及气囊装置的位置，并借助后端数据处理调整预安装管道的安装位置及吊装姿态，确保预安装管道在对接时能够进行微调，为两根管道之间高精度、高标准对焊提供支撑，实现了预安装管道定位、监控检测及微调的一体化操作，大幅度提升了管道对接的安装效率。
进一步的，所述步骤S2还包括：在连接组件的另一个伸缩臂上安装吸尘器，吸尘器与智能后端控制平台连接，吸尘器至少包括吸尘头、吸尘管道和集尘器，吸尘头安装于连接组件的伸缩臂端部，吸尘管道的一端与吸尘头连接，其另一端贯穿中空管道和可拆卸接口后与设置于已有管道外部的集尘器连接，在预安装管道接近盲装对接位置时，利用探测装置检查对接位置的清洁度，智能后端控制平台控制吸尘器对接口进行清理。
进一步的，所述步骤S3之前还包括：预安装管道和已有管道接口对接完成且焊接固定之前，利用探测装置检查和扫描对接的接口，智能后端控制平台分析接口数据并对预安装管道的安装位置及安装姿态进行微调，智能后端控制平台将扫描的三维模型数据与理论安装模型进行对比，检测预安装管道和已有管道是否达到安装精度，如超出误差范围时及时纠正预安装管道的安装姿态。
附图说明
图1为本发明的设备盲装智能辅助装置一实施例中气囊装置的结构示意图；
图2为图1的A-A剖面图；
图3为本发明的设备盲装智能辅助装置一实施例的结构示意图；
图4为本发明的设备盲装智能辅助装置一实施例中伸缩臂的示意图；
图5为图4的B-B剖面图；
图6为本发明的设备盲装智能辅助装置一实施例中伸缩臂与液压油缸的连接示意图。
图中标号如下：
已安装管道1；预安装管道2；气囊装置10；气囊11；可拆卸接口12；中空管道14；连接组件20；基座21；伸缩臂22；伸缩管221；支架223；导轮224；牵引钢丝绳225；液压油缸226；加固组件30；连接杆31；内置弹簧伸缩杆32；智能后端控制平台40；探测装置50；照明装置60；吸尘器70。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
实施例1
本实施例以工程施工过程中相邻管件的对接和焊接施工为例，下面结合图1 至图6说明本实施例的设备盲装智能辅助装置，它包括：
气囊装置10，设置于预安装管道2内腔，它包括气囊11及连接于气囊11 两端的可拆卸接口12；
连接组件20，包括基座21及至少一个伸缩臂22，基座21与气囊装置10 的一端可拆卸式连接，至少一个伸缩臂22固接于基座21；
探测装置50，其连接于一个伸缩臂22的端部，用于探测预安装管道2和已安装管道1的内腔状态；
智能后端控制平台40，设置于预安装管道2外部，智能后端控制平台40分别与气囊装置10、探测装置50连接。
本发明的设备盲装智能辅助装置，它包括气囊装置10、连接组件20、探测装置50及智能后端控制平台40，探测装置50通过连接组件20可拆卸式连接于气囊装置10的一端，气囊装置10的另一端与智能后端控制平台40连接；气囊装置10送入预安装管道2内腔后，智能后端控制平台40控制对气囊装置1 0注入气体，气囊11充气膨胀并与预安装管道2内壁相抵，从而将探测装置50 固定于预安装管道2内腔，由于气囊11的材质较为柔软，不会对预安装管道2 的管壁造成划伤和损坏，既起到定位探测装置50的作用，又能够保护设备不被损坏，避免在设备后续使用中出现精度偏差；预安装管道2吊装至指定位置后，探测装置50实时监测采集预安装管道2和已安装管道1的内腔状态信息，并将监测数据反馈至智能后端控制平台40，利用智能后端控制平台40能够实时查看管道对接口的状态及气囊装置10的位置，并借助后端数据处理调整预安装管道 2的安装位置及吊装姿态，确保预安装管道2在对接时能够进行微调，为两根管道之间高精度、高标准对焊提供支撑，实现了预安装管道2定位、监控检测及微调的一体化操作，大幅度提升了管道对接的安装效率；在管道大小不同的情况下，可以更换不同粗细的气囊装置10来适配管径粗细，对气囊11放气能够松开气囊装置10与预安装管道2之间的临时固定，可拆卸接口12的设置有利于方便快速地拆卸和安装连接组件20，便于各构件在不同设备和工程中反复使用。
