一种海底资源开发用起重铺管船管件自动吊运机器人

摘要

本发明主要涉及一种海底资源开发用起重铺管船管件自动吊运机器人，包括底板，底板上安装有支撑转动机构，底板的后端安装有吊运导引架，底板上安装有吊运夹持机构，吊运夹持机构位于支撑转动机构的上方。本发明可以解决现有起重铺管船吊运铺设管件过程中存在的需要人工借助船上吊机对管件进行吊运，需要人工借助现有工具对管件进行固定，需要人工控制吊机进行调节作业，人工控制吊机工作位置不精确，影响管件铺设的效率，且人工固定管件稳定性差，人工借助现有工具固定管件操作复杂，劳动强度大于工作效率低等难题，可以实现起重铺管船自动化吊运铺设管件的功能。

说明书

技术领域

本发明涉及起重铺管船设备技术领域，具体的说是一种海底资源开发用起重铺管船管件自动吊运机器人。

背景技术

起重铺管船多用于支持各种水下管网铺装作业，起重铺管船的主要任务是在海底铺设输送石油和天然气管道,是用于海底资源开发的重要设备，但是现有起重铺管船吊运铺设管件过程中需要人工借助船上吊机对管件进行吊运，需要人工借助现有工具对管件进行固定，需要人工控制吊机进行调节作业，人工控制吊机工作位置不精确，影响管件铺设的效率，且人工固定管件稳定性差，人工借助现有工具固定管件操作复杂，劳动强度大于工作效率低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种海底资源开发用起重铺管船管件自动吊运机器人，可以解决现有起重铺管船吊运铺设管件过程中存在的需要人工借助船上吊机对管件进行吊运，需要人工借助现有工具对管件进行固定，需要人工控制吊机进行调节作业，人工控制吊机工作位置不精确，影响管件铺设的效率，且人工固定管件稳定性差，人工借助现有工具固定管件操作复杂，劳动强度大于工作效率低等难题，可以实现起重铺管船自动化吊运铺设管件的功能，无需人工操作，且具有吊运管件位置精确、自动化固定管件稳定性好、操作简单、劳动强度小与工作效率高等优点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种海底资源开发用起重铺管船管件自动吊运机器人，包括底板，底板上安装有支撑转动机构，底板的后端安装有吊运导引架，底板上安装有吊运夹持机构，吊运夹持机构位于支撑转动机构的上方。

作文本发明的一种优选技术方案，所述支撑转动机构包括安装在底板上的两个支撑辅助架，两个支撑辅助架对称位于底板的左右两侧，支撑辅助架的上端通过滑动配合方式与支撑辅助槽相连，支撑辅助槽上安装有支撑固定架，支撑固定架呈半圆形结构，支撑固定架中部外壁上均匀设置有从动齿条，从动齿条上啮合有主动齿轮，主动齿轮安装在主动电机的输出轴上，主动电机通过电机座安装在底板上，支撑固定架上放置有管件本体；所述支撑辅助架的上端设置有三个凸块，凸块上通过轴承设置有支撑辅助辊，支撑辅助辊通过滑动配合方式连接在支撑辅助槽内，通过现有设备将管件本体输送到支撑固定架上，支撑辅助架对支撑固定架起到了支撑与转动限位的作用，主动电机控制主动齿轮进行旋转，主动齿轮与从动齿条之间相互配合控制支撑固定架进行旋转调节，从而将管件本体输送到吊运导引架上，吊运导引架对管件本体起到了导引的作用，从而确保管件本体能够进行精确位置的吊运作业。

