專利名稱：可快速精確定位的組合式山地內(nèi)對口器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種管道內(nèi)施工設(shè)備，尤其是一種內(nèi)對口器。
背景技術(shù)：
氣動內(nèi)對口器是用在管線焊接施工中，從鋼管內(nèi)部以徑向力把兩根待組對管管口迅速組對，且滿足管線焊接要求的一種專用機械。它是以壓縮空氣為動力源來實現(xiàn)設(shè)備的驅(qū)動與操作。現(xiàn)有的管道內(nèi)對口器不能在坡度超過30°時行走。在上坡路行走時，由于剎車控制閥與行走控制閥互鎖的控制方式造成停車可靠性差，另外，下坡時易發(fā)生溜坡，有很大的安全隱患。在有坡度時，現(xiàn)有的對口器在管道口調(diào)整位置很困難，效率低。
發(fā)明內(nèi)容為了克服已有氣動內(nèi)對口器不能適用于坡度較大場合、可靠性差、存在安全隱患的不足，本實用新型提供一種有效適用于坡度較大場合、可靠性良好、消除安全隱患的可快速精確定位的組合式山地內(nèi)對口器。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種可快速精確定位的組合式山地內(nèi)對口器，包括上坡安全保障車、對口器主體、儲氣罐和下坡安全保障車；所述對口器主體的一側(cè)安裝第一連接環(huán)，所述對口器主體的另一側(cè)通過鉸鏈與儲氣罐的一側(cè)連接，所述儲氣罐的另一側(cè)設(shè)有第二連接環(huán)；其中，所述上坡安全保障車包括第一車架、第一驅(qū)動輪和爪，所述第一車架上布置3個第一驅(qū)動輪和3個爪，徑向分布為3個第一驅(qū)動輪和3個爪均關(guān)于Y軸對稱，第一驅(qū)動輪通過一個銷軸安裝在第一驅(qū)動輪支撐臂的一端，所述第一驅(qū)動輪支撐臂的中部可轉(zhuǎn)動地安裝在第一回轉(zhuǎn)軸上，所述第一回轉(zhuǎn)軸固定安裝在第一車架上，所述第一驅(qū)動輪支撐臂的另一端通過鉸鏈與第一滑套聯(lián)接，所述第一驅(qū)動輪與第一驅(qū)動裝置連接；所述爪安裝在連桿一端，所述連桿的中部可轉(zhuǎn)動地安裝在第二回轉(zhuǎn)軸上，所述第二回轉(zhuǎn)軸固定安裝在第一車架上，所述連桿的另一端安裝在車架上，所述第二回轉(zhuǎn)軸與第一車架之間的連桿上安裝彈簧；所述第一滑套可滑動的套裝在空心軸上，所述空心軸固定安裝在車架上，所述電動推桿位于空心軸內(nèi)，且所述電動推桿的動端與所述第一滑套聯(lián)動；所述第一車架內(nèi)安裝第一卷揚機，所述第一卷揚機上的鋼索與所述第一連接環(huán)連接；所述對口器主體包括對口工作段和自行走段，所述自行走段包括第二車架、行走輪、第二驅(qū)動輪和剎車塊，所述第二車架上沿車架的中心軸方向依次布置2個行走輪、第二驅(qū)動輪、剎車塊和2個行走輪，從軸向上看行走輪位于第二車架的下半圓，第二驅(qū)動輪和剎車塊位于第二車架的上半圓；徑向分布為2個行走輪關(guān)于Y軸對稱，行走輪安裝在第二車架上，第二驅(qū)動輪通過一個銷軸安裝在第二驅(qū)動輪支撐臂的一端，所述第二驅(qū)動輪支撐臂的中部可轉(zhuǎn)動地安裝在第三回轉(zhuǎn)軸上，所述第三回轉(zhuǎn)軸固定安裝在第二車架上，所述第二驅(qū)動輪支撐臂的另一端通過鉸鏈與第二滑套聯(lián)接，所述第二驅(qū)動輪與第二驅(qū)動裝置連接；剎車塊通過一個銷軸安裝在剎車塊支撐臂的一端，所述剎車塊支撐臂的中部可轉(zhuǎn)動地安裝在第四回轉(zhuǎn)軸上，所述第四回轉(zhuǎn)軸固定安裝在第二車架上，所述剎車塊支撐臂的另一端通過鉸鏈與第三滑套聯(lián)接；所述第二和第三滑套可滑動的套裝在第二