[发明专利]深水复杂环境下大口径管道沟槽式连接器安装作业机器人

摘要

本发明公开了一种深水复杂环境下大口径管道沟槽式连接器安装作业机器人，其整体呈类似门式起重机形状，其固定侧翼采用开合结构，通过夹持部打开、闭合并夹紧在连接点附近两根待连接管路上、其机械臂采用与丝杠滑台形成可往复移动式连接。上述系列技术手段的采用使得本发明既能进行水平管路的连接，又能进行倾斜甚至是垂直管路的连接作业；其机械臂和固定装置均可根据具体连接管路的管径进行灵活调节，因而可满足不同型号连接器的连接施工需要；而且，采用气囊和驱动螺旋桨共同配合实现机器人水中姿态调整，使得机器人有较高的机动性和灵活性；其主要控制装置布置在母船上，简化了水下作业部分结构。

主权项

一种深水复杂环境下大口径管道沟槽式连接器安装作业机器人，包括与外部母船通讯连接的水压传感器、与外部母船连接的供电线路和液压油输送管路；其特征在于，整体呈类似门式起重机形状，包括横梁部、左侧机构、右侧机构和机械臂；其中，左侧机构和右侧机构均为箱型框架式结构，左右手对称，设置在横梁部的两端；所述左侧机构包括固定侧翼和固定上板；所述固定侧翼为开合结构，包括左右对称的用于夹持待安装作业管道的两个夹持部，所述左右两个夹持部分别与所述固定上板的左右两侧通过铰接机构铰接，当所述固定侧翼闭合时，在其内部形成一管状空腔部；每个夹持部的侧面还分别设置有一密封圈推动液压缸，所述密封圈推动液压缸的活塞杆端部连接有密封圈推送环；所述管状空腔部的壁面上设置有橡胶涂层；所述横梁部为框架结构，所述横梁部的顶部为矩形框，所述矩形框的四个顶角处分别设置有四根支柱，所述四根支柱分别固定在所述左侧机构和右侧机构的固定上板上；以所述矩形框的两条横边的中心点为固定支座的中心点，沿上述两中心点的连线上设置有一丝杠滑台；所述四根支柱上均分别设置有一固定侧翼开合液压缸，所述固定侧翼开合液压缸的活塞杆分别与其对应的夹持部连接，所述固定侧翼开合液压缸用于驱动所述固定侧翼执行开合动作；所述支柱上还设置有摄像头；所述矩形框的四边均设置有若干数量的驱动螺旋桨；所述机械臂的上部包括第一液压缸，所述第一液压缸的基座端套装在所述丝杠滑台上，形成可往复移动式连接；所述丝杠滑台上设置有驱动电机，用于驱动所述第一液压缸在所述丝杠滑台上往复移动；所述机械臂的下部为机械手，所述机械手与所述第一液压缸的活塞杆通过连接块连接；所述机械手用于抓取并执行沟槽式连接器的安装操作，并根据安装操作需要进行上、下、左、右各方向的移动；所述左侧机构和右侧机构上均设置有用于在水下进行升降的气囊；所述机械手包括有爪部、第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、连接器和第四液压缸；所述第二液压缸数量为两个，其基座分别焊接在所述机械臂连接块的两端，其活塞杆分别沿靠近所述第一液压缸的活塞杆的方向成倒八字形向内伸出，所述第二液压缸的活塞杆与所述第一液压缸的活塞杆构成一个平面，并以所述第一液压缸的活塞杆为对称轴一左一右相互对称；所述爪部按位置高度分成上、下两组，总数量为四个、相互平行；其中，位置较上的两个分别焊接在所述连接块的两端，位置靠下的两个分别焊接在上述两个第二液压缸的活塞杆末端；在执行沟槽式连接器安装工作过程中，每个爪部分别插入沟槽式连接器上的对应耳孔内，执行所述机械臂的抓取动作；所述第三液压缸的基座焊接在所述位置靠下的两个爪部中外侧的那个爪部上；所述第四液压缸的基座与所述第三液压缸的活塞杆通过螺纹连接；所述第四液压缸的活塞杆端连接有液压力矩扳手，所述液压力矩扳手在所述第四液压缸的驱动下，用于完成沟槽式连接器连接用螺栓的紧固；所述第三液压缸的活塞杆伸缩方向为前后方向，所述第四液压缸的活塞杆伸缩方向为上下方向。