如图1和图2所示，气囊装置10中部还设有中空管道14，中空管道14的两端分别与可拆卸接口12连通，探测装置50的数据线贯穿中空管道14及可拆卸接口12后与智能后端控制平台40连接。中空管道14为探测装置50和智能后端控制平台40之间的线路连接提供了安全可靠的安装通道，保证管道对接施工的顺利进行。
如图1所示，探测装置50为摄像头和/或三维扫描探头，智能后端控制平台40控制连接组件20的伸缩臂22伸缩和弯曲，间接控制摄像头和/或三维扫描探头进行长度伸缩和任意角度弯曲，用于接口对准的图像探测，从而在智能后端控制平台40实时查看预安装管道2和已安装管道1内腔图像和/或扫描的三维模型，并依据智能后端控制平台40的处理数据及时调整预安装管道2的安装位置和安装姿态，使预安装管道2的盲装施工控制在规定的精度范围内；在盲装施工完成后，在智能后端控制平台40将扫描的三维模型数据与理论安装模型进行对比，检测两根管道是否达到安装精度，进一步提高了安装效率和安装精度。
如图3所示，本发明的设备盲装智能辅助装置还包括安装于另一个伸缩臂22端部的照明装置60，照明装置60的电线贯穿中空管道14和可拆卸接口 12后与智能后端控制平台40连接。智能后端控制平台40控制连接组件20的伸缩臂22伸缩和任意角度弯曲，进而控制照明装置60的照明位置、角度和亮度，为管道接口内部图像探测提供补光功能，便于工作人员查看盲装位置的检测图像。
请继续参考图3，本发明的设备盲装智能辅助装置还包括与智能后端控制平台40连接的吸尘器70，吸尘器70至少包括吸尘头、吸尘管道和集尘器，吸尘头连接于另一个伸缩臂22端部，吸尘管道的一端与吸尘头连接，其另一端贯穿中空管道14和可拆卸接口12后与设置于预安装管道2外部的集尘器连接。在预安装管道2接近盲装对接位置时，利用探测装置50检查对接位置的清洁度情况，借助智能后端控制平台40的监测数据，通过智能后端控制平台40控制伸缩臂22进行伸缩及任意角度弯曲，间接控制吸尘器70对接口进行对接前的自动化清理，保证管道接口处的清洁度、吻合度以及良好的密封度，为后期对焊施工提供有利条件，避免焊缝不合格的情况出现。
如图4至图6所示，伸缩臂22包括：伸缩管221、四根牵引钢丝绳225、多个支架223、四个导轮224和四个液压油缸226，四根牵引钢丝绳225贯穿伸缩管221并沿伸缩管221内壁径向均布，伸缩管221内壁沿其轴向设置四排支架223，每个支架223均设有一个用于穿过牵引钢丝绳225的通孔，每根牵引钢丝绳225贯穿与其位置相对应的一排支架223，牵引钢丝绳225的一端固定于伸缩管221的远离气囊11装置10的一端，其另一端绕过导轮224与液压油缸22 6连接，液压油缸226与智能后端控制平台40连接。通过在伸缩管221内壁设置四根牵引钢丝绳225来控制伸缩管221的弯曲程度和弯曲方向，四根牵引钢丝绳225绕过导轮224后分别连接于四个液压油缸226，通过智能后端控制平台 40分别控制四个液压油缸226的伸缩长度，间接改变四根牵引钢丝绳225的长短，进而达到灵活控制伸缩臂22的弯曲程度和弯曲方向的目。
