CN115122063B - 一种轮盘式管道自动安装机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮盘式管道自动安装机器人，包括：履带底盘部分；安装平台部分，设置于所述履带底盘部分上端，用于为管道取放运输部分、管道安装部分和“U”型支架运输安装部分提供安装的平台；管道取放运输部分，其包括依次设置于安装平台部分上的管道取放部分和管道运输部分，用于将所需安装的管道输送到管道安装部分；管道安装部分，设置于管道运输部分的输出端处，用于实现管道的滚轮式安装；“U”型支架运输安装部分，包括与管道运输部分并排设置的“U”型支架转向装置和“U”型支架安装部分，用于实现“U”型连接件的安装。“摩天轮”抬升方式的设计，相较于传统的由人工进行安装固定，大大提高了安装的速度，减少了工作的时间并提高了效率。

Description

一种轮盘式管道自动安装机器人

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，具体涉及一种轮盘式管道自动安装机器人。

背景技术

管道在房建工程中都有着广泛的应用，如大型厂房空间、超大面积地下室、楼宇设备层，如给水排水管道、雨水管道、消防栓管道、喷淋管道、空调与通风专业管线、消防排烟排毒管道等。由于管道尺寸、形状、重量、连接部位多变，当管道铺设面积较大时，施工效率较为低下，工时长，成本高。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供了一种轮盘式管道自动安装机器人，能够自动完成常见的直筒管道和转角管道的安装和固定，大大提高了工作效率，节省了时间，节省成本且结构简单，实用性强。

为进一步实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种轮盘式管道自动安装机器人，包括：

履带底盘部分，用于带动整个机器人的运动和旋转；

安装平台部分，设置于所述履带底盘部分上端，用于为管道取放运输部分、管道安装部分和“U”型支架运输安装部分提供安装的平台；

管道取放运输部分，其包括依次设置于所述安装平台部分上的管道取放部分和管道运输部分，用于将所需安装的管道输送到管道安装部分；

管道安装部分，设置于所述管道运输部分的输出端处，用于实现管道的滚轮式安装；

“U”型支架运输安装部分，包括与所述管道运输部分并排设置的“U”型支架转向装置和设置于所述“U”型支架转向装置一侧的“U”型支架安装部分，用于实现“U”型连接件的安装。

可选的，所述安装平台部分包括通过旋转支架与所述履带底盘部分连接的安装平台，在所述安装平台上端设置有第一导轨条和第二导轨条。

可选的，所述管道取放部分包括依次设置于安装平台上端的储物箱、滑台部分以及抬高箱，在靠近所述抬高箱处设置有抬升装置，所述抬高箱上设置有抬高卡扣装置。

进一步的，所述储物箱包括三个格子，居中用于放置直筒管道，两侧分别用于放置转角管道和“U”型连接件；所述滑台部分包括并列设置的第一滑台和第二滑台，所述第一滑台为带有一定倾角的斜滑台，所述第二滑台上具有一块可绕轴转动的抬板；

所述抬升装置包括与第二导轨条滑动连接的抬升机架、与所述抬升机架下端螺纹连接的长螺纹杆以及与所述长螺纹杆连接的第一电机，所述抬升机架上端设置有旋转臂以及用于驱动旋转臂转动的第二电机，所述旋转臂上设置有滑块电葫芦，所述滑块电葫芦具有的吊钩与夹持件具有的吊环连接；所述夹持件包括滑块平台、与所述滑块平台滑动连接的滑块，在所述滑块和滑块平台上安装有小滚筒。

进一步的，所述抬高卡扣装置包括设置于抬高箱侧面的小型电机、与所述小型电机连接的短螺纹杆以及与所述短螺纹杆螺纹连接的抬高卡扣，所述抬高卡扣与抬高箱侧面滑动连接，在所述抬高卡扣上设置有微型电机。

可选的，所述管道运输部分包括运输支撑架、设置于所述运输支撑架一侧的铁链齿轮以及与所述铁链齿轮连接的第三电机，所述铁链齿轮包括齿轮和安装在所述齿轮上的铁链，所述铁链上间隔设置有多个顶针输送装置；所述顶针输送装置包括传输支架，所述传输支架上通过弹簧安装有多个第一顶针，所述传输支架通过连接零件与铁链连接。

可选的，所述管道安装部分包括三角板支架、圆盘安装部分和固定支架部分，所述三角板支架由三块三角形板与一块挖有通槽的长方形板组成，通槽为圆盘安装部分的水平移动提供了导轨，所述三角板支架设置于安装平台上；所述圆盘安装部分包括圆盘支架、设置于所述圆盘支架上的螺纹步进机以及设置于所述螺纹步进机上的液压伸缩杆支架，所述液压伸缩杆支架上设置有夹持装置；

所述液压伸缩杆支架包括支撑壳体、与所述支撑壳体外侧连接的液压杆、与所述液压杆连接的连接平台，所述连接平台的下端中部设置有球杆，所述球杆放置在支撑壳体的上端；

所述夹持装置包括上下两组第二顶针以及用于连接上下两组第二顶针的连接件，每一组第二顶针的内部与外部都设置有滚筒杆，在所述滚筒杆与第二顶针的连接处和滚筒杆带有滚筒的一端设置有微型电机组，便于控制滚筒杆的旋转。

