一种高精度管道连接辅助机器人及工作方法与流程

1.本发明属于自动化技术领域，具体地，涉及一种高精度管道连接辅助机器人及工作方法。


背景技术：

2.在管道生产或铺设过程中，需要将两个管道进行连接，而管道之间的连接首先需要将两个管道端部进行对齐。在大型的管道连接中，由于管道自身重量较大，两个管道的端口对齐时通常将端口较低的管道吊起，然后再下方逐步垫高，直至两个管道对齐，但此种方式较为浪费人工和时间，且当管道刚性较大时，管道的端部间隙无法保证一致。现有的管道连接辅助装置通常通过支座在外侧将一侧的管道箍紧，然后在另一侧管道通过调节装置一点点的调节，进行对齐，在管道连接完成之前辅助装置不能撤离的，在连接操作过程中辅助装置会对操作过程产生干涉。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明的目的是提供一种高精度管道连接辅助机器人及工作方法，结构设计合理，易于制造使用；自动化程度高，极大的节省了人工及时时间，提高工作效率；通过从管道内部进行定位对接，使得管道之间焊接或其他链接操作时，不会因对接装置产生干涉。
4.技术方案：本发明提供了一种高精度管道连接辅助机器人及工作方法，包括支撑段，所述支撑段的端部连接有定位段，所述支撑段外径大于定位段的外径；所述支撑段上设置有第一固定壳、第一支撑装置、行走装置，所述第一支撑装置包括气涨轴和多个第一支撑瓦，所述气涨轴设置在第一固定壳的内部居中处；所述第一支撑瓦截面为以气涨轴的轴心为圆心的弧形，所述第一支撑瓦设置在第一固定壳的外侧；所述第一支撑瓦的底部对称铰接设置有多个第一支撑杆，相邻的两个第一支撑瓦上的相邻的两个第一支撑杆与气涨轴上的同一涨缩键铰接。本发明所述的高精度管道连接辅助机器人及工作方法，结构设计合理，易于制造使用；自动化程度高，极大的节省了人工及时时间，提高工作效率；通过从管道内部进行定位对接，使得管道之间焊接或其他链接操作时，不会因对接装置产生干涉。
5.进一步的，上述的高精度管道连接辅助机器人及工作方法，所述行走装置包括驱动电机和多个驱动轮组，所述驱动轮组包括履带，以及通过履带连接的第一驱动轮、第二驱动轮、第三驱动轮；所述第一驱动轮上转动连接有第二支撑杆，所述第二支撑杆远离与第一驱动轮的端部与第一固定壳的内壁固定连接；所述第二驱动轮、第三驱动轮上均转动连接有第三支撑杆，所述第二支撑杆远离第二驱动轮、第三驱动轮的端部还与第二支撑杆相铰接；所述第二驱动轮、第三驱动轮第三支撑杆的居中处还设置有复位弹簧；所述第一驱动轮 同轴连接有第一齿轮。通过复位弹簧的作用，第二驱动轮和第三驱动轮相互靠近，使得驱动轮组整体外径扩大，从而履带与管道内壁充分接触，防止打滑。
6.进一步的，上述的高精度管道连接辅助机器人及工作方法，所述驱动电机上设置
有螺纹型驱动杆，所述驱动杆与第一齿轮配合连接。驱动杆驱动第一齿轮转动，第一齿轮带动第一驱动轮转动，再带动履带转动，从而实现辅助机器人在在管道内部行走。
7.进一步的，上述的高精度管道连接辅助机器人及工作方法，所述定位段包括第二外壳，所述第二外壳的内部设置有定位电机，所述定位电机的转轴上设置有丝杆，所述丝杆上螺纹连接有第一活动块和第二活动块，所述第一活动块与丝杆正螺纹连接，所述第二活动块与丝杆反螺纹连接。结构设计合理，易于制造使用。
8.进一步的，上述的高精度管道连接辅助机器人及工作方法，所述丝杆的外周上设置有第二支撑部；所述第二支撑部包括多个截面以丝杆为轴心的弧形第二支撑瓦，所述第二支撑瓦下端部对称铰接设置有第四支撑杆和第五支撑杆，所述第四支撑杆远离第二支撑瓦的一端与第一活动块铰接；所述第五支撑杆远离第二支撑瓦的一端与第二活动块铰接。通过两个活动块相对或相向运动，使得第二支撑瓦向外扩张或向内收缩。
9.进一步的，上述的高精度管道连接辅助机器人及工作方法，所述定位段远离支撑段的一端设置为尖端。当两个管道错位较大时，定位段易于伸进。
10.进一步的，上述的高精度管道连接辅助机器人及工作方法，所述第一支撑瓦和第二支撑瓦的表面均设置有防滑垫。
11.进一步的，上述的高精度管道连接辅助机器人及工作方法，所述第一支撑装置设置有两组，且设置在行走装置的两侧。两组第一支撑装置的设置，在对齐操作时更加稳固，保证管道对接的精度。
12.上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的高精度管道连接辅助机器人及工作方法，结构设计合理，易于制造使用；自动化程度高，极大的节省了人工及时时间，提高工作效率；通过从管道内部进行定位对接，使得管道之间焊接或其他链接操作时，不会因对接装置产生干涉，具有很高的推广价值。
附图说明
13.图1为本发明所述高精度管道连接辅助机器人结构示意图；图2为图1中a
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a处的结构示意图；图3为图1中b