请继续参考图2，本发明的设备盲装智能辅助装置还包括可拆卸式连接于气囊装置10端部的加固组件30，用于进一步加固气囊装置10，加固组件30 包括中空的连接杆31及至少三个内置弹簧伸缩杆32，连接杆31沿预安装管道 2轴向设置，且连接杆31的一端可拆卸式连接连接于气囊装置10的端部，连接杆31的另一端通过管道与智能后端控制平台40连接，至少三个内置弹簧伸缩杆32沿径向设置于连接杆31外部，内置弹簧伸缩杆32包括伸缩杆内芯和伸缩杆外壳，伸缩杆内芯设置在伸缩杆外壳内部并与其滑动连接，伸缩杆外壳内部还安装有弹簧，加固组件30的设置弥补了气囊装置10在垂直方向上可能发生倾斜而导致安装精度不准的缺陷。
实施例2
结合图1至图6说明实施例1的设备盲装智能辅助装置的使用方法，具体步骤如下：
S1：根据已安装管道1内部结构大小，选择适合大小的预安装管道2，将气囊装置10送入预安装管道2内腔，智能后端控制平台40控制对气囊装置10注入气体，气囊11膨胀并与预安装管道2内壁相抵；
S2：将预安装管道2吊装至指定位置后，在气囊装置10的另一端安装连接组件20，并在连接组件20的一个伸缩臂22上安装探测装置50，智能后端控制平台40控制探测装置50实时监测采集预安装管道2和已安装管道1的内腔状态信息，实现预安装管道2的定位；
S3：已安装管道1和预安装管道2对焊施工完成后，智能后端控制平台40 控制对气囊装置10进行抽气以松开固定，取出设备盲装智能辅助装置。
本发明的设备盲装智能辅助装置的使用方法，首先，将气囊装置10送入预安装管道2内腔，智能后端控制平台40控制对气囊装置10注入气体，气囊11 膨胀并与预安装管道2内壁相抵，将预安装管道2吊装至指定位置后，在气囊装置10的另一端安装连接组件20，并在连接组件20的一个伸缩臂22上安装探测装置50，探测装置50实时监测预安装管道2和已安装管道1的内腔状态，并将监测数据反馈至智能后端控制平台40，利用智能后端控制平台40能够实时查看管道对接口的状态及气囊装置10的位置，并借助后端数据处理调整预安装管道2的安装位置及吊装姿态，确保预安装管道2在对接时能够进行微调，为两根管道之间高精度、高标准对焊提供支撑，实现了预安装管道2定位、监控检测及微调的一体化操作，大幅度提升了管道对接的安装效率。
所述步骤S2还包括：在连接组件20的另一个伸缩臂22上安装吸尘器70，吸尘器70与智能后端控制平台40连接，吸尘器70至少包括吸尘头、吸尘管道和集尘器，吸尘头连接于另一个伸缩臂22端部，吸尘管道的一端与吸尘头连接，其另一端贯穿中空管道14和可拆卸接口12后与设置于已有管道1外部的集尘器连接。在预安装管道2接近盲装对接位置时，利用探测装置50检查对接位置的清洁度情况，借助智能后端控制平台40的监测数据，通过智能后端控制平台 40控制伸缩臂22进行伸缩及任意角度弯曲，间接控制吸尘器70对接口进行对接前的自动化清理，保证管道接口处的清洁度、吻合度以及良好的密封度，为后期对焊施工提供有利条件，避免焊缝不合格的情况出现。
所述步骤S3之前还包括：预安装管道2和已有管道1接口对接完成且焊接固定之前，利用探测装置50检查和扫描对接的接口，通过智能后端控制平台4 0分析接口的数据并进行吊装的微调，使其达到吊装要求；在智能后端控制平台 40将扫描的三维模型数据与理论安装模型进行对比，检测两根管道是否达到安装精度，在超出误差范围时及时纠正预安装管道2的吊装姿态，使吊装过程始终控制在规定精度范围内，进一步提高了安装效率和安装精度。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求范围。
Claims (10)
1.一种设备盲装智能辅助装置，其特征在于，包括：
气囊装置，设置于预安装管道内腔，它包括气囊及连接于气囊两端的可拆卸接口；
连接组件，包括基座及至少一个伸缩臂，所述基座与所述气囊装置的一端可拆卸式连接，至少一个伸缩臂固接于所述基座；
