CN114888559A - 一种矿用管道辅助安装机械管道中心对正方法 - Google Patents

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陈德敏
瞿宝华
宋薪锞
隆清明
张卫东
唐勇
邱飞
刘娟
常宇
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CCTEG Chongqing Research Institute Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/10—Aligning parts to be fitted together
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/001—Article feeders for assembling machines

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Abstract

本发明涉及一种矿用管道辅助安装机械管道中心对正方法，属于煤炭开采及煤矿安全领域，包括中心对正辅助机械手、举升机械手、控制系统，中心对正机械手和举升机械手上安装有万向轮。安装管道时，中心对正辅助机械手夹持在已经安装固定的管道上，获取管道中心的空间位置，举升机械手根据中心对正辅助机械手反馈的位置信息自动调整安装管道的空间位置的方式，实现管道中心位置精准对正。本发明通过设置中心对正辅助机械手获取管道安装中心位置，举升机械手自动调节管道安装位置的方式，实现井下管道安装中心精准对正，降低工人劳动强度，极大地提高了管道安装效率。

Description

一种矿用管道辅助安装机械管道中心对正方法
技术领域
本发明属于煤炭开采及煤矿安全领域，涉及一种矿用管道辅助安装机械管道中心对正方法。
背景技术
我国煤炭开采已从机械化、自动化正逐步向智能化迈进，各类煤矿作业类机器人迅猛发展。当前无人掘进机器人系统、智能化采煤工作面机器人系统、煤矿智能运输和钻锚机器人的日渐成熟，为建成无人(少人)矿井提供了重要装备保障。随着开采深度的增加，矿井瓦斯抽采量不断增加，抽放管网日益复杂，井下通风、供水管路也错综复杂。另一方面，新型阻燃抗静电的非金属材料管道将逐步替代传统铸铁铸钢管道，矿井管道新建、改建和扩建工程日益增多。传统的煤矿管道安装方式耗费了大量的人力物力，已不能满足煤矿安全高效生产的需要。
近年来，部分科研机构和企业也开发了一些煤矿管道辅助安装机械，但存在着自动化程度低等缺陷，还不能实现管道的全自动安装。煤矿大部分管道安装过程可以分解为：管道夹持、举升、管道中心对正、法兰对接和法兰紧固件连接等动作。目前来说，管道夹持和举升等动作的实现难度不大，核心在于管道中心对正。实现管道中心自动精准对正是保证管道安装质量的基础，也是提高矿用管道辅助安装机械智能化的有效措施。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种矿用管道辅助安装机械管道中心对正方法，通过两个机械手的联动控制实现待安装管道与已安装管道的中心对正，极大地提高了矿用管道安装机器人的智能化程度。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种矿用管道辅助安装机械管道中心对正方法，包括联动控制的举升机械手及中心对正辅助机械手，用于抓取第二管道并将其安装在第一管道上；通过所述中心对正辅助机械手抓取第二管道并获取第二管道的中心位置，根据第二管道的中心位置驱动所述举升机械手调整第一管道的位置，实现第一管道与第二管道的中心位置对正。
可选的，所述举升机械手及所述中心对正辅助机械手的上均安装有用于实现第一管道及第二管道沿其轴向平移的万向轮。
可选的，所述中心对正辅助机械手获取的第二管道的中心位置信息为空间直角坐标系中的(x，y，z)三坐标位置。
可选的，所述中心对正辅助机械手及所述举升机械手均通过液压泵驱动液压作动器调整其空间位置，所述液压作动器包括独立设置的x轴方向液压作动器，y轴方向液压作动器，z轴方向液压作动器。
可选的，所述举升械手根据中心对正辅助机械手反馈的位置信息，在y轴和z轴方向上与反馈的y坐标和z坐标保持一致；在x轴方向上，举升机械手通过万向轮调整第二管道在x轴的位置，直至与第一管道的对接法兰实现对接。
可选的，当所述举升机械手的万向轮出现打滑时，所述万向轮将锁止不再旋转，实现过载保护。
