一种利用拉绳机构进行空中管口水平定位对接的装置的制作方法

本实用新型涉及空中悬吊的大型管口对接技术，用于大中型空中管道架设、石油化工管道设备、风力发电机叶轮和主机定位对接等领域的安装设备，属于机械装备技术领域。

背景技术：

随着大型装备制造业的蓬勃发展，一些大型管状零部件被起吊后在高空安装很常见。本实用新型的现有技术是“利用磁性球面铰定位的空中管口水平对接装置及对接方法”，申请号：2019101539553。该技术较好地解决了起吊管口的定位对接问题，但在该技术中正棱锥侧棱同步伸缩杆采用了液压或气压伸缩技术，在多半球面体7或少半球壳体8上还装有电磁铁，这样会使设备的构成略显复杂，而且安装过程也显繁琐。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种利用拉绳机构进行空中管口水平定位对接的装置。

本实用新型是一种利用拉绳机构进行空中管口水平定位对接的装置，由球冠球面铰接机构、正棱锥框架伸缩机构和拉绳机构安装在悬吊的且即将对接的两个水平管口13、15的管口内，锁绳器2和收绳器3有两种配置安装方式，一是锁绳器2安装在多半球面体7所在的第一正棱锥框架底部伸缩杆中心支架10的外侧，收绳器3安装在少半球壳体8所在的第二正棱锥框架底部伸缩杆中心支架16的外侧，二是锁绳器2安装在少半球壳体8所在的第二正棱锥框架底部伸缩杆中心支架16外侧，收绳器3安装在多半球面体7所在第一正棱锥框架底部伸缩杆中心支架10的外侧。

本实用新型的有益之处是：本实用新型采用拉绳收缩机构，正棱锥框架中的侧棱伸缩杆不使用液气压技术，球面铰接配合中不使用磁性吸引，结构简洁，使用的辅助设备少，安装和拆卸方便，节省安装和运输成本。

附图说明

图1是本专利中多半球面体和少半球壳体没有形成球面铰时拉绳收拉状态立体图，图2是多半球面体和少半球壳体以球面铰配合的状态立体图，图3、图4是锁绳器、收绳器、两个正三棱锥底部同步伸缩杆中心支架、多半球面体和少半球壳体在拉绳上的贯穿位置关系图，图5是本实用新型装置在空中两水平管口完成间接对接时的状态立体图，图6是正棱锥框架中一根侧棱伸缩杆的立体图；图7是两个对接管口完成直接对接时正三棱锥同步伸缩机构的状态立体图。图8为安装多半球面体7的正三棱锥框架同步伸缩机构的折叠收束状态立体图，图9为安装少半球壳体8的正三棱锥框架同步伸缩机构的折叠收束状态立体图。

附图标记及对应名称为：1.拉绳，2.锁绳器，3.收绳器，4.收绳器驱动电机，5.收绳器摇把，6.正三棱锥框架的侧棱伸缩杆气门嘴，7. 多半球面体，8.少半球壳体，9. 正三棱锥侧棱同步伸缩杆，10. 安装有多半球面体的正棱锥底部同步伸缩杆中心支架，11. 正三棱锥框架的侧棱伸缩杆泄气嘴，12. 即正三棱锥底部同步伸缩杆液压管接口，13. 装有多半球面体的对接管口，14.正三棱锥底部同步伸缩杆，15.装有少半球壳体的对接管口，16.安装有少半球壳体的正棱锥底部同步伸缩杆中心支架。

具体实施方式

如图1~图9所示，本实用新型是一种利用拉绳机构进行空中管口水平定位对接的装置，由球冠球面铰接机构、正棱锥框架伸缩机构和拉绳机构安装在悬吊的且即将对接的两个水平管口13、15的管口内，锁绳器2和收绳器3有两种配置安装方式，一是锁绳器2安装在多半球面体7所在的第一正棱锥框架底部伸缩杆中心支架10的外侧，收绳器3安装在少半球壳体8所在的第二正棱锥框架底部伸缩杆中心支架16的外侧，二是锁绳器2安装在少半球壳体8所在的第二正棱锥框架底部伸缩杆中心支架16外侧，收绳器3安装在多半球面体7所在第一正棱锥框架底部伸缩杆中心支架10的外侧。

