一种山地管道维抢修切割坡口机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种山地管道维抢修切割坡口机器人，包括切割模块、吊装模块、移动模块、撬装模块，该装置既可远程控制管道的自动夹持、爬管、切割、碎屑及火花收集作业，又可根据需求在切割过程中实时调整切割枪的位姿，解决了设备难以整体运输和进场的难题，以满足山地等恶劣环境的大口径管道快速维抢修切割作业。本发明专利技术设置液压缸Ⅰ、液压缸Ⅱ、电机Ⅳ实现管道的自动夹持与切割位置的自动调整；冷风机可降低切口处的温度，防护罩和电磁铁可收集碎屑及火花；电动推杆、电机Ⅰ、电机Ⅱ可实现管道的直口切割、斜口切割、坡口切割和复杂曲线切割；吊装模块、移动模块及撬装模块使装置便于移动、运输及安装，以便快速完成管道的维抢修作业。以便快速完成管道的维抢修作业。以便快速完成管道的维抢修作业。

【技术实现步骤摘要】
一种山地管道维抢修切割坡口机器人


[0001]本专利技术涉及管道切割
，尤其涉及一种山地管道维抢修切割坡口机器人。

技术介绍

[0002]管道作为能源输送系统的主要载体，其安全使用是保障能源稳定输送和运行的关键。近年来，随着我国经济的快速发展，我国能源化工生产建设和城市化建设速度的不断加快，管件生产和制造行业得到了空前的发展，从而引起管件需求量的不断攀升。但是由于管道大多铺设在山地等较为恶劣的环境，在管道使用的过程中，常常会出现管道的渗漏、破裂等情况，一旦产生泄露，不仅会造成泄漏点的检查和维修的困难，还会造成资源的浪费和环境的污染。正因为如此，就需要对其迅速进行维抢修作业，将破损的部分切割下来，再更换焊接新的管道，从而恢复整个管道的正常输送。但是，目前用于管道维抢修作业的切割方法及切割设备仍存在诸多不足或问题，具体如下：
[0003](1)现有类似装置自动化程度低且夹持机构多为螺杆式，切割前需要人工操作夹持机构和移动切割装置的轴向位置，作业完成后，又需要人工手动拆卸夹紧机构，重新手动调整切割装置至下一切割位置，这导致了需要在管道上频繁拆卸和安装切割装置，操作繁琐且切割效率低。
[0004](2)切割枪在切削时会产生大量携带巨大热量的碎屑及火花，这些高温碎屑及火花溅出容易造成人员的烫伤，且在管道铺设的山地、森林等环境下，这些高温火花和碎屑容易引起火灾和环境污染等其他危险事故，同时由于切口温度极高，容易造成切口处的热变形及碎屑的粘黏，这会导致切口处切割质量的降低，不利于后续的管道焊接作业，但是现有类似装置并未考虑这些高温火花及碎屑对人员及环境安全的影响。
[0005](3)现有大部分切割装置仅能实现对管道的直口切割，无法实现对管道的斜口切割、坡口切割及复杂曲线切割，这大大降低了切割装置的适用性，即使一部分切割装置通过螺纹螺杆结构实现上述要求，但螺纹配合面产生的摩擦损失大，传动效率低，螺纹螺杆磨损后会带来切割作业的机械振动和切割不连续，且这类设备往往固定在工厂，不易携带。
[0006](4)现有管道切割作业中所需各设备未能考虑整体运输，是以散开的状态运送至施工现场，导致维抢修作业耗费时间长，且在山地等恶劣环境下大型吊车不易进场作业，但大口径管道切割设备自身体积和重量较大，在现场使用时难以移动、运输及安装，这不符合山地等恶劣环境下的管道切割作业。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于：针对现有类似装置结构及功能装置在应用中所存在的问题，以及山地等铺设环境下的管道切割作业，专利技术一种山地管道维抢修切割坡口机器人。所述的切割模块中的液压缸Ⅰ、液压缸Ⅱ可控制锁紧块的运动实现管道的自动夹持，且电机Ⅳ可控制爬行轮的转动，实现该装置在管道上的轴向移动，解决现有切割装置需人工手动调节夹持装置和调整轴向切割位置，频繁拆卸和安装造成的操作繁琐和切割效率低的难题；所
