CN115592679A - 一种山地管道维抢修切割坡口机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种山地管道维抢修切割坡口机器人，包括切割模块、吊装模块、移动模块、撬装模块，该装置既可远程控制管道的自动夹持、爬管、切割、碎屑及火花收集作业，又可根据需求在切割过程中实时调整切割枪的位姿，解决了设备难以整体运输和进场的难题，以满足山地等恶劣环境的大口径管道快速维抢修切割作业。本发明设置液压缸Ⅰ、液压缸Ⅱ、电机Ⅳ实现管道的自动夹持与切割位置的自动调整；冷风机可降低切口处的温度，防护罩和电磁铁可收集碎屑及火花；电动推杆、电机Ⅰ、电机Ⅱ可实现管道的直口切割、斜口切割、坡口切割和复杂曲线切割；吊装模块、移动模块及撬装模块使装置便于移动、运输及安装，以便快速完成管道的维抢修作业。

Description

一种山地管道维抢修切割坡口机器人

技术领域

本发明涉及管道切割技术领域，尤其涉及一种山地管道维抢修切割坡口机器人。

背景技术

管道作为能源输送系统的主要载体，其安全使用是保障能源稳定输送和运行的关键。近年来，随着我国经济的快速发展，我国能源化工生产建设和城市化建设速度的不断加快，管件生产和制造行业得到了空前的发展，从而引起管件需求量的不断攀升。但是由于管道大多铺设在山地等较为恶劣的环境，在管道使用的过程中，常常会出现管道的渗漏、破裂等情况，一旦产生泄露，不仅会造成泄漏点的检查和维修的困难，还会造成资源的浪费和环境的污染。正因为如此，就需要对其迅速进行维抢修作业，将破损的部分切割下来，再更换焊接新的管道，从而恢复整个管道的正常输送。但是，目前用于管道维抢修作业的切割方法及切割设备仍存在诸多不足或问题，具体如下：

(1)现有类似装置自动化程度低且夹持机构多为螺杆式，切割前需要人工操作夹持机构和移动切割装置的轴向位置，作业完成后，又需要人工手动拆卸夹紧机构，重新手动调整切割装置至下一切割位置，这导致了需要在管道上频繁拆卸和安装切割装置，操作繁琐且切割效率低。

(2)切割枪在切削时会产生大量携带巨大热量的碎屑及火花，这些高温碎屑及火花溅出容易造成人员的烫伤，且在管道铺设的山地、森林等环境下，这些高温火花和碎屑容易引起火灾和环境污染等其他危险事故，同时由于切口温度极高，容易造成切口处的热变形及碎屑的粘黏，这会导致切口处切割质量的降低，不利于后续的管道焊接作业，但是现有类似装置并未考虑这些高温火花及碎屑对人员及环境安全的影响。

(3)现有大部分切割装置仅能实现对管道的直口切割，无法实现对管道的斜口切割、坡口切割及复杂曲线切割，这大大降低了切割装置的适用性，即使一部分切割装置通过螺纹螺杆结构实现上述要求，但螺纹配合面产生的摩擦损失大，传动效率低，螺纹螺杆磨损后会带来切割作业的机械振动和切割不连续，且这类设备往往固定在工厂，不易携带。

(4)现有管道切割作业中所需各设备未能考虑整体运输，是以散开的状态运送至施工现场，导致维抢修作业耗费时间长，且在山地等恶劣环境下大型吊车不易进场作业，但大口径管道切割设备自身体积和重量较大，在现场使用时难以移动、运输及安装，这不符合山地等恶劣环境下的管道切割作业。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有类似装置结构及功能装置在应用中所存在的问题，以及山地等铺设环境下的管道切割作业，发明一种山地管道维抢修切割坡口机器人。所述的切割模块中的液压缸Ⅰ、液压缸Ⅱ可控制锁紧块的运动实现管道的自动夹持，且电机Ⅳ可控制爬行轮的转动，实现该装置在管道上的轴向移动，解决现有切割装置需人工手动调节夹持装置和调整轴向切割位置，频繁拆卸和安装造成的操作繁琐和切割效率低的难题；所述切割模块中的防护罩和电磁铁可实现对高温碎屑及火花的阻挡和收集，冷风机可降低切割部位的温度，减少切口处产生的热变形和碎屑的粘黏，解决了高温碎屑及火花对人员及环境产生危害且切口处切割质量较低的难题；所述的切割模块中的电动推杆通过调节推杆的长度来控制切割枪的轴向位置，电机Ⅰ实现切割枪切割坡口的调节，电机Ⅱ实现切割枪切割高度调节，同时配合驱动齿轮的的啮合传动，实现对管道的直口切割、斜口切割、坡口切割及复杂曲线切割，响应速度更快，切割作业平稳连续，解决了现有切割装置适用性低，无法满足管道的斜口切割、坡口切割及复杂曲线切割，克服了螺纹螺杆传动产生的机械振动和切割不连续的难题；所述撬装模块结构紧凑，所述的吊装模块可实现切割装置在运输管道上的运输及安装，所述的移动模块可实现该装置在施工现场的灵活移动，克服了现有切割装置在山地等恶劣环境不易移动、运输及安装的难题。

