管道对接智能机器人的制作方法

本发明涉及管道对接技术领域，尤其是一种管道对接智能机器人。

背景技术：

随着管道行业的迅速发展，连接管道的方法也越来越多，由于管道之间通过法兰连接具有可拆卸的优点，特别是在长距离的直线管路上，因此法兰连接的方法被使用的频率非常高，法兰连接实际上就是用螺栓将两个法兰盘拉紧使其紧密结合起来，在对接时不仅要两个管道的轴线重合，还需要两个法兰盘上的连接孔一一对应，然而现有的两个管道对接时全部依靠人工进行两个管道的定位，导致两个管道在对接的过程中费时费力，严重影响管道的对接效率，同时在管道之间的法兰上空对应后，需要人工将螺钉的一端限位，另一端穿过两个法兰上的通孔并通过扳手将螺母和螺钉螺纹连接，从使得两个管道相互之间固定，但是一个一个安装，并且一端需要一只手去固定螺钉，而另一只手来控制扳手，从而使得螺母与螺钉螺纹连接，降低了工作效率，操作起来不是很方便。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中两个管道之间对接后法兰上螺钉和螺母操作不便，并严重影响管道之间安装的问题，现提供一种管道对接智能机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种管道对接智能机器人，所述管道的两端均具有法兰，所述法兰上均具有沿圆周方向均匀分布的若干连接孔，所述管道有两个分别为左管道和右管道，该精密对接机器人包括平台、滑动设置在平台上且用于夹持左管道的左夹持机构、固定在平台上且用于夹持右管道的右夹持机构及用于带动左夹持机构向右夹持机构靠拢或远离的动力机构；

所述固定平台上设置有上卡环、第一横板、下卡环和第二横板，所述第一横板和第二横板均沿所述法兰轴向滑动设置在所述固定平台上，所述第一横板和第二横板分别位于所述左夹持机构和所述右夹持机构的两侧，所述上卡环沿所述法兰径向滑动设置在所述第一横板上，所述下卡环沿所述法兰径向滑动设置在所述第二横板上，所述上卡环和下卡环相对设置，所述上卡环和下卡环位于所述左夹持机构和所述右夹持机构之间，所述上卡环的端面和所述下卡环的端面上均开设有六角沉头孔，当所述上卡环与下卡环相互接触时形成环形结构，所述管道位于所述环形结构内，所述环形结构中心轴线与所述法兰中心轴线相互重合设置，此时所述六角沉头孔与所述连接孔相对应设置。本发明通过左夹持机构对左管道进行夹持，以及右夹持机构对右管道进行夹持，使得左管道和右管道上法兰盘相对应，同时使得法兰盘上的连接孔相对应，再通过上卡环和下卡环的六角沉头孔内放置螺钉，使得螺钉穿过左管道和右管道之间的连接孔，工作人员只需一个手通过扳手将螺母与螺钉螺钉连接，并使得左管道和右管道之间对接完成。

进一步地，所述左夹持机构包括滑动设置在平台上的滑座、转动设置在滑座上的两个左支撑辊、转动设置在左支撑辊上方的左压紧辊及固定在滑座上的左对位组件，左压紧辊与左支撑辊相互平行，两个左支撑辊分别位于滑座的前后两侧，所述滑座上固定有用于驱动左支撑辊上升或下降的左动力组件，左对位组件包括用于卡入连接孔的左定位销，所述左定位销相对滑座滑动设置；