述切割模块中的防护罩和电磁铁可实现对高温碎屑及火花的阻挡和收集，冷风机可降低切割部位的温度，减少切口处产生的热变形和碎屑的粘黏，解决了高温碎屑及火花对人员及环境产生危害且切口处切割质量较低的难题；所述的切割模块中的电动推杆通过调节推杆的长度来控制切割枪的轴向位置，电机Ⅰ实现切割枪切割坡口的调节，电机Ⅱ实现切割枪切割高度调节，同时配合驱动齿轮的的啮合传动，实现对管道的直口切割、斜口切割、坡口切割及复杂曲线切割，响应速度更快，切割作业平稳连续，解决了现有切割装置适用性低，无法满足管道的斜口切割、坡口切割及复杂曲线切割，克服了螺纹螺杆传动产生的机械振动和切割不连续的难题；所述撬装模块结构紧凑，所述的吊装模块可实现切割装置在运输管道上的运输及安装，所述的移动模块可实现该装置在施工现场的灵活移动，克服了现有切割装置在山地等恶劣环境不易移动、运输及安装的难题。
[0008]本专利技术专利解决其技术问题采用如下技术方案：一种山地管道维抢修切割坡口机器人，其特征在于，包括：切割模块、吊装模块、移动模块和撬装模块。
[0009]所述的切割模块由行走轮、行走轮连接板、防护罩、电磁铁、夹持环、电机Ⅰ、切割枪、固定块、电机Ⅱ、调节柱、电机Ⅲ、传动部件、可伸缩软管、电动推杆、控制箱、冷风机、驱动齿轮、半环轮Ⅰ、吊环、半环轮Ⅲ、液压缸Ⅰ、侧板Ⅰ连接块、液压缸Ⅱ、侧板Ⅰ、锁紧块、侧板Ⅱ、爬行轮、电机Ⅳ、半轮环Ⅳ、弹性金属、半轮环Ⅱ、连接轴、滚轮和螺母组成；所述切割枪安装在夹持环内，所述固定块上设有穿孔Ⅱ，下端面线性分布有四个防护罩连接孔Ⅱ，所述防护罩上设有切割枪限位槽、可伸缩软管安装孔、穿孔Ⅰ和线性分布的四个防护罩连接孔Ⅰ，所述防护罩和固定块通过防护罩连接孔Ⅰ和防护罩连接孔Ⅱ连接，所述电磁铁安装在防护罩上，所述电机Ⅰ安装在固定块上，所述夹持环安装在电机Ⅰ上，电机Ⅰ用于控制夹持环夹持角度调节，以实现切割坡口调节，所述调节柱上设有电动推杆连接孔和齿条，调节柱同轴安装于穿孔Ⅱ内，所述电机Ⅱ安装在固定块上并与齿条啮合实现切割枪的高度调节，所述控制箱上设有传动部件安装孔、电动推杆限位孔、可伸缩软管限位孔，线性分布的四个冷风机安装孔、四个电动推杆安装孔、四个电机Ⅲ安装孔，周向均布的两个连接轴安装孔Ⅱ，所述电动推杆通过电动推杆安装孔安装于控制箱上且与电动推杆连接孔同轴螺纹连接，所述冷风机通过电动推杆安装孔安装于控制箱上，所述可伸缩软管一端安装于冷风机上，另一端安装于可伸缩软管安装孔内，所述连接轴上设有滚轮安装轴、定位凸台、螺母安装轴，所述滚轮通过滚轮安装轴安装于连接轴端部，所述行走轮连接板上周向均布设有两个连接轴安装孔Ⅰ和两个行走轮安装孔，行走轮连接板、连接轴通过连接轴安装孔Ⅰ、连接轴安装孔Ⅱ和螺母安装轴安装于控制箱上，所述螺母通过螺母安装轴安装于连接轴端部，螺母和定位凸台用于控制箱的轴向定位，所述行走轮通过行走轮安装孔与行走轮连接板连接，所述电机Ⅲ通过电机Ⅲ安装孔安装于控制箱上，所述传动部件上设有传动轴和传动齿轮，传动部件