探测装置，其连接于一个伸缩臂的端部，用于探测预安装管道和已安装管道的内腔状态；
智能后端控制平台，设置于预安装管道外部，所述智能后端控制平台分别与所述气囊装置、探测装置连接。
2.根据权利要求1所述的设备盲装智能辅助装置，其特征在于：所述气囊装置中部还设有中空管道，所述中空管道的两端分别与可拆卸接口连通，所述探测装置的线路贯穿中空管道及可拆卸接口后与所述智能后端控制平台连接。
3.根据权利要求2所述的设备盲装智能辅助装置，其特征在于：所述探测装置为摄像头和/或三维扫描探头。
4.根据权利要求2所述的设备盲装智能辅助装置，其特征在于：还包括安装于连接组件另一个伸缩臂端部的照明装置，所述照明装置的线路贯穿中空管道和可拆卸接口后与所述智能后端控制平台连接。
5.根据权利要求2所述的设备盲装智能辅助装置，其特征在于：还包括与智能后端控制平台连接的吸尘器，所述吸尘器至少包括吸尘头、吸尘管道和集尘器，所述吸尘头连接于连接组件另一个伸缩臂的端部，所述吸尘管道的一端与吸尘头连接，其另一端贯穿中空管道和可拆卸接口后与设置于预安装管道外部的集尘器连接。
6.根据权利要求1所述的设备盲装智能辅助装置，其特征在于，所述伸缩臂包括：伸缩管、至少三根牵引钢丝绳、多个支架、至少三个导轮和至少三个液压油缸，至少三根牵引钢丝绳贯穿伸缩管并沿伸缩管内壁径向均布，伸缩管内壁沿其轴向设置至少三排支架，每个支架均设有一个用于穿过牵引钢丝绳的通孔，每根牵引钢丝绳贯穿与其位置相对应的一排支架，所述牵引钢丝绳的一端固定于伸缩管的远离气囊装置的一端，其另一端绕过导轮与液压油缸连接，所述液压油缸与所述智能后端控制平台连接。
7.根据权利要求1所述的设备盲装智能辅助装置，其特征在于：还包括可拆卸式连接于气囊装置端部的加固组件，所述加固组件包括中空的连接杆及至少三个内置弹簧伸缩杆，所述连接杆沿预安装管道轴向设置，且连接杆的一端可拆卸式连接于气囊装置的端部，连接杆的另一端通过管道与智能后端控制平台连接，至少三个内置弹簧伸缩杆沿径向设置于连接杆外部。
8.如权利要求1所述的设备盲装智能辅助装置的使用方法，其特征在于，步骤如下：
S1：将气囊装置送入预安装管道内腔，智能后端控制平台控制对气囊装置注入气体，气囊膨胀并与预安装管道内壁相抵；
S2：将预安装管道吊装至指定位置后，在气囊装置的另一端安装连接组件，并在连接组件的一个伸缩臂上安装探测装置，智能后端控制平台控制探测装置实时监测采集预安装管道和已安装管道的内腔状态信息，实现预安装管道的定位；
S3：已安装管道和预安装管道对焊施工完成后，智能后端控制平台控制对气囊装置进行抽气以松开固定，取出设备盲装智能辅助装置。
9.根据权利要求8所述的设备盲装智能辅助装置的使用方法，其特征在于：所述步骤S2还包括：在连接组件的另一个伸缩臂上安装吸尘器，吸尘器与智能后端控制平台连接，吸尘器至少包括吸尘头、吸尘管道和集尘器，吸尘头安装于连接组件的伸缩臂端部，吸尘管道的一端与吸尘头连接，其另一端贯穿中空管道和可拆卸接口后与设置于已有管道外部的集尘器连接，在预安装管道接近盲装对接位置时，利用探测装置检查对接位置的清洁度，智能后端控制平台控制吸尘器对接口进行清理。
10.根据权利要求8所述的设备盲装智能辅助装置的使用方法，其特征在于：所述步骤S3之前还包括：预安装管道和已安装管道接口对接完成且焊接固定之前，利用探测装置检查和扫描对接的接口，智能后端控制平台分析接口数据并对预安装管道的安装位置及安装姿态进行微调，智能后端控制平台将扫描的三维模型数据与理论安装模型进行对比，检测预安装管道和已有管道是否达到安装精度，如超出误差范围时及时纠正预安装管道的安装姿态。
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