本发明专利解决其技术问题采用如下技术方案：一种山地管道维抢修切割坡口机器人，其特征在于，包括：切割模块、吊装模块、移动模块和撬装模块。

所述的切割模块由行走轮、行走轮连接板、防护罩、电磁铁、夹持环、电机Ⅰ、切割枪、固定块、电机Ⅱ、调节柱、电机Ⅲ、传动部件、可伸缩软管、电动推杆、控制箱、冷风机、驱动齿轮、半环轮Ⅰ、吊环、半环轮Ⅲ、液压缸Ⅰ、侧板Ⅰ连接块、液压缸Ⅱ、侧板Ⅰ、锁紧块、侧板Ⅱ、爬行轮、电机Ⅳ、半轮环Ⅳ、弹性金属、半轮环Ⅱ、连接轴、滚轮和螺母组成；所述切割枪安装在夹持环内，所述固定块上设有穿孔Ⅱ，下端面线性分布有四个防护罩连接孔Ⅱ，所述防护罩上设有切割枪限位槽、可伸缩软管安装孔、穿孔Ⅰ和线性分布的四个防护罩连接孔Ⅰ，所述防护罩和固定块通过防护罩连接孔Ⅰ和防护罩连接孔Ⅱ连接，所述电磁铁安装在防护罩上，所述电机Ⅰ安装在固定块上，所述夹持环安装在电机Ⅰ上，电机Ⅰ用于控制夹持环夹持角度调节，以实现切割坡口调节，所述调节柱上设有电动推杆连接孔和齿条，调节柱同轴安装于穿孔Ⅱ内，所述电机Ⅱ安装在固定块上并与齿条啮合实现切割枪的高度调节，所述控制箱上设有传动部件安装孔、电动推杆限位孔、可伸缩软管限位孔，线性分布的四个冷风机安装孔、四个电动推杆安装孔、四个电机Ⅲ安装孔，周向均布的两个连接轴安装孔Ⅱ，所述电动推杆通过电动推杆安装孔安装于控制箱上且与电动推杆连接孔同轴螺纹连接，所述冷风机通过电动推杆安装孔安装于控制箱上，所述可伸缩软管一端安装于冷风机上，另一端安装于可伸缩软管安装孔内，所述连接轴上设有滚轮安装轴、定位凸台、螺母安装轴，所述滚轮通过滚轮安装轴安装于连接轴端部，所述行走轮连接板上周向均布设有两个连接轴安装孔Ⅰ和两个行走轮安装孔，行走轮连接板、连接轴通过连接轴安装孔Ⅰ、连接轴安装孔Ⅱ和螺母安装轴安装于控制箱上，所述螺母通过螺母安装轴安装于连接轴端部，螺母和定位凸台用于控制箱的轴向定位，所述行走轮通过行走轮安装孔与行走轮连接板连接，所述电机Ⅲ通过电机Ⅲ安装孔安装于控制箱上，所述传动部件上设有传动轴和传动齿轮，传动部件通过传动齿轮与电机Ⅲ啮合传动，所述驱动齿轮通过传动轴与传动部件螺纹连接，所述半环轮Ⅰ、半轮环Ⅱ与驱动齿轮啮合传动，所述弹性金属安装于半环轮Ⅰ和半轮环Ⅱ，半环轮Ⅲ和半轮环Ⅳ之间，所述吊环安装于半环轮Ⅰ和半环轮Ⅲ上，所述液压缸Ⅰ安装于半环轮Ⅰ、半轮环Ⅱ、半环轮Ⅲ、半轮环Ⅳ上，所述侧板Ⅰ连接块上设有液压缸Ⅰ连接孔、液压缸Ⅱ连接孔Ⅱ以及线性分布的四个侧板Ⅰ连接孔Ⅱ，侧板Ⅰ连接块通过液压缸Ⅰ连接孔与液压缸Ⅰ螺纹连接，所述液压缸Ⅱ上设有液压缸Ⅱ连接孔Ⅰ和锁紧块连接孔Ⅱ，所述侧板Ⅰ上设有液压缸Ⅱ连接孔Ⅲ、侧板Ⅱ连接孔Ⅱ以及线性分布的四个侧板Ⅰ连接孔Ⅰ，液压缸Ⅱ、侧板Ⅰ连接块、所述侧板Ⅰ通过液压缸Ⅱ连接孔Ⅰ、液压缸Ⅱ连接孔Ⅱ、液压缸Ⅱ连接孔Ⅲ同轴销连接，所述侧板Ⅱ上设有侧板Ⅱ连接孔Ⅰ、锁紧块连接孔Ⅲ，所述爬行轮、侧板Ⅰ和侧板Ⅱ通过侧板Ⅱ连接孔Ⅰ和侧板Ⅱ连接孔Ⅱ同轴销连接，所述电机Ⅳ与爬行轮同轴连接，用于实现爬行轮沿着管道爬行，所述锁紧块上设有锁紧块连接孔Ⅰ、弧形块、压缩弹簧，锁紧块、液压缸Ⅱ、侧板Ⅱ通过锁紧块连接孔Ⅰ、锁紧块连接孔Ⅱ、锁紧块连接孔Ⅲ同轴销连接。

所述的吊装模块由吊钩、电葫芦、电机Ⅴ、滑杆Ⅰ、电机Ⅵ、旋转组件、滑杆Ⅱ、液压杆、支撑柱、滑块、滑轨和电机Ⅶ组成；所述滑块安装在滑轨上，所述电机Ⅶ安装于滑块侧端，用于实现滑块在滑轨上的移动，所述支撑柱安装在滑块上部，所述液压杆同轴安装于支撑柱内，用于实现吊装模块的吊装高度调节，所述旋转组件安装于液压杆端部，所述电机Ⅵ安装于旋转组件上，用于实现旋转组件的转动，所述滑杆Ⅰ安装于旋转组件上，所述滑杆Ⅱ安装于滑杆Ⅰ上，所述电机Ⅴ安装于滑杆Ⅱ上，用于实现滑杆Ⅱ在滑杆Ⅰ上的移动，所述电葫芦安装在滑杆Ⅱ上，所述吊钩安装于电葫芦上。

所述的移动模块由履带、驱动轮、壳体、电机Ⅷ和蓄电池；所述蓄电池螺栓连接于壳体内部，所述驱动轮两侧对称安装于壳体外部，所述电机Ⅷ安装于壳体内部并与驱动轮同轴连接，用于控制驱动轮的前进后退，所述履带安装于驱动轮外部。

所述的撬装模块由底板、控制柜、液压油箱、氮气瓶支架、氮气瓶、支撑架、垫块和调节螺栓组成；所述控制柜、液压油箱、氮气瓶支架螺栓连接于底板上，所述氮气瓶固定在氮气瓶支架内，所述支撑架上设有支撑架安装孔、调节螺栓安装孔、限位凹台Ⅰ、限位凹台Ⅱ，支撑架通过支撑架安装孔螺栓连接于底板上，限位凹台Ⅰ、限位凹台Ⅱ用于半环轮Ⅰ、半轮环Ⅱ、半环轮Ⅲ、半轮环Ⅳ的轴向定位，所述垫块、调节螺栓通过调节螺栓安装孔安装于支撑架上，垫块、调节螺栓用于半环轮Ⅰ、半轮环Ⅱ、半环轮Ⅲ、半轮环Ⅳ的径向定位。

2.进一步地，所述的一种山地管道维抢修切割坡口机器人，其特征在于，所述的半环轮Ⅰ上设有半轮环Ⅰ传动齿、半环轮Ⅰ连接孔Ⅰ、液压缸Ⅰ安装孔Ⅰ、吊环安装孔Ⅰ、弹性金属安装孔Ⅰ、滑槽Ⅰ、半环轮Ⅰ连接孔Ⅱ，所述的半轮环Ⅱ上设有半轮环Ⅱ传动齿、半环轮Ⅱ连接孔Ⅱ、液压缸Ⅰ安装孔Ⅱ、弹性金属安装孔Ⅱ、滑槽Ⅱ、半环轮Ⅱ连接孔Ⅰ，半环轮Ⅰ和半轮环Ⅱ通过半环轮Ⅰ连接孔Ⅰ与半环轮Ⅱ连接孔Ⅰ和半环轮Ⅰ连接孔Ⅱ与半环轮Ⅱ连接孔Ⅱ销连接，所述的驱动齿轮通过半轮环Ⅰ传动齿和半轮环Ⅱ传动齿与半环轮Ⅰ和半轮环Ⅱ齿轮啮合传动，所述的吊环通过吊环安装孔Ⅰ螺纹连接于半环轮Ⅰ上，所述的液压缸Ⅰ通过液压缸Ⅰ安装孔Ⅰ和液压缸Ⅰ安装孔Ⅱ螺栓连接于半环轮Ⅰ和半轮环Ⅱ上，所述的弹性金属螺纹连接于弹性金属安装孔Ⅰ和弹性金属安装孔Ⅱ内，所述滚轮滑动安装于滑槽Ⅰ和滑槽Ⅱ内。

进一步地，所述的一种山地管道维抢修切割坡口机器人，其特征在于，所述的半环轮Ⅲ上设有弹性金属安装孔Ⅲ、半环轮Ⅲ连接孔Ⅰ、吊环安装孔Ⅱ、液压缸Ⅰ安装孔Ⅲ、半环轮Ⅲ连接孔Ⅱ，所述的半轮环Ⅳ上设有弹性金属安装孔Ⅳ、半轮环Ⅳ连接孔Ⅱ、液压缸Ⅰ安装孔Ⅳ、半轮环Ⅳ连接孔Ⅰ，半环轮Ⅲ和半轮环Ⅳ通过半环轮Ⅲ连接孔Ⅰ与半半轮环Ⅳ连接孔Ⅰ和半环轮Ⅲ连接孔Ⅱ与半轮环Ⅳ连接孔Ⅱ销连接，所述的吊环通过吊环安装孔Ⅱ螺纹连接于半环轮Ⅲ上，所述的液压缸Ⅰ通过液压缸Ⅰ安装孔Ⅲ和液压缸Ⅰ安装孔Ⅳ螺栓连接于半环轮Ⅲ和半轮环Ⅳ上，所述的弹性金属螺纹连接于弹性金属安装孔Ⅲ和弹性金属安装孔Ⅳ内。

