一种用于在线带压堵漏的机械臂末端执行器的制作方法

1.本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种在线带压堵漏的机械臂末端执行器。


背景技术：

2.目前，在企业生产过程中，较为常见的泄漏主要发生在管道、容器和阀体上的砂眼和小孔等泄漏缺陷位置。一旦发生泄漏，通常都需要制作和安装卡具来进行堵漏，而对于由砂眼和小孔导致的泄漏，其卡具加工比其他堵漏方式较为耗时。
3.随着工业自动化的不断发展，针对企业生产过程中出现的管道、容器泄漏，通常采用人工方式对泄漏缺陷进行堵漏，效率较低，并且高温高压、具有腐蚀性和异味的泄漏物会给堵漏操作人员造成一定的安全隐患和身体侵害。因此，采用机器人方式来替代人工进行堵漏已成为一种发展趋势，而采用机器人必须要有与之相对应的末端执行器来进行堵漏操作。
4.带压堵漏技术涉及的方法和工具众多，现场实际情况的变化和泄漏特点对执行方案的选择影响极大，传统采用人工堵漏时，现场操作工人需要具备丰富的操作经验和足够的现场应变能力，否则操作不当很可能会导致严重的人员伤亡或设备损坏等情况。而带压堵漏机器人，意在使用机器人取代或协助操作工人进行带压堵漏操作，一方面可以保证人员安全，另一方面借助机器人技术提高带压堵漏的修复质量以及修复效率，但现有的带压堵漏机器人对夹爪的旋转精度要求高，同时操作也较为复杂。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种在线带压堵漏的机械臂末端执行器，能够提高管道止漏的效率，操作简便。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.本发明提供了一种在线带压堵漏的机械臂末端执行器，包括：夹取模块、捻打模块和液压回转装置；所述液压回转装置用于控制所述夹取模块到达目标泄漏点位置，所述夹取模块用于夹取和固定目标泄漏点所在的管道，所述捻打模块用于对管道上的目标泄漏点进行捻打堵漏；
8.所述液压回转装置包括下法兰盘、连接杆和连接杆基座；所述下法兰盘通过所述连接杆与所述连接杆基座连接；
9.所述夹取模块包括驱动部件、伸缩杆、第一夹爪和第二夹爪；所述驱动部件，固定在所述液压回转装置的下法兰盘上，通过所述伸缩杆与所述第一夹爪连接；所述第二夹爪，设置于所述连接杆基座上，与所述第一夹爪对应设置，形成固定槽；
10.所述捻打模块，包括捻打孔和捻打孔螺钉；所述捻打孔分别位于所述第一夹爪与所述第二夹爪的凸块上，所述捻打孔螺钉位于所述捻打孔之间。
11.可选地，所述液压回转装置还包括：液压缸、控制阀、小行星齿轮、大行星齿轮、上法兰盘和回转轴承；
12.所述控制阀设置在所述液压缸上，所述液压缸固定于所述上法兰盘上，所述小行星齿轮与所述液压缸连接，所述大行星齿轮位于所述下法兰盘上，所述回转轴承设置在所述大行星齿轮中央位置。
13.可选地，所述液压回转装置还包括保护壳，设置在所述上法兰盘和所述下法兰盘之间。
14.可选地，所述第一夹爪和所述第二夹爪均为半圆型。
15.可选地，所述第一夹爪和所述第二夹爪通过螺钉固定。
16.可选地，所述驱动部件为气缸或液压油缸。
17.可选地，所述夹取模块夹取的管道的直径范围为100mm～400mm。
18.可选地，所述机械臂末端执行器还包括：
19.机械臂连接模块，用于连接机械臂。
20.可选地，所述机械臂连接模块包括主盘和副盘；
21.所述主盘，一侧设有与机械臂末端连接的连接孔，另一侧设有与所述副盘相匹配的多路气动接口和多路电气接口；
22.所述副盘，与所述上法兰盘的一侧固定连接。
23.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
