[實用新型]適于山地施工的智能型氣動內(nèi)對口器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220364188.4
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN202825095U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邢彤;王磊;孟彬
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23K37/053
• 分類號: B23K37/053
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及管線焊接施工設(shè)備，尤其是一種氣動內(nèi)對口器。

背景技術(shù)

氣動內(nèi)對口器是用在管線焊接施工中，從鋼管內(nèi)部以徑向力把兩根待組對管管口迅速組對，且滿足管線焊接要求的一種專用機(jī)械。它是以壓縮空氣為動力源來實現(xiàn)設(shè)備的驅(qū)動與操作。現(xiàn)有的管道內(nèi)對口器不能在坡度超過30°時行走，在上坡路行走時，由于剎車控制閥與行走控制閥互鎖的控制方式造成的停車可靠性差，另外，下坡時易發(fā)生溜坡，有很大的安全隱患。在有坡度時，現(xiàn)有的對口器在管道口調(diào)整位置很困難，效率很低。

山地管道施工時，由于坡度大，內(nèi)對口器重量大，手動控制對口器行走困難非常大。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有氣動內(nèi)對口器不能適用于坡度較大場合、可靠性差、存在安全隱患的不足，本實用新型提供一種有效適用于坡度較大場合、不同坡度時智能定速行走的適于山地施工的智能型氣動內(nèi)對口器。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種適于山地施工的智能型氣動內(nèi)對口器，包括對口工作部、行走段和儲氣罐，所述行走段包括車架、行走輪、驅(qū)動輪和剎車塊，所述車架上沿車架的中心軸方向依次布置2個行走輪、驅(qū)動輪、剎車塊和2個行走輪，從軸向上看行走輪位于車架的下半圓，驅(qū)動輪和剎車塊位于車架的上半圓；徑向分布為2個行走輪關(guān)于Y軸對稱，行走輪安裝在車架上，驅(qū)動輪通過一個銷軸安裝在驅(qū)動輪支撐臂的一端，所述驅(qū)動輪支撐臂的中部可轉(zhuǎn)動地安裝在第一回轉(zhuǎn)軸上，所述第一回轉(zhuǎn)軸固定安裝在車架上，所述驅(qū)動輪支撐臂的另一端通過鉸鏈與第一滑套聯(lián)接，所述驅(qū)動輪與驅(qū)動裝置連接；剎車塊通過一個銷軸安裝在剎車塊支撐臂的一端，所述剎車塊支撐臂的中部可轉(zhuǎn)動地安裝在第二回轉(zhuǎn)軸上，所述第二回轉(zhuǎn)軸固定安裝在車架上，所述剎車塊支撐臂的另一端通過鉸鏈與第二滑套聯(lián)接；

所述兩個滑套可滑動的套裝在中心軸上，所述滑套與用于推動滑套伸縮的伸縮機(jī)構(gòu)連接；

所述對口工作部與滑柱固定連接，所述滑柱可滑動地安裝在滑套內(nèi)，所述滑套固定安裝在車架的一側(cè)上，所述滑柱與第三氣缸的活塞桿連接；所述車架的另一側(cè)通過鉸鏈與儲氣罐連接。

進(jìn)一步，所述驅(qū)動裝置為氣馬達(dá)，所述氣馬達(dá)安裝在車架上。

所述伸縮機(jī)構(gòu)包括第一氣缸和第二氣缸，第一氣缸安裝在對口器機(jī)架中心，活塞桿與第一滑套連接；第二氣缸也安裝在對口器機(jī)架中心，活塞桿與第二滑套連接；第一和第二兩個氣缸相對布置在中心軸兩端。

更進(jìn)一步，所述儲氣罐的外側(cè)等圓弧間隔地設(shè)置三個滾輪。

智能控制系統(tǒng)包括工控機(jī)，對口器內(nèi)PLC控制器及其輸入部分、輸出部分，操作儀部分。對口器控制器與工業(yè)控制計算機(jī)設(shè)計有通信接口。對口器控制器的輸入部分包括：光纖傳感器、光電編碼器、傾角傳感器、氣缸磁性開關(guān)、電源電壓信號、氣壓傳感器。

(1)光纖傳感器。光纖傳感器用于對口器的定位，當(dāng)光纖傳感器在管道內(nèi)時輸出高電平，當(dāng)光纖傳感器出管后輸出低電平，輸出控制信號。采用兩級定位確保定位精度，當(dāng)一級光纖傳感器輸出定位信號時，說明對口器快到定位位置了，對口器立即減速，按照設(shè)定程序停止；控制第三氣缸工作，將對口工作部向前推出，當(dāng)二級光纖傳感器輸出定位信號后第三氣缸停止，確保定位精度2mm，這時可以進(jìn)行對口動作。

(2)光電編碼器。光電編碼器安裝于驅(qū)動輪上。控制器通過高速計數(shù)接口采集此信號，計算前進(jìn)速度，并可用此計算對口器前進(jìn)的距離。

(3)傾角傳感器。傾角傳感器安裝于對口器上，用于測量管道與水平面的傾角。對口器上坡時此傾角為正，對口器下坡時此傾角為負(fù)。控制器根據(jù)此傾角決定對口器的行走控制模式即水平、上坡、下坡工作模式，即不同工作模式下兩個比例減壓閥的控制參數(shù)不同。

(4)氣缸磁性開關(guān)。氣缸磁性開關(guān)用于檢測各氣缸伸出或收回是否到位，控制器據(jù)此信號判斷機(jī)構(gòu)運(yùn)動是否正確或氣缸故障。

(5)電源電壓信號。電源電壓信號送到控制器進(jìn)行監(jiān)控，確保控制器的電壓供電穩(wěn)定。當(dāng)電壓低于某一設(shè)定值時首先進(jìn)行報警，提示操作者停機(jī)確保安全，若操作者在一定時間內(nèi)未停機(jī)，控制器通過斷電回路自動給系統(tǒng)斷電，這時系統(tǒng)處于剎車狀態(tài)。若此時不強(qiáng)制斷電，控制器可能出現(xiàn)不可預(yù)料的邏輯錯誤，發(fā)生安全事故。

(6)氣壓傳感器。氣壓傳感器用于檢測啟動系統(tǒng)電壓。氣壓低于某一設(shè)定值時進(jìn)行報警。

對口器控制器的輸出部分包括：氣動電磁閥、氣動比例減壓閥、控制器斷電回路、聲光報警器。

(1)氣動電磁閥。控制系統(tǒng)通過電磁閥輸出接口并根據(jù)控制要求對這些閥進(jìn)行邏輯控制。