CN117646836A - 一种输油臂自动对接系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及输油臂技术领域，公开了一种输油臂自动对接系统及其方法，包括进油管和下插管，所述进油管顶部设置有自动对接机构，所述自动对接机构包括下安装环，所述下安装环上开设有多个等间距分布的滑槽，每个所述滑槽内均滑动连接有顶杆，所述顶杆外侧活动套接有套管；所述进油管的外侧设置有驱动机构，所述驱动机构包括液压缸，两个所述液压缸的顶部固定安装有一个移动套筒；所述下插管的顶部活动插接有上插管。本发明通过液压杆驱动第一拉板与第二拉板转动，从而带动四周的顶杆收拢，从而对顶部的下插管进行对齐，并使其位于进油管的中心位置，同时顶杆带动挡板移动并与卡块锁定，实现对进油管与下插管的自动连接。

Description

一种输油臂自动对接系统及其方法

技术领域

本发明属于输油臂技术领域，具体地说，涉及一种输油臂自动对接系统及其方法。

背景技术

输油臂主要由臂体、转管、液压系统和控制系统等组成。臂体是输油臂的主要支架部分，通常由高强度合金钢制成，能够保证输油臂在工作时的稳定性，转管是将液体油品从储罐输入到输油管道的接口，液压系统能够控制输油臂的上下、前后、左右等运动，控制系统通过操作杆或按钮来实现对输油臂的控制；

港口船舶进行流体装卸时，通常使用输油臂进行操作，使用输油臂需要将输油管道进行对接，而船舶漂浮在水面上，当海上有大风天气时，船舶受到风力影响晃动厉害，导致输油臂的管道跟随摇摆，无法精准将输油臂对齐连接。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

为解决船舶漂浮在水面上，当海上有大风天气时，船舶受到风力影响晃动厉害，导致输油臂的管道跟随摇摆，无法精准将输油臂对齐连接的技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种输油臂自动对接系统,包括进油管和下插管，所述进油管顶部设置有自动对接机构，所述自动对接机构包括下安装环，所述下安装环的内壁固定套接在进油管的顶部，所述下安装环上开设有多个等间距分布的滑槽，每个所述滑槽内均滑动连接有顶杆，所述顶杆外侧活动套接有套管；

所述进油管的外侧设置有驱动机构，所述驱动机构包括液压缸，所述液压缸设置有对称分布的两个，并固定安装在进油管的两侧，两个所述液压缸的顶部固定安装有一个移动套筒，所述移动套筒位于套管的底部；

所述下插管的顶部活动插接有上插管，所述下插管的底部转动套接有上安装环，所述上安装环的截面形状与大小均与下安装环相适配。

作为本发明的一种优选实施方式，每个所述套管的两侧均转动连接有对称分布的第一拉板和第二拉板，所述第一拉板与第二拉板两端之间的距离相适配，所述第一拉板与第二拉板的方向相互平行，所述第一拉板与第二拉板的另一端转动连接在进油管的侧面，所述第一拉板位于第二拉板的底部，且第一拉板位于移动套筒的顶部。

作为本发明的一种优选实施方式，所述上安装环上开设有多个圆孔，所述圆孔的数量与位置均与顶杆相适配，所述上安装环底部位于相邻两个圆孔之间安装有导向板，所述导向板的截面形状呈V型，且导向板的两端分别与两侧的圆孔边缘相切，所述下安装环的顶部开设有多个适配槽，所述适配槽与导向板相互适配。

作为本发明的一种优选实施方式，所述上安装环的顶部与圆孔相对位置处设置有第一顶杆，相邻两个所述第一顶杆之间设置有第二顶杆，所述第二顶杆的底部固定安装在上安装环的顶部，所述第一顶杆与第二顶杆的顶部均固定安装有活塞，所述活塞的外侧活动套接有连通腔，所述连通腔内装有液压油，所述连通腔转动套接在上插管的外侧。

作为本发明的一种优选实施方式，所述上插管的内部固定安装有支撑板，所述支撑板的截面形状呈十字型，且所述支撑板的底部固定安装有支撑杆，所述支撑杆的底部固定安装有封块，所述封块的截面形状呈圆台形。