进一步的，所述固定支架部分包括固定支架，所述固定支架的上端设置有第四电机，所述第四电机与圆盘安装部分的中部连接，所述固定支架的下端开有T型缺口和螺纹孔，用于与第一导轨条和电机螺纹杆连接。

可选的，所述“U”型支架转向装置包括转向装置壳和转向杆部分，所述转向装置壳内部设置有两根固定圆杆，一侧开有缺口设置有凸台用于放置转向杆部分；

所述转向杆部分包括转向杆和凹槽轮，所述凹槽轮通过一个微型电机安装在转向杆的一侧；所述转向杆的一端与转向装置壳的凸台连接，由微型电机提供动力带动转向杆绕凸台转动，所述转向杆的另一端与凹槽轮连接，并由微型电机提供动力，带动凹槽轮旋转。

可选的，所述“U”型支架安装部分包括滑动连接的第一支架杆和第二支架杆，所述第一支架杆上端开有缺口，所述第二支架杆上设置有齿轮条，齿轮组设置于所述第一支架杆的缺口处，并与第二支架杆上的齿轮条连接；

所述第二支架杆上滑动设置有安装部分，所述安装部分包括安装滑块和固定块，所述固定块的一端与安装滑块通过小型电机连接；所述安装滑块的外侧滑动设置有打孔螺纹机组。

与现有技术相比，本发明具有以下效益：

1.“摩天轮”抬升方式的设计，圆盘支架转动带动夹持装置夹持管道，再由八根小滚筒，微型电机组和短杆组成滚筒杆调节管道的轴向位置、水平位置以及竖直位置，便于管道的安装，最后旋转圆盘支架实现滚轮式安装，并且固定支架部分与安装平台部分之间存在“T”型导轨，固定支架部分便由电机螺纹杆带动，可以在水平方向上移动以夹取不同类型的管道，相较于传统的由人工进行安装固定，大大提高了安装的速度，减少了工作的时间并提高了效率。

2.液压伸缩杆支架的设计，由油缸和伸缩杆组成的液压伸缩杆支架，中间具有液压伸缩杆，油缸伸缩杆在一定范围内与球杆的配合可以调整角度以保证所夹持的管道的稳定，再与螺纹步进机配合能够保证安装的高度，保证了安装时的稳定性和精确性。

3.一种新型抬高装置的方式，抬升装置由小型卡扣装置卡住管道，由斜轨道滑落的管道到达抬高箱下时，再由小型卡扣装置卡住管道的两端，一节一节向上抬升，一个管道抬升一节。同时，抬高箱还起到了储存的功能，管道可以放置在抬高箱内；并且下一次运送管道时从抬高箱内把管道送至顶针输送装置比从储物箱内运至顶针输送装置要快；此外，管道从储物箱直接由抬升装置运至顶针输送装置，抬升装置工作时间周期长，而有抬高箱的设计，使得抬升装置工作周期大大缩短。相较于直接用升降机器运输管道结构简单，更加快捷，能够节约成本且实用性强。

4.“U”型支架转向装置异形件的设计，考虑到“U”型连接件从储物箱内被夹持时处于水平位置，“U”型支架转向装置便能在运输过程时通过此变向构件将“U”型连接件竖直放置。由两根固定圆杆做底部支撑，一个凹槽轮带动“U”型支架滚动，当“U”型支架底部“U”型槽位于凹槽轮和两根固定圆杆中间时，“U”型支架便竖直放置，利于后续安装。

5.二节滑道导轨结构的设计，“U”型支架安装部分采用二节滑道导轨结构，第一节由小型电机带动装置沿齿轮导轨滑动，第二节由小型电机带动装置沿“T”型导轨滑动，实现高度精准可调，稳定安装，用于一般天花板处的管道安装，相较于传统的单杠调节空间延展性更高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明整体结构示意图一；