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b处的结构示意图；图4为图1中c
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c处的结构示意图；图5为本发明所述驱动轮组结构示意图。
14.图中：1第一固定壳、2第一支撑装置、21气涨轴、211涨缩键、22第一支撑瓦、221第一支撑杆、3行走装置、31驱动电机、311驱动杆、32驱动轮组、321第一驱动轮、322第二驱动轮、323第三驱动轮、324履带、325第二支撑杆、326第三支撑杆、327第一齿轮、328复位弹簧、4第二外壳、41定位电机、411丝杆、412第一活动块、413第二活动块、5第二支撑部、51第二支撑瓦、511第四支撑杆、512第五支撑杆。
具体实施方式
15.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
16.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
17.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
18.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
19.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
20.如图1
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5所示的高精度管道连接辅助机器人及工作方法，包括支撑段，所述支撑段的端部连接有定位段，所述支撑段外径大于定位段的外径；所述支撑段上设置有第一固定壳1、第一支撑装置2、行走装置3，所述第一支撑装置2包括气涨轴21和多个第一支撑瓦22，所述气涨轴21设置在第一固定壳1的内部居中处；所述第一支撑瓦22截面为以气涨轴21的轴心为圆心的弧形，所述第一支撑瓦22设置在第一固定壳1的外侧；所述第一支撑瓦22的底部对称铰接设置有多个第一支撑杆221，相邻的两个第一支撑瓦22上的相邻的两个第一支撑杆221与气涨轴21上的同一涨缩键211铰接。所述定位段远离支撑段的一端设置为尖端。所述第一支撑瓦22和第二支撑瓦51的表面均设置有防滑垫。所述第一支撑装置2设置有两组，且设置在行走装置3的两侧。
21.行走装置3包括驱动电机31和多个驱动轮组32，所述驱动轮组32包括履带324，以及通过履带324连接的第一驱动轮321、第二驱动轮322、第三驱动轮323；所述第一驱动轮321上转动连接有第二支撑杆325，所述第二支撑杆325远离与第一驱动轮321的端部与第一固定壳1的内壁固定连接；所述第二驱动轮322、第三驱动轮323上均转动连接有第三支撑杆326，所述第二支撑杆326远离第二驱动轮322、第三驱动轮323的端部还与第二支撑杆325相铰接；所述第二驱动轮322、第三驱动轮323第三支撑杆326的居中处还设置有复位弹簧328；所述第一驱动轮321 同轴连接有第一齿轮327。所述驱动电机31上设置有螺纹型驱动杆311，所述驱动杆311与第一齿轮327配合连接。
22.定位段包括第二外壳4，所述第二外壳4的内部设置有定位电机41，所述定位电机41的转轴上设置有丝杆411，所述丝杆411上螺纹连接有第一活动块412和第二活动块413，所述第一活动块412与丝杆411正螺纹连接，所述第二活动块413与丝杆411反螺纹连接。所述丝杆411的外周上设置有第二支撑部5；所述第二支撑部5包括多个截面以丝杆411为轴心的弧形第二支撑瓦51，所述第二支撑瓦51下端部对称铰接设置有第四支撑杆511和第五支撑杆512，所述第四支撑杆511远离第二支撑瓦51的一端与第一活动块412铰接；所述第五支撑杆512远离第二支撑瓦51的一端与第二活动块413铰接。
23.工作时，基于以上的结构基础，为以下步骤：1、辅助机器人通过行走装置3行至管道接口处，且定位段和支撑段分别处于两个管道内；2、启动气涨轴21，驱动涨缩键211对第一支撑杆221进行顶升，从而使得第一支撑瓦22向外扩张，直至第一支撑瓦22的外表面与管道内壁完全支撑；3、启动定位电机41带动丝杆411转动，使得第一活动块412和第二活动块413相向运动，从而通过第四支撑杆511和第五支撑杆512将第二支撑瓦51进行顶升，第二支撑瓦51以丝杆411外轴心向外扩张；4、第二支撑瓦51的外表面与另一个管道的内壁完全接触时，即两个管道实现同轴，可对链各个管道进行连接操作。
24.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。