进一步地，所述的一种山地管道维抢修切割坡口机器人的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：装置进场，具体包括以下步骤：

S11：通过远程控制终端发出控制指令，将数据通信传输至控制柜53，控制柜53发出操控指令，控制电机Ⅷ50使驱动轮48转动，使履带47沿着地面转动，将本装置移动至合适的作业现场；

S2：应用场景1装置安装，具体包括以下步骤：

S21：通过吊装模块将管道吊装起来，然后控制电葫芦36、电机Ⅴ37、电机Ⅵ39、液压杆42和电机Ⅶ46将管道移动至半轮环Ⅳ29和半轮环Ⅱ31内；

S22：销连接半环轮Ⅰ连接孔Ⅰ1802与半环轮Ⅱ连接孔Ⅰ3106和半环轮Ⅰ连接孔Ⅱ1807与半环轮Ⅱ连接孔Ⅱ3102将半环轮Ⅰ18和半轮环Ⅱ31进行连接；

S23：销连接半环轮Ⅲ连接孔Ⅰ2002与半半轮环Ⅳ连接孔Ⅰ2904和半环轮Ⅲ连接孔Ⅱ2005与半轮环Ⅳ连接孔Ⅱ2902将半环轮Ⅲ20和半轮环Ⅳ29进行连接，完成应用场景1管道在切割模块的安装；

S3：应用场景2装置安装，具体包括以下步骤：

S31：调节螺栓59，使垫块58不再对切割模块进行径向定位；

S32：通过远程控制终端发出控制指令，将数据通信传输至控制柜53，控制柜53发出操控指令，控制电葫芦36、电机Ⅴ37、电机Ⅵ39、液压杆42和电机Ⅶ46将切割模块吊装移动至管道上；

S33：销连接半环轮Ⅰ连接孔Ⅰ1802与半环轮Ⅱ连接孔Ⅰ3106和半环轮Ⅰ连接孔Ⅱ1807与半环轮Ⅱ连接孔Ⅱ3102将半环轮Ⅰ18和半轮环Ⅱ31进行连接；

S34：销连接半环轮Ⅲ连接孔Ⅰ2002与半半轮环Ⅳ连接孔Ⅰ2904和半环轮Ⅲ连接孔Ⅱ2005与半轮环Ⅳ连接孔Ⅱ2902将半环轮Ⅲ20和半轮环Ⅳ29进行连接，完成应用场景2切割模块在管道上的安装；

S4：切割装置定位及切割枪位姿调整，具体包括以下步骤：

S41：增长液压缸Ⅰ21推杆的行程，使爬行轮27向管道不断靠近，直至所有爬行轮27均接触至管道的外管壁，实现管道与本装置的同轴定位和夹持；

S42：增长液压缸Ⅱ23推杆的行程，使锁紧块25不断靠近管道直至全部完全接触管道外壁，实现对管道的同轴定位和夹持；

S43：控制电动推杆14推杆的行程调节切割枪7的轴向位置，实现对管道切割部位轴向位置的完全确定；

S44：控制电机Ⅱ9调整切割枪7的切割高度；

S45：控制电机Ⅰ6调整切割枪7的切割坡口；

S5：切割作业，具体包括以下步骤：

S51：启动电机Ⅲ11，使驱动齿轮17在半环轮Ⅰ传动齿1801和半轮环Ⅱ传动齿3101的啮合传动下沿着管道做旋转运动，进而实现对管道的切割作业；

S6：应用场景1切割装置再次定位，具体包括以下步骤：

S61：缩短液压缸Ⅱ23推杆的行程，使锁紧块25远离管道，直至不再接触管道外壁；

S62：缩短液压缸Ⅰ21推杆的行程，使爬行轮27远离管道，直至不再接触管道外壁；

S63：通过远程控制终端发出控制指令，将数据通信传输至控制柜53，控制柜53发出操控指令，控制电葫芦36、电机Ⅴ37、电机Ⅵ39、液压杆42和电机Ⅶ46将管道移动至下一切割位置；

S64：增长液压缸Ⅰ21推杆的行程，使爬行轮27重新接触管道；

S65：接着增长液压缸Ⅱ23推杆的行程，使锁紧块25重新靠近管道直至全部完全接触管道外壁，实现对管道的再次完全同轴定位和夹持；

S7：应用场景2切割装置再次定位，具体包括以下步骤：

S71：缩短液压缸Ⅱ23推杆的行程，使锁紧块25远离管道，直至不再接触管道外壁；

S72：然后控制电机Ⅳ28，使爬行轮27沿着管壁发生转动从而将该装置调整在管道的下一个切割位置，实现对待切割部位的再次初步轴向定位；

S73：接着增长液压缸Ⅱ23推杆的行程，使锁紧块25重新靠近管道直至全部完全接触管道外壁，实现对管道的再次完全同轴定位和夹持；

S8：再次切割枪位姿调整，具体包括以下步骤：

S81：控制电动推杆14推杆的行程调节切割枪7的轴向位置；

S82：控制电机Ⅱ9调整切割枪7的切割高度；

S83：控制电机Ⅰ6调整切割枪7的切割坡口；

S9：再次切割作业，具体包括以下步骤：

S91：启动电机Ⅲ11，使驱动齿轮17在半环轮Ⅰ传动齿1801和半轮环Ⅱ传动齿3101的啮合传动下沿着管道做旋转运动，进而实现对管道的再次切割作业；

S10：碎屑及火花收集，具体包括以下步骤：

S101：启动冷风机16，冷空气沿着可伸缩软管13至管道切口处，冷空气可降低管道切割产生的热量，又可以将碎屑及火花吹至电磁铁4和防护罩3上；

S11：装置离场，具体包括以下步骤：

S111：将装置拆卸重新安装在撬装模块上，然后处理施工现场，最后人员和设备离开现场，完成管道切割作业。

综上所述，本发明的有益效果为：

(1)通过切割模块中的液压缸Ⅰ、液压缸Ⅱ控制锁紧块的运动实现管道的自动夹持，电机Ⅳ控制爬行轮的转动实现该装置在管道上的爬行，完成管道的自动夹持和切割位置的自动调整，实现了切割作业装置在管道上的自动夹持和移动，这降低了操作人员工作强度和简化操作流程，提升切割效率，不需频繁拆卸和安装切割装置，实现完全自动化的管道切割作业。

(2)通过碎屑及火花收集模块中的防护罩和电磁铁实现对高温碎屑及火花的阻挡和收集，冷风机降低切割部位的温度，减少切口处产生的热变形和碎屑的粘黏，使该装置切口处的切割质量更高，便于后续的管道焊接作业，同时切割时人员不需要近距离接触切割部位，且不会造成高温碎屑和火花的飞溅，避免高温碎屑及火花烫伤操作人员和野外环境下引起火灾和环境污染等危险事故。

(3)通过切割模块中的电动推杆调整切割枪的轴向位置，电机Ⅰ实现切割枪切割坡口的调节，电机Ⅱ控制切割枪切割高度调节，同时配合驱动齿轮的啮合传动，实现对管道的直口切割、斜口切割、坡口切割及复杂曲线切割，无螺纹螺杆传动造成的摩擦损失、机械振动和切割不连续，响应速度更快，切割作业更平稳连续。

(4)本装置采用撬装形式，结构紧凑，可远程控制吊装模块实现切割装置在运输管道上的运输和安装，远程控制移动模块使本装置在施工现场灵活移动，不仅避免了人员操作危险，而且还克服山地等恶劣环境下大型吊车不易进场作业，切割装置难以移动、运输及安装的难题，便于快速完成管道的维抢修作业.