图2为本发明整体结构示意图二；

图3为本发明履带底盘部分结构示意图；

图4为本发明安装平台部分结构示意图；

图5为本发明管道取放运输部分结构示意图；

图6为本发明滑台部分结构示意图；

图7为本发明抬升装置结构示意图；

图8为本发明夹持件结构示意图；

图9为本发明抬高卡扣装置结构示意图；

图10为本发明管道运输部分结构示意图；

图11为本发明铁链齿轮与第三电机安装示意图；

图12为本发明顶针输送装置结构示意图；

图13为本发明管道安装部分结构示意图一；

图14为本发明管道安装部分结构示意图二；

图15为本发明圆盘支架结构示意图；

图16为本发明螺纹步进机结构示意图；

图17为本发明固定支架部分结构示意图；

图18为本发明液压伸缩杆支架结构示意图；

图19为本发明夹持装置结构示意图一；

图20为本发明夹持装置结构示意图二；

图21为本发明微型电机组结构示意图；

图22为本发明“U”型支架运输安装部分结构示意图；

图23为本发明“U”型支架转向装置结构示意图；

图24为本发明转向杆部分结构示意图；

图25为本发明“U”型支架安装部分结构示意图；

图26为本发明安装部分结构示意图；

图27为本发明圆盘支架与螺纹步进机安装结构示意图；

图28为本发明夹持装置与液压伸缩杆支架安装示意图。

附图标记说明：

0000-履带底盘部分：

0001-履带，0002-从动轮，0003-主动轮，0004-底盘支架，0005-动力设备；

1000-安装平台部分：

1001-旋转支架，1002-安装平台，1003-第一导轨条，1004-第二导轨条；

2000-管道取放运输部分：

2100-储物箱；

2200-滑台部分：2201-第一滑台，2202-第二滑台，2203-小型电机；

2300-抬高卡扣装置：2301-抬高卡扣，2302-短螺纹杆，2303-微型电机；

2400-抬高箱；

2500-抬升装置：2501-第一电机；2502-长螺纹杆；2503-抬升机架；2504-第二电机；2505-旋转臂；2506-滑块电葫芦；

2507-夹持件：2571-小滚筒，2572-滑块，2573-滑块平台；

2600-第三电机；

2700-顶针输送装置：2701-第一顶针，2702-传输支架，2703-连接零件；

2800-运输支撑架；

2900-铁链齿轮；

3000-管道安装部分：

3100-三角板支架；

3200-圆盘安装部分：

3210-圆盘支架；3220-螺纹步进机；

3230-液压伸缩杆支架：

3231-液压杆，3232-支撑壳体，3233-连接平台，3234-球杆；

3240-夹持装置：

3241-第二顶针，3242-滚筒杆，3243-连接件，3244-微型电机组；

3300-固定支架部分：

3301-固定支架，3302-第四电机，3303-电机螺纹杆；

4000-“U”型支架运输安装部分：

4100-“U”型支架转向装置：

4110-转向装置壳；

4120-转向杆部分：

4121-转向杆，4122-凹槽轮；

4200-“U”型支架安装部分：

4210-第一支架杆；4220-齿轮组；4230-第二支架杆；

4240-安装部分：4241-安装滑块，4242-固定块，4243-打孔螺纹机组，4244-微型螺纹电机。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施示例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

一种轮盘式管道自动安装机器人，如图1和图2所示，包括履带底盘部分0000、安装平台部分1000、管道取放运输部分2000、管道安装部分3000以及“U”型支架运输安装部分4000，安装平台部分1000位于履带底盘部分0000上方，管道取放运输部分2000和管道安装部分3000分别安装在安装平台部分1000上端靠右位置，“U”型支架运输安装部分4000安装在安装平台部分1000上端靠左位置，其中：

如图3所示，履带底盘部分0000由履带0001、从动轮0002、主动轮0003、底盘支架0004和动力设备0005组成。底盘支架0004上方开有多个通孔，用于与安装平台部分1000的旋转支架1001连接，底盘支架0004的侧面也开有通孔，方便与动力设备0005、从动轮0002和主动轮0003连接。具体地，先将动力设备0005安装至底盘支架0004的内侧，通过螺栓螺母固定，再与主动轮0003连接，带动主动轮0003运动。再将从动轮0002安装至同一侧的另一方向，最后将履带0001套入，另一侧与上述同样方法安装连接，完成履带底盘部分0000的安装。两边履带分别用两组动力设备0005提供动力，能够有效地减少空间占用，且两组独立运转的动力设备0005更利于履带差速运动。

如图4所示，安装平台部分1000由旋转支架1001、安装平台1002、第一导轨条1003和第二导轨条1004组成。安装平台1002为一大块长方形钢板，表面开有多个通孔，便于与其它设备连接。第一导轨条1003和第二导轨条1004焊接在安装平台1002上，导轨条截面为T型，主要为抬升装置2500的抬升机架2530和管道安装部分3000的三角板支架3100的移动提供定向轨道。旋转支架1001的上端和安装平台1002通过螺栓螺母连接，旋转支架1001下端四脚与履带底盘部分0000的底盘支架0004连接，旋转支架1001自身可以旋转，内有液压旋转缸，受液压控制旋转，实现安装平台部分1000水平自由转动。

如图5所示，管道取放运输部分2000由管道取放部分和管道运输部分组成。管道取放部分由储物箱2100、滑台部分2200、抬高卡扣装置2300、抬高箱2400和抬升装置2500组成。储物箱2100固定于安装平台1002上端一侧，分有三个格子，居中用于放置直筒管道，两侧分别用于放置转角管道和“U”型连接件。如图6所示，滑台部分2200由第一滑台2201、第二滑台2202和小型电机2203组成，第一滑台2201、第二滑台2202两侧设置有限位板，第一滑台2201和第二滑台2202并列安装于安装平台1002上端，并靠近储物箱2100且与储物箱2100放置直筒管道和转角管道的格子对应，第一滑台2201为带有一定倾角的斜滑台，用于直筒管道滑落滚至抬高箱2400中；第二滑台2202上具有一块可绕轴转动的抬板，由小型电机2203控制起落，当转角管道位于第二滑台2202上时，小型电机2203工作，转动抬板，使得位于抬板上的转角管道能够进入到抬高箱2400中。抬高箱2400设置有两组，分别位于滑台部分2200的第一滑台2201、第二滑台2202前方，以便于管道从滑台滑落时直接进入抬高箱2400。抬高箱上部的弯折口的两侧设置有限位板，用于限制管道的滚落方向，并且抬高箱2400放置在顶针输送装置2700的正前方，使得管道可以落在顶针输送装置2700上。