作为本发明的一种优选实施方式，所述下插管的内壁安装有封环，所述封环的形状与封块相适配，所述封环的顶部安装有多个等间距分布的限位杆，所述限位杆的外侧活动套接有定位筒，所述定位筒的一侧固定安装在上插管的内壁，所述限位杆的顶部固定安装有限位块，所述限位杆上活动套接有第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别固定安装在限位块的底部和定位筒的顶部。

作为本发明的一种优选实施方式，所述顶杆的顶部安装有挡板，所述挡板的截面形状与大小均与圆孔相适配，所述挡板的底部两侧转动连接有转板，所述转板位于顶杆的两侧，所述转板与挡板连接处安装有扭簧，所述顶杆的底部固定安装有顶块。

作为本发明的一种优选实施方式，所述顶杆的顶部两侧开设有凹槽，所述凹槽内滑动连接有挡杆，所述挡杆的两端位于两个转板的顶部，所述挡杆的底部固定安装有拉杆，所述拉杆的底部活动贯穿顶杆与顶块并延伸至外侧，所述拉杆外端安装有铁块，所述移动套筒的内壁安装有磁铁，所述磁铁的位置与铁块的位置相对应。

作为本发明的一种优选实施方式，所述上安装环的顶部位于圆孔外侧设置有卡块，所述卡块的截面形状呈倒梯形，所述卡块的一端安装有两个滑杆，两个所述滑杆的上均活动套接有固定筒，所述固定筒的底部固定安装在上安装环的顶部，所述滑杆上活动套接有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别固定安装在卡块一端和固定筒一端。

本发明还公布了一种输油臂自动对接系统的使用方法，所述一种输油臂自动对接系统的使用方法的步骤如下：

S1、进行输油臂的对接时，将上插管、下插管以及上安装环整体下降，并使上安装环的底部抵住挡板的顶部，此时启动液压缸，液压缸带动移动套筒上升，移动套筒上升过程中抵住第一拉板，并使其转动，第一拉板带动套管移动，同时第二拉板与第一拉板的长度相同且相互平行，使得套管能够平行移动；

S2、多个套管移动并带动顶杆移动，顶杆带动挡板移动，从而将下插管的底部推向进油管的中心处，挡板在移动的过程中通过导向板带动上安装环转动，并使圆孔的位置转至与挡板相对位置处；

S3、液压缸继续带动移动套筒移动，移动套筒的内壁磁铁抵住铁块，铁块抵住顶块，顶块通过顶杆带动挡板上升，挡板抵住第一顶杆使其上升，第一顶杆通过活塞压缩连通腔内的液压油，并带动第二顶杆下移，第二顶杆带动上安装环下降，从而带动下插管下降，并与进油管和下安装环连接；

S4、下插管移动时带动封环下降，从而使封环与封块分离，此时上插管和下插管的通路打开，挡板移动的过程中抵住卡块，并使其向一侧移动，当挡板与卡块错开时，第一弹簧的弹力带动卡块复位，从而对挡板进行锁定，实现对进油管的固定；

S5、需要进行输油臂的断开时，收缩液压缸，液压缸拉动移动套筒下降，移动套筒通过磁铁的磁力吸附铁块使其下降，铁块通过拉杆带动挡杆下降，挡杆向下拨动转板，转板抵住卡块，并使其向一侧移动，从而使挡板能够下降，并通过圆孔与上安装环脱离，此时第二弹簧的弹力带动限位块上移，通过限位杆带动封环和下插管上移，封环与封块配合，从而使上插管与下插管的通路闭合。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明通过液压杆驱动第一拉板与第二拉板转动，从而带动四周的顶杆收拢，从而对顶部的下插管进行对齐，并使其位于进油管的中心位置，同时顶杆带动挡板移动并与卡块锁定，实现对进油管与下插管的自动连接。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明移动套筒处结构示意图；