所述右夹持机构包括固定在平台上的固定座、转动设置在固定座上的两个右支撑辊、转动设置在右支撑辊上方的右压紧辊及固定在固定座上的右对位组件，右压紧辊与右支撑辊相互平行，两个右支撑辊分别位于固定座的前后两侧，所述固定座上固定有用于驱动右支撑辊上升或下降的右动力组件，右对位组件包括用于卡入连接孔的右定位销，所述右定位销相对平台滑动设置，位于滑座前侧的左支撑辊的轴线和位于固定座前侧的右支撑辊的轴线重合，位于滑座后侧的右支撑辊的轴线和位于固定座后侧的右支撑辊的轴线重合。利用左夹持机构的左压紧辊及两个左支撑辊将左管道夹持，同样利用右夹持机构的右压紧辊及两个右支撑辊将右管道夹持，由于左支撑辊和右支撑辊的轴线重合，因此可确保左管道和右管道的轴线重合，但此时左管道和右管道的法兰上的连接孔可能处于周向错开的状态，需要进行对准，具体为转动左管道，使左定位销插入左管道上法兰的连接孔中，转动右管道，使右定位销插入右管道上法兰的连接孔中，从而实现左管道和管道上法兰的连接孔相互一一对准，最后利用动力组件推动滑座向固定座靠拢，实现将左管道尾端的法兰压紧在右管道首端的法兰上，进而实现维持左管道与右管道的精密对接状态，且便于左管道与右管道的法兰之间螺栓组件的旋紧。

进一步地，所述滑座上固定有左支架，所述左动力组件固定在左支架上，所述左压紧辊转动设置在左上支座上，所述左上支座与左支架滑动连接，所述固定座上固定有右支架，所述右动力组件固定在右支架上，所述右压紧辊转动设置在右上支座上，所述右上支座与右支架滑动连接。

进一步地，所述左动力组件包括伸出端朝下的左压紧气缸，所述左压紧气缸的缸体固定在左支架上，所述左压紧气缸的伸出端端部与左上支座固定连接，所述右动力组件包括伸出端朝下的右压紧气缸，所述右压紧气缸的缸体固定在右支架上，所述右压紧气缸的伸出端端部与右上支座固定连接。

进一步地，所述左上支座上固定有左导向杆，所述左导向杆与左支架滑动连接，所述左导向杆的轴线方向与左压紧气缸伸出端的轴线方向平行，所述右上支座上固定有右导向杆，所述右导向杆与右支架滑动连接，所述右导向杆的轴线方向与右压紧气缸伸出端的轴线方向平行。

进一步地，所述滑座上固定有两个左下支座，两个所述左支撑辊分别转动设置在两个左下支座上，所述固定座上固定有两个右下支座，两个所述右支撑辊分别转动设置在两个右下支座上。

进一步地，所述左对位组件还包括左定位座，所述左定位座沿左支撑辊的轴线方向滑动设置在滑座上，所述左定位座上螺纹连接有左横向锁止螺钉，所述左横向锁止螺钉的螺纹端端部抵在滑座上，所述左定位销沿左支撑辊的轴线方向设置在左定位座上；

所述右对位组件还包括右定位座，所述右定位座沿右支撑辊的轴线方向滑动设置在固定座上，所述右定位座上螺纹连接有右横向锁止螺钉，所述右横向锁止螺钉的螺纹端端部抵在固定座上，所述右定位销沿右支撑辊的轴线方向设置在右定位座上。

进一步地，所述动力机构包括推动气缸，所述推动气缸的缸体固定在平台上，所述推动气缸的伸出端端部与滑座固定连接，所述滑座位于推动气缸与固定座之间。

为了定位过程的省力，进一步地，位于滑座前侧的左支撑辊的端部固定有左手柄，位于固定座前侧的右支撑辊的端部固定有右手柄，通过轻松便捷的扳动左手柄可使左支撑辊及左管道转动，同样通过轻松便捷的扳动右手柄可使右支撑辊及右管道转动。

本发明的有益效果是：本发明管道对接智能机器人巧妙的利用左夹持机构和右夹持机构分别将左管道和右管道夹持，使得左管道和右管道上法兰盘相对应，同时使得法兰盘上的连接孔相对应，再通过上卡环和下卡环的六角沉头孔内放置螺钉，使得螺钉穿过左管道和右管道之间的连接孔，工作人员只需一个手通过扳手将螺母与螺钉螺钉连接，并使得左管道和右管道之间对接完成，避免了同时在管道之间的法兰上空对应后，需要人工将螺钉的一端限位，另一端穿过两个法兰上的通孔并通过扳手将螺母和螺钉螺纹连接，从使得两个管道相互之间固定，但是一个一个安装，并且一端需要一只手去固定螺钉，而另一只手来控制扳手，从而使得螺母与螺钉螺纹连接，降低了工作效率，操作起来不是很方便的问题。