中心軸上，所述第二和第三滑套與用于推動第二和第三滑套伸縮的伸縮機構(gòu)連接；所述對口工作段與滑柱固定連接，所述滑柱可滑動地安裝在套管內(nèi)，所述滑套固定安裝在第二車架的一側(cè)上，所述滑柱與氣缸的活塞桿連接；所述下坡安全保障車包括包括第三車架、第三驅(qū)動輪和剎車塊，所述第三車架上布置3個第三驅(qū)動輪和3個剎車塊，徑向分布為3個第三驅(qū)動輪和3個剎車塊均關(guān)于Y軸對稱，第三驅(qū)動輪通過一個銷軸安裝在第三驅(qū)動輪支撐臂的一端，所述第三驅(qū)動輪支撐臂的中部可轉(zhuǎn)動地安裝在第五回轉(zhuǎn)軸上，所述第五回轉(zhuǎn)軸固定安裝在第三車架上，所述第三驅(qū)動輪支撐臂的另一端通過鉸鏈與第四滑套聯(lián)接，所述第三驅(qū)動輪與第三驅(qū)動裝置連接；剎車塊通過一個銷軸安裝在剎車塊支撐臂的一端，所述剎車塊支撐臂的中部可轉(zhuǎn)動地安裝在第六回轉(zhuǎn)軸上，所述第六回轉(zhuǎn)軸固定安裝在第三車架上，所述剎車塊支撐臂的另一端通過鉸鏈與第四滑套聯(lián)接；所述第四滑套可滑動的套裝在空心軸上，所述空心軸固定安裝在第三車架上，所述電動推桿位于空心軸內(nèi)，且所述電動推桿的動端與所述第三滑套聯(lián)動；所述第三車架內(nèi)安裝第二卷揚機，所述第二卷揚機上的鋼索與所述第二連接環(huán)連接。進一步，所述第一、第三驅(qū)動裝置為電機(步進電機或伺服電機)，所述的第二驅(qū)動裝置為氣馬達。再進一步，所述伸縮機構(gòu)包括第一氣缸和第二氣缸，兩氣缸都安裝在對口器主體機架軸心并相對布置在中心軸兩端，第一氣缸活塞桿與第二滑套連接；第二氣缸也安裝在對口器機架中心，第二氣缸活塞桿與第三滑套連接。所述儲氣罐的外側(cè)等圓弧間隔地設(shè)置三個滾輪。本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在有效適用于坡度較大場合、可靠性良好、消除安全隱患，管口處定位效率高、精確。

[0013]圖[0014]圖[0015]圖[0016]圖[0017]圖[0018]圖[0019]圖[0020]圖[0021]圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。參照圖1 圖9，一種可快速精確定位的組合式山地內(nèi)對口器，這種組合式山地管道內(nèi)對口器由代號為AB⑶的4段組合在一起，如圖1所示，A段為上坡安全保障車，B段為對口器主體，C段為儲氣罐，D段為下坡安全保障車，B段與C段通過鉸鏈38聯(lián)接。A段可自行走上坡安全保障車，如圖2所示，具有圓柱籠形車架I，車架軸心處安裝的空心軸2，其外部有能滑動的滑套3，傳動機構(gòu)圍繞空心軸對稱布置。該車由電池4供電，控制器5進行控制。車內(nèi)安裝有伺服電機16驅(qū)動的卷揚機15。驅(qū)動輪6通過銷軸安裝在驅(qū)動輪支撐臂7的一端，驅(qū)動輪支撐臂可以繞固定在車架上的回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，支撐臂的另一端通過鉸鏈與滑套3聯(lián)接，電機14安裝在驅(qū)動輪支撐臂上，通過同步帶傳動機構(gòu)15驅(qū)動，車架安裝了 3套驅(qū)動輪及其支撐臂。爪10安裝在連桿11一端，連桿可以繞固定在車架上的回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，連桿上安裝有彈簧13，彈簧的另一端安裝在機架上，在彈簧力作用下，連桿使爪10上的小滾輪9壓在管道壁上，車架安裝了 3套爪機構(gòu)。各驅(qū)動輪和爪徑向分布如圖3所示，驅(qū)動輪的夾角為120°并關(guān)于Y軸對稱，三個爪的夾角為120°并關(guān)于Y軸對稱，各爪與驅(qū)動輪的夾角為60°。