附图说明

图1为本发明一种山地管道维抢修切割坡口机器人的装配图；

图2为本发明切割模块A处的局部放大图；

图3为本发明切割模块B处的局部剖视图；

图4为本发明切割模块的结构示意图；

图5为本发明吊装模块的示意图；

图6为本发明移动模块的示意图；

图7为本发明撬装模块的示意图；

图8为本发明应用场景1的示意图；

图9为本发明应用场景2的示意图；

图10为本发明行走轮连接板的三维示意图；

图11为本发明防护罩的三维示意图；

图12为本发明固定块的三维示意图；

图13为本发明控制箱的三维示意图；

图14为本发明半环轮Ⅰ的三维示意图；

图15为本发明半环轮Ⅲ的三维示意图；

图16为本发明侧板Ⅰ连接块的三维示意图；

图17为本发明液压缸Ⅱ的三维示意图；

图18为本发明锁紧块的三维示意图；

图19为本发明侧板Ⅱ的三维示意图；

图20为本发明半轮环Ⅳ的三维示意图；

图21为本发明半环轮Ⅲ的三维示意图；

图22为本发明半轮环Ⅱ的三维示意图；

图23为本发明连接轴的三维示意图；

图24为本发明侧板Ⅰ的三维示意图；

图25为本发明支撑架的三维示意图；

图26为本发明控制系统的原理图；

图27为本发明的方法流程图。

图中：1—行走轮，2—行走轮连接板，201—连接轴安装孔Ⅰ，202—行走轮安装孔，3—防护罩，301—切割枪限位槽，302—可伸缩软管安装孔，303—穿孔Ⅰ，304—防护罩连接孔Ⅰ，4—电磁铁，5—夹持环，6—电机Ⅰ，7—切割枪，8—固定块，801—穿孔Ⅱ，802—防护罩连接孔Ⅱ，9—电机Ⅱ，10—调节柱，1001—电动推杆连接孔，1002—齿条，11—电机Ⅲ，12—传动部件，1201—传动轴，1202—传动齿轮，13—可伸缩软管，14—电动推杆，15—控制箱，1501—冷风机安装孔，1502—电动推杆安装孔，1503—传动部件安装孔，1504—电机Ⅲ安装孔，1505—电动推杆限位孔，1506—连接轴安装孔Ⅱ，1507—可伸缩软管限位孔，16—冷风机，17—驱动齿轮，18—半环轮Ⅰ，1801—半环轮Ⅰ传动齿，1802—半环轮Ⅰ连接孔Ⅰ，1803—液压缸Ⅰ安装孔Ⅰ，1804—吊环安装孔Ⅰ，1805—弹性金属安装孔Ⅰ，1806—滑槽Ⅰ，1807—半环轮Ⅰ连接孔Ⅱ，19—吊环，20—半环轮Ⅲ，2001—弹性金属安装孔Ⅲ，2002—半环轮Ⅲ连接孔Ⅰ，2003—吊环安装孔Ⅱ，2004—液压缸Ⅰ安装孔Ⅲ，2005—半环轮Ⅲ连接孔Ⅱ，21—液压缸Ⅰ，22—侧板Ⅰ连接块，2201—液压缸Ⅰ连接孔，2202—液压缸Ⅱ连接孔Ⅱ，2203—侧板Ⅰ连接孔Ⅱ，23—液压缸Ⅱ，2301—液压缸Ⅱ连接孔Ⅰ，2302—锁紧块连接孔Ⅱ，24—侧板Ⅰ，2401—侧板Ⅰ连接孔Ⅰ，2402—液压缸Ⅱ连接孔Ⅲ，2403—侧板Ⅱ连接孔Ⅱ，25—锁紧块，2501—锁紧块连接孔Ⅰ，2502—弧形块，2503—压缩弹簧，26—侧板Ⅱ，2601—侧板Ⅱ连接孔Ⅰ，2602—锁紧块连接孔Ⅲ，27—爬行轮，28—电机Ⅳ，29—半轮环Ⅳ，2901—弹性金属安装孔Ⅳ，2902—半轮环Ⅳ连接孔Ⅱ，2903—液压缸Ⅰ安装孔Ⅳ，2904—半轮环Ⅳ连接孔Ⅰ，30—弹性金属，31—半轮环Ⅱ，3101—半轮环Ⅱ传动齿，3102—半环轮Ⅱ连接孔Ⅱ，3103—液压缸Ⅰ安装孔Ⅱ，3104—弹性金属安装孔Ⅱ，3105—滑槽Ⅱ，3106—半环轮Ⅱ连接孔Ⅰ，32—连接轴，3201—滚轮安装轴，3202—定位凸台，3203—螺母安装轴，33—滚轮，34—螺母，35—吊钩，36—电葫芦，37—电机Ⅴ，38—滑杆Ⅰ，39—电机Ⅵ，40—旋转组件，41—滑杆Ⅱ，42—液压杆，43—支撑柱，44—滑块，45—滑轨，46—电机Ⅶ，47—履带，48—驱动轮，49—壳体，50—电机Ⅷ，51—蓄电池，52—底板，53—控制柜，54—液压油箱，55—氮气瓶支架，56—氮气瓶，57—支撑架，5701—支撑架安装孔，5702—调节螺栓安装孔，5703—限位凹台Ⅰ，5704—限位凹台Ⅱ，58—垫块，59—调节螺栓。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图27所示，一种山地管道维抢修切割坡口机器人，它包括行走轮1、行走轮连接板2、防护罩3、电磁铁4、夹持环5、电机Ⅰ6、切割枪7、固定块8、电机Ⅱ9、调节柱10、电机Ⅲ11、传动部件12、可伸缩软管13、电动推杆14、控制箱15、冷风机16、驱动齿轮17、半环轮Ⅰ18、吊环19、半环轮Ⅲ20、液压缸Ⅰ21、侧板Ⅰ连接块22、液压缸Ⅱ23、侧板Ⅰ24、锁紧块25、侧板Ⅱ26、爬行轮27、电机Ⅳ28、半轮环Ⅳ29、弹性金属30、半轮环Ⅱ31、连接轴32、滚轮33、螺母34、吊钩35、电葫芦36、电机Ⅴ37、滑杆Ⅰ38、电机Ⅵ39、旋转组件40、滑杆Ⅱ41、液压杆42、支撑柱43、滑块44、滑轨45、电机Ⅶ46、履带47、驱动轮48、壳体49、电机Ⅷ50、蓄电池51、底板52、控制柜53、液压油箱54、氮气瓶支架55、氮气瓶56、支撑架57、垫块58、调节螺栓59。