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是本发明的主视图；

图2是本发明的左视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是图3中a的局部放大图；

图5是本发明中上卡环和下卡环分体时的主视图；

图6是本发明中上卡环和下卡环接触时的主视图；

图7是本发明中管道上法兰与上卡环及下卡环之间安装时的结构示意图。

图中：1、左管道，2、右管道，3、法兰，3-1、连接孔，4、平台；

5、左夹持机构，5-1、滑座，5-2、左支撑辊，5-3、左压紧辊，5-4、左支架，5-5、左上支座，5-6、左压紧气缸，5-7、左导向杆，5-8、左下支座；

6、右夹持机构，6-1、固定座，6-2、右支撑辊，6-3、右压紧辊，6-4、右支架，6-5、右上支座，6-6、右压紧气缸，6-7、右导向杆，6-8、右下支座；

7、推动气缸；

8、左对位组件，8-1、左定位销，8-2、左定位座，8-3、左横向锁止螺钉；

9、右对位组件，9-1、右定位销，9-2、右定位座，9-3、右横向锁止螺钉；

10、左手柄，11、右手柄，12、上卡环，13、第一横板，14、下卡环，15、第二横板，16、六角沉头孔。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

实施例

如图1-7所示，一种管道对接智能机器人，所述管道的两端均具有法兰3，所述法兰3上均具有沿圆周方向均匀分布的若干连接孔3-1，所述管道有两个分别为左管道1和右管道2，该精密对接机器人包括平台4、滑动设置在平台4上且用于夹持左管道1的左夹持机构5、固定在平台4上且用于夹持右管道2的右夹持机构6及用于带动左夹持机构5向右夹持机构6靠拢或远离的动力机构；

所述固定平台上设置有上卡环12、第一横板13、下卡环14和第二横板15，所述第一横板13和第二横板15均沿所述法兰3轴向滑动设置在所述固定平台4上，所述第一横板13和第二横板14分别位于所述左夹持机构5和所述右夹持机构6的两侧，所述上卡环12沿所述法兰3径向滑动设置在所述第一横板13上，所述下卡环14沿所述法兰3径向滑动设置在所述第二横板15上，所述上卡环12和下卡环14相对设置，所述上卡环12和下卡环14位于所述左夹持机构5和所述右夹持机构6之间，所述上卡环12的端面和所述下卡环14的端面上均开设有六角沉头孔16，当所述上卡环12与下卡环14相互接触时形成环形结构，所述管道位于所述环形结构内，所述环形结构中心轴线与所述法兰3中心轴线相互重合设置，此时所述六角沉头孔16与所述连接孔3-1相对应设置。上卡环12与第一横板13通过螺杆螺母实现滑动连接，并且螺母上设置有滑槽，第一横板13上设置有与滑槽配合的滑轨，对螺母起到导向和限位作用；下卡环14与第二横板15通过螺杆螺母实现滑动连接，并且螺母上设置有滑槽，第二横板15上设置有与滑槽配合的滑轨，对螺母起到导向和限位作用，同时上卡环12与下卡环14的接触面上设置有限位柱和限位块，为了方便上卡环12与下卡环14定位，同时上卡环12与第一横板13上设置有锁紧螺钉控制上卡环12锁紧或者松脱，从而实现上卡环12在第一横板13上固定或者滑动，同样下卡环14与第二横板15上设置有锁紧螺钉控制下卡环14锁紧或者松脱，从而实现下卡环14在第二横板15上固定或者滑动，第一横板13上开设有滑槽，固定平台4上设置有与滑槽配合的导轨，从而实现第一横板13在固定平台4上滑动，第二横板15上开设有滑槽，固定平台4上设置有与滑槽配合的导轨，从而实现第二横板15在固定平台4上滑动。