若固定在中心軸上的電動推桿8縮回時，推動滑套3并使輪支撐臂轉(zhuǎn)動，驅(qū)動輪隨著輪支撐臂的運動壓在管道壁上。當(dāng)電機14轉(zhuǎn)動時，通過同步帶機構(gòu)15驅(qū)動，從而牽引車架I在管道內(nèi)行走。當(dāng)電動推桿8伸出，滑套3隨著電動推桿8的退回拉動輪支撐臂使驅(qū)動輪脫離管道壁。B段對口器主體，如圖4所示，從功能上分為對口工作部18及其后面的行走部，對口工作部上有連接滑柱19，行走部上有滑套20，兩部分通過滑柱與滑套聯(lián)接。從Z向看，三對滑柱與滑套在圓周上均布。氣缸23通過連接板22推動滑柱19使對口工作部能相對行走部移動。自行走部具有圓柱籠形車架21，沿Z軸方向車架上依次布置兩個履帶式行走輪24、兩個履帶式驅(qū)動輪25、兩個剎車塊26和兩個履帶式行走輪24，徑向分布如圖5所示，兩個行走輪的夾角為120°并關(guān)于Y軸對稱，兩個驅(qū)動輪(兩個剎車塊)的夾角也為120°并關(guān)于Y軸對稱，驅(qū)動輪與行走輪的夾角為60°。4個行走輪直接安裝在車架上。兩個驅(qū)動輪分別通過銷軸安裝在驅(qū)動輪支撐臂31的一端，驅(qū)動輪支撐臂可以繞固定在車架上的回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，支撐臂的另一端通過鉸鏈與滑套29聯(lián)接。氣馬達32安裝在機架上，氣馬達軸、輪支撐臂回轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動輪軸上安裝鏈輪，通過鏈傳動將動力從氣馬達傳遞到驅(qū)動輪上，車架安裝了 2套驅(qū)動輪及其支撐臂。兩個剎車塊分別通過銷軸安裝在剎車塊支撐臂33的一端，剎車塊支撐臂可以繞固定在車架上的回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，剎車塊支撐臂的另一端通過鉸鏈與滑套34聯(lián)接。C段儲氣罐39提供壓縮空氣，其上面的滾輪40徑向分布如圖7所示，各輪夾角也為120°并關(guān)于Y軸對稱。D段可自行走下坡安全保障車，如圖8所示，包括呈圓柱籠形架41，車架中心有空心軸45，其外部有能滑動的滑套46，傳動機構(gòu)圍繞空心軸對稱布置。該車由電池43供電，控制器43進行控制，安裝有伺服電機56驅(qū)動的卷揚機55。驅(qū)動輪44通過銷軸安裝在驅(qū)動輪支撐臂51的一端，驅(qū)動輪支撐臂可以繞固定在車架上的回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，支撐臂的另一端通過鉸鏈與滑套46聯(lián)接，電機53安裝在驅(qū)動輪支撐臂上，通過同步帶傳動機構(gòu)52驅(qū)動，車架安裝了 3套驅(qū)動輪及其支撐臂。剎車塊48通過銷軸安裝在剎車塊支撐臂47的一端，剎車塊支撐臂可以繞固定在車架上的回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，剎車塊支撐臂的另一端通過鉸鏈與滑套46聯(lián)接，車架安裝了 3套剎車塊及其支撐臂。各驅(qū)動輪和剎車塊徑向分布如圖9所示，3個驅(qū)動輪(3個剎車塊)徑向均勻分布，并關(guān)于Y軸對稱。[0031]若固定在中心機架上的電動推桿54向右伸出時，推動滑套46并使輪支撐臂轉(zhuǎn)動，驅(qū)動輪隨著輪支撐臂的運動壓在管道壁上，并使剎車塊48脫離管道壁。當(dāng)電機轉(zhuǎn)動53時，通過同步帶機構(gòu)52驅(qū)動，從而牽引車架41在管道內(nèi)行走。