切割枪7安装在夹持环5内，防护罩3和固定块8通过防护罩连接孔Ⅰ304和防护罩连接孔Ⅱ802连接，电磁铁4安装在防护罩3上，电机Ⅰ6安装在固定块8上，夹持环5安装在电机Ⅰ6上，调节柱10同轴安装于穿孔Ⅱ801内，所述电机Ⅱ9安装在固定块8上并与齿条1002啮合，电动推杆14通过电动推杆安装孔1502安装于控制箱15上且与电动推杆连接孔1001同轴螺纹连接，冷风机16通过电动推杆安装孔1502安装于控制箱15上，可伸缩软管13一端安装于冷风机16上，另一端安装于可伸缩软管安装孔302内，滚轮33通过滚轮安装轴3201安装于连接轴32端部，行走轮连接板2、连接轴32通过连接轴安装孔Ⅰ201、连接轴安装孔Ⅱ1506和螺母安装轴3202安装于控制箱15上，螺母34通过螺母安装轴3202安装于连接轴32端部，行走轮1通过行走轮安装孔202与行走轮连接板2连接，电机Ⅲ11通过电机Ⅲ安装孔1504安装于控制箱15上，传动部件12通过传动齿轮1202与电机Ⅲ11啮合传动，驱动齿轮17通过传动轴1201与传动部件12螺纹连接，半环轮Ⅰ18、半轮环Ⅱ31通过半环轮Ⅰ传动齿1801和半轮环Ⅱ传动齿3101与驱动齿轮17啮合传动，弹性金属30通过弹性金属安装孔Ⅰ1805、弹性金属安装孔Ⅱ3104、弹性金属安装孔Ⅲ2001和弹性金属安装孔Ⅳ2901安装于半环轮Ⅰ18和半轮环Ⅱ31，半环轮Ⅲ20和半轮环Ⅳ29之间，吊环19通过吊环安装孔Ⅰ1804和吊环安装孔Ⅱ2003安装于半环轮Ⅰ18和半环轮Ⅲ20上，液压缸Ⅰ21通过液压缸Ⅰ安装孔Ⅰ1803、液压缸Ⅰ安装孔Ⅱ3103、液压缸Ⅰ安装孔Ⅲ2004和液压缸Ⅰ安装孔Ⅳ2903安装于半环轮Ⅰ18、半轮环Ⅱ31、半环轮Ⅲ20、半轮环Ⅳ29上，侧板Ⅰ连接块22通过液压缸Ⅰ连接孔2201与液压缸Ⅰ21螺纹连接，液压缸Ⅱ23、侧板Ⅰ连接块22、所述侧板Ⅰ24通过液压缸Ⅱ连接孔Ⅰ2301、液压缸Ⅱ连接孔Ⅱ2202、液压缸Ⅱ连接孔Ⅲ2402同轴销连接，爬行轮27、侧板Ⅰ24和侧板Ⅱ26通过侧板Ⅱ连接孔Ⅰ2601和侧板Ⅱ连接孔Ⅱ2403同轴销连接，电机Ⅳ28与爬行轮27同轴连接，用于实现爬行轮27沿着管道爬行，锁紧块25、液压缸Ⅱ23、侧板Ⅱ26通过锁紧块连接孔Ⅰ2501、锁紧块连接孔Ⅱ2302、锁紧块连接孔Ⅲ2602同轴销连接，滑块44安装在滑轨45上，滑轨45螺栓连接于底板52上，电机Ⅶ46安装于滑块44侧端，支撑柱43安装在滑块44上部，液压杆42同轴安装于支撑柱43内，旋转组件40安装于液压杆42端部，电机Ⅵ39安装于旋转组件40上，滑杆Ⅰ38安装于旋转组件40上，滑杆Ⅱ41安装于滑杆Ⅰ38上，电机Ⅴ37安装于滑杆Ⅱ41上，电葫芦36安装在滑杆Ⅱ41上，吊钩35安装于电葫芦36上，蓄电池51螺栓连接于壳体49内部，驱动轮48两侧对称安装于壳体49外部，电机Ⅷ50安装于壳体49内部并与驱动轮48同轴连接，履带47安装于驱动轮48外部，控制柜53、液压油箱54、氮气瓶支架55螺栓连接于底板52上，氮气瓶56固定在氮气瓶支架55内，支撑架57通过支撑架安装孔5701螺栓连接于底板52上，切割模块通过支撑架57安装在底板52上，垫块58、调节螺栓59通过调节螺栓安装孔5702安装于支撑架57上，至此完成该野外大直径爬管式管道切割装置的组装。

本发明的应用场景及操作流程如下：

应用场景1：该应用场景主要针对新管道的切割作业，通过吊装模块将新管道吊装安装在切割模块上，再进行管道切割作业。

该应用场景的切割操作流程如下：首先通过吊装模块将管道吊装起来，然后控制电葫芦36、电机Ⅴ37、电机Ⅵ39、液压杆42和电机Ⅶ46将管道移动至半轮环Ⅳ29和半轮环Ⅱ31内。然后销连接半环轮Ⅰ连接孔Ⅰ1802与半环轮Ⅱ连接孔Ⅰ3106和半环轮Ⅰ连接孔Ⅱ1807与半环轮Ⅱ连接孔Ⅱ3102将半环轮Ⅰ18和半轮环Ⅱ31进行连接。销连接半环轮Ⅲ连接孔Ⅰ2002与半半轮环Ⅳ连接孔Ⅰ2904和半环轮Ⅲ连接孔Ⅱ2005与半轮环Ⅳ连接孔Ⅱ2902将半环轮Ⅲ20和半轮环Ⅳ29进行连接，完成管道在切割模块的安装。然后增长液压缸Ⅰ21推杆的行程，使爬行轮27向管道不断靠近，直至所有爬行轮27均接触至管道的外管壁，实现管道与该装置的同轴定位和夹持。然后增长液压缸Ⅱ23推杆的行程，使锁紧块25不断靠近管道直至全部完全接触管道外壁，实现对管道的完全同轴定位和夹持。然后控制电动推杆14推杆的行程调节切割枪7的轴向位置，实现对管道切割部位轴向位置的完全确定。接着控制电机Ⅱ9调整切割枪7的切割高度，控制电机Ⅰ6调整切割枪7的切割坡口。接着启动电机Ⅲ11，使驱动齿轮17在半环轮Ⅰ传动齿1801和半轮环Ⅱ传动齿3101的啮合传动下沿着管道做旋转运动，进而实现对管道的切割作业。在管道切割过程中，可随时调整切割枪7的位姿，以满足不同需求的管道切割。同时在管道切割时启动冷风机16，冷空气沿着可伸缩软管13至管道切口处，冷空气可降低管道切割产生的热量，又可以将碎屑及火花吹至电磁铁4和防护罩3上。至此，完成管道的切割作业。

当需要管道再做下一次切割作业时，首先缩短液压缸Ⅱ23推杆的行程，使锁紧块25远离管道，直至不再接触管道外壁。接着缩短液压缸Ⅰ21推杆的行程，使爬行轮27远离管道，直至不再接触管道外壁。然后控制电葫芦36、电机Ⅴ37、电机Ⅵ39、液压杆42和电机Ⅶ46将管道移动至下一切割位置。然后控制电动推杆14推杆的行程调节切割枪7的轴向位置。接着控制电机Ⅱ9调整切割枪7的切割高度，然后控制电机Ⅰ6调整切割枪7的切割坡口。然后增长液压缸Ⅰ21推杆的行程，使爬行轮27重新接触管道。接着增长液压缸Ⅱ23推杆的行程，使锁紧块25重新靠近管道直至全部完全接触管道外壁，实现对管道的再次完全同轴定位和夹持。接着启动电机Ⅲ11，使驱动齿轮17在半环轮Ⅰ传动齿1801和半轮环Ⅱ传动齿3101的啮合传动下沿着管道做旋转运动，进而实现对管道的再次切割作业。