如图7所示，抬升装置2500由第一电机2501、长螺纹杆2502、抬升机架2503、第二电机2504、旋转臂2505、滑块电葫芦2506和夹持件2507组成，抬升装置2500安装在用于抬高直筒管道的这一抬高箱2400的上方，此时处于中间位置，便于取放储物箱2100的三个格子中的材料，同时，能够更好的抬高所有管道。长螺纹杆2502与第一电机2501连接，长螺纹杆2502与抬升机架2503下端具有的螺纹孔连接，抬升机架2503下端具有T型缺口与安装平台1002上的第二导轨条1004连接，第一电机2501转动便可带动长螺纹杆2502转动，从而带动抬升机架2503直线运动。第二电机2504和旋转臂2505通过齿轮传动的方式连接后安装在抬升机架2503的上端，第二电机2504转动带动旋转臂2505摆动，滑块电葫芦2506安装在旋转臂2505上并可以在旋转臂2505上滑动，滑块电葫芦2506具有的吊钩与夹持件2507具有的吊环连接。

如图8所示，夹持件2507由小滚筒2571、滑块2572和滑块平台2573组成，滑块2572和滑块平台2573滑动连接，具体为滑块平台2573上具有一段截面为“T”型的导轨，滑块2572上具有一段截面为“T”型的凹槽，滑块2572便可以通过“T”型的凹槽在滑块平台2573上的“T”型的导轨处运动，由小型电机2203带动滑块2572沿着滑块平台2573运动。两个滑块2572分别安装在滑块平台2573的两侧，通过“T”型导轨连接，同时两个滑块2572的外侧开有螺纹小孔，小型电机2203连接一根短螺纹杆，短螺纹杆安装在滑块2572外侧的螺纹小孔处，小型电机2203带动短螺纹杆从而带动滑块2572运动。小滚筒2571安装在滑块2572和滑块平台2573上，如此设计可以使得夹持件2507能够夹取不同形状的管道，并可调节夹取的松紧度。

如图9所示，抬高卡扣装置2300由抬高卡扣2301、短螺纹杆2302、微型电机2303和小型电机2203组成。小型电机2203先与短螺纹杆2302连接，短螺纹杆2302再与抬高卡扣2301上端具有的螺纹通孔连接，小型电机2203固定在抬高箱2400侧面，抬高卡扣2301与抬高箱2400侧面滑动连接，具体为抬高箱2400上设置有一段截面为“T”型的导轨，抬高卡扣2301上设置有一段截面为“T”型的凹槽，抬高卡扣2301便可以通过“T”型的凹槽在抬高箱2400上的“T”型的导轨处运动，小型电机2203可通过短螺纹杆2302带动整个装置上下运动，微型电机2303与抬高卡扣2301上端设置的卡扣相连，由微型电机2303带动卡扣运作，实现抬高卡扣2301卡住管道。先由第一电机2501带动整个抬升装置2500移动至合适位置，再由滑块电葫芦2506带动夹持件2507至合适位置，由夹持件2507夹取不同类型的管道至滑台部分2200上，再分别由第一滑台2201和第二滑台2202送至对应的抬高箱2400上，由抬高卡扣装置2300卡住管道一节一节往上搬运，需要说明的是，第一段管道时抬高卡扣装置2300不工作，当第二段管道运送过来时，抬高卡扣装置2300工作，抬高前一段的管道，使得后一段管道能够落在抬高箱2400内部的正下端，且后一段管道作为底部支撑顶着上一段管道，后一段的管道作为前一段管道的支撑，抬高卡扣装置2300再次工作将第二段的管道抬起，第一段管道就受到第二段管道的抬升也一起被抬升，将处于抬高箱2400中的管道再提高一个高度，以此慢慢搬运管道，从而管道便从抬高箱2400中落入管道运输部分。

如图10、图11所示，管道运输部分由第三电机2600、顶针输送装置2700、运输支撑架2800和铁链齿轮2900组成，铁链齿轮2900上安装有顶针输送装置2700，铁链齿轮2900安装在运输支撑架2800上。运输支撑架2800为一块长方形钢板，两端开有通孔用于和铁链齿轮2900通过轴承连接，第三电机2600则与一端的铁链齿轮2900通过键槽连接。如图12所示，顶针输送装置2700由第一顶针2701、传输支架2702和连接零件2703组成，传输支架2702上通过弹簧安装有多个第一顶针2701，在运输过程中具有一定的缓和能力，用于保护管道，传输支架2702的下端与连接零件2703通过螺栓螺母连接固定，整个顶针输送装置2700则通过连接零件2703和铁链齿轮2900连接，具体地，铁链齿轮2900包括铁链和齿轮，顶针输送装置2700通过连接零件2703与铁链连接，铁链安装在齿轮上。管道运输部分共设置有四组运输支撑架2800，其中每两组运输支撑架2800为一大组，每组运输支撑架2800的外侧搭配一组铁链齿轮2900，由此每一大组共有两组铁链齿轮2900，分别安装在两侧，对称放置用来输送一种管道并由一个第三电机2600提供动力。由一个带有键槽的长圆柱贯穿且转动安装在运输支撑架2800后，靠外侧一端与第三电机2600连接，并在靠近运输支撑架2800外侧与铁链齿轮2900通过键槽连接。由第三电机2600带动铁链齿轮2900转动，带动与铁链齿轮2900连接的顶针输送装置2700一起运动，将落入管道运输部分的管道运输至管道安装部分3000进行安装。

