[發明專利]海底管道安裝伺服機器人

有效

• 申請號: 201710160026.6
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106870875B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 趙勁松;王志鵬;趙子寧;張傳筆
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F16L55/40
• 分類號: F16L55/40;F16L55/28;F16L101/00;F16L101/30
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 崔鳳英

1.一種海底管道安裝伺服機器人，其特征在于，包括插入機構、承插機構、送進機構、監測系統，所述插入機構包括插入主體、插入液壓缸、插入橡膠板、插入滾輪和插入升降螺桿，所述插入滾輪安裝在插入升降螺桿上，所述插入橡膠板安裝在插入液壓缸的活塞桿上，所述插入主體為中空三平面周等分柱體，三平面的中垂面相互成120°，三個平面上的兩端對稱布置安裝兩組插入液壓缸和兩組插入升降螺桿，每組各有插入液壓缸3個、插入升降螺桿3個，所述插入滾輪通過插入升降螺桿使其與插入管內壁相接觸且可在插入管內壁滾動，所述橡膠板面呈圓弧面可在活塞桿伸縮下與插入管內壁接觸或分離；所述承插機構包括承插主體、承插液壓缸、承插橡膠板、承插滾輪和承插升降螺桿，所述承插機構各構件結構、作用及安裝與插入機構的對應相同；所述送進機構包括支撐桿、3個送進液壓缸，所述支撐桿通過中空孔與承插主體固定連接且與插入主體構成移動副，插入主體可以在支撐桿上滑動，所述送進液壓缸的缸體固定在承插主體平面上，活塞桿固定在插入主體平面上；插入液壓缸與承插液壓缸均采用力位混合伺服控制；送進液壓缸采用位置伺服控制；所述監測系統分別與插入機構、承插機構連接。

2.根據權利要求1所述的海底管道安裝伺服機器人，其特征在于，所述監測系統包括攝像頭、插入位置傳感器、插入力傳感器、承插位置傳感器、承插力傳感器、送進位置傳感器，所述攝像頭安裝在承插主體上，插入位置傳感器兩端分別與插入主體和插入液壓缸連接，插入力傳感器安裝在插入橡膠板凹槽中，承插位置傳感器兩端分別與承插主體和承插液壓缸連接，承插力傳感器安裝在承插橡膠板凹槽中，送進位置傳感器一端安裝在承插主體上，另一端安裝在插入主體上。

3.根據權利要求1所述的海底管道安裝伺服機器人，其特征在于，所述插入液壓缸或承插液壓缸活塞桿伸出至插入橡膠板或承插橡膠板接觸到管壁前，采用位置伺服控制，由位置傳感器測量位移大小，以使承插管和插入管的軸線重合；所述插入液壓缸或承插液壓缸活塞桿伸出至插入橡膠板或承插橡膠板接觸到管壁后，采用力伺服控制，由力傳感器測量力的大小，以控制承插動作所需的力；送進液壓缸收縮時采用位置伺服控制，由位置傳感器測量位移大小，以控制承插管或插入管的插入深度誤差。