可选的，所述举升机械手及所述中心对正辅助机械手均安装于管道安装车上。
可选的，所述中心对正辅助机械手通过液压系统进行控制，液压系统控制器将控制信号传输至液压泵，驱动液压作动器动作；液压作动器信息通过数字编码后反馈给举升机械手的云台控制器驱动举升机械手根据反馈的位置信息自动调整安装管道的空间位置。
本发明的有益效果在于：本发明通过中心对正辅助机械手夹持在已经安装固定的管道上，获取管道中心的空间位置，举升机械手根据中心对正辅助机械手反馈的位置信息自动调整安装管道的空间位置的方式，实现管道中心位置精准对正，极大地提高了管道安装质量和矿用管道辅助安装机械的智能化水平。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明的控制流程图；
图2为本发明的结构示意图。
附图标记：管道安装车1、中心对正辅助机械手2、举升机械手3、已安装管道4、待安装管道5、万向轮6。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1～图2，为一种矿用管道辅助安装机械管道中心精准对正方法，包括中心对正辅助机械手2、举升机械手3，所述的中心对正辅助机械手2和举升机械手3安装在管道安装车1上。所述的中心对正辅助机械手2和举升机械手3相互独立，同时，中心对正辅助机械手2和举升机械手3的功能可互换。所述的中心对正辅助机械手2和举升机械手3均安装有万向轮6。
安装管道时，中心对正辅助机械手2夹持在已经安装固定的管道4上，获取管道中心的空间位置(x、y、z)，并将空间位置信息反馈至液压系统控制器，所述的液压系统控制器根据位置信息驱动液压作动器，作动器信息经数字编码后反馈给举升机械手驱动器云台控制器，驱动举升机械手3根据反馈的位置信息自动调整安装管道5的空间位置，在y轴和z轴方向上与反馈的y坐标和z坐标保持一致；在x轴方向上，举升机械手3中的万向轮6调整管道在x轴的位置，直至已安装管道4和预安装管道5的对接法兰已经实现对接，此时，当举升机械手3上的万向轮6开始打滑时，则认为管道在x轴方向上的位置已经到位，所述万向轮6将锁止，避免过载。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种矿用管道辅助安装机械管道中心对正方法，其特征在于：包括联动控制的举升机械手及中心对正辅助机械手，用于抓取第二管道并将其安装在第一管道上；通过所述中心对正辅助机械手抓取第二管道并获取第二管道的中心位置，根据第二管道的中心位置驱动所述举升机械手调整第一管道的位置，实现第一管道与第二管道的中心位置对正。
2.根据权利要求1所述的矿用管道辅助安装机械管道中心对正方法，其特征在于：所述举升机械手及所述中心对正辅助机械手的上均安装有用于实现第一管道及第二管道沿其轴向平移的万向轮。
3.根据权利要求1所述的矿用管道辅助安装机械管道中心对正方法，其特征在于：所述中心对正辅助机械手获取的第二管道的中心位置信息为空间直角坐标系中的(x，y，z)三坐标位置。
4.根据权利要求1所述的矿用管道辅助安装机械管道中心对正方法，其特征在于：所述中心对正辅助机械手及所述举升机械手均通过液压泵驱动液压作动器调整其空间位置，所述液压作动器包括独立设置的x轴方向液压作动器，y轴方向液压作动器，z轴方向液压作动器。
5.根据权利要求2所述的矿用管道辅助安装机械管道中心对正方法，其特征在于：所述举升械手根据中心对正辅助机械手反馈的位置信息，在y轴和z轴方向上与反馈的y坐标和z坐标保持一致；在x轴方向上，举升机械手通过万向轮调整第二管道在x轴的位置，直至与第一管道的对接法兰实现对接。
6.根据权利要求5所述的矿用管道辅助安装机械管道中心对正方法，其特征在于：当所述举升机械手的万向轮出现打滑时，所述万向轮将锁止不再旋转，实现过载保护。
7.根据权利要求1所述的矿用管道辅助安装机械管道中心对正方法，其特征在于：所述举升机械手及所述中心对正辅助机械手均安装于管道安装车上。
8.根据权利要求1所述的矿用管道辅助安装机械管道中心对正方法，其特征在于：所述中心对正辅助机械手通过液压系统进行控制，液压系统控制器将控制信号传输至液压泵，驱动液压作动器动作；液压作动器信息通过数字编码后反馈给举升机械手的云台控制器驱动举升机械手根据反馈的位置信息自动调整安装管道的空间位置。
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