作文本发明的一种优选技术方案，所述吊运夹持机构包括安装在底板上的吊运安装架，吊运安装架的中部前侧设置有吊运输送孔，吊运安装架的左右两侧对称设置有吊运移动槽，吊运安装架的上端安装有两块吊运立板，两块吊运立板对称位于吊运输送孔的左右两侧，两块吊运立板之间通过轴承安装有吊运转动辊，吊运转动辊的左端通过销轴安装在工作电机的输出轴上，工作电机通过电机座安装在吊运立板上，吊运转动辊上缠绕有吊运钢绳，吊运钢绳的下端穿过吊运输送孔安装在吊运夹持架上，吊运夹持架呈倒U型结构，且吊运夹持架的左右两端对称安装有夹持环形板，夹持环形板上通过夹持伸缩杆安装在夹持套管上，位于夹持环形板与夹持套管之间的夹持伸缩杆上套设有夹持缓冲弹簧，所述吊运安装架上通过电机座安装有两个吊运移动电机，两个吊运移动电机对称位于吊运安装架的左右两侧，吊运移动电机的输出轴上通过联轴器与吊运丝杠的一端相连，吊运丝杠的另一端通过轴承安装在吊运挡板上，吊运挡板安装在吊运安装架上，吊运丝杠上设置有吊运移动块，吊运移动块的下端安装有吊运移动架，吊运移动架通过滑动配合方式与吊运移动槽相连，吊运移动架的下端安装有吊运伸缩气缸，吊运伸缩气缸的顶端通过法兰安装有吊运限位电机，吊运限位电机的输出轴上安装有吊运限位杆，所述吊运夹持架上对称设置有两个吊运限位管，两个吊运限位管对称位于吊运夹持架的左右两侧，吊运限位管的中部设置有吊运插入槽，且吊运限位管的内壁上对称设置有吊运固定槽，所述夹持套管为直径从内往外逐渐减小的梯形圆台结构，所述夹持套管的外壁上沿其周向方向通过销轴均匀设置有夹持调节架，夹持调节架与夹持套管的外壁之间通过轴承安装有夹持调节气缸，夹持调节架的外壁上安装有夹持伸缩气缸，夹持伸缩气缸的顶端通过法兰安装有夹持伸缩板，夹持伸缩板上安装有夹持吸盘，所述吊运安装架的下端安装有吊运导引辊，吊运导引辊位于吊运输送孔的正下方，所述吊运限位杆呈十字形结构，且吊运限位杆与吊运限位管之间相互配合运动，首先吊运移动电机控制吊运丝杠进行旋转，吊运丝杠在运动中通过吊运移动块控制吊运移动架移动到合适的位置，吊运伸缩气缸控制吊运限位杆插入到吊运限位管内，吊运限位电机控制吊运限位杆进行转动，从而使吊运限位杆与吊运固定槽之间卡紧，保证吊运移动块在运动的过程中能够稳定的带动吊运夹持架进行同步运动调节，使夹持套管运动到合适的工作位置，夹持调节气缸与夹持伸缩气缸之间相互配合运动使夹持吸盘运动到能够紧密贴靠在管件外壁上的位置，夹持吸盘外接现有的真空气泵，现有的真空气泵工作通过夹持吸盘对管件进行固定，夹持伸缩气缸与夹持伸缩杆之间相互配合从而控制夹持套管对管件进行锁紧作业，工作电机控制吊运转动辊进行转动通过吊运钢绳控制吊运夹持架进行升降调节作业，从而将管件输送到海底铺设位置，夹持伸缩气缸与夹持伸缩杆之间相互配合使管件与夹持套管分离，现有的真空气泵停止工作，从而将管件放置到铺设位置，无需人工操作，提高了工作的效率。

工作时，首先本发明安装在现有的起重铺管船上，通过现有设备将管件本体输送到支撑固定架上，支撑辅助架对支撑固定架起到了支撑与转动限位的作用，吊运移动电机控制吊运丝杠进行旋转，吊运丝杠在运动中通过吊运移动块控制吊运移动架移动到合适的位置，吊运伸缩气缸控制吊运限位杆插入到吊运限位管内，吊运限位电机控制吊运限位杆进行转动，从而使吊运限位杆与吊运固定槽之间卡紧，保证吊运移动块在运动的过程中能够稳定的带动吊运夹持架进行同步运动调节，使夹持套管运动到合适的工作位置，夹持调节气缸与夹持伸缩气缸之间相互配合运动使夹持吸盘运动到能够紧密贴靠在管件外壁上的位置，夹持吸盘外接现有的真空气泵，现有的真空气泵工作通过夹持吸盘对管件进行固定，夹持伸缩气缸与夹持伸缩杆之间相互配合从而控制夹持套管对管件进行锁紧作业，主动电机控制主动齿轮进行旋转，主动齿轮与从动齿条之间相互配合控制支撑固定架进行旋转调节，从而将管件本体输送到吊运导引架上，吊运导引架对管件本体起到了导引的作用，工作电机控制吊运转动辊进行转动通过吊运钢绳控制吊运夹持架进行升降调节作业，从而将管件输送到海底铺设位置，夹持伸缩气缸与夹持伸缩杆之间相互配合使管件与夹持套管分离，现有的真空气泵停止工作，从而将管件放置到铺设位置，实现了起重铺管船自动化吊运铺设管件的功能。