通过传动齿轮与电机Ⅲ啮合传动，所述驱动齿轮通过传动轴与传动部件螺纹连接，所述半环轮Ⅰ、半轮环Ⅱ与驱动齿轮啮合传动，所述弹性金属安装于半环轮Ⅰ和半轮环Ⅱ，半环轮Ⅲ和半轮环Ⅳ之间，所述吊环安装于半环轮Ⅰ和半环轮Ⅲ上，所述液压缸Ⅰ安装于半环轮Ⅰ、半轮环Ⅱ、半环轮Ⅲ、半轮环Ⅳ上，所述侧板Ⅰ连接块上设有液压缸Ⅰ连接孔、液压缸Ⅱ连接孔Ⅱ以及线性分布的四个侧板Ⅰ连接孔Ⅱ，侧板Ⅰ连接块通过液压缸Ⅰ连接孔与液压缸Ⅰ螺纹连接，所述液压缸Ⅱ上设有液压缸Ⅱ连接孔Ⅰ和锁紧块连接孔Ⅱ，所述侧板Ⅰ上设有液压缸Ⅱ连接孔Ⅲ、侧板Ⅱ连接孔Ⅱ以及线性分布的四个侧板Ⅰ连接孔Ⅰ，液压缸Ⅱ、侧板Ⅰ连接块、所
述侧板Ⅰ通过液压缸Ⅱ连接孔Ⅰ、液压缸Ⅱ连接孔Ⅱ、液压缸Ⅱ连接孔Ⅲ同轴销连接，所述侧板Ⅱ上设有侧板Ⅱ连接孔Ⅰ、锁紧块连接孔Ⅲ，所述爬行轮、侧板Ⅰ和侧板Ⅱ通过侧板Ⅱ连接孔Ⅰ和侧板Ⅱ连接孔Ⅱ同轴销连接，所述电机Ⅳ与爬行轮同轴连接，用于实现爬行轮沿着管道爬行，所述锁紧块上设有锁紧块连接孔Ⅰ、弧形块、压缩弹簧，锁紧块、液压缸Ⅱ、侧板Ⅱ通过锁紧块连接孔Ⅰ、锁紧块连接孔Ⅱ、锁紧块连接孔Ⅲ同轴销连接。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种山地管道维抢修切割坡口机器人，该装置由切割模块、吊装模块、移动模块和撬装模块组成；该装置切割模块由行走轮(1)、行走轮连接板(2)、防护罩(3)、电磁铁(4)、夹持环(5)、电机Ⅰ(6)、切割枪(7)、固定块(8)、电机Ⅱ(9)、调节柱(10)、电机Ⅲ(11)、传动部件(12)、可伸缩软管(13)、电动推杆(14)、控制箱(15)、冷风机(16)、驱动齿轮(17)、半环轮Ⅰ(18)、吊环(19)、半环轮Ⅲ(20)、液压缸Ⅰ(21)、侧板Ⅰ连接块(22)、液压缸Ⅱ(23)、侧板Ⅰ(24)、锁紧块(25)、侧板Ⅱ(26)、爬行轮(27)、电机Ⅳ(28)、半轮环Ⅳ(29)、弹性金属(30)、半轮环Ⅱ(31)、连接轴(32)、滚轮(33)和螺母(34)组成；所述切割枪(7)安装在夹持环(5)内，所述固定块(8)上设有穿孔Ⅱ(801)，下端面线性分布有四个防护罩连接孔Ⅱ(802)，所述防护罩(3)上设有切割枪限位槽(301)、可伸缩软管安装孔(302)、穿孔Ⅰ(303)和线性分布的四个防护罩连接孔Ⅰ(304)，所述防护罩(3)和固定块(8)通过防护罩连接孔Ⅰ(304)和防护罩连接孔Ⅱ(802)连接，所述电磁铁(4)安装在防护罩(3)上，所述电机Ⅰ(6)安装在固定块(8)上，所述夹持环(5)安装在电机Ⅰ(6)上，电机Ⅰ(6)用于控制夹持环(5)夹持角度调节，以实现切割坡口调节，所述调节柱(10)上设有电动推杆连接孔(1001)和齿条(1002)，调节柱(10)同轴安装于穿孔Ⅱ(801)内，所述电机Ⅱ(9)安装在固定块(8)上并与齿条(1002)啮合实现切割枪(7)的高度调节，所述控制箱(15)上设有传动部件安装孔(1503)、电动推杆限位孔(1505)、可伸缩软管限位孔(1507)，线性分布的四个冷风机安装孔(1501)、四个电动推杆安装孔(1502)、四个电机Ⅲ安装孔(1504)，周向均布的两个连接轴安装孔Ⅱ(1506)，所述电动推杆(14)通过电动推杆安装孔(1502)安装于控制箱(15)上且与电动推杆连接孔(1001)同轴螺纹连接，所述冷风机(16)通过电动推杆安装孔(1502)安装于控制箱(15)上