CN114670173B - 水下机械臂对中装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下机械臂对中装置，包括用于对接在水下机械臂上的底座、用于与工作孔位对中并密封套接的可张紧的密封套、柔性骨架；所述密封套设置在所述底座上，所述柔性骨架设置在所述底座上并支撑在所述密封套的外周；所述柔性骨架背向所述底座的端部凸出所述密封套对应的端部外，形成与工作孔位初步对准的定位端；所述底座设有贯通孔，所述贯通孔与所述密封套的内部通道相连通，形成与水下机械臂连通的密封通道。本发明的水下机械臂对中装置，通过柔性骨架和密封套的配合设置，实现辅助水下机械臂的操作触头对准工作孔位的目的，无需工作人员进行手动对中，避免工作人员与工作孔位等的直接接触，进而避免手动对中存在的风险。

Description

水下机械臂对中装置

技术领域

本发明涉及一种对中装置，尤其涉及一种水下机械臂对中装置。

背景技术

近年来，我国工业机器人的发展得到了长足的进步，并且在多种领域得到了深度应用，其中液体环境中工作的机器人的发展尤为迅速。水下环境中的多种设施尤其是孔洞类环境由于易受水体腐蚀产生杂质，并最终堵塞导管，对水下设备的平稳运行造成一定的影响。

当今社会，很多生产领域会涉及使用具有一定毒性、危险性的材料或介质进行相应的加工生产，而工作人员在对水下导管的各种操作尤其是对机械臂加工设备的手动对中也需要承担相应的风险。因此，有必要设计一种能够应用于液体环境中工作的机械臂上的对中装置，减少上述风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种水下机械臂对中装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种水下机械臂对中装置，包括用于对接在水下机械臂上的底座、用于与工作孔位对中并密封套接的可张紧的密封套、柔性骨架；

所述密封套设置在所述底座上，所述柔性骨架设置在所述底座上并支撑在所述密封套的外周；所述柔性骨架背向所述底座的端部凸出所述密封套对应的端部外，形成与工作孔位初步对准的定位端；

所述底座设有贯通孔，所述贯通孔与所述密封套的内部通道相连通，形成与水下机械臂连通的密封通道。

优选地，所述柔性骨架包括底架以及数个弹性臂；

所述底架连接在所述底座上，数个所述弹性臂沿着所述底架的周向间隔排布并连接在所述底架上；并且，数个所述弹性臂于所述密封套的外周相对所述底架可开合。

优选地，所述弹性臂贴合在所述密封套的外表面上，随同所述密封套的张紧而相对开合。

优选地，所述密封套远离所述底座的一端为缩口端，每一所述弹性臂沿着所述密封套的外表面弯曲延伸；所述定位端位于所述弹性臂的端部上并凸出所述缩口端外。

优选地，每一所述弹性臂的宽度自连接所述底架的一端向远离所述底架的一端逐渐减小。

优选地，所述定位端搭接在所述缩口端的端面上。

优选地，所述定位端朝向工作孔位的端面形成导向面，所述导向面用于与所述工作孔位接触并引导所述工作孔位对所述密封套对中。

优选地，所述水下机械臂对中装置还包括用于将所述底座对接在水下机械臂上的密封接头；所述密封接头设置在所述底座背向所述柔性骨架的一侧。

优选地，所述密封接头包括环状的接头本体以及数个卡接部；

数个所述卡接部设置在所述接头本体的内周侧面上，并且沿所述接头本体的周向间隔排布。

优选地，所述卡接部包括第一卡槽和第二卡槽；所述第一卡槽沿所述接头本体的轴向延伸，所述第二卡槽与所述第一卡槽相连通并沿所述接头本体的周向延伸。

本发明的水下机械臂对中装置，通过柔性骨架和密封套的配合设置，实现辅助水下机械臂的操作触头对准工作孔位的目的，无需工作人员进行手动对中，避免工作人员与工作孔位等的直接接触，进而避免手动对中存在的风险。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例的水下机械臂对中装置的结构示意图；

图2是本发明一实施例的水下机械臂对中装置与工作孔位进行对中的状态示意图；

图3是本发明一实施例的水下机械臂对中装置与工作孔位对中后的状态示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明的水下机械臂对中装置，用于辅助水下机器人进行对孔作业时的对中，无需工作人员进行手动对中。

如图1-3所示，本发明一实施例的水下机械臂对中装置，可包括底座10、可张紧的密封套20、柔性骨架30以及密封接头40。

其中，底座10用于对接在对下机械人的水下机械臂上，实现整个水下机械臂对中装置在水下机械臂上的固定。密封套20设置在底座10上并用于与工作孔位100对中，通过自身可张紧的特性与工作孔位100进行密封套接。并且，底座10设有贯通孔(未图示)，贯通孔与密封套20的内部通道相连通，形成与水下机械臂连通的密封通道。密封通道与外部环境隔开，便于水下机械臂的操作触头在密封通道中对工作孔位100进行相关工作并便于回收工作后的工作废液。