當(dāng)電動推桿54退回，帶動滑套46向左運動，拉動輪支撐臂使驅(qū)動輪脫離管道壁。若滑套繼續(xù)向左運動，剎車塊隨著剎車塊支撐臂的運動壓在管道壁上，使行走器停止。各段組合在一起時，A段上坡安全保障車的卷揚機收緊，A段與B段緊靠在一起；BC兩段通過鉸鏈連接；D段上的卷揚機收緊，D段與C段緊靠在一起。上坡坡度較大時，為保障整個工程車安全行走，第一步，C段的剎車塊26壓緊在管道壁上，使整個工程車停止在管道內(nèi)；第二步，上坡安全保障車自主向前行走，卷揚機16放鋼纜，B⑶三段不動，當(dāng)上坡安全保障車行走到管道盡頭時，連桿11在彈簧力的作用下將爪10伸出管道外并擋在管道邊沿上，同時連桿11上接近開關(guān)12輸出控制信號使上坡安全保障車停止行走，同時，卷揚機16也停止放鋼纜；第三步，BCD三段共同向上行走，同時卷揚機16收鋼纜。由于卷揚機16上有類似汽車安全帶的快速自鎖裝置，當(dāng)出現(xiàn)BCD三段向下滑的趨勢時，A段上坡安全保障車上的鋼纜可將后面的三段拉住，從而保障整個工程車不會滑落到管道深處。下坡坡度較大時，為保障整個工程車安全行走，第二步，D段的剎車塊48壓緊在管道壁上，使下坡安全保障車停止在管道內(nèi)；第二步，B段帶著AC段自行走，同時卷揚機55放鋼纜，由于卷揚機上有類似汽車安全帶的快速自鎖裝置，當(dāng)出現(xiàn)ABC三段向下滑的趨勢時，D段下坡安全保障車上的鋼纜可將前面的三段拉住，從而保障整個工程車不會滑落到管道深處。第三步，ABC三段行走到管道口目標(biāo)位置后停止，D段下坡安全保障車的剎車塊48釋放，驅(qū)動輪44工作向下行走，同時卷揚機55收鋼纜。其它情況時，組合體可不分開。
權(quán)利要求1.一種可快速精確定位的組合式山地內(nèi)對口器，其特征在于所述組合式山地內(nèi)對口器包括上坡安全保障車、對口器主體、儲氣罐和下坡安全保障車；所述對口器主體的一側(cè)安裝第一連接環(huán)，所述對口器主體的另一側(cè)通過鉸鏈與儲氣罐的一側(cè)連接，所述儲氣罐的另一側(cè)設(shè)有第二連接環(huán)；其中，所述上坡安全保障車包括第一車架、第一驅(qū)動輪和爪，所述第一車架上布置3個第一驅(qū)動輪和3個爪，徑向分布為3個第一驅(qū)動輪和3個爪均關(guān)于Y軸對稱，第一驅(qū)動輪通過一個銷軸安裝在第一驅(qū)動輪支撐臂的一端，所述第一驅(qū)動輪支撐臂的中部可轉(zhuǎn)動地安裝在第一回轉(zhuǎn)軸上，所述第一回轉(zhuǎn)軸固定安裝在第一車架上，所述第一驅(qū)動輪支撐臂的另一端通過鉸鏈與第一滑套聯(lián)接，所述第一驅(qū)動輪與第一驅(qū)動裝置連接；所述爪安裝在連桿一端，所述連桿的中部可轉(zhuǎn)動地安裝在第二回轉(zhuǎn)軸上，所述第二回轉(zhuǎn)軸固定安裝在第一車架上，所述連桿的另一端安裝在車架上，所述第二回轉(zhuǎn)軸與第一車架之間的連桿上安裝彈簧；所述第一滑套可滑動的套裝在空心軸上，所述空心軸固定安裝在車架上，所述電動推桿位于空心軸內(nèi)，且所述電動推桿的動端與所述第一滑套聯(lián)動；所述第一車架內(nèi)安裝第一卷揚機，所述第一卷揚機上的鋼索與所述第一連接環(huán)連接；所述對口器主體包括對口工作段和自行走段，所述自行走段包括第二車架、行走輪、第二驅(qū)動輪和剎車塊，所述第二車架上沿車架的中心軸方向依次布置2個行走輪、第二驅(qū)動輪、剎車塊和2個行走輪，從軸向上看行走輪位于第二車架的下半圓，第二驅(qū)動輪和剎車塊位于第二車架的上半圓；徑向分布為2個行走輪關(guān)于Y軸對稱，行走輪安裝在第二車架上， 