如图13、图14、图15、图16、图17、图27、图28所示，管道安装部分3000由三角板支架3100、圆盘安装部分3200和固定支架部分3300组成。三角板支架3100由三块三角形板与一块挖有通槽的长方形板组成，通槽为圆盘安装部分3200的水平移动提供了导轨，三角板支架3100与安装平台1002焊接固定。圆盘安装部分3200由圆盘支架3210、螺纹步进机3220、液压伸缩杆支架3230和夹持装置3240组成，圆盘支架3210内部设置有一圈凸台用于放置螺纹步进机3220，通过螺栓螺母连接固定，螺纹步进机3220的上方与液压伸缩杆支架3230通过螺栓螺母连接固定，液压伸缩杆支架3230最后再与夹持装置3240通过螺栓螺母固定。如图18所示，液压伸缩杆支架3230由液压杆3231、支撑壳体3232、连接平台3233和球杆3234组成；支撑壳体3232的外侧设置有带有通孔的方形厚钢片，用于与液压杆3231的下端通过螺栓螺母连接固定；连接平台3233的四角设置有带有通孔的圆形厚钢片，用于与液压杆3231的上端通过螺栓螺母固定；连接平台3233的下端中部与球杆3234焊接，球杆3234放置在支撑壳体3232的上端。整个装置便可在液压杆3231作用下实现微调稳定，而设置有球杆3234在中间稳定更是加强了装置的强度。

如图19和图20所示，夹持装置3240由第二顶针3241、滚筒杆3242、连接件3243和微型电机组3244组成，滚筒杆3242安装在第二顶针3241的两侧和内侧，由微型电机组3244带动滚筒杆3242绕着连接的部分旋转运动。本部分由上下两组第二顶针3241组成，由连接件3243进行连接，每一组第二顶针3241的内部与外部都安装有滚筒杆3242，滚筒杆3242安装时带有滚筒的一端远离第二顶针3241进行安装。微型电机组3244则安装在滚筒杆3242与第二顶针3241的连接处和滚筒杆3242带有滚筒的一端，便于控制滚筒杆3242的旋转。如图21所示，微型电机组3244主要由微型电机、小齿条和一个小圆盘构成，主要实现电机带动圆盘运动，用于滚筒杆3242绕轴运动。具体地，一组夹持装置3240由两组相同的第二顶针3241通过连接件3243连接，连接件3243的下端与下半部分的第二顶针3241通过小型电机2203连接，连接件3243的上端则直接与上半部分的第二顶针3241连接。小型电机2203工作便可带动连接件3243以及与其固定的上半部分的第二顶针3241一起运动，实现了夹持装置3240开口闭合的功能，更好的稳定夹持管道。

更为具体地，当夹持装置3240夹持住转角管道或直筒管道，随着圆盘支架3210旋转至上方，夹持装置3240下方的螺纹步进机3220工作，将夹持装置3240向上或者向下调整至合适高度方便安装，此过程中液压伸缩杆支架3230部分的四根液压杆3231工作，液压杆的抬升和降低来保持夹持装置3240的平稳，为了更好调整夹持住的管道的角度，夹持装置3240中含有八根滚筒杆3242，为方便说明，以图19为例，外侧左上方为第一滚筒杆、左下方为第二滚筒杆、右上方为第三滚筒杆、右下方为第四滚筒杆，内侧上方为第五第六滚筒杆，下方为第七第八滚筒杆。涉及到夹持直筒管道时，八根滚筒杆3242工作，若当直筒管道左边偏高时，第一第二滚筒杆上的微型电机组3244工作，使第一第二滚筒杆向下运动，同时第三第四滚筒杆上的微型电机组3244工作带动第三第四滚筒杆向上运动，便可调节直筒管道位置使得更好安装，直筒管道无论如何旋转对安装没有影响，所以夹持装置内侧的第五第六第七第八滚筒杆主要起固定作用，通过滚筒杆3242便可调整夹持住的管道的角度，使其能够更好的安装。涉及到转角管道安装时，八根滚筒杆3242工作，若当转角管道左边偏高时，第一第二滚筒杆上的微型电机组3244工作，使第一第二滚筒杆向下运动，同时第三第四滚筒杆上的微型电机组3244工作带动第三第四滚筒杆向上运动；若转角管道的水平截面与地面不平行时(即转角管道在夹持装置3240内偏斜放置)，内侧的第五第六滚筒杆便向一侧旋转，第七第八滚筒杆便向另一侧旋转，使得转角管道处于合适的位置。

如图17所示，固定支架部分3300由固定支架3301、第四电机3302和电机螺纹杆3303组成，固定支架3301的上端主要用于放置第四电机3302，第四电机3302与圆盘安装部分3200的中部连接，使得圆盘安装部分3200可以绕轴旋转；固定支架3301的下端开有T型缺口和螺纹孔，用于与第一导轨条1003和电机螺纹杆3303连接，使得装置可以沿着水平方向移动，需要说明的是，此处的电机螺纹杆3303由电机和与电机连接的螺纹杆组成，通过电机带动螺纹杆转动。当管道从管道运输部分送过来时，圆盘安装部分3200旋转，底部的夹持装置3240夹取管道再旋转至顶部，夹持装置3240上的滚筒杆3242开始旋转工作，调整管道的角度便于安装。整个结构实现了摩天轮式安装管道，由圆盘安装部分3200带动夹持装置3240夹持管道使得管道可以实现滚轮式安装，并且可以在水平方向上移动以夹取不同类型的管道，提高了安装的速度，大大提高了效率。