图3为本发明下安装环处结构示意图；

图4为本发明上安装环处结构示意图；

图5为本发明连通腔内部结构示意图；

图6为本发明下插管内部结构示意图；

图7为本发明卡块处结构示意图；

图8为本发明转板处结构示意图；。

图中：

100、进油管；101、液压缸；102、移动套筒；103、磁铁；104、第一拉板；105、第二拉板；106、套管；

200、下安装环；201、滑槽；202、适配槽；203、顶杆；204、挡板；205、顶块；206、铁块；207、拉杆；208、挡杆；209、凹槽；210、转板；211、扭簧；

300、上插管；301、下插管；302、上安装环；303、圆孔；304、导向板；

400、连通腔；401、第一顶杆；402、第二顶杆；403、活塞；

500、卡块；501、滑杆；502、第一弹簧；503、固定筒；

600、支撑板；601、支撑杆；602、封块；603、封环；604、限位杆；605、第二弹簧；606、限位块；607、定位筒。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明。

实施例一：

如图1至图8所示，一种输油臂自动对接系统，包括进油管100和下插管301，进油管100顶部设置有自动对接机构，自动对接机构包括下安装环200，下安装环200的内壁固定套接在进油管100的顶部，下安装环200上开设有多个等间距分布的滑槽201，每个滑槽201内均滑动连接有顶杆203，顶杆203外侧活动套接有套管106；

进油管100的外侧设置有驱动机构，驱动机构包括液压缸101，液压缸101设置有对称分布的两个，并固定安装在进油管100的两侧，两个液压缸101的顶部固定安装有一个移动套筒102，移动套筒102位于套管106的底部；

下插管301的顶部活动插接有上插管300，下插管301的底部转动套接有上安装环302，上安装环302的截面形状与大小均与下安装环200相适配。

如图1至图8所示，在具体实施方式中，每个套管106的两侧均转动连接有有对称分布的第一拉板104和第二拉板105，第一拉板104与第二拉板105两端之间的距离相适配，第一拉板104与第二拉板105的方向相互平行，第一拉板104与第二拉板105的另一端转动连接在进油管100的侧面，第一拉板104位于第二拉板105的底部，且第一拉板104位于移动套筒102的顶部。本设置中，液压缸101带动移动套筒102上升，移动套筒102上升过程中抵住第一拉板104，并使其转动，第一拉板104带动套管106移动，同时第二拉板105与第一拉板104的长度相同且相互平行，使得套管106能够平行移动，多个套管106移动并带动顶杆203移动，顶杆203带动挡板204移动，从而将下插管301的底部推向进油管100的中心处。

如图1至图8所示，进一步的，上安装环302上开设有多个圆孔303，圆孔303的数量与位置均与顶杆203相适配，上安装环302底部位于相邻两个圆孔303之间安装有导向板304，导向板304的截面形状呈V型，且导向板304的两端分别与两侧的圆孔303边缘相切，下安装环200的顶部开设有多个适配槽202，适配槽202与导向板304相互适配。本设置中，挡板204在移动的过程中通过导向板304带动上安装环302转动，并使圆孔303的位置转至与挡板204相对位置处。

实施例二：

如图1至图8所示，在具体实施方式中，上安装环302的顶部与圆孔303相对位置处设置有第一顶杆401，相邻两个第一顶杆401之间设置有第二顶杆402，第二顶杆402的底部固定安装在上安装环302的顶部，第一顶杆401与第二顶杆402的顶部均固定安装有活塞403，活塞403的外侧活动套接有连通腔400，连通腔400内装有液压油，连通腔400转动套接在上插管300的外侧。本设置中，挡板204抵住第一顶杆401使其上升，第一顶杆401通过活塞403压缩连通腔400内的液压油，并带动第二顶杆402下移，第二顶杆402带动上安装环302下降，从而带动下插管301下降。

如图1至图8所示，进一步的，上插管300的内部固定安装有支撑板600，支撑板600的截面形状呈十字型，且支撑板600的底部固定安装有支撑杆601，支撑杆601的底部固定安装有封块602，封块602的截面形状呈圆台形。本设置中，下插管301移动时带动封环603下降，从而使封环603与封块602分离，此时上插管300和下插管301的通路打开。