第二驅(qū)動輪通過一個銷軸安裝在第二驅(qū)動輪支撐臂的一端，所述第二驅(qū)動輪支撐臂的中部可轉(zhuǎn)動地安裝在第三回轉(zhuǎn)軸上，所述第三回轉(zhuǎn)軸固定安裝在第二車架上，所述第二驅(qū)動輪支撐臂的另一端通過鉸鏈與第二滑套聯(lián)接，所述第二驅(qū)動輪與第二驅(qū)動裝置連接；剎車塊通過一個銷軸安裝在剎車塊支撐臂的一端，所述剎車塊支撐臂的中部可轉(zhuǎn)動地安裝在第四回轉(zhuǎn)軸上，所述第四回轉(zhuǎn)軸固定安裝在第二車架上，所述剎車塊支撐臂的另一端通過鉸鏈與第三滑套聯(lián)接；所述第二和第三滑套可滑動的套裝在第二中心軸上，所述第二和第三滑套與用于推動第二和第三滑套伸縮的伸縮機構(gòu)連接；所述對口工作段與滑柱固定連接，所述滑柱可滑動地安裝在套管內(nèi)，所述滑套固定安裝在第二車架的一側(cè)上，所述滑柱與氣缸的活塞桿連接；所述下坡安全保障車包括包括第三車架、第三驅(qū)動輪和剎車塊，所述第三車架上布置3 個第三驅(qū)動輪和3個剎車塊，徑向分布為3個第三驅(qū)動輪和3個剎車塊均關(guān)于Y軸對稱，第三驅(qū)動輪通過一個銷軸安裝在第三驅(qū)動輪支撐臂的一端，所述第三驅(qū)動輪支撐臂的中部可轉(zhuǎn)動地安裝在第五回轉(zhuǎn)軸上，所述第五回轉(zhuǎn)軸固定安裝在第三車架上，所述第三驅(qū)動輪支撐臂的另一端通過鉸鏈與第四滑套聯(lián)接，所述第三驅(qū)動輪與第三驅(qū)動裝置連接；剎車塊通過一個銷軸安裝在剎車塊支撐臂的一端，所述剎車塊支撐臂的中部可轉(zhuǎn)動地安裝在第六回轉(zhuǎn)軸上，所述第六回轉(zhuǎn)軸固定安裝在第三車架上，所述剎車塊支撐臂的另一端通過鉸鏈與第四滑套聯(lián)接；所述第四滑套可滑動的套裝在空心軸上，所述空心軸固定安裝在第三車架上，所述電動推桿位于空心軸內(nèi)，且所述電動推桿的動端與所述第三滑套聯(lián)動；所述第三車架內(nèi)安裝第二卷揚機，所述第二卷揚機上的鋼索與所述第二連接環(huán)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的可快速精確定位的組合式山地內(nèi)對口器，其特征在于所述第一、第三驅(qū)動裝置為電機，所述的第二驅(qū)動裝置為氣馬達。
3.如權(quán)利要求1或2所述的可快速精確定位的組合式山地內(nèi)對口器，其特征在于所述伸縮機構(gòu)包括第一氣缸和第二氣缸，兩氣缸都安裝在對口器主體機架軸心并相對布置在中心軸兩端，第一氣缸活塞桿與第二滑套連接；第二氣缸也安裝在對口器機架中心，第二氣缸活塞桿與第三滑套連接。
4.如權(quán)利要求1或2所述的可快速精確定位的組合式山地內(nèi)對口器，其特征在于所述儲氣罐的外側(cè)等圓弧間隔地設(shè)置三個滾輪。
專利摘要一種可快速精確定位的組合式山地內(nèi)對口器，包括上坡安全保障車、對口器主體、儲氣罐和下坡安全保障車；所述對口器主體的一側(cè)安裝第一連接環(huán)，所述對口器主體的另一側(cè)通過鉸鏈與儲氣罐的一側(cè)連接，所述儲氣罐的另一側(cè)設(shè)有第二連接環(huán)；第一車架內(nèi)安裝第一卷揚機，所述第一卷揚機上的鋼索與所述第一連接環(huán)連接；第三車架內(nèi)安裝第二卷揚機，所述第二卷揚機上的鋼索與所述第二連接環(huán)連接。本實用新型提供一種有效適用于坡度較大場合、可靠性良好、消除安全隱患的可快速精確定位的組合式山地內(nèi)對口器。
文檔編號B23K37/053GK202825094SQ20122036266
公開日2013年3月27日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者邢彤, 孟彬 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)