[發明專利]城鎮金屬管道智能鋪設機器人

在審

• 申請號: 201610814417.0
• 申請日: 2016-09-11
• 公開（公告）號: CN107816578A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 王春海;劉芳;王子溪
• 申請（專利權）人: 天津市安維康家科技發展有限公司
• 主分類號: F16L1/036
• 分類號: F16L1/036;F16L1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種管道鋪設設備，尤其是一種城鎮金屬管道智能鋪設機器人。

背景技術

目前，我國經濟建設發展迅猛，尤其是城市基礎設施建設的推進及城市交通的壓力，對于管道鋪設占道造成的環境污染、交通堵塞等諸多問題日益突出，管道鋪設智能化、系統化所具備的環保、節時和高效優勢明顯，同時其經濟性更具有競爭力，管道鋪設機器人具有數以千億計的市場規模。以前管道的鋪設基本都是半機械化的，挖掘、鋪設、焊接、測量、監察、檢測、填埋各系統各自獨立，需要人為協調、指揮，自動化程度低，人員占用多，勞動強度大，自然環境、焊接環境惡劣、輸送效率低，鋪設周期長、鋪設成本高。因此在這些管線建設中采用自動化鋪設技術已勢在必行，一套合適的設計方案對城市管道的鋪設具有重大意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種自動化程度高的城鎮金屬管道智能鋪設機器人。

為了解決上述技術問題，本發明的城鎮金屬管道智能鋪設機器人包括平臺、主機架、操作室、導航分系統、管件抓取輸送分系統、管件端面預處理分系統、在線測量分系統、管件支撐分系統、焊接及其質量檢查分系統和控制系統；

所述平臺底部設有用于移動的履帶

所述主機架能夠相對平臺Z向水平移動；

所述操作室設置在平臺上；

所述導航分系統用于對施工現場進行初步定位，以保證整個機器人行駛至施工現場；

所述管件抓取輸送分系統用于抓取管件并將管件送至溝槽內，該管件抓取輸送分系統包括安裝在主機架上的兩個能夠實現X向水平移動的機械臂、分別安裝在兩個機械臂端部的兩個伸縮裝置以及用于抓取管件的兩個抓手，所述兩個抓手分別安裝在兩個伸縮裝置輸出端且該兩個抓手能夠Y向豎直移動；

所述管件端面預處理分系統用于對管件兩端進行坡口加工，該管件端面預處理分系統包括能夠自主轉動并對稱安裝在平臺上且用于固定管件的兩個漲緊機構、能夠轉動地安裝在兩個漲緊機構上且用于對管件兩端進行坡口加工的多個刀具以及可收放的安裝在平臺上且用于頂起管件的多個支撐輪，所述兩個漲緊機構能夠相對伸縮，該兩個漲緊機構插進管件兩端內孔并漲緊固定，且兩個漲緊機構的轉動能夠帶動管件一起轉動；所述在線測量分系統在端面預處理分系統對管件的兩個端面處理的同時進行同步測量，分別測量管件每個端面的幾何尺寸及其位置坐標，并將測量數據發送至所述控制系統，控制系統對最終測量數據進行分析，篩選出最大壁厚和最小壁厚尺寸數據，并追蹤其位置坐標記錄在控制系統中，在管件上分別做出明顯標示兩端各自最大、最小壁厚位置，控制系統再驅動管件端面預處理系統兩端的漲緊機構旋轉停止時，當前管件的當前焊接端面與前一件管件的當前焊接端面按照重合面積最大原則進行匹配；

所述管件支撐分系統用于支撐已放入至溝槽內的管件，該管件支撐分系統包括托起在管件中部的中間支撐組件和能夠升降且用于鎖緊固定在管件前端的吊鉤組件，所述中間支撐組件可收放的安裝在平臺底盤中部，所述吊鉤組件上端通過一滑行機構與平臺底盤連接，下端設有一能夠插入到管件內孔中并鎖定管件的卡緊塊，在滑行機構和卡緊塊之間設有一伸縮桿，所述伸縮桿上還設有用于檢查當前管件姿態的第一攝像測量裝置，所述第一攝像測量裝置的測量數據經所述在線測量分系統發送至控制系統，控制系統控制驅動所述吊鉤組件在X向和Z向移動，對當前管件姿態進行微調直至符合管道鋪設規范；

所述焊接及其質量檢查分系統，其可收放的安裝在平臺底盤后端且用于焊接當前管件和前一件管件間的連接處，該焊接及其質量檢查分系統包括焊接組件A和焊接組件B，所述焊接組件A和焊接組件B均為環體結構，該焊接組件A和焊接組件B內環周向分別設有多個滾動支架，每個滾動支架底部安裝有滾輪和用于吸附在管件上的第一電磁吸盤，所述焊接組件A上設有環形導軌裝置，所述環形導軌裝置上安裝有多個焊機行走機構，每個所述焊機行走機構上分別設有一用于焊接當前管件和前一件管件連接處的焊槍和一用于對焊縫進行檢查的無損探傷監測裝置，所述焊接組件A上還設有多個能夠伸縮的拉桿，其中拉桿的外端固定有一個長圓結構，拉桿伸出長圓結構插入到焊接組件B上相應形狀的槽孔內，再旋轉拉桿90°，拉桿上的長圓結構與焊接組件B上的槽孔孔型呈十字交叉狀態后回收鎖緊以將焊接組件A和焊接組件B固接在在一起，所述焊接組件B上還設有一用于測定焊接組件B和管件位置的第二攝像測量裝置，所述第二攝像測量裝置的測量數據經所述在線測量分系統發送至控制系統，控制系統控制焊接組件B鎖定管件；

所述控制系統用于控制整個機器人的作業動作。

所述履帶數量為兩條且兩條履帶分置在平臺底部兩側。