如图1至图8所示，进一步的，下插管301的内壁安装有封环603，封环603的形状与封块602相适配，封环603的顶部安装有多个等间距分布的限位杆604，限位杆604的外侧活动套接有定位筒607，定位筒607的一侧固定安装在上插管300的内壁，限位杆604的顶部固定安装有限位块606，限位杆604上活动套接有第二弹簧605，第二弹簧605的两端分别固定安装在限位块606的底部和定位筒607的顶部。本设置中，第二弹簧605的弹力带动限位块606上移，通过限位杆604带动封环603和下插管301上移，封环603与封块602配合，从而使上插管300与下插管301的通路闭合。

实施例三：

如图1至图8所示，在具体实施方式中，顶杆203的顶部安装有挡板204，挡板204的截面形状与大小均与圆孔303相适配，挡板204的底部两侧转动连接有转板210，转板210位于顶杆203的两侧，转板210与挡板204连接处安装有扭簧211，顶杆203的底部固定安装有顶块205，顶杆203的顶部两侧开设有凹槽209，凹槽209内滑动连接有挡杆208，挡杆208的两端位于两个转板210的顶部，挡杆208的底部固定安装有拉杆207，拉杆207的底部活动贯穿顶杆203与顶块205并延伸至外侧，拉杆207外端安装有铁块206，移动套筒102的内壁安装有磁铁103，磁铁103的位置与铁块206的位置相对应。本设置中，需要进行输油臂的断开时，收缩液压缸101，液压缸101拉动移动套筒102下降，移动套筒102通过磁铁103的磁力吸附铁块206使其下降，铁块206通过拉杆207带动挡杆208下降，挡杆208向下拨动转板210，转板210抵住卡块500，并使其向一侧移动，从而使挡板204能够下降，并通过圆孔303与上安装环302脱离。

如图1至图8所示，进一步的，上安装环302的顶部位于圆孔303外侧设置有卡块500，卡块500的截面形状呈倒梯形，卡块500的一端安装有两个滑杆501，两个滑杆501的上均活动套接有固定筒503，固定筒503的底部固定安装在上安装环302的顶部，滑杆501上活动套接有第一弹簧502，第一弹簧502的两端分别固定安装在卡块500一端和固定筒503一端。本设置中，挡板204移动的过程中抵住卡块500，并使其向一侧移动，当挡板204与卡块500错开时，第一弹簧502的弹力带动卡块500复位，从而对挡板204进行锁定，实现对进油管100的固定。

本实施例的一种输油臂自动对接系统的实施原理如下：进行输油臂的对接时，将上插管300、下插管301以及上安装环302整体下降，并使上安装环302的底部抵住挡板204的顶部，此时启动液压缸101，液压缸101带动移动套筒102上升，移动套筒102上升过程中抵住第一拉板104，并使其转动，第一拉板104带动套管106移动，同时第二拉板105与第一拉板104的长度相同且相互平行，使得套管106能够平行移动，多个套管106移动并带动顶杆203移动，顶杆203带动挡板204移动，从而将下插管301的底部推向进油管100的中心处，挡板204在移动的过程中通过导向板304带动上安装环302转动，并使圆孔303的位置转至与挡板204相对位置处，此时液压缸101继续带动移动套筒102移动，移动套筒102的内壁磁铁103抵住铁块206，铁块206抵住顶块205，顶块205通过顶杆203带动挡板204上升，挡板204抵住第一顶杆401使其上升，第一顶杆401通过活塞403压缩连通腔400内的液压油，并带动第二顶杆402下移，第二顶杆402带动上安装环302下降，从而带动下插管301下降，并与进油管100和下安装环200连接，下插管301移动时带动封环603下降，从而使封环603与封块602分离，此时上插管300和下插管301的通路打开，挡板204移动的过程中抵住卡块500，并使其向一侧移动，当挡板204与卡块500错开时，第一弹簧502的弹力带动卡块500复位，从而对挡板204进行锁定，实现对进油管100的固定；

需要进行输油臂的断开时，收缩液压缸101，液压缸101拉动移动套筒102下降，移动套筒102通过磁铁103的磁力吸附铁块206使其下降，铁块206通过拉杆207带动挡杆208下降，挡杆208向下拨动转板210，转板210抵住卡块500，并使其向一侧移动，从而使挡板204能够下降，并通过圆孔303与上安装环302脱离，此时第二弹簧605的弹力带动限位块606上移，通过限位杆604带动封环603和下插管301上移，封环603与封块602配合，从而使上插管300与下插管301的通路闭合。