，所述可伸缩软管(13)一端安装于冷风机(16)上，另一端安装于可伸缩软管安装孔(302)内，所述连接轴(32)上设有滚轮安装轴(3201)、定位凸台(3202)、螺母安装轴(3202)，所述滚轮(33)通过滚轮安装轴(3201)安装于连接轴(32)端部，所述行走轮连接板(2)上周向均布设有两个连接轴安装孔Ⅰ(201)和两个行走轮安装孔(202)，行走轮连接板(2)、连接轴(32)通过连接轴安装孔Ⅰ(201)、连接轴安装孔Ⅱ(1506)和螺母安装轴(3202)安装于控制箱(15)上，所述螺母(34)通过螺母安装轴(3202)安装于连接轴(32)端部，螺母(34)和定位凸台(3202)用于控制箱(15)的轴向定位，所述行走轮(1)通过行走轮安装孔(202)与行走轮连接板(2)连接，所述电机Ⅲ(11)通过电机Ⅲ安装孔(1504)安装于控制箱(15)上，所述传动部件(12)上设有传动轴(1201)和传动齿轮(1202)，传动部件(12)通过传动齿轮(1202)与电机Ⅲ(11)啮合传动，所述驱动齿轮(17)通过传动轴(1201)与传动部件(12)螺纹连接，所述半环轮Ⅰ(18)、半轮环Ⅱ(31)与驱动齿轮(17)啮合传动，所述弹性金属(30)安装于半环轮Ⅰ(18)和半轮环Ⅱ(31)，半环轮Ⅲ(20)和半轮环Ⅳ(29)之间，所述吊环(19)安装于半环轮Ⅰ(18)和半环轮Ⅲ(20)上，所述液压缸Ⅰ(21)安装于半环轮Ⅰ(18)、半轮环Ⅱ(31)、半环轮Ⅲ(20)、半轮环Ⅳ(29)上，所述侧板Ⅰ连接块(22)上设有液压缸Ⅰ连接孔(2201)、液压缸Ⅱ连接孔Ⅱ(2202)以及线性分布的四个侧板Ⅰ连接孔Ⅱ(2203)，侧板Ⅰ连接块(22)通过液压缸Ⅰ连接孔(2201)与液压缸Ⅰ(21)螺纹连接，所述液压缸Ⅱ(23)上设有液压缸Ⅱ连接孔Ⅰ(2301)和锁紧块连接孔Ⅱ(2302)，所述侧板Ⅰ(24)上设有液压缸Ⅱ连接孔Ⅲ(2402)、侧板Ⅱ连接孔Ⅱ(2403)以及线性分布的四个侧板Ⅰ连接孔Ⅰ(2401)，液压缸Ⅱ(23)、侧板Ⅰ连接块(22)、所述侧板Ⅰ(24)通过液压缸Ⅱ连接孔Ⅰ(2301)、液压缸Ⅱ连接孔Ⅱ(2202)、液压缸Ⅱ连接孔Ⅲ(2402)同轴销连接，所述侧板Ⅱ(26)上设有侧板Ⅱ连接孔Ⅰ(2601)、锁紧块连接孔Ⅲ(2602)，所述爬行轮
(2003)、液压缸Ⅰ安装孔Ⅲ(2004)、半环轮Ⅲ连接孔Ⅱ(2005)，半轮环Ⅳ(29)上设有弹性金属安装孔Ⅳ(2901)、半轮环Ⅳ连接孔Ⅱ(2902)、液压缸Ⅰ安装孔Ⅳ(2903)、半轮环Ⅳ连接孔Ⅰ(2904)，半环轮Ⅲ(20)和半轮环Ⅳ(29)通过半环轮Ⅲ连接孔Ⅰ(2002)与半半轮环Ⅳ连接孔Ⅰ(2904)和半环轮Ⅲ连接孔Ⅱ(2005)与半轮环Ⅳ连接孔Ⅱ(2902)销连接，所述吊环(19)通过吊环安装孔Ⅱ(2003)螺纹连接于半环轮Ⅲ(20)上，所述液压缸Ⅰ(21)通过液压缸Ⅰ安装孔Ⅲ(2004)和液压缸Ⅰ安装孔Ⅳ(2903)螺栓连接于半环轮Ⅲ(20)和半轮环Ⅳ(29)上，所述弹性金属(30)螺纹连接于弹性金属安装孔Ⅲ(2001)和弹性金属安装孔Ⅳ(2901)内。...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐洋，王杰，王金忠，赵金海，高翔，袁国海，王明波，何胤，吴杰，庞仁山，古丽，
申请(专利权)人：成都凌壮科技有限公司，
类型：发明
国别省市：