当需要再进行下次切割作业时，重复上述操作步骤即可。

应用场景2：该应用场景主要针对已发生渗漏、破裂的运输管道，通过吊装模块将切割模块整体吊装至运输管道，然后安装在运输管道上，再进行管道切割作业。

该应用场景的切割操作流程如下：首先调节调节螺栓59，使垫块58不再对切割模块进行径向定位。然后控制电葫芦36、电机Ⅴ37、电机Ⅵ39、液压杆42和电机Ⅶ46将切割模块吊装移动至已发生渗漏、破损的管道上。然后销连接半环轮Ⅰ连接孔Ⅰ1802与半环轮Ⅱ连接孔Ⅰ3106和半环轮Ⅰ连接孔Ⅱ1807与半环轮Ⅱ连接孔Ⅱ3102将半环轮Ⅰ18和半轮环Ⅱ31进行连接。销连接半环轮Ⅲ连接孔Ⅰ2002与半半轮环Ⅳ连接孔Ⅰ2904和半环轮Ⅲ连接孔Ⅱ2005与半轮环Ⅳ连接孔Ⅱ2902将半环轮Ⅲ20和半轮环Ⅳ29进行连接，至此完成切割模块在管道上的安装。然后增长液压缸Ⅰ21推杆的行程，使爬行轮27向管道不断靠近，直至所有爬行轮27均接触至管道的外管壁，实现管道与该装置的同轴定位和夹持。然后增长液压缸Ⅱ23推杆的行程，使锁紧块25不断靠近管道直至全部完全接触管道外壁，实现对管道的完全同轴定位和夹持。然后控制电动推杆14推杆的行程调节切割枪7的轴向位置，实现对管道切割部位轴向位置的完全确定。接着控制电机Ⅱ9调整切割枪7的切割高度，控制电机Ⅰ6调整切割枪7的切割坡口。接着启动电机Ⅲ11，使驱动齿轮17在半环轮Ⅰ传动齿1801和半轮环Ⅱ传动齿3101的啮合传动下沿着管道做旋转运动，进而实现对管道的切割作业。在管道切割过程中，可随时调整切割枪7的位姿，以满足不同需求的管道切割。同时在管道切割时启动冷风机16，冷空气沿着可伸缩软管13至管道切口处，冷空气可降低管道切割产生的热量，又可以将碎屑及火花吹至电磁铁4和防护罩3上。至此，完成管道的切割作业。

当需要管道再做下一次切割作业时，首先缩短液压缸Ⅱ23推杆的行程，使锁紧块25远离管道，直至不再接触管道外壁。然后控制电机Ⅳ28。使爬行轮27沿着管壁发生转动从而将该装置调整在管道的下一个切割位置，实现对待切割部位的再次初步轴向定位。然后控制电动推杆14推杆的行程调节切割枪7的轴向位置。接着控制电机Ⅱ9调整切割枪7的切割高度，然后控制电机Ⅰ6调整切割枪7的切割坡口。接着增长液压缸Ⅱ23推杆的行程，使锁紧块25重新靠近管道直至全部完全接触管道外壁，实现对管道的再次完全同轴定位和夹持。接着启动电机Ⅲ11，使驱动齿轮17在半环轮Ⅰ传动齿1801和半轮环Ⅱ传动齿3101的啮合传动下沿着管道做旋转运动，进而实现对管道的再次切割作业。