Claims (10)

1.一种输油臂自动对接系统，包括进油管(100)和下插管(301)，其特征在于，所述进油管(100)顶部设置有自动对接机构，所述自动对接机构包括下安装环(200)，所述下安装环(200)的内壁固定套接在进油管(100)的顶部，所述下安装环(200)上开设有多个等间距分布的滑槽(201)，每个所述滑槽(201)内均滑动连接有顶杆(203)，所述顶杆(203)外侧活动套接有套管(106)；

所述进油管(100)的外侧设置有驱动机构，所述驱动机构包括液压缸(101)，所述液压缸(101)设置有对称分布的两个，并固定安装在进油管(100)的两侧，两个所述液压缸(101)的顶部固定安装有一个移动套筒(102)，所述移动套筒(102)位于套管(106)的底部；

所述下插管(301)的顶部活动插接有上插管(300)，所述下插管(301)的底部转动套接有上安装环(302)，所述上安装环(302)的截面形状与大小均与下安装环(200)相适配。

2.根据权利要求1所述的一种输油臂自动对接系统，其特征在于，每个所述套管(106)的两侧均转动连接有对称分布的第一拉板(104)和第二拉板(105)，所述第一拉板(104)与第二拉板(105)两端之间的距离相适配，所述第一拉板(104)与第二拉板(105)的方向相互平行，所述第一拉板(104)与第二拉板(105)的另一端转动连接在进油管(100)的侧面，所述第一拉板(104)位于第二拉板(105)的底部，且第一拉板(104)位于移动套筒(102)的顶部。

3.根据权利要求1所述的一种输油臂自动对接系统，其特征在于，所述上安装环(302)上开设有多个圆孔(303)，所述圆孔(303)的数量与位置均与顶杆(203)相适配，所述上安装环(302)底部位于相邻两个圆孔(303)之间安装有导向板(304)，所述导向板(304)的截面形状呈V型，且导向板(304)的两端分别与两侧的圆孔(303)边缘相切，所述下安装环(200)的顶部开设有多个适配槽(202)，所述适配槽(202)与导向板(304)相互适配。

4.根据权利要求3所述的一种输油臂自动对接系统，其特征在于，所述上安装环(302)的顶部与圆孔(303)相对位置处设置有第一顶杆(401)，相邻两个所述第一顶杆(401)之间设置有第二顶杆(402)，所述第二顶杆(402)的底部固定安装在上安装环(302)的顶部，所述第一顶杆(401)与第二顶杆(402)的顶部均固定安装有活塞(403)，所述活塞(403)的外侧活动套接有连通腔(400)，所述连通腔(400)内装有液压油，所述连通腔(400)转动套接在上插管(300)的外侧。

5.根据权利要求1所述的一种输油臂自动对接系统，其特征在于，所述上插管(300)的内部固定安装有支撑板(600)，所述支撑板(600)的截面形状呈十字型，且所述支撑板(600)的底部固定安装有支撑杆(601)，所述支撑杆(601)的底部固定安装有封块(602)，所述封块(602)的截面形状呈圆台形。

6.根据权利要求1所述的一种输油臂自动对接系统，其特征在于，所述下插管(301)的内壁安装有封环(603)，所述封环(603)的形状与封块(602)相适配，所述封环(603)的顶部安装有多个等间距分布的限位杆(604)，所述限位杆(604)的外侧活动套接有定位筒(607)，所述定位筒(607)的一侧固定安装在上插管(300)的内壁，所述限位杆(604)的顶部固定安装有限位块(606)，所述限位杆(604)上活动套接有第二弹簧(605)，所述第二弹簧(605)的两端分别固定安装在限位块(606)的底部和定位筒(607)的顶部。