如图22、图23、图24所示，“U”型支架运输安装部分4000包括“U”型支架转向装置4100和“U”型支架安装部分4200，“U”型支架转向装置4100与管道取放运输部分2000的第三电机传动、运输支撑架和铁链齿轮等结构相同，不同之处在于安装在铁链上的转向装置壳4110和转向杆部分4120，转向装置壳4110内部设置有两根固定圆杆，一侧开有缺口设置有凸台用于放置转向杆部分4120，转向杆部分4120由转向杆4121和凹槽轮4122组成，凹槽轮4122通过一个微型电机2303安装在转向杆4121的一侧，转向杆4121的一端与转向装置壳4110的凸台连接，由微型电机2303提供动力带动转向杆4121绕凸台转动；转向杆4121的另一端与凹槽轮4122连接，并由微型电机2303提供动力，带动凹槽轮4122旋转。整个“U”型支架运输安装部分4000安装在安装平台部分1000上方的左侧，靠近圆盘安装部分3200。将“U”型连接件从横置状态变为竖直状态，微型电机2303先将转向杆4121竖直放置，“U”型连接件放入转向装置壳4110，再将转向杆4121横向放置压住“U”型连接件的一边，微型电机2303带动凹槽轮4122转动，从而带动“U”型连接件一起转动，当“U”型连接件的“U”型底部转到与凹槽轮4122接触时，“U”型连接件正好竖直放置，便于后期取放安装。

如图25、图26所示，“U”型支架安装部分4200由第一支架杆4210、齿轮组4220、第二支架杆4230和安装部分4240组成，安装部分4240由安装滑块4241、固定块4242、打孔螺纹机组4243和微型螺纹电机4244组成，其中，第二支架杆4230的后端设置有T型缺口，两侧有T型导轨条，第一支架杆4210的后端设置有突出的T型导轨条，两侧有T型缺口，第一支架杆4210后端的T型导轨条与第二支架杆4230的后端设置的T型缺口配合，第一支架杆4210两侧的T型缺口与第二支架杆4230两侧的T型导轨条配合。第二支架杆4230便可套入在第一支架杆4210中，第一支架杆4210上端开有缺口，第二支架杆4230上设置有齿轮条，齿轮组4220安装在第一支架杆4210的缺口处，并与第二支架杆4230上的齿轮条连接，由齿轮组4220带动第二支架杆4230升降。第二支架杆4230的前端的两侧又各设置有T型导轨条，便于与安装部分4240的安装滑块4241连接。安装滑块4241的内侧两边设置有T型缺口，还有由小型电机2203控制的圆滑块，将安装滑块4241通过T型缺口套入第二支架杆4230两侧设置有的T型导轨条中，整个安装部分4240便可沿着第二支架杆4230移动。固定块4242的一端与安装滑块4241通过小型电机2203连接，电机带动固定块4242开闭，从而取放“U”型连接件。安装滑块4241的外侧设置有T型导轨条，用于为打孔螺纹机组4243提供升降的导轨，打孔螺纹机组4243的一端为有T型缺口和螺纹口的钢条，并由微型螺纹电机4244穿过螺纹口使得打孔螺纹机组4243可沿着安装滑块4241的外侧设置的T型导轨条移动。打孔螺纹机组4243的另一端为打螺纹机和打钉机，可在“U”型连接件到达合适位置时自动打孔穿钉，固定“U”型连接件。夹取过程如下：

“U”型连接件在“U”型支架运输安装部分4000后呈开口向上状态，齿轮组4220工作，带动第二支架杆4230下降，固定块4242上的电机工作使固定块4242打开，安装部分4240也可以同时下降，下降到合适高度时，使得“U”型连接件的两端正好在固定块4242中，固定块4242上的电机再次工作闭合固定块4242夹持住“U”型连接件。之后第二支架杆4230和安装部分4240上升至合适高度，“U”型连接件的上端面与天花板贴合，再进行“U”型连接件的安装，“U”型连接件的上端有为安装固定预留出来的部分且“U”型连接件已经打完孔。先由微型螺纹电机4244将打孔螺纹机组4243送至合适的位置，打孔螺纹机组4243有打孔机与钻螺钉机，两部机器都有电机与微型螺纹电机4244部分的主体连接，电机主要控制机器的上下。先由打孔机的电机带动打孔机上升，顶至天花板并开始打孔，再由钻螺钉机的电机带动钻螺钉机上升进行钻紧螺钉固定，完成“U”型连接件的安装固定。