24.本发明提供了一种在线带压堵漏的机械臂末端执行器，包括：夹取模块、捻打模块和液压回转装置；所述液压回转装置用于控制所述夹取模块到达目标泄漏点位置，所述夹取模块用于夹取和固定目标泄漏点所在的管道，所述捻打模块用于对管道上的目标泄漏点进行捻打堵漏；所述液压回转装置包括下法兰盘、连接杆和连接杆基座；所述下法兰盘通过所述连接杆与所述连接杆基座连接；所述夹取模块包括驱动部件、伸缩杆、第一夹爪和第二夹爪；所述驱动部件，固定在所述液压回转装置的下法兰盘上，通过所述伸缩杆与所述第一夹爪连接；所述第二夹爪，设置于所述连接杆基座上，与所述第一夹爪对应设置，形成固定槽；所述捻打模块，包括捻打孔和捻打孔螺钉；所述捻打孔分别位于所述第一夹爪与所述第二夹爪的凸块上，所述捻打孔螺钉位于所述捻打孔之间。本发明能够提高管道止漏的效率，操作简便。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明一种在线带压堵漏的机械臂末端执行器的整体结构图；
27.图2为本发明液压回转装置的三维结构模型示意图；
28.图3为本发明一种在线带压堵漏的机械臂末端执行器的正面结构示意图；
29.图4为本发明一种在线带压堵漏的机械臂末端执行器的俯视结构示意图。
30.符号说明：
31.驱动部件-1，伸缩杆-2，第一夹爪-3，第二夹爪-4，第一夹爪侧螺纹孔-5，第二夹爪侧螺纹孔-6，，捻打孔-7，下法兰盘-8，连接杆-9，连接杆基座-10，液压缸-11，控制阀-12，小
行星齿轮-13，大行星齿轮-14，上法兰盘-15，回转轴承-16，保护壳-17，主盘-18，副盘-19。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.本发明的目的是提供一种在线带压堵漏的机械臂末端执行器，能够提高管道止漏的效率，操作简便。
34.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
35.带压堵漏，也叫带压密封、在线密封，英文为online leak sealing，是指在有连续化生产需求的工业行业中，如电力行业、石油化工行业等，为了不影响生产，而采取的在特种设备带压力工作状态下进行管道泄漏修复的一种技术。
36.如图1-图4所示，本发明提供了一种在线带压堵漏的机械臂末端执行器，可用于管道或容器在线带压捻打堵漏，包括：夹取模块、捻打模块和液压回转装置；所述液压回转装置用于控制所述夹取模块到达目标泄漏点位置，所述夹取模块用于夹取和固定目标泄漏点所在的管道，所述捻打模块用于对管道上的目标泄漏点进行捻打堵漏。
37.如图1和图2所示，所述液压回转装置包括下法兰盘8、连接杆9和连接杆基座10；所述下法兰盘8通过所述连接杆9与所述连接杆基座10连接。
38.所述夹取模块包括驱动部件1、伸缩杆2、第一夹爪3和第二夹爪4；所述驱动部件1，固定在所述液压回转装置的下法兰盘8上，通过所述伸缩杆2与所述第一夹爪3连接；所述第二夹爪4，设置于所述连接杆基座10上，与所述第一夹爪3对应设置，形成固定槽。其中，夹取模块在夹取过程中，第一夹爪3和第二夹爪4的初始位置与所要夹取的管道平行，通过驱动部件1的收缩，使得第一夹爪3上移，上移到合适位置驱动部件1停止收缩，待第二夹爪4与泄露管道的管壁紧贴后，通过驱动部件1向下推动伸缩杆2，在伸缩杆2的推动作用下，第一夹爪3得以紧贴管壁。
39.所述捻打模块，包括捻打孔7和捻打孔螺钉；所述捻打孔7分别位于所述第一夹爪3与所述第二夹爪4的凸块上，所述捻打孔螺钉位于所述捻打孔7之间。捻打孔螺钉穿设于所述捻打孔7，用于在泄漏设备上的目标泄漏点处钉入螺钉封堵住目标泄漏点。
40.进一步地，所述液压回转装置还包括：液压缸11、控制阀12、小行星齿轮13、大行星齿轮14、上法兰盘15和回转轴承16。
