[发明专利]围油栏布放机器人及其配套设备的液压系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人及配套设备的液压驱动系统及其控制方法，尤其涉及一种用于海面溢油回收围油栏布放机器人及其配套设备的液压系统及其控制方法。

背景技术

随着海上油田开发和石油运输的发展，海上溢油事故的风险不断加剧。溢油事故一旦发生，常会造成巨大的经济损失和严重的生态灾难。因此，尽可能地对海面上的溢油进行回收清理对减小事故损失和影响有着重要意义。

海面溢油回收清理的重要手段之一是物理机械方法。不管是在近海水域还是开放水域，用专门的设备对海面溢油进行围控及回收是理想的溢油应急处理方法。要处理海面溢油，首先是用溢油回收船拖带围油栏进行对浮油的拦截和围控。其目的，一是能够防止溢油的再次扩散，二是将溢油集中起来以便于回收。然后，用溢油回收设备（溢油回收船、收油机、撇油器等）将围油栏所围控的溢油进行回收，再通过集油井到达储油舱中。

由于海面情况复杂，溢油回收设备的工作主要依靠液压系统驱动，这也是海工产品常用的驱动方式。机身本体的旋转、侧移，扫油臂的伸缩、俯仰，围油栏浮筒的布放与回收都是通过液压站提供压力油驱动液压缸或液压马达带动设备运转。因此，根据设备的运转特性，合理的设计液压系统是制造溢油回收设备的重点。

发明内容

本发明的目的之一是，提供一种气嘴对准的动作与浮筒抓握机构的动作有一个先后顺序，以保证两个动作实施的可靠性；且充排气过程中气嘴可自动定位的围油栏布放机器人及其配套设备的液压系统。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种围油栏布放机器人及其配套设备的液压系统，包括机身平移回路，机身摆动回路，扫油臂伸缩回路，变幅油缸回路，围油栏浮筒马达回路，气嘴与浮筒顺序动作回路；其特征在于，所述机身平移回路用于控制机器人机身本体整体向外侧移或缩回，其包括平移油缸，双单向节流阀，双液控单向阀，电磁比例换向阀；

所述机身摆动回路、扫油臂伸缩回路和变幅油缸回路共同构成机器人扫油臂动作控制回路；

所述控制回路主要包括机身摆动液压马达、变幅缸、伸缩缸、双单向节流阀、单向节流阀、双液控单向阀、电磁比例换向阀和安全阀；

所述围油栏浮筒马达回路用于控制围油栏浮筒旋转，其主要包括电磁比例换向阀，双液控单向阀，液压马达；

所述气嘴与浮筒顺序动作回路，用于控制浮筒的抓握与气嘴的扣紧，其包括电磁比例换向阀、双单向节流阀、顺序阀、通气架摆动油缸和挂钩油缸；

所述扫油臂动作控制回路和围油栏浮筒马达回路的电磁比例换向阀均为比例换向阀；

所述机身平移回路、机身摆动回路、扫油臂伸缩回路、变幅油缸回路和围油栏浮筒马达回路所用电磁比例换向阀均为Y型中位机能。

上述技术方案的围油栏布放机器人及其配套设备的液压系统，其工作原理是,由电磁比例换向阀控制溢油回收机器人平移油缸，带动机器人机身本体侧移架，以实现整体的平移；

由电磁比例换向阀控制机身摆动液压马达，液压马达通过减速机带动外啮合齿轮减速对实现扫油臂的旋转运动；

由电磁比例换向阀控制的变幅缸实现扫油臂的俯仰；

由电磁比例换向阀控制的伸缩缸实现扫油臂的伸缩。

由电磁比例换向阀控制围油栏浮筒液压马达，当扫油臂拖拽围油栏浮筒时，液压马达经过减速机带动围油栏浮筒同步旋转。

浮筒的抓握与气嘴的扣紧采用的是液压顺序回路，实现了气嘴的动作与浮筒抓握机构的动作有一个先后顺序。同时液压锁与Y型中位机能的电磁比例换向阀组合，确保液压锁能准确锁紧或定位液压缸或液压马达。液压系统中电液比例控制技术实现了对液压元件的精确控制。

上述技术方案直接带来的技术效果是，通过液压顺序回路，实现了气嘴的动作与浮筒抓握机构的动作有一个先后顺序，避免两者相互干涉碰撞；

其在现有技术的基础上，减少了一条液压回路的控制要求，并且液压顺序动作回路实现了充排气过程中气嘴的自动定位，节省了围油栏的展开及回收的时间，有利于自动化控制。

作为优选，上述围油栏浮筒马达为双向马达；上述气嘴与浮筒顺序动作回路顺序阀为单向顺序阀。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，围油栏浮筒马达采用双向马达，利于动作的换向，且可替代现有技术的两台单相马达，降低设备投资；气嘴与浮筒顺序动作回路顺序阀采用单向顺序阀即可满足正常的使用功能，进一步降低成本。

本发明的目的之二是，提供一种上述围油栏布放机器人及其配套设备的液压系统的控制方法。