柔性骨架30设置在底座10上并支撑在密封套20的外周，通过自身的柔性能够随密封套20的张紧而开合，提供强度支撑的同时不影响密封套的张紧及密封。密封接头40设置在底座10一侧，用于将底座10对接在水下机械臂上。

具体地，底座10通过其上贯通孔的设置整体形成环状结构。密封套20和柔性骨架30可通过胶接等方式固定在底座10的一表面上。

密封套20为两端开放的套件，可采用硅橡胶等弹性材料制成。密封套20以一开放端连接在底座10上，相对的另一开放端用于与工作孔位100对中且实现套接。

密封套20优选为不等径的套件，即相对两端的内径不相等。密封套20远离底座10的一端为缩口端21，该缩口端21的内径可对应工作孔位100的外径进行设置，实现缩口端21在工作孔位100上的密封套接。密封套20朝向且连接底座10的一端的内径则较于缩口端21的内径大，为水下机械臂在密封通道中对工作孔位100进行相关工作提供足够的空间。

柔性骨架30套设在密封套20的外周并与密封套20贴合，随密封套20的张紧而开合。为实现密封套20的精准对中，可先通过柔性骨架30实现初步对准。对此，柔性骨架30背向底座10的端部凸出密封套20对应的端部外，形成与工作孔位100初步对准的定位端33。

如图2-图3所示，在将密封套20与工作孔位100对中时，先移动整个水下机械臂对中装置使柔性骨架30上的定位端33接触到工作孔位100，再继续移动水下机械臂对中装置使密封套20的缩口端21接触到工作孔位100，直至缩口端21扩张并沿工作孔位100的外周移动套设到工作孔位100上。

如图1所示，柔性骨架30进一步可包括底架31以及数个弹性臂32。底架31可通过胶接等方式连接在底座10上，数个弹性臂32设置于底架31背离底座10的一侧，并沿着底架31的周向间隔排布并连接在底架31上。并且，数个弹性臂32相对底架31可开合。

弹性臂32优选两个或以上，进一步优选三个或以上。弹性臂32可与底架31一体成型，其中弹性臂32可采用PVC等柔性材料制成，便于加工成型，且弹性臂32与底架31的连接处稳定。底架31可与弹性臂32相同材料制成，也可以不同。

当然，在其他实施例中，弹性臂32也可以与底架31分体设置，且弹性臂32与底架31之间通过插接的方式可拆卸连接，便于拆卸弹性臂32，以更换不同类型的弹性臂32。

具体地，底架31对应底座10也为环状结构，其可以直接连接在底座10的表面上，或者套接在底座10的外周。对应底架31在底座10上的设置形式，密封套20可以连接在底座10或者底架31上。

数个弹性臂32在底架31上沿着底架31的周向间隔排布，从而在底架31上包围出一个位于该数个弹性臂32内侧的空间，密封套20容纳在该空间内并与该空间吻合，使得弹性臂32可以贴合在密封套20的外表面上，数个弹性臂32随同密封套20的张紧而相对开合。

对于弹性臂32在密封套20外表面上的贴合，弹性臂32可以通过组配的方式贴合在密封套20上，无需连接固定在密封套20的外表面上。或者，弹性臂32也可以一体成型方式或胶粘等方式贴合并连接在密封套20的外表面上。

结合弹性臂32在密封套20上的贴合设置，每一弹性臂32的长度延伸方向与密封套20的轴向相平行。进一步地，由于密封套20上缩口端21的设置，使得密封套20的外表面在轴向上呈弯曲走向(非平直表面)，因此，每一弹性臂32沿着密封套20的外表面弯曲延伸。

另外，每一弹性臂32的宽度自连接底架31的一端向远离底架31的一端逐渐减小，这样确保了相邻弹性臂32之间在其长度方向上仍有间隔，特别对应在缩口端21的外周部分，为弹性臂32提供可开合空间。

定位端33设置在弹性臂32远离底架31的端部上并凸出缩口端21外。并且，定位端33还可搭接在缩口端21的端面上，使得定位端33不易脱离缩口端21。

作为优选，定位端33朝向工作孔位100的端面还通过斜面或弧面设置形成导向面331，有助于与工作孔位100接触并引导工作孔位100对缩口端21对中。

密封接头40作为连接件，具体设置在底座10背向柔性骨架30的一侧，通过与水下机械臂上相对应结构配合而将底座10密封对接在水下机械臂上。

为实现密封接头40在水下机械臂上的快速拆装，密封接头40优选为快换接头。

具体地，在图1所示实施例中，密封接头40包括环状的接头本体41以及数个卡接部42。数个卡接部42设置在接头本体41的内周侧面上，沿着接头本体41的周向间隔排布。

作为一种选择性实施方式，卡接部42可以是卡槽结构，与水下机械臂上的卡扣相适配设置。卡接部42进一步可包括第一卡槽421和第二卡槽422；第一卡槽421在接头本体41的内周侧面上沿接头本体41的轴向延伸，第二卡槽422在接头本体41的内周侧面上沿接头本体41的周向延伸，并与第一卡槽421相连通，使得卡接部42形成L形的卡槽结构。