41.所述控制阀12设置在所述液压缸11上，所述液压缸11固定于所述上法兰盘15上，所述小行星齿轮13与所述液压缸11连接，所述大行星齿轮14位于所述下法兰盘8上，所述回转轴承16设置在所述大行星齿轮14中央位置。夹取模块在夹取前，启动液压回转装置，通过控制阀12启动液压缸11，液压缸11带动小行星齿轮13转动，从而带动大行星齿轮14转动，回转轴承16跟随转动，从而带动与液压回转装置固连的夹取模块，通过控制阀12控制液压回转装置转动到目标泄漏点位置，与此同时，夹取模块到达目标泄漏点位置准备夹取。
42.优选地，所述液压回转装置还包括保护壳17，设置在所述上法兰盘15和所述下法
兰盘8之间，用于保护大行星齿轮和小行星齿轮。
43.优选地，在本发明的具体实施例中，所述第一夹爪3和所述第二夹爪4均为半圆型，所述第一夹爪3和所述第二夹爪4通过螺钉固定。具体地，所述第一夹爪3上设有第一夹爪侧螺纹孔5，所述第二夹爪4上设有第二夹爪侧螺纹孔6，通过将螺钉钉入所述第一夹爪侧螺纹孔5和所述第二夹爪侧螺纹孔6，以实现对所述第一夹爪31和所述第二夹爪4的固定。
44.进一步地，夹取模块的驱动部件1连接伸缩杆2的下端处通过螺钉连接第一夹爪3，第二夹爪4设置于连接杆基座10上端，构成“o”型槽，该“o”型槽起到对所夹取管道自定心作用，可用于夹取管径大小不一的设备。当驱动部件1中伸缩杆2收缩时，可带动第一夹爪与捻打模块完成夹持动作。
45.所述夹取模块夹取的管道的直径范围为100mm～400mm。在上述范围内，夹取模块可以紧固不同管径大小的泄漏管道，使管道与夹取模块相接触，以对不同管径大小的泄漏管道进行夹取。
46.进一步地，所述驱动部件1为气缸或液压油缸，也可为其他驱动部件，在此不作限制。
47.进一步地，所述机械臂末端执行器还包括：机械臂连接模块，用于连接机械臂。
48.具体地，所述机械臂连接模块包括主盘18和副盘19。
49.所述主盘18，一侧设有与机械臂末端连接的连接孔，另一侧设有与所述副盘19相匹配的多路气动接口和多路电气接口。
50.所述副盘19，与所述上法兰盘15的一侧固定连接。
51.本发明的工作原理为：当管道发生泄漏时，通过机械臂调整末端执行器至适当位置，然后通过液压回转装置将夹取模块移动到漏点，此时驱动部件致使伸缩杆收缩，第一夹爪上升，待第二夹爪紧贴管壁后，驱动部件致使伸缩杆伸长，第一夹爪下降直至o型槽可以完美的夹紧泄露管道，此时，进一步观察目标泄漏点的具体位置，观察完毕之后，调整捻打孔至目标泄漏点上方，而后分别在第一夹爪侧螺纹孔和地热夹爪侧螺纹孔处，通过螺钉将泄露管道固定，通过机械臂末端调整末端执行器进行转动，将泄漏管道移动指定位置后，松开捻打孔螺钉进行捻打堵漏，直至捻打堵漏完毕。
52.本发明的技术效果：
53.1)本发明用于夹取直管段以及三通管段，堵住泄漏点，有效阻止泄漏点喷溅，能够允许施工人员接近作业；夹取泄漏管道后，在泄漏点处钉入螺钉封堵住泄漏点，而后拧出螺钉进行灌胶操作，进行堵漏。
54.2)本发明对夹取模块的旋转精度要求不高，只需要与管道外壁紧贴即可，同时，只需要一个驱动控制伸缩杆上下移动以此来夹取管道，设备简单，操作方便。
55.3)本发明可以代替人工从事一些繁重、耗时、带有危险性的工作，以提高企业的生产效率。
56.4)本发明可以夹取并紧固不同管径大小的泄漏管道，结构设计新颖、操作方便，成本低，可以适用于不同尺寸泄漏管道的捻打堵漏，便于推广应用。
57.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
58.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说
明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。