整个装置工作过程如下：

整个装置按照上述结构组装，储物箱2100中的三个格子分别放入“U”型连接件、直筒管道和转角管道。抬升装置2500具有的夹持件2507夹取住储物箱2100中“U”型连接件，再随着旋转臂2505将“U”型连接件送至“U”型支架转向装置4100，微型电机2303先将转向杆4121竖直放置，“U”型连接件放入转向装置壳4110，再将转向杆4121横向放置压住“U”型连接件的一边，微型电机2303带动凹槽轮4122转动，从而带动“U”型连接件一起转动，当“U”型连接件的“U”型底部转到与凹槽轮4122接触时，“U”型连接件正好竖直放置，再由安装滑块4241和固定块4242夹持住“U”型连接件，通过第一支架杆4210和第二支架杆4230送至合适的高度，之后由打孔螺纹机组4243对“U”型连接件进行打孔，随后将“U”型连接件送至待安装位置并与其贴合，再用螺钉钻紧固定，完成“U”型连接件的安装。

如若涉及到直筒管道安装，夹持件2507夹取住直筒管道，再随着旋转臂2505将直筒管道送至第一滑台2201的上方，滑台的两侧设置有限位板，保证了直筒管道能够顺利地滚落至抬高箱2400中，抬高箱2400的两侧有抬高卡扣装置2300，微型电机2303工作，先将抬高卡扣2301卡在直筒管道口处，小型电机2203工作，带动短螺纹杆2302旋转，使得抬高卡扣装置2300能够带动直筒管道向上移动一定距离，随着第二个直筒管道进入到抬高箱2400中，微型电机2303反向工作，松开夹持第一个直筒管道，同时小型电机2203也反向工作，整个抬高卡扣装置2300向下运动，夹取第二个直筒管道口，如此重复，便可使直筒管道逐步向上抬升，最后从抬高箱2400的上端掉入至顶针输送装置2700处。顶针输送装置2700受到铁链齿轮2900的运动，带动直筒管道向管道安装部分3000运输。通过夹持装置3240将直筒管道调整到合适的位置时，随后将直筒管道套入至先前已经固定好的“U”型连接件中。如若涉及多节直筒管道安装或固定，则按需求依次安装“U”型连接件和/或直筒管道。

如若涉及转角管道安装，夹持件2507夹取住转角管道，再随着旋转臂2505将转角管道送至第二滑台2202的上方，第二滑台2202上具有一块可绕轴转动的抬板，由小型电机2203控制起落，当转角管道位于第二滑台2202上时，小型电机2203工作，转动抬板，使得位于抬板上的转角管道能够进入到抬高箱2400中。抬高箱2400的两侧设置有抬高卡扣装置2300，微型电机2303工作，先将抬高卡扣2301卡在转角管道口处，小型电机2203工作，带动短螺纹杆2302旋转，使得抬高卡扣装置2300能够带动转角管道向上移动一定距离，随着第二个转角管道进入到抬高箱2400中，微型电机2303反向工作，松开夹持第一个转角管道，同时小型电机2203也反向工作，整个抬高卡扣装置向下运动，夹取第二个转角管道口，如此重复，便可使转角管道逐步向上抬升，最后从抬高箱2400的上端掉入至顶针输送装置2700处。顶针输送装置2700带动转角管道向管道安装部分3000运输。管道安装部分3000在固定支架部分3300作用下可在安装平台部分1000上移动以夹取转角管道，夹持装置3240先夹持住转角管道，随着圆盘支架3210旋转至上方，夹持装置3240下方的螺纹步进机3220工作，将夹持装置3240向上或者向下调整至合适高度方便安装，此过程中液压伸缩杆支架3230部分的四根液压杆3231工作，液压杆的抬升和降低来保持夹持装置3240的平稳。通过夹持装置3240的八根滚筒杆3242工作，调整转角管道处于合适的位置，之后便将转角管道套入至前一个管道中，必要时，通过安装“U”型连接件进一步固定。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种轮盘式管道自动安装机器人，其特征在于，包括：

履带底盘部分(0000)，用于带动整个机器人的运动和旋转；

安装平台部分(1000)，设置于所述履带底盘部分(0000)上端，用于为管道取放运输部分(2000)、管道安装部分(3000)和“U”型支架运输安装部分(4000)提供安装的平台；

管道取放运输部分(2000)，其包括依次设置于所述安装平台部分(1000)上的管道取放部分和管道运输部分，用于将所需安装的管道输送到管道安装部分(3000)；

管道安装部分(3000)，设置于所述管道运输部分的输出端处，用于实现管道的滚轮式安装；

“U”型支架运输安装部分(4000)，包括与所述管道运输部分并排设置的“U”型支架转向装置(4100)和设置于所述“U”型支架转向装置(4100)一侧的“U”型支架安装部分(4200)，用于实现“U”型连接件的安装；

所述管道安装部分(3000)包括三角板支架(3100)、圆盘安装部分(3200)和固定支架部分(3300)，所述三角板支架(3100)由三块三角形板与一块挖有通槽的长方形板组成，通槽为圆盘安装部分(3200)的水平移动提供了导轨，所述三角板支架(3100)设置于安装平台(1002)上；所述圆盘安装部分(3200)包括圆盘支架(3210)、设置于所述圆盘支架(3210)上的螺纹步进机(3220)以及设置于所述螺纹步进机(3220)上的液压伸缩杆支架(3230)，所述液压伸缩杆支架(3230)上设置有夹持装置(3240)；

所述液压伸缩杆支架(3230)包括支撑壳体(3232)、与所述支撑壳体(3232)外侧连接的液压杆(3231)、与所述液压杆(3231)连接的连接平台(3233)，所述连接平台(3233)的下端中部设置有球杆(3234)，所述球杆(3234)放置在支撑壳体(3232)的上端；