所述左夹持机构5包括滑动设置在平台4上的滑座5-1、转动设置在滑座5-1上的两个左支撑辊5-2、转动设置在左支撑辊5-2上方的左压紧辊5-3及固定在滑座5-1上的左对位组件8，左压紧辊5-3与左支撑辊5-2相互平行，两个左支撑辊5-2分别位于滑座5-1的前后两侧，所述滑座5-1上固定有用于驱动左支撑辊5-2上升或下降的左动力组件，左对位组件8包括用于卡入连接孔3-1的左定位销8-1，所述左定位销8-1相对滑座5-1滑动设置；

所述右夹持机构6包括固定在平台4上的固定座6-1、转动设置在固定座6-1上的两个右支撑辊6-2、转动设置在右支撑辊6-2上方的右压紧辊6-3及固定在固定座6-1上的右对位组件9，右压紧辊6-3与右支撑辊6-2相互平行，两个右支撑辊6-2分别位于固定座6-1的前后两侧，所述固定座6-1上固定有用于驱动右支撑辊6-2上升或下降的右动力组件，右对位组件9包括用于卡入连接孔3-1的右定位销9-1，所述右定位销9-1相对平台4滑动设置，位于滑座5-1前侧的左支撑辊5-2的轴线和位于固定座6-1前侧的右支撑辊6-2的轴线重合，位于滑座5-1后侧的右支撑辊6-2的轴线和位于固定座6-1后侧的右支撑辊6-2的轴线重合。

左定位销8-1与右定位销9-1的轴线平行。同时当上卡环12和下卡环13接触形成环形结构时，上卡环12及下卡环13上的六角沉头孔16的其中一个与左定位销8-1及右定位销9-1对应。

所述滑座5-1上固定有左支架5-4，所述左动力组件固定在左支架5-4上，所述左压紧辊5-3转动设置在左上支座5-5上，所述左上支座5-5与左支架5-4滑动连接，所述固定座6-1上固定有右支架6-4，所述右动力组件固定在右支架6-4上，所述右压紧辊6-3转动设置在右上支座6-5上，所述右上支座6-5与右支架6-4滑动连接。

所述左动力组件包括伸出端朝下的左压紧气缸5-6，所述左压紧气缸5-6的缸体固定在左支架5-4上，所述左压紧气缸5-6的伸出端端部与左上支座5-5固定连接，所述右动力组件包括伸出端朝下的右压紧气缸6-6，所述右压紧气缸6-6的缸体固定在右支架6-4上，所述右压紧气缸6-6的伸出端端部与右上支座6-5固定连接。

所述左上支座5-5上固定有左导向杆5-7，所述左导向杆5-7与左支架5-4滑动连接，所述左导向杆5-7的轴线方向与左压紧气缸5-6伸出端的轴线方向平行，所述右上支座6-5上固定有右导向杆6-7，所述右导向杆6-7与右支架6-4滑动连接，所述右导向杆6-7的轴线方向与右压紧气缸6-6伸出端的轴线方向平行。

所述滑座5-1上固定有两个左下支座5-8，两个所述左支撑辊5-2分别转动设置在两个左下支座5-8上，所述固定座6-1上固定有两个右下支座6-8，两个所述右支撑辊6-2分别转动设置在两个右下支座6-8上。

所述左对位组件8还包括左定位座8-2，所述左定位座8-2沿左支撑辊5-2的轴线方向滑动设置在滑座5-1上，所述左定位座8-2上螺纹连接有左横向锁止螺钉8-3，所述左横向锁止螺钉8-3的螺纹端端部抵在滑座5-1上，所述左定位销8-1沿左支撑辊5-2的轴线方向设置在左定位座8-2上；

所述右对位组件9还包括右定位座9-2，所述右定位座9-2沿右支撑辊6-2的轴线方向滑动设置在固定座6-1上，所述右定位座9-2上螺纹连接有右横向锁止螺钉9-3，所述右横向锁止螺钉9-3的螺纹端端部抵在固定座6-1上，所述右定位销9-1沿右支撑辊6-2的轴线方向设置在右定位座9-2上。

