[發明專利]用于微細管水下維修的系統及方法

有效

• 申請號: 202210914524.6
• 申請日: 2022-08-01
• 公開（公告）號: CN115106619B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 朱加雷;李松釗;李守根;趙曉鑫;李叢偉
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: B23K9/133
• 分類號: B23K9/133;B23K9/32;B23K9/00
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 劉迪

1.一種用于微細管水下維修的系統，其特征在于，包括：

圍在微細管維修處周圍且用于排出微細管維修處周圍的水的密閉單元；

與所述密閉單元連接且用于維修微細管的維修單元；

與所述密閉單元連接且用于帶動所述密閉單元運動的運動機構；

設置在所述密閉單元中的監控系統；

所述運動機構包括：

與所述密閉單元連接的極坐標模塊，所述極坐標模塊具有相互垂直的X1軸和Y1軸、相互垂直的X2軸和Y2軸，所述極坐標模塊能夠帶動所述密閉單元以X1軸為軸轉動、以Y1軸為軸轉動、沿X2軸移動、沿Y2軸移動；

連接在所述極坐標模塊上方且用于帶動所述極坐標模塊轉動的角度調整模塊；

連接在所述角度調整模塊上方且用于帶動所述角度調整模塊轉動的圓周運動模塊；

連接在所述圓周運動模塊上方且用于帶動所述圓周運動模塊移動和/或轉動的并聯機械手；

所述極坐標模塊包括：

Y1軸轉動組件，包括第一機座、齒圈、與所述齒圈的內側嚙合的圓柱齒輪、驅動所述圓柱齒輪轉動的第一電機，所述齒圈的軸向為Y1軸，所述圓柱齒輪與所述第一電機均設置在所述第一機座上，所述齒圈與所述角度調整模塊連接；

X2軸移動組件，包括第二機座、轉接塊、驅動所述轉接塊沿所述第二機座直線往復運動的第二電機，所述第二機座的長度方向為X2軸，所述第二電機設置在所述第二機座上，所述第二機座與所述第一機座連接；

Y2軸移動組件，包括第三機座、連接板、驅動所述連接板沿所述第三機座直線往復運動的第三電機，所述第三機座的長度方向為Y2軸，所述第三電機設置在所述第三機座上，所述第三機座與所述轉接塊連接；

X1軸轉動組件，包括旋轉盤、驅動所述旋轉盤轉動的第四電機，所述旋轉盤的軸向為X1軸，所述旋轉盤與所述連接板轉動連接，所述密閉單元連接在所述旋轉盤上；

所述角度調整模塊包括：

軌道機架，與所述圓周運動模塊連接；

擺軸，上端與所述軌道機架轉動連接，下端通過交叉架與所述極坐標模塊固定連接；

第五電機，驅動所述擺軸轉動；

其中，所述擺軸的轉動軸與Y1軸相互垂直；

所述圓周運動模塊包括：

上環架，與所述并聯機械手連接；

轉動架，上端與所述上環架轉動連接，下端與所述角度調整模塊固定連接；

第六電機，驅動所述轉動架自轉；

所述并聯機械手包括固定體、三個液壓缸，所述液壓缸的上端均與所述固定體鉸接，且所述液壓缸的下端均與所述圓周運動模塊鉸接；

所述密閉單元包括：

與所述運動機構固定連接的軸支架；

設置在所述軸支架中的轉軸；

排水罩，包括與所述轉軸轉動連接的第一分體罩、第二分體罩，所述第一分體罩與所述第二分體罩能夠扣合和分離，且所述第一分體罩與所述第二分體罩上設有扣合時能夠卡住微細管的缺口；

驅動所述第一分體罩轉動的第一動力缸；

驅動所述第二分體罩轉動的第二動力缸；

與所述排水罩通過通氣管連通的氣泵，所述氣泵用于排出所述排水罩中的水。

2.如權利要求1所述的用于微細管水下維修的系統，其特征在于，所述維修單元包括：

連接在所述排水罩中的填絲管；

與所述填絲管連接的送絲機；

連接在所述排水罩中的焊槍；

與所述焊槍電連接的焊接電源。

3.如權利要求1所述的用于微細管水下維修的系統，其特征在于，還包括數據采集單元、電控柜，所述數據采集單元用于采集微細管維修處的位置，所述密閉單元、所述維修單元、所述運動機構、所述監控系統、所述數據采集單元均與所述電控柜電連接。

4.一種用于微細管水下維修的方法，其特征在于，應用權利要求1-3所述的用于微細管水下維修的系統，包括：

確認水下微細管產生缺陷并進行缺陷評估；

通過數據采集單元對維修位置進行測量；

將用于微細管水下維修的系統安裝到維修位置上方；

操控角度調整模塊轉動，以使排水罩適應微細管的角度；

操控圓周運動模塊自轉，以調整密閉單元的傾斜方向；

操控并聯機械手運行，以使極坐標模塊的齒圈與微細管同軸心；

操控極坐標模塊運行，通過Y1軸轉動組件以Y1軸為軸進行環向方位調整，通過Y2軸移動組件沿Y2軸進行高低位置調整，通過X2軸移動組件沿X2軸進行徑向方位調整，通過Y2軸轉動組件以Y2軸為軸進行角度微調；

再次操控X2軸移動組件，令排水罩以敞開狀到達能夠將微細管卡住的位置；

操控第一動力缸、第二動力缸，令排水罩閉合；

開啟氣泵向排水罩內充氣排水；

在監控系統的視覺引導下通過極坐標模塊運行進行微調，令填絲管、焊槍對準微細管維修位置；

維修單元啟動，同時Y1軸轉動組件運動一周，完成焊接；

排水罩打開并遠離微細管，回收用于微細管水下維修的系統。