[發(fā)明專利]天然氣輸送管道智能鋪設(shè)機(jī)器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610822970.9
• 申請日: 2016-09-13
• 公開（公告）號: CN107813315A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王春海;劉芳;王子溪
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市安維康家科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J13/08;B23P23/04;B23Q7/04;F16L1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管道鋪設(shè)設(shè)備，尤其是一種天然氣輸送管道智能鋪設(shè)機(jī)器人。

背景技術(shù)

開發(fā)利用新興能源，提高資源綜合利用效率，是我國能源工業(yè)能否持續(xù)支撐國家現(xiàn)代化建設(shè)的關(guān)鍵所在,無論從目前國家的資源配置、可持續(xù)發(fā)展對環(huán)境保護(hù)的要求、以及國家地緣政治的現(xiàn)實狀況，天然氣無疑是目前最理想、最切實際、最具前途的新興能源,隨著我國的社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，天然氣成為主要能源將是一個必然的趨勢,,目前直徑1.0米以上的金屬管道的鋪設(shè)基本都是半機(jī)械化的，挖掘、鋪設(shè)、焊接、測量、監(jiān)察、檢測、填埋各系統(tǒng)各自獨立，需要人為協(xié)調(diào)、指揮，自動化程度低，人員占用多，勞動強(qiáng)度大，自然環(huán)境、焊接環(huán)境惡劣、輸送效率低，鋪設(shè)周期長、鋪設(shè)成本高。因此在這些長距離大口徑管線建設(shè)中采用自動化鋪設(shè)技術(shù)已勢在必行，一套合適的設(shè)計方案對油氣管道的鋪設(shè)具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種自動化程度高的天然氣輸送管道智能鋪設(shè)機(jī)器人。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的天然氣輸送管道智能鋪設(shè)機(jī)器人包括平臺、主機(jī)架、操作室、導(dǎo)航分系統(tǒng)、管件抓取輸送分系統(tǒng)、管件端面預(yù)處理分系統(tǒng)、在線測量分系統(tǒng)、管件支撐分系統(tǒng)、焊接及其質(zhì)量檢查分系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；

所述平臺底部設(shè)有用于移動的履帶

所述主機(jī)架能夠相對平臺Z向水平移動；

所述操作室設(shè)置在平臺上；

所述導(dǎo)航分系統(tǒng)用于對施工現(xiàn)場進(jìn)行定位，以保證整個機(jī)器人按照規(guī)劃線路進(jìn)行施工；

所述管件抓取輸送分系統(tǒng)用于抓取管件并將管件送至溝槽內(nèi)，該管件抓取輸送分系統(tǒng)包括安裝在主機(jī)架上的兩個能夠?qū)崿F(xiàn)X向水平移動的機(jī)械臂、分別安裝在兩個機(jī)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(yù)處理分系統(tǒng)用于對管件兩端進(jìn)行坡口加工，該管件端面預(yù)處理分系統(tǒng)包括能夠自主轉(zhuǎn)動并對稱安裝在平臺上且用于固定管件的兩個漲緊機(jī)構(gòu)、能夠轉(zhuǎn)動地安裝在兩個漲緊機(jī)構(gòu)上且用于對管件兩端進(jìn)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(jī)構(gòu)能夠相對伸縮，該兩個漲緊機(jī)構(gòu)插進(jìn)管件兩端內(nèi)孔并漲緊固定，且兩個漲緊機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動能夠帶動管件一起轉(zhuǎn)動；所述在線測量分系統(tǒng)在端面預(yù)處理分系統(tǒng)對管件的兩個端面處理的同時進(jìn)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(biāo)，并將測量數(shù)據(jù)發(fā)送至所述控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對最終測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，篩選出最大壁厚和最小壁厚尺寸數(shù)據(jù)，并追蹤其位置坐標(biāo)記錄在控制系統(tǒng)中，在管件上分別做出明顯標(biāo)示兩端各自最大、最小壁厚位置，控制系統(tǒng)再驅(qū)動管件端面預(yù)處理系統(tǒng)兩端的漲緊機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)停止時，當(dāng)前管件的當(dāng)前焊接端面與前一件管件的當(dāng)前焊接端面按照重合面積最大原則進(jìn)行匹配；

所述管件支撐分系統(tǒng)用于支撐已放入至溝槽內(nèi)的管件，該管件支撐分系統(tǒng)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(jī)構(gòu)與平臺底盤連接，下端設(shè)有一能夠插入到管件內(nèi)孔中并鎖定管件的卡緊塊，在滑行機(jī)構(gòu)和卡緊塊之間設(shè)有一伸縮桿，所述伸縮桿上還設(shè)有用于檢查當(dāng)前管件姿態(tài)的第一攝像測量裝置，所述第一攝像測量裝置的測量數(shù)據(jù)經(jīng)所述在線測量分系統(tǒng)發(fā)送至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制驅(qū)動所述吊鉤組件在X向和Z向移動，對當(dāng)前管件姿態(tài)進(jìn)行微調(diào)直至符合管道鋪設(shè)規(guī)范；

所述焊接及其質(zhì)量檢查分系統(tǒng)，其可收放的安裝在平臺底盤后端且用于焊接當(dāng)前管件和前一件管件間的連接處，該焊接及其質(zhì)量檢查分系統(tǒng)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(huán)體結(jié)構(gòu)，該焊接組件A和焊接組件B內(nèi)環(huán)周向分別設(shè)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(shè)有環(huán)形導(dǎo)軌裝置，所述環(huán)形導(dǎo)軌裝置上安裝有多個焊機(jī)行走機(jī)構(gòu)，每個所述焊機(jī)行走機(jī)構(gòu)上分別設(shè)有一用于焊接當(dāng)前管件和前一件管件連接處的焊槍和一用于對焊縫進(jìn)行檢查的無損探傷監(jiān)測裝置，所述焊接組件A上還設(shè)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(jié)構(gòu)，拉桿伸出長圓結(jié)構(gòu)插入到焊接組件B上相應(yīng)形狀的槽孔內(nèi)，再旋轉(zhuǎn)拉桿90°，拉桿上的長圓結(jié)構(gòu)與焊接組件B上的槽孔孔型呈十字交叉狀態(tài)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(shè)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(shù)據(jù)經(jīng)所述在線測量分系統(tǒng)發(fā)送至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制焊接組件B鎖定管件；