[实用新型]天然气管道铺设机器人的激光平衡系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道铺设设备，尤其是一种天然气管道铺设机器人的激光平衡系统。

背景技术

目前，我国经济建设发展迅猛，尤其是东部对油气资源需求旺盛，国内自给率相对较低，而且分布很不均匀，需要大量从西部甚至国外引进资源；而我国的西北部及西北部邻国却蕴含大量油气资源，需要寻找消费市场，随着一路一带建设的渐入佳境，西(油)气东输工程是协调东西部发展的关键环节，已经全面展开并加速进行。而管道运输的经济性更具有竞争力，管道运输具有数以千计千米的市场规模。针对申请号为2015108436846的《一种大口径管道自动连续铺设作业机器人》的专利和申请号：2015108436244的《大口径管道自动连续铺设作业机器人及其作业方法》的专利在实际施工中存在水平平衡问题，进行了多次实验，基于角动量守恒的理论设计实验了“激光平衡控制系统”，有效的解决了管道铺设机器人在野外地形复杂条件下的水平平衡调整耗时的问题，同时提高了管道铺设的效率、精度和质量，对于管道铺设机器人的升级换代具有重大意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是管道铺设机器人在铺设过程中的水平平衡问题。

为了解决上述技术问题，本发明的天然气管道铺设机器人的激光平衡系统包括激光传导系统、集成平衡控制系统、液压控制调整系统、三坐标水平控制模块和液压调整执行机构；

所述激光传导系统包括激光发生器、等离子体、Y轴相位传感器、偏频传感器、激光光路L1、激光光路L2、半透半反激光接收器、合光棱镜激光接收器和光电信号转换器；激光发生器在等离子体中产生的激光束通过Y轴相位传感器将相位信号通过激光光路L1传导至半透半反激光接收器，同时激光发生器在等离子体中产生激光束通过偏频传感器将偏频信号通过激光光路L2传导至合光棱镜激光接收器，至此两路光信号经光电信号转换器转换为高电平信号；

所述集成平衡控制系统通过接收激光传导系统的光电信号转换器输出的高电平信号和三坐标水平控制模块的高电平信号，经逻辑算法程序输出高电平信号通过液压控制调整系统调整对角线4方向的液压调整执行机构，使管道铺设机器人平台时时保持水平平衡状态，保证管道坡口焊接的精度。

激光平衡传导系统为前后对称的系统；

液压调整执行机构分布于管道铺设机器人平台对角线的四个方向。

本发明的有益效果是：本发明的天然气管道铺设机器人的激光平衡系统自动化程度更高，同时有效的解决了管道铺设机器人在野外地形复杂条件下的水平平衡调整耗时的问题，提高了管道铺设的效率、精度和质量，对于管道铺设机器人的升级换代具有重大意义。

附图说明

图1为本发明中天然气管道铺设机器人的激光平衡系统结构示意图；

图2为本发明中操作软件界面示意图；

具体实施方式

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：

参见图1至图2，本发明的天然气管道铺设机器人的激光平衡系统包括激光传导系统1、集成平衡控制系统11、液压控制调整系统12、三坐标水平控制模块10和液压调整执行机构13；

所述激光传导系统1包括激光发生器2、等离子体3、Y轴相位传感器4、偏频传感器5、激光光路L1、激光光路L2、半透半反激光接收器8、合光棱镜激光接收器9和光电信号转换器14；激光发生器2在等离子体3中产生的激光束通过Y轴相位传感器4将相位信号通过激光光路L1传导至半透半反激光接收器8，同时激光发生器2在等离子体3中产生激光束通过偏频传感器5将偏频信号通过激光光路L2传导至合光棱镜激光接收器9，至此两路光信号经光电信号转换器14转换为高电平信号；

所述集成平衡控制系统11通过接收激光传导系统1的光电信号转换器14输出的高电平信号和三坐标水平控制模块10的高电平信号，经逻辑算法程序输出高电平信号通过液压控制调整系统12调整对角线4方向的液压调整执行机构13，使管道铺设机器人平台时时保持水平平衡状态，保证管道坡口焊接的精度。激光传导系统1为前后对称的系统；

液压调整执行机构13分布于管道铺设机器人平台对角线的四个方向所述平台底部设有用于移动的履带；

实施例

在野外连续铺设直径1016mm、管长12米、壁厚10毫米且单根净重在3500千克以上的石油输送管道和本发明具有激光平衡控制系统的管道铺设机器人平台及其作业附属机件，经大型运输车辆按照作业操作规范卸载在指定地点。