所述动力机构包括推动气缸7，所述推动气缸7的缸体固定在平台4上，所述推动气缸7的伸出端端部与滑座5-1固定连接，所述滑座5-1位于推动气缸7与固定座6-1之间。

位于滑座5-1前侧的左支撑辊5-2的端部固定有左手柄10，位于固定座6-1前侧的右支撑辊6-2的端部固定有右手柄11，通过轻松便捷的扳动左手柄10可使左支撑辊5-2及左管道1转动，同样通过轻松便捷的扳动右手柄11可使右支撑辊6-2及右管道2转动。

为了提高支撑辊和压紧辊相对管道的摩擦力，确保支撑辊和压紧辊转动时，管道能一并转动，所述左支撑辊5-2、左压紧辊5-3、右支撑辊6-2及右压紧辊6-3的外周面上均固定有材质为橡胶的外圈。

上述管道对接智能机器人的工作原理如下：

装夹：首先将左管道1放置在两个左支撑辊5-2上，然后驱动左压紧气缸5-6带动左压紧辊5-3下移将左管道1压紧在两个左支撑辊5-2上，使左管道1轴向定位在滑座5-1上，左压紧辊5-3及左支撑辊5-2均与左管道1相切，可在夹持住左管道1的同时便于左管道1的转动；同样将右管道2放置在两个右支撑辊6-2上，然后驱动右压紧气缸6-6带动右压紧辊6-3下移将右管道2压紧在两个右支撑辊6-2上，使右管道2轴向定位在滑座5-1上，右压紧辊6-3及右支撑辊6-2均与右管道2相切，可在夹持住右管道2的同时便于右管道2的转动；在左管道1和右管道2分别被夹持后，由于左支撑辊5-2和右支撑辊6-2的轴线重合，因此可确保左管道1和右管道2的轴线重合；

法兰对准：通过左手柄10控制左支撑辊5-2转动，从而使得左管道1转动，使得左定位销8-1与左管道1上法兰3的连接孔3-1对应，然后在滑动左定位座8-2，使得左定位销8-1插入到连接孔3-1内，同样通过右手柄11控制右支撑辊6-2转动，从而使得右管道2转动，使得右定位销9-1与右管道2上法兰3的连接孔3-1对应，然后在滑动右定位座9-2，使得右定位销9-1插入到连接孔3-1内，此时左管道1及右管道2上的连接孔3-1一一对应；

压紧：推动气缸7推动滑座5-1向固定座6-1靠拢，实现将左管道1尾端的法兰3压紧在右管道2首端的法兰3上，进而实现维持左管道1与右管道2的精密对接状态，再滑动左定位座8-2和右定位座9-2，使得右定位销9-1脱离右管道2的连接孔3-1，同时左定位销8-1脱离左管道1的连接孔3-1，此时滑动上卡环12和下卡环14，使得上卡环12和下卡环14接触并形成环形结构，此时上卡环12及下卡环14上六角沉头孔16与法兰3上的连接孔3-1对应，在六角沉头孔16内放置六角的螺钉，再推动第一横板13和第二横板15使得螺钉穿过法兰3上的连接孔3-1，再人工通过扳手将螺母与螺钉螺纹连接，且便于省力的将左管道1的法兰3与右管道2的法兰3之间的螺栓组件旋紧，在左管道1与右管道2压紧之前可在左管道1与右管道2的法兰3之间放置密封垫；

另外安装螺栓组件之前需松开左横向锁止螺钉8-3，移动左定位座8-2，使左定位销8-1与左管道1上法兰3的连接孔3-1脱离，同时需松开右横向锁止螺钉9-3，移动右定位座9-2，使右定位销9-1与右管道2上法兰3的连接孔3-1脱离，同样可以在六角沉头孔16内放置磁铁，使得螺钉在磁铁作用下不会掉落，方便工作人员操作。

上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。