7.根据权利要求1所述的一种输油臂自动对接系统，其特征在于，所述顶杆(203)的顶部安装有挡板(204)，所述挡板(204)的截面形状与大小均与圆孔(303)相适配，所述挡板(204)的底部两侧转动连接有转板(210)，所述转板(210)位于顶杆(203)的两侧，所述转板(210)与挡板(204)连接处安装有扭簧(211)，所述顶杆(203)的底部固定安装有顶块(205)。

8.根据权利要求7所述的一种输油臂自动对接系统，其特征在于，所述顶杆(203)的顶部两侧开设有凹槽(209)，所述凹槽(209)内滑动连接有挡杆(208)，所述挡杆(208)的两端位于两个转板(210)的顶部，所述挡杆(208)的底部固定安装有拉杆(207)，所述拉杆(207)的底部活动贯穿顶杆(203)与顶块(205)并延伸至外侧，所述拉杆(207)外端安装有铁块(206)，所述移动套筒(102)的内壁安装有磁铁(103)，所述磁铁(103)的位置与铁块(206)的位置相对应。

9.根据权利要求1所述的一种输油臂自动对接系统，其特征在于，所述上安装环(302)的顶部位于圆孔(303)外侧设置有卡块(500)，所述卡块(500)的截面形状呈倒梯形，所述卡块(500)的一端安装有两个滑杆(501)，两个所述滑杆(501)的上均活动套接有固定筒(503)，所述固定筒(503)的底部固定安装在上安装环(302)的顶部，所述滑杆(501)上活动套接有第一弹簧(502)，所述第一弹簧(502)的两端分别固定安装在卡块(500)一端和固定筒(503)一端。

10.一种输油臂自动对接系统的使用方法，其特征在于，利用权利要求1～9中任一权利要求所述的输油臂自动对接系统，所述一种输油臂自动对接系统的使用方法的步骤如下：

S1、进行输油臂的对接时，将上插管(300)、下插管(301)以及上安装环(302)整体下降，并使上安装环(302)的底部抵住挡板(204)的顶部，此时启动液压缸(101)，液压缸(101)带动移动套筒(102)上升，移动套筒(102)上升过程中抵住第一拉板(104)，并使其转动，第一拉板(104)带动套管(106)移动，同时第二拉板(105)与第一拉板(104)的长度相同且相互平行，使得套管(106)能够平行移动；

S2、多个套管(106)移动并带动顶杆(203)移动，顶杆(203)带动挡板(204)移动，从而将下插管(301)的底部推向进油管(100)的中心处，挡板(204)在移动的过程中通过导向板(304)带动上安装环(302)转动，并使圆孔(303)的位置转至与挡板(204)相对位置处；

S3、液压缸(101)继续带动移动套筒(102)移动，移动套筒(102)的内壁磁铁(103)抵住铁块(206)，铁块(206)抵住顶块(205)，顶块(205)通过顶杆(203)带动挡板(204)上升，挡板(204)抵住第一顶杆(401)使其上升，第一顶杆(401)通过活塞(403)压缩连通腔(400)内的液压油，并带动第二顶杆(402)下移，第二顶杆(402)带动上安装环(302)下降，从而带动下插管(301)下降，并与进油管(100)和下安装环(200)连接；

S4、下插管(301)移动时带动封环(603)下降，从而使封环(603)与封块(602)分离，此时上插管(300)和下插管(301)的通路打开，挡板(204)移动的过程中抵住卡块(500)，并使其向一侧移动，当挡板(204)与卡块(500)错开时，第一弹簧(502)的弹力带动卡块(500)复位，从而对挡板(204)进行锁定，实现对进油管(100)的固定；

S5、需要进行输油臂的断开时，收缩液压缸(101)，液压缸(101)拉动移动套筒(102)下降，移动套筒(102)通过磁铁(103)的磁力吸附铁块(206)使其下降，铁块(206)通过拉杆(207)带动挡杆(208)下降，挡杆(208)向下拨动转板(210)，转板(210)抵住卡块(500)，并使其向一侧移动，从而使挡板(204)能够下降，并通过圆孔(303)与上安装环(302)脱离，此时第二弹簧(605)的弹力带动限位块(606)上移，通过限位杆(604)带动封环(603)和下插管(301)上移，封环(603)与封块(602)配合，从而使上插管(300)与下插管(301)的通路闭合。