如图1~图9所示，锁绳器、收绳器、两个正三棱锥底部伸缩杆中心支架、多半球面体和少半球壳体在拉绳上的贯穿位置关系有两种方式：一是，收绳器3安装在多半球面体7所在的第一正棱锥框架底部伸缩杆的中心支架10外侧，拉绳1由收绳器3引出，并依次穿过多半球面体7所在的第一正棱锥框架底部伸缩杆部中心支架10的中心、多半球面体7的中心绳孔、少半球壳体8的中心绳孔、少半球壳体8所在的第二正棱锥框架底部伸缩杆中心支架16中心，进入锁绳器2，并被锁绳器2夹紧锁定；

二是，收绳器3安装在少半球壳体8所在的第二正棱锥框架底部伸缩杆中心支架16外侧，拉绳1由收绳器3引出，并依次从少半球壳体8所在的第二正棱锥底部伸缩杆中心支架16的中心、少半球壳体8的中心绳孔、多半球面体7的中心绳孔、多半球面体7所在的第一正棱锥框架底部中心支架10的中心，进入锁绳器2，并被锁绳器2夹紧锁定。

如图1所示，正棱锥同步伸缩机构中的侧棱同步伸缩杆9为自然吸气和出气式的活塞推拉杆机构，在侧棱同步伸缩杆9的气缸上部装有气门嘴6，气门嘴6既可充气也可放气。

如图1所示，在侧棱同步伸缩杆9的气缸上部装有泄气嘴11，泄气嘴11内设有定压泄气阀。

如图1所示，收绳器3上装有手摇式收绳摇把5和电力驱动的收绳器驱动电机4，用收绳器驱动电机4驱动，或者用手摇式收绳摇把5收绳。

实施例一：

以正三棱锥为例，在图1~图2中，半径相同的多半球面体7和少半球壳体8可以凹凸球面铰方式配合；多半球面体7位于管口13内的正三棱锥框架伸缩机构的锥顶部，少半球壳体8 位于管口15内的正三棱锥框架伸缩机构的锥顶部；在半球面体7和少半球壳体8中心各贯通一穿绳孔；收绳器3位于装有多半球面体7的正三棱锥框架底部伸缩杆中心支架10的中心通孔外侧，锁绳器2位于安装有少半球壳体的正三棱锥框架底部伸缩杆中心支架16的中心通孔外侧；收绳器3上装有手动收绳摇把5和电动收绳电机4，当悬吊管口很重时可电动收绳，若悬吊管口较轻时可手动收绳。

图3、图4是锁绳器、收绳器、两个正三棱锥框架底部伸缩杆中心支架、多半球面体和少半球壳体在拉绳上的贯穿位置关系图，存在图3和图4两种贯穿位置关系。在图3中，收绳器3固定在多半球面体7所在的正三棱锥框架底部伸缩杆中心支架10的外侧，拉绳1由收绳器3引出，依次从安装有多半球面体7的正三棱锥框架底部伸缩杆中心支架10的中心孔、多半球面体7的中心绳孔、少半球壳体8的中心绳孔、安装有少半球壳体8的正三棱锥框架底部伸缩杆中心支架16中心孔、锁绳器2中依次穿出，并由锁绳器2夹紧固定；在图4中，收绳器3固定在少半球壳体8所在的正三棱锥框架底部伸缩杆中心支架16外侧，拉绳1由收绳器3引出，并依次从少半球壳体8所在的正三棱锥框架底部伸缩杆中心支架16的中心孔、少半球壳体8的中心绳孔、多半球面体7的中心绳孔、多半球面体7所在的正三棱锥框架底部中心支架16的中心孔、锁绳器2中依次穿出，并由锁绳器2夹紧固定。无论哪种引导绳机构，只要操作收绳器3不断收紧拉绳，就可使多半球面体7和少半球壳体8逐渐靠近完成球面铰配合，如图2所示。