本发明的有益效果是：

1、本发明可以解决现有起重铺管船吊运铺设管件过程中存在的需要人工借助船上吊机对管件进行吊运，需要人工借助现有工具对管件进行固定，需要人工控制吊机进行调节作业，人工控制吊机工作位置不精确，影响管件铺设的效率，且人工固定管件稳定性差，人工借助现有工具固定管件操作复杂，劳动强度大于工作效率低等难题，可以实现起重铺管船自动化吊运铺设管件的功能，无需人工操作，且具有吊运管件位置精确、自动化固定管件稳定性好、操作简单、劳动强度小与工作效率高等优点。

2、本发明设计了支撑转动机构，主动电机控制主动齿轮进行旋转，主动齿轮与从动齿条之间相互配合控制支撑固定架进行旋转调节，从而将管件本体输送到吊运导引架上，吊运导引架对管件本体起到了导引的作用，从而确保管件本体能够进行精确位置的吊运作业。

3、本发明设计了吊运夹持机构，夹持套管运动到合适的工作位置，夹持调节气缸与夹持伸缩气缸之间相互配合运动使夹持吸盘运动到能够紧密贴靠在管件外壁上的位置，夹持吸盘外接现有的真空气泵，现有的真空气泵工作通过夹持吸盘对管件进行固定，夹持伸缩气缸与夹持伸缩杆之间相互配合从而控制夹持套管对管件进行锁紧作业，自动化对管件进行锁紧与松放，操作简单，提高了工作效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明底板、支撑转动机构与吊运导引架之间的结构示意图

图3是本发明底板与吊运夹持机构的第一结构示意图；

图4是本发明底板与吊运夹持机构的第二结构示意图；

图5是本发明吊运移动架、吊运伸缩气缸、吊运限位电机、吊运限位杆、吊运夹持架与吊运限位管之间的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1到图5所示，一种海底资源开发用起重铺管船管件自动吊运机器人，包括底板1，底板1上安装有支撑转动机构2，底板1的后端安装有吊运导引架3，底板1上安装有吊运夹持机构4，吊运夹持机构4位于支撑转动机构2的上方。

所述支撑转动机构2包括安装在底板1上的两个支撑辅助架21，两个支撑辅助架21对称位于底板1的左右两侧，支撑辅助架21的上端通过滑动配合方式与支撑辅助槽22相连，支撑辅助槽22上安装有支撑固定架23，支撑固定架23呈半圆形结构，支撑固定架23中部外壁上均匀设置有从动齿条24，从动齿条24上啮合有主动齿轮25，主动齿轮25安装在主动电机26的输出轴上，主动电机26通过电机座安装在底板1上，支撑固定架23上放置有管件本体5；所述支撑辅助架21的上端设置有三个凸块，凸块上通过轴承设置有支撑辅助辊27，支撑辅助辊27通过滑动配合方式连接在支撑辅助槽22内，通过现有设备将管件本体5输送到支撑固定架23上，支撑辅助架21对支撑固定架23起到了支撑与转动限位的作用，主动电机26控制主动齿轮25进行旋转，主动齿轮25与从动齿条24之间相互配合控制支撑固定架23进行旋转调节，从而将管件本体5输送到吊运导引架3上，吊运导引架3对管件本体5起到了导引的作用，从而确保管件本体5能够进行精确位置的吊运作业。