当需要再进行下次切割作业时，重复上述操作步骤即可。

本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种山地管道维抢修切割坡口机器人，该装置由切割模块、吊装模块、移动模块和撬装模块组成；该装置切割模块由行走轮(1)、行走轮连接板(2)、防护罩(3)、电磁铁(4)、夹持环(5)、电机Ⅰ(6)、切割枪(7)、固定块(8)、电机Ⅱ(9)、调节柱(10)、电机Ⅲ(11)、传动部件(12)、可伸缩软管(13)、电动推杆(14)、控制箱(15)、冷风机(16)、驱动齿轮(17)、半环轮Ⅰ(18)、吊环(19)、半环轮Ⅲ(20)、液压缸Ⅰ(21)、侧板Ⅰ连接块(22)、液压缸Ⅱ(23)、侧板Ⅰ(24)、锁紧块(25)、侧板Ⅱ(26)、爬行轮(27)、电机Ⅳ(28)、半轮环Ⅳ(29)、弹性金属(30)、半轮环Ⅱ(31)、连接轴(32)、滚轮(33)和螺母(34)组成；所述切割枪(7)安装在夹持环(5)内，所述固定块(8)上设有穿孔Ⅱ(801)，下端面线性分布有四个防护罩连接孔Ⅱ(802)，所述防护罩(3)上设有切割枪限位槽(301)、可伸缩软管安装孔(302)、穿孔Ⅰ(303)和线性分布的四个防护罩连接孔Ⅰ(304)，所述防护罩(3)和固定块(8)通过防护罩连接孔Ⅰ(304)和防护罩连接孔Ⅱ(802)连接，所述电磁铁(4)安装在防护罩(3)上，所述电机Ⅰ(6)安装在固定块(8)上，所述夹持环(5)安装在电机Ⅰ(6)上，电机Ⅰ(6)用于控制夹持环(5)夹持角度调节，以实现切割坡口调节，所述调节柱(10)上设有电动推杆连接孔(1001)和齿条(1002)，调节柱(10)同轴安装于穿孔Ⅱ(801)内，所述电机Ⅱ(9)安装在固定块(8)上并与齿条(1002)啮合实现切割枪(7)的高度调节，所述控制箱(15)上设有传动部件安装孔(1503)、电动推杆限位孔(1505)、可伸缩软管限位孔(1507)，线性分布的四个冷风机安装孔(1501)、四个电动推杆安装孔(1502)、四个电机Ⅲ安装孔(1504)，周向均布的两个连接轴安装孔Ⅱ(1506)，所述电动推杆(14)通过电动推杆安装孔(1502)安装于控制箱(15)上且与电动推杆连接孔(1001)同轴螺纹连接，所述冷风机(16)通过电动推杆安装孔(1502)安装于控制箱(15)上，所述可伸缩软管(13)一端安装于冷风机(16)上，另一端安装于可伸缩软管安装孔(302)内，所述连接轴(32)上设有滚轮安装轴(3201)、定位凸台(3202)、螺母安装轴(3202)，所述滚轮(33)通过滚轮安装轴(3201)安装于连接轴(32)端部，所述行走轮连接板(2)上周向均布设有两个连接轴安装孔Ⅰ(201)和两个行走轮安装孔(202)，行走轮连接板(2)、连接轴(32)通过连接轴安装孔Ⅰ(201)、连接轴安装孔Ⅱ(1506)和螺母安装轴(3202)安装于控制箱(15)上，所述螺母(34)通过螺母安装轴(3202)安装于连接轴(32)端部，螺母(34)和定位凸台(3202)用于控制箱(15)的轴向定位，所述行走轮(1)通过行走轮安装孔(202)与行走轮连接板(2)连接，所述电机Ⅲ(11)通过电机Ⅲ安装孔(1504)安装于控制箱(15)上，所述传动部件(12)上设有传动轴(1201)和传动齿轮(1202)，传动部件(12)通过传动齿轮(1202)与电机Ⅲ(11)啮合传动，所述驱动齿轮(17)通过传动轴(1201)与传动部件(12)螺纹连接，所述半环轮Ⅰ(18)、半轮环Ⅱ(31)与驱动齿轮(17)啮合传动，所述弹性金属(30)安装于半环轮Ⅰ(18)和半轮环Ⅱ(31)，半环轮Ⅲ(20)和半轮环Ⅳ(29)之间，所述吊环(19)安装于半环轮Ⅰ(18)和半环轮Ⅲ(20)上，所述液压缸Ⅰ(21)安装于半环轮Ⅰ(18)、半轮环Ⅱ(31)、半环轮Ⅲ(20)、半轮环Ⅳ(29)上，所述侧板Ⅰ连接块(22)上设有液压缸Ⅰ连接孔(2201)、液压缸Ⅱ连接孔Ⅱ(2202)以及线性分布的四个侧板Ⅰ连接孔Ⅱ(2203)，侧板Ⅰ连接块(22)通过液压缸Ⅰ连接孔(2201)与液压缸Ⅰ(21)螺纹连接，所述液压缸Ⅱ(23)上设有液压缸Ⅱ连接孔Ⅰ(2301)和锁紧块连接孔Ⅱ(2302)，所述侧板Ⅰ(24)上设有液压缸Ⅱ连接孔Ⅲ(2402)、侧板Ⅱ连接孔Ⅱ(2403)以及线性分布的四个侧板Ⅰ连接孔Ⅰ(2401)，液压缸Ⅱ(23)、侧板Ⅰ连接块(22)、所述侧板Ⅰ(24)通过液压缸Ⅱ连接孔Ⅰ(2301)、液压缸Ⅱ连接孔Ⅱ(2202)、液压缸Ⅱ连接孔Ⅲ(2402)同轴销连接，所述侧板Ⅱ(26)上设有侧板Ⅱ连接孔Ⅰ(2601)、锁紧块连接孔Ⅲ(2602)，所述爬行轮(27)、侧板Ⅰ(24)和侧板Ⅱ(26)通过侧板Ⅱ连接孔Ⅰ(2601)和侧板Ⅱ连接孔Ⅱ(2403)同轴销连接，所述电机Ⅳ(28)与爬行轮(27)同轴连接，用于实现爬行轮(27)沿着管道爬行，所述锁紧块(25)上设有锁紧块连接孔Ⅰ(2501)、弧形块(2502)、压缩弹簧(2503)，锁紧块(25)、液压缸Ⅱ(23)、侧板Ⅱ(26)通过锁紧块连接孔Ⅰ(2501)、锁紧块连接孔Ⅱ(2302)、锁紧块连接孔Ⅲ(2602)同轴销连接；所述吊装模块由吊钩(35)、电葫芦(36)、电机Ⅴ(37)、滑杆Ⅰ(38)、电机Ⅵ(39)、旋转组件(40)、滑杆Ⅱ(41)、液压杆(42)、支撑柱(43)、滑块(44)、滑轨(45)和电机Ⅶ(46)组成；所述滑块(44)安装在滑轨(45)上，所述电机Ⅶ(46)安装于滑块(44)侧端，用于实现滑块(44)在滑轨(45)上的移动，所述支撑柱(43)安装在滑块(44)上部，所述液压杆(42)同轴安装于支撑柱(43)内，用于实现吊装模块的吊装高度调节，所述旋转组件(40)安装于液压杆(42)端部，所述电机Ⅵ(39)安装于旋转组件(40)上，用于实现旋转组件(40)的转动，所述滑杆Ⅰ(38)安装于旋转组件(40)上，所述滑杆Ⅱ(41)安装于滑杆Ⅰ(38)上，所述电机Ⅴ(37)安装于滑杆Ⅱ(41)上，用于实现滑杆Ⅱ(41)在滑杆Ⅰ(38)上的移动，所述电葫芦(36)安装在滑杆Ⅱ(41)上，所述吊钩(35)安装于电葫芦(36)上；所述移动模块由履带(47)、驱动轮(48)、壳体(49)、电机Ⅷ(50)和蓄电池(51)；所述蓄电池(51)螺栓连接于壳体(49)内部，所述驱动轮(48)两侧对称安装于壳体(49)外部，所述电机Ⅷ(50)安装于壳体(49)内部并与驱动轮(48)同轴连接，用于控制驱动轮(48)的前进后退，所述履带(47)安装于驱动轮(48)外部；所述撬装模块由底板(52)、控制柜(53)、液压油箱(54)、氮气瓶支架(55)、氮气瓶(56)、支撑架(57)、垫块(58)和调节螺栓(59)组成；所述控制柜(53)、液压油箱(54)、氮气瓶支架(55)螺栓连接于底板(52)上，所述氮气瓶(56)固定在氮气瓶支架(55)内，所述支撑架(57)上设有支撑架安装孔(5701)、调节螺栓安装孔(5702)、限位凹台Ⅰ(5703)、限位凹台Ⅱ(5704)，支撑架(57)通过支撑架安装孔(5701)螺栓连接于底板(52)上，限位凹台Ⅰ(5703)、限位凹台Ⅱ(5704)用于半环轮Ⅰ(18)、半轮环Ⅱ(31)、半环轮Ⅲ(20)、半轮环Ⅳ(29)的轴向定位，所述垫块(58)、调节螺栓(59)通过调节螺栓安装孔(5702)安装于支撑架(57)上，垫块(58)、调节螺栓(59)用于半环轮Ⅰ(18)、半轮环Ⅱ(31)、半环轮Ⅲ(20)、半轮环Ⅳ(29)的径向定位。

2.根据权利要求1所述的一种山地管道维抢修切割坡口机器人，所述切割模块中半环轮Ⅰ(18)上设有半轮环Ⅰ传动齿(1801)、半环轮Ⅰ连接孔Ⅰ(1802)、液压缸Ⅰ安装孔Ⅰ(1803)、吊环安装孔Ⅰ(1804)、弹性金属安装孔Ⅰ(1805)、滑槽Ⅰ(1806)、半环轮Ⅰ连接孔Ⅱ(1807)，半轮环Ⅱ(31)上设有半轮环Ⅱ传动齿(3101)、半环轮Ⅱ连接孔Ⅱ(3102)、液压缸Ⅰ安装孔Ⅱ(3103)、弹性金属安装孔Ⅱ(3104)、滑槽Ⅱ(3105)、半环轮Ⅱ连接孔Ⅰ(3106)，半环轮Ⅰ(18)和半轮环Ⅱ(31)通过半环轮Ⅰ连接孔Ⅰ(1802)与半环轮Ⅱ连接孔Ⅰ(3106)和半环轮Ⅰ连接孔Ⅱ(1807)与半环轮Ⅱ连接孔Ⅱ(3102)销连接，所述驱动齿轮(17)通过半轮环Ⅰ传动齿(1801)和半轮环Ⅱ传动齿(3101)与半环轮Ⅰ(18)和半轮环Ⅱ(31)齿轮啮合传动，所述吊环(19)通过吊环安装孔Ⅰ(1804)螺纹连接于半环轮Ⅰ(18)上，所述液压缸Ⅰ(21)通过液压缸Ⅰ安装孔Ⅰ(1803)和液压缸Ⅰ安装孔Ⅱ(3103)螺栓连接于半环轮Ⅰ(18)和半轮环Ⅱ(31)上，所述弹性金属(30)螺纹连接于弹性金属安装孔Ⅰ(1805)和弹性金属安装孔Ⅱ(3104)内，所述滚轮(33)滑动安装于滑槽Ⅰ(1806)和滑槽Ⅱ(3105)内。