第一卡槽和第二卡槽分别可在接头本体41的内周侧面上凹设形成，或者由隔板在接头本体41的内周侧面上隔出。密封接头40在水下机械臂上安装时，将第一卡槽421对准配合到水下机械臂的卡扣上，使卡扣进入第一卡槽421内，再旋转密封接头40，使卡扣进入第二卡槽422内，限制了密封接头40在水下机械臂上的上下移动，即将密封接头40固定在水下机械臂上。拆卸时，反向旋转密封接头40，使卡扣脱出第二卡槽422并进入第一卡槽421内，密封接头40可向上移动脱离水下机械臂。密封接头40在水下机械臂上的拆装即实现整个水下机械臂对中装置在水下机械臂上的拆装。

当然，在其他实施例中，卡接部可以是卡扣结构，与水下机械臂上的卡槽相适配设置，只要可以实现两个的扣合即可，在此不做限制。

参考图2、3，以工作孔位100为RIC热电偶端塞为例，本发明的水下机械臂对中装置用于辅助水下机器人在水下精准定位RIC热电偶端塞上的端塞孔时，操作如下：

先将水下机械臂对中装置密封对接在水下机器人的水下机械臂上，并使水下机械臂上的操作触头位于水下机械臂对中装置的密封通道中。水下机械臂动作驱使水下机械臂对中装置移动靠近RIC热电偶端塞，当柔性骨架30上的定位端33接触到RIC热电偶端塞，即完成初步对中。再继续移动水下机械臂对中装置使密封套20的缩口端21接触到RIC热电偶端塞，直至缩口端21扩张并沿RIC热电偶端塞的外周移动套设到RIC热电偶端塞上，即完成操作触头与RIC热电偶端塞的端塞孔精准对中。

上述完成对中后，即可对端塞孔进行检查、清洁、研磨和测量等操作，解决电厂热电偶无法插到位长期遗留的问题。

可以理解地，本发明并不限于辅助水下机械臂与RIC热电偶端塞的精准对中，其他具有孔结构且需水下机器人进行检查、清洁、研磨和测量等操作均可应用本发明的水下机械臂对中装置实现对中。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种水下机械臂对中装置，其特征在于，包括柔性骨架、用于对接在水下机械臂上的底座、用于与工作孔位对中并密封套接的可张紧的密封套；

所述密封套设置在所述底座上，所述柔性骨架设置在所述底座上并支撑在所述密封套的外周；所述柔性骨架背向所述底座的端部凸出所述密封套对应的端部外，形成与工作孔位初步对准的定位端；

所述底座设有贯通孔，所述贯通孔与所述密封套的内部通道相连通，形成与水下机械臂连通的密封通道。

2.根据权利要求1所述的水下机械臂对中装置，其特征在于，所述柔性骨架包括底架以及数个弹性臂；

所述底架连接在所述底座上，数个所述弹性臂沿着所述底架的周向间隔排布并连接在所述底架上；并且，数个所述弹性臂于所述密封套的外周相对所述底架可开合。

3.根据权利要求2所述的水下机械臂对中装置，其特征在于，所述弹性臂贴合在所述密封套的外表面上，随同所述密封套的张紧而相对开合。

4.根据权利要求3所述的水下机械臂对中装置，其特征在于，所述密封套远离所述底座的一端为缩口端，每一所述弹性臂沿着所述密封套的外表面弯曲延伸；所述定位端位于所述弹性臂的端部上并凸出所述缩口端外。

5.根据权利要求4所述的水下机械臂对中装置，其特征在于，每一所述弹性臂的宽度自连接所述底架的一端向远离所述底架的一端逐渐减小。

6.根据权利要求4所述的水下机械臂对中装置，其特征在于，所述定位端搭接在所述缩口端的端面上。

7.根据权利要求1至6任一项所述的水下机械臂对中装置，其特征在于，所述定位端朝向工作孔位的端面形成导向面，所述导向面用于与所述工作孔位接触并引导所述工作孔位对所述密封套对中。

8.根据权利要求1至6任一项所述的水下机械臂对中装置，其特征在于，所述水下机械臂对中装置还包括用于将所述底座对接在水下机械臂上的密封接头；所述密封接头设置在所述底座背向所述柔性骨架的一侧。

9.根据权利要求8所述的水下机械臂对中装置，其特征在于，所述密封接头包括环状的接头本体以及数个卡接部；

数个所述卡接部设置在所述接头本体的内周侧面上，并且沿所述接头本体的周向间隔排布。

10.根据权利要求9所述的水下机械臂对中装置，其特征在于，所述卡接部包括第一卡槽和第二卡槽；所述第一卡槽沿所述接头本体的轴向延伸，所述第二卡槽与所述第一卡槽相连通并沿所述接头本体的周向延伸。