所述夹持装置(3240)包括上下两组第二顶针(3241)以及用于连接上下两组第二顶针(3241)的连接件(3243)，每一组第二顶针(3241)的内部与外部都设置有滚筒杆(3242)，在所述滚筒杆(3242)与第二顶针(3241)的连接处和滚筒杆(3242)带有滚筒的一端设置有微型电机组(3244)，便于控制滚筒杆(3242)的旋转；

所述“U”型支架转向装置(4100)包括转向装置壳(4110)和转向杆部分(4120)，所述转向装置壳(4110)内部设置有两根固定圆杆，一侧开有缺口设置有凸台用于放置转向杆部分(4120)；

所述转向杆部分(4120)包括转向杆(4121)和凹槽轮(4122)，所述凹槽轮(4122)通过一个微型电机(2303)安装在转向杆(4121)的一侧；所述转向杆(4121)的一端与转向装置壳(4110)的凸台连接，由微型电机(2303)提供动力带动转向杆(4121)绕凸台转动，所述转向杆(4121)的另一端与凹槽轮(4122)连接，并由微型电机(2303)提供动力，带动凹槽轮(4122)旋转；

所述“U”型支架安装部分(4200)包括滑动连接的第一支架杆(4210)和第二支架杆(4230)，所述第一支架杆(4210)上端开有缺口，所述第二支架杆(4230)上设置有齿轮条，齿轮组(4220)设置于所述第一支架杆(4210)的缺口处，并与第二支架杆(4230)上的齿轮条连接；

所述第二支架杆(4230)上滑动设置有安装部分(4240)，所述安装部分(4240)包括安装滑块(4241)和固定块(4242)，所述固定块(4242)的一端与安装滑块(4241)通过小型电机(2203)连接；所述安装滑块(4241)的外侧滑动设置有打孔螺纹机组(4243)。

2.根据权利要求1所述的轮盘式管道自动安装机器人，其特征在于，所述安装平台部分(1000)包括通过旋转支架(1001)与所述履带底盘部分(0000)连接的安装平台(1002)，在所述安装平台(1002)上端设置有第一导轨条(1003)和第二导轨条(1004)。

3.根据权利要求1所述的轮盘式管道自动安装机器人，其特征在于，所述管道取放部分包括依次设置于安装平台(1002)上端的储物箱(2100)、滑台部分(2200)以及抬高箱(2400)，在靠近所述抬高箱(2400)处设置有抬升装置(2500)，所述抬高箱(2400)上设置有抬高卡扣装置(2300)。

4.根据权利要求3所述的轮盘式管道自动安装机器人，其特征在于，所述储物箱(2100)包括三个格子，居中用于放置直筒管道，两侧分别用于放置转角管道和“U”型连接件；所述滑台部分(2200)包括并列设置的第一滑台(2201)和第二滑台(2202)，所述第一滑台(2201)为带有一定倾角的斜滑台，所述第二滑台(2202)上具有一块可绕轴转动的抬板；

所述抬升装置(2500)包括与第二导轨条(1004)滑动连接的抬升机架(2503)、与所述抬升机架(2503)下端螺纹连接的长螺纹杆(2502)以及与所述长螺纹杆(2502)连接的第一电机(2501)，所述抬升机架(2503)上端设置有旋转臂(2505)以及用于驱动旋转臂(2505)转动的第二电机(2504)，所述旋转臂(2505)上设置有滑块电葫芦(2506)，所述滑块电葫芦(2506)具有的吊钩与夹持件(2507)具有的吊环连接；所述夹持件(2507)包括滑块平台(2573)、与所述滑块平台(2573)滑动连接的滑块(2572)，在所述滑块(2572)和滑块平台(2573)上安装有小滚筒(2571)。

5.根据权利要求3所述的轮盘式管道自动安装机器人，其特征在于，所述抬高卡扣装置(2300)包括设置于抬高箱(2400)侧面的小型电机(2203)、与所述小型电机(2203)连接的短螺纹杆(2302)以及与所述短螺纹杆(2302)螺纹连接的抬高卡扣(2301)，所述抬高卡扣(2301)与抬高箱(2400)侧面滑动连接，在所述抬高卡扣(2301)上设置有微型电机(2303)。

6.根据权利要求1所述的轮盘式管道自动安装机器人，其特征在于，所述管道运输部分包括运输支撑架(2800)、设置于所述运输支撑架(2800)一侧的铁链齿轮(2900)以及与所述铁链齿轮(2900)连接的第三电机(2600)，所述铁链齿轮(2900)包括齿轮和安装在所述齿轮上的铁链，所述铁链上间隔设置有多个顶针输送装置(2700)；所述顶针输送装置(2700)包括传输支架(2702)，所述传输支架(2702)上通过弹簧安装有多个第一顶针(2701)，所述传输支架(2702)通过连接零件(2703)与铁链连接。

7.根据权利要求1所述的轮盘式管道自动安装机器人，其特征在于，所述固定支架部分(3300)包括固定支架(3301)，所述固定支架(3301)的上端设置有第四电机(3302)，所述第四电机(3302)与圆盘安装部分(3200)的中部连接，所述固定支架(3301)的下端开有T型缺口和螺纹孔，用于与第一导轨条(1003)和电机螺纹杆(3303)连接。