所述吊运夹持机构4包括安装在底板1上的吊运安装架41，吊运安装架41的中部前侧设置有吊运输送孔，吊运安装架41的左右两侧对称设置有吊运移动槽，吊运安装架41的上端安装有两块吊运立板42，两块吊运立板42对称位于吊运输送孔的左右两侧，两块吊运立板42之间通过轴承安装有吊运转动辊43，吊运转动辊43的左端通过销轴安装在工作电机431的输出轴上，工作电机431通过电机座安装在吊运立板42上，吊运转动辊43上缠绕有吊运钢绳44，吊运钢绳44的下端穿过吊运输送孔安装在吊运夹持架45上，吊运夹持架45呈倒U型结构，且吊运夹持架45的左右两端对称安装有夹持环形板46，夹持环形板46上通过夹持伸缩杆47安装在夹持套管48上，位于夹持环形板46与夹持套管48之间的夹持伸缩杆47上套设有夹持缓冲弹簧49，所述吊运安装架41上通过电机座安装有两个吊运移动电机411，两个吊运移动电机411对称位于吊运安装架41的左右两侧，吊运移动电机411的输出轴上通过联轴器与吊运丝杠412的一端相连，吊运丝杠412的另一端通过轴承安装在吊运挡板413上，吊运挡板413安装在吊运安装架41上，吊运丝杠412上设置有吊运移动块414，吊运移动块414的下端安装有吊运移动架415，吊运移动架415通过滑动配合方式与吊运移动槽相连，吊运移动架415的下端安装有吊运伸缩气缸416，吊运伸缩气缸416的顶端通过法兰安装有吊运限位电机417，吊运限位电机417的输出轴上安装有吊运限位杆418，所述吊运夹持架45上对称设置有两个吊运限位管451，两个吊运限位管451对称位于吊运夹持架45的左右两侧，吊运限位管451的中部设置有吊运插入槽，且吊运限位管451的内壁上对称设置有吊运固定槽，所述夹持套管48为直径从内往外逐渐减小的梯形圆台结构，所述夹持套管48的外壁上沿其周向方向通过销轴均匀设置有夹持调节架481，夹持调节架481与夹持套管48的外壁之间通过轴承安装有夹持调节气缸482，夹持调节架481的外壁上安装有夹持伸缩气缸483，夹持伸缩气缸483的顶端通过法兰安装有夹持伸缩板484，夹持伸缩板484上安装有夹持吸盘485，所述吊运安装架41的下端安装有吊运导引辊410，吊运导引辊410位于吊运输送孔的正下方，所述吊运限位杆418呈十字形结构，且吊运限位杆418与吊运限位管451之间相互配合运动，首先吊运移动电机411控制吊运丝杠412进行旋转，吊运丝杠412在运动中通过吊运移动块414控制吊运移动架415移动到合适的位置，吊运伸缩气缸416控制吊运限位杆418插入到吊运限位管451内，吊运限位电机417控制吊运限位杆418进行转动，从而使吊运限位杆418与吊运固定槽之间卡紧，保证吊运移动块414在运动的过程中能够稳定的带动吊运夹持架45进行同步运动调节，使夹持套管48运动到合适的工作位置，夹持调节气缸482与夹持伸缩气缸483之间相互配合运动使夹持吸盘485运动到能够紧密贴靠在管件外壁上的位置，夹持吸盘485外接现有的真空气泵，现有的真空气泵工作通过夹持吸盘485对管件进行固定，夹持伸缩气缸483与夹持伸缩杆47之间相互配合从而控制夹持套管48对管件进行锁紧作业，工作电机431控制吊运转动辊43进行转动通过吊运钢绳44控制吊运夹持架45进行升降调节作业，从而将管件输送到海底铺设位置，夹持伸缩气缸483与夹持伸缩杆47之间相互配合使管件与夹持套管48分离，现有的真空气泵停止工作，从而将管件放置到铺设位置，无需人工操作，提高了工作的效率。

工作时，首先本发明安装在现有的起重铺管船上，通过现有设备将管件本体5输送到支撑固定架23上，支撑辅助架21对支撑固定架23起到了支撑与转动限位的作用，吊运移动电机411控制吊运丝杠412进行旋转，吊运丝杠412在运动中通过吊运移动块414控制吊运移动架415移动到合适的位置，吊运伸缩气缸416控制吊运限位杆418插入到吊运限位管451内，吊运限位电机417控制吊运限位杆418进行转动，从而使吊运限位杆418与吊运固定槽之间卡紧，保证吊运移动块414在运动的过程中能够稳定的带动吊运夹持架45进行同步运动调节，使夹持套管48运动到合适的工作位置，夹持调节气缸482与夹持伸缩气缸483之间相互配合运动使夹持吸盘485运动到能够紧密贴靠在管件外壁上的位置，夹持吸盘485外接现有的真空气泵，现有的真空气泵工作通过夹持吸盘485对管件进行固定，夹持伸缩气缸483与夹持伸缩杆47之间相互配合从而控制夹持套管48对管件进行锁紧作业，主动电机26控制主动齿轮25进行旋转，主动齿轮25与从动齿条24之间相互配合控制支撑固定架23进行旋转调节，从而将管件本体5输送到吊运导引架3上，吊运导引架3对管件本体5起到了导引的作用，工作电机431控制吊运转动辊43进行转动通过吊运钢绳44控制吊运夹持架45进行升降调节作业，从而将管件输送到海底铺设位置，夹持伸缩气缸483与夹持伸缩杆47之间相互配合使管件与夹持套管48分离，现有的真空气泵停止工作，从而将管件放置到铺设位置，实现了起重铺管船自动化吊运铺设管件的功能，解决了现有起重铺管船吊运铺设管件过程中存在的需要人工借助船上吊机对管件进行吊运，需要人工借助现有工具对管件进行固定，需要人工控制吊机进行调节作业，人工控制吊机工作位置不精确，影响管件铺设的效率，且人工固定管件稳定性差，人工借助现有工具固定管件操作复杂，劳动强度大于工作效率低等难题，达到了目的。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。