在图5~图6中，正棱锥伸缩机构中的底部伸缩机构通过液压推力使正棱锥伸缩机构中的底部同步伸缩杆14伸长，并顶紧固定在对接管口的内壁上，使正棱锥伸缩机构固定在即将对接的两个水平管口内，而且正棱锥底部高线与所在管口中心线处于共线关系；在拉绳收拉作用下多半球面体7和少半球壳体8逐渐靠近，拉直状态的拉绳形成多半球面体7和少半球壳体8靠近的定位导向线，最终形成球面铰配合状态，完成空中两个对接管口13和15的间接对接，如图4所示状态；接下来，在空中管口起吊设备的配合下，继续操作收绳器3，进一步收拉绳，拉绳的收缩拉力转变为两组正三棱锥侧棱同步伸缩杆9和14之间的对抗压力，侧棱伸缩杆9和14同步收缩，侧棱伸缩杆内的活塞推动气缸内的压缩空气从泄气嘴11排出，逐步收绳压缩侧棱伸缩杆，使空中水平管口13和管口15完成直接对接，此时位于管口13和管口15内的正三棱锥同步伸缩机构则收缩为如图5所示的状态。

在图7~图8中，由于正三棱锥的底部同步伸缩杆14和侧棱同步伸缩杆9采用现有专利技术（“利用磁性球面铰定位的空中管口水平对接装置及对接方法”，申请号：2019101539553）中的长圆孔铰接结构特征，所以两个正三棱锥同步伸缩机构可以在使用状态和卸离收束状态之间转换。图7为安装多半球面体7的正三棱锥同步伸缩机构折叠收束状态立体图，在该图中收绳器3、液压设备及拉绳被卸下，图8为安装少半球壳体8的正三棱锥同步伸缩机构折叠收束状态立体图，在该图中锁绳器2、液压设备接管等被卸下。

本实用新型是在现有技术（“利用磁性球面铰定位的空中管口水平对接装置及对接方法”，申请号：2019101539553）的基础上做了机构改良，该实用新型装置主要包括球冠球面铰接机构、正棱锥框架伸缩机构和拉绳机构。其中球冠球面铰接机构由半径相同的多半球面体7和少半球壳体8构成，在半球面体7和少半球壳体8中心各贯通一穿绳孔，当拉绳1穿过多半球面体7和少半球壳体8，收拉拉绳1使多半球面体7和少半球壳体8相互靠近，可形成凹凸球面铰配合；多半球面体7和少半球壳体8分别位于两个对接管口13和15内，并安装在固定于各自所在管口内壁的正棱锥框架的锥顶部。

正棱锥框架有两个同步伸缩机构，一个是底部同步伸缩机构，另一个是侧棱杆同步伸缩机构。

底部同步伸缩机构的作用是将正棱锥框架固定在关口内，底部同步伸缩机构的伸缩杆14采用液压伸缩技术，在底部同步伸缩杆14上设有液压管接口12，通过液压可将正棱锥伸缩机构中的底部棱角同步伸长，顶紧固定在对接管口的内壁，使正棱锥伸缩机构固定在即将对接的两个水平管口13和15内，而且正棱锥底部高线与所在管口中心线处于共线关系。

正棱锥框架的侧棱同步伸缩机构的作用是控制多半球面体7和少半球壳体8沿各自所在管口的中心线收缩移动。侧棱同步伸缩杆9采用空气活塞伸缩结构，通过推拉伸缩杆9即可实现伸缩运动，在侧棱同步伸缩杆9的气缸上设有气门嘴6和泄气嘴11，其中气门嘴6内设有单向进气阀，用于给气缸充气或放气，在泄气嘴11内设有泄气阀，使正棱锥侧棱同步伸缩杆9伸长后能保持一定的抗压缩能力，但当压力超过一定极限时，泄气嘴11内的泄气阀便泄气，使气缸内气压保持在1.8大气压。

在引导绳机构中，将收绳器3固定在位于管口13内的正棱锥伸缩机构的底部同步伸缩杆的中心支架10上，将收绳器3中收卷的拉绳1引出，绳头从该同步伸缩杆的中心支架10的中心孔穿出，再穿过多半球面体7的中心拉绳孔，再穿过位于管口15内的少半球壳体8的中心拉绳孔，最后再从正棱锥伸缩机构的底部同步伸缩杆的中心支架16上的中心孔穿出，并用锁绳器2将穿出的绳头夹紧固定。在所述引导绳机构中，收绳器3也可以安装在位于管口15内的正棱锥伸缩机构的底部同步伸缩杆的中心支架16上，这样锁绳器就位于管口13内的正棱锥伸缩机构的底部同步伸缩杆的中心支架10上。位于管口13和15中的多半球面体7和少半球壳体8形成球面铰配合，收绳器3收拉拉绳1，正棱锥框架的侧棱同步伸缩杆收缩，泄气嘴11自动泄气，逐渐完成管口13和15的直接对接。