3.根据权利要求1所述的一种山地管道维抢修切割坡口机器人，所述切割模块中半环轮Ⅲ(20)上设有弹性金属安装孔Ⅲ(2001)、半环轮Ⅲ连接孔Ⅰ(2002)、吊环安装孔Ⅱ(2003)、液压缸Ⅰ安装孔Ⅲ(2004)、半环轮Ⅲ连接孔Ⅱ(2005)，半轮环Ⅳ(29)上设有弹性金属安装孔Ⅳ(2901)、半轮环Ⅳ连接孔Ⅱ(2902)、液压缸Ⅰ安装孔Ⅳ(2903)、半轮环Ⅳ连接孔Ⅰ(2904)，半环轮Ⅲ(20)和半轮环Ⅳ(29)通过半环轮Ⅲ连接孔Ⅰ(2002)与半半轮环Ⅳ连接孔Ⅰ(2904)和半环轮Ⅲ连接孔Ⅱ(2005)与半轮环Ⅳ连接孔Ⅱ(2902)销连接，所述吊环(19)通过吊环安装孔Ⅱ(2003)螺纹连接于半环轮Ⅲ(20)上，所述液压缸Ⅰ(21)通过液压缸Ⅰ安装孔Ⅲ(2004)和液压缸Ⅰ安装孔Ⅳ(2903)螺栓连接于半环轮Ⅲ(20)和半轮环Ⅳ(29)上，所述弹性金属(30)螺纹连接于弹性金属安装孔Ⅲ(2001)和弹性金属安装孔Ⅳ(2901)内。

4.根据权利要求1所述的一种山地管道维抢修切割坡口机器人的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：装置进场，具体包括以下步骤：

S11：通过远程控制终端发出控制指令，将数据通信传输至控制柜(53)，控制柜(53)发出操控指令，控制电机Ⅷ(50)使驱动轮(48)转动，使履带(47)沿着地面转动，将本装置移动至合适的作业现场；

S2：应用场景1装置安装，具体包括以下步骤：

S21：通过吊装模块将管道吊装起来，然后控制电葫芦(36)、电机Ⅴ(37)、电机Ⅵ(39)、液压杆(42)和电机Ⅶ(46)将管道移动至半轮环Ⅳ(29)和半轮环Ⅱ(31)内；

S22：销连接半环轮Ⅰ连接孔Ⅰ(1802)与半环轮Ⅱ连接孔Ⅰ(3106)和半环轮Ⅰ连接孔Ⅱ(1807)与半环轮Ⅱ连接孔Ⅱ(3102)将半环轮Ⅰ(18)和半轮环Ⅱ(31)进行连接；

S23：销连接半环轮Ⅲ连接孔Ⅰ(2002)与半半轮环Ⅳ连接孔Ⅰ(2904)和半环轮Ⅲ连接孔Ⅱ(2005)与半轮环Ⅳ连接孔Ⅱ(2902)将半环轮Ⅲ(20)和半轮环Ⅳ(29)进行连接，完成应用场景1管道在切割模块的安装；

S3：应用场景2装置安装，具体包括以下步骤：

S31：调节螺栓(59)，使垫块(58)不再对切割模块进行径向定位；

S32：通过远程控制终端发出控制指令，将数据通信传输至控制柜(53)，控制柜(53)发出操控指令，控制电葫芦(36)、电机Ⅴ(37)、电机Ⅵ(39)、液压杆(42)和电机Ⅶ(46)将切割模块吊装移动至管道上；

S33：销连接半环轮Ⅰ连接孔Ⅰ(1802)与半环轮Ⅱ连接孔Ⅰ(3106)和半环轮Ⅰ连接孔Ⅱ(1807)与半环轮Ⅱ连接孔Ⅱ(3102)将半环轮Ⅰ(18)和半轮环Ⅱ(31)进行连接；

S34：销连接半环轮Ⅲ连接孔Ⅰ(2002)与半半轮环Ⅳ连接孔Ⅰ(2904)和半环轮Ⅲ连接孔Ⅱ(2005)与半轮环Ⅳ连接孔Ⅱ(2902)将半环轮Ⅲ(20)和半轮环Ⅳ(29)进行连接，完成应用场景2切割模块在管道上的安装；

S4：切割装置定位及切割枪位姿调整，具体包括以下步骤：

S41：增长液压缸Ⅰ(21)推杆的行程，使爬行轮(27)向管道不断靠近，直至所有爬行轮(27)均接触至管道的外管壁，实现管道与本装置的同轴定位和夹持；

S42：增长液压缸Ⅱ(23)推杆的行程，使锁紧块(25)不断靠近管道直至全部完全接触管道外壁，实现对管道的同轴定位和夹持；

S43：控制电动推杆(14)推杆的行程调节切割枪(7)的轴向位置，实现对管道切割部位轴向位置的完全确定；

S44：控制电机Ⅱ(9)调整切割枪(7)的切割高度；

S45：控制电机Ⅰ(6)调整切割枪(7)的切割坡口；

S5：切割作业，具体包括以下步骤：

S51：启动电机Ⅲ(11)，使驱动齿轮(17)在半环轮Ⅰ传动齿(1801)和半轮环Ⅱ传动齿(3101)的啮合传动下沿着管道做旋转运动，进而实现对管道的切割作业；

S6：应用场景1切割装置再次定位，具体包括以下步骤：

S61：缩短液压缸Ⅱ(23)推杆的行程，使锁紧块(25)远离管道，直至不再接触管道外壁；

S62：缩短液压缸Ⅰ(21)推杆的行程，使爬行轮(27)远离管道，直至不再接触管道外壁；

S63：通过远程控制终端发出控制指令，将数据通信传输至控制柜(53)，控制柜(53)发出操控指令，控制电葫芦(36)、电机Ⅴ(37)、电机Ⅵ(39)、液压杆(42)和电机Ⅶ(46)将管道移动至下一切割位置；

S64：增长液压缸Ⅰ(21)推杆的行程，使爬行轮(27)重新接触管道；

S65：接着增长液压缸Ⅱ(23)推杆的行程，使锁紧块(25)重新靠近管道直至全部完全接触管道外壁，实现对管道的再次完全同轴定位和夹持；

S7：应用场景2切割装置再次定位，具体包括以下步骤：

S71：缩短液压缸Ⅱ(23)推杆的行程，使锁紧块(25)远离管道，直至不再接触管道外壁；

S72：然后控制电机Ⅳ(28)，使爬行轮(27)沿着管壁发生转动从而将该装置调整在管道的下一个切割位置，实现对待切割部位的再次初步轴向定位；

S73：接着增长液压缸Ⅱ(23)推杆的行程，使锁紧块(25)重新靠近管道直至全部完全接触管道外壁，实现对管道的再次完全同轴定位和夹持；

S8：再次切割枪位姿调整，具体包括以下步骤：

S81：控制电动推杆(14)推杆的行程调节切割枪(7)的轴向位置；

S82：控制电机Ⅱ(9)调整切割枪(7)的切割高度；

S83：控制电机Ⅰ(6)调整切割枪(7)的切割坡口；

S9：再次切割作业，具体包括以下步骤：

S91：启动电机Ⅲ(11)，使驱动齿轮(17)在半环轮Ⅰ传动齿(1801)和半轮环Ⅱ传动齿(3101)的啮合传动下沿着管道做旋转运动，进而实现对管道的再次切割作业；

S10：碎屑及火花收集，具体包括以下步骤：

S101：启动冷风机(16)，冷空气沿着可伸缩软管(13)至管道切口处，冷空气可降低管道切割产生的热量，又可以将碎屑及火花吹至电磁铁(4)和防护罩(3)上；

S11：装置离场，具体包括以下步骤：

S111：将装置拆卸重新安装在撬装模块上，然后处理施工现场，最后人员和设备离开现场，完成管道切割作业。

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