一种井下多管运输式管道安装机器人

本发明涉及矿用工程机械，具体为一种井下多管运输式管道安装机器人。

背景技术：

1、从地面运输到井下的管道一般集中放置在硐室中，当进行管道安装作业时就需要将管道从硐室转移到施工位置，一般井下管道会安装在离底板1.6米以上的高度，因此需要升降机构来举升管道，在现有技术中，在井下安装管道时，一般采用以下方式进行操作，其一，由牵引车头牵引装载管道的伸缩后车，利用窄型的车体方便在狭小的巷道内进行移动，并且配有吊装机械臂，方便管道的装卸，其二，使用无轨胶轮车来运输管道，并且配有类似侧位叉车的铲叉机构，通过液压系统进行驱动，可以高效完成管道的装车及提升，其三、通过机械臂进行管道的抓取和举升安装，并且配有集钻孔、运管、举管、载人为一体的设备，辅助安装时完成不同的安装工序。

2、目前，常用的管道运输和安装机械大多数只能完成运输管道或提升管道中的一个任务，而且受限于其结构设计无法一次运输多根管道，而且举升较长管道极易出现侧翻、倾斜等，而且管道在顶升至高处之后，难以调整管道上的孔位，是的对接管道时难度较大。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种井下多管运输式管道安装机器人，具备可以在狭小空间内稳定的运输多个管道，而且能够将管道安全稳定的顶升至管道安装位置，同时也可以在顶升之后快速多向调节管道的安装位置，提高了管道的运输和安装效率等优点，解决了运输能力较弱，管道顶升时不稳定易发生侧翻倾斜、以及顶升之后对接管道难度较大的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种井下多管运输式管道安装机器人，包括行走部分、运输部分、移动部分、升降部分和旋转部分，所述行走部分的车架固定连接运输部分的支架，所述行走部分的底板前部和后部分别固定连接移动部分的固定轨道，所述固定轨道旋转连接折叠轨道，所述移动部分的移动底板通过移动滚轮在固定轨道和折叠轨道上移动；

5、所述移动部分的移动底板固定连接升降部分的一级升降板，所述升降部分的末端升降板顶部固定连接旋转部分的旋转底板。

6、优选的，所述运输部分包括支架、运输底板、螺母丝杠、转向器、第一液压马达和夹板，所述支架上端固定连接运输底板，所述螺母丝杠分别通过头部支架和尾部支架与支架固定连接，所述螺母丝杠的丝杆连接有螺母，所述固定连接有夹板底座，所述夹板底座固定连接在夹板的一侧，所述转向器通过转向器支撑架固定连接在运输底板的底部，所述第一液压马达通过第一液压马达支撑架固定连接在运输底板的底部，所述第一液压马达的输出端通过联轴器连接转向器，所述转向器将第一液压马达输入的轴向扭矩转化为纵向扭矩，并通过驱动轴和联轴器传递给螺母丝杠。

7、优选的，所述移动部分包括固定轨道、折叠轨道、旋转液压缸、移动液压缸、移动底板、移动滚轮、防倾滚轮和轨道支腿，所述固定轨道与折叠轨道之间通过铰链旋转连接，所述旋转液压缸连接在折叠轨道和固定轨道之间，所述折叠轨道和固定轨道通过旋转液压缸的伸出顶杆进行旋转对接，所述移动底板的下端固定连接移动滚轮，所述固定轨道后方固定连接移动液压缸，所述移动液压缸推动移动底板在固定轨道和折叠轨道上进行移动，所述移动底板上端固定连接防倾滚轮，所述折叠轨道的一侧固定连接轨道支腿，所述轨道支腿的一端固定连接有垫板；

8、所述固定轨道内设有一级导路，所述折叠轨道内侧设有与一级导路相配合的二级导路，所述固定轨道的边缘处设有一级轨道凹槽，所述折叠轨道的边缘处设有与一级轨道凹槽相配合的二级轨道凹槽，所述防倾滚轮在一级轨道凹槽和二级轨道凹槽中滚动，所述折叠导轨的一端设有限位部。

9、优选的，所述升降部分包括一级升降板、二级升降板、三级升降板、一级引导滑块、二级引导滑块、三级引导滑块、末端升降板和伸缩液压缸，所述一级升降板、二级升降板、三级升降板上分别固定连接有光轴，所述引导滑块、可分别在光轴、上进行滑动，保证升降板升降时的垂直度，所述一级升降板固定连接伸缩液压缸的尾部法兰，所述末端升降板固定连接伸缩液压缸的头部法兰。

10、优选的，所述旋转部分包括旋转底板、两个摩擦轮、两个一级链条、两个一级链轮、两个限位板、第二液压马达、主动链轮、第二液压马达底座、防爆摄像头和矿用防爆灯，所述旋转底板的上端固定连接摩擦轮的轴承座，所述摩擦轮的主轴与一级链轮的一侧同轴心固定连接，所述一级链条绕接在主动链轮和一级链轮之间；

11、所述旋转底板的一端固定连接第二液压马达底座，所述第二液压马达底座固定连接第二液压马达，所述第二液压马达的输出端与主动链轮的一侧同轴心固定连接。

12、优选的，所述旋转底板为镂空结构，所述旋转底板的一端设有开口，所述开口处安装有传动辊，所述传动辊的中心轴通过传动机构与摩擦轮的主轴相连。

13、优选的，所述传动机构包括两个转轴，两个所述转轴均通过轴承支座安装在旋转底板的上端，所述转轴的轴壁上通过滚珠轴承转动连接有壳体，所述壳体的一侧通过滚动轴承与传动辊的中心轴转动连接，所述传动辊的中心轴和转轴的轴壁上均固定连接有二级链轮，两个所述二级链轮之间绕接有二级链条，所述二级链轮和二级链条均位于壳体内；

14、所述转轴的轴壁上固定连接有蜗轮，所述蜗轮的一侧啮合有蜗杆，所述蜗杆与摩擦轮的主轴一端固定连接，所述旋转底板内通过销轴转动连接有顶升液压缸，所述顶升液压缸的输出端通过销钉转动连接有传动架，所述传动架的两端分别固定在两个壳体的一侧。

15、优选的，两个所述限位板对称固定连接在旋转底板的两侧，且限位板的一侧设有弧形限位部。

16、优选的，所述行走部分包括履带底盘、车架、发动机、泵套、油泵、油箱、控制箱、支腿、液压管卷盘和操作柜，所述履带底盘的上端与车架固定连接，所述发动机、油泵、油箱、控制箱、支腿、液压管卷盘和控制柜均安装在车架，所述发动机通过泵套与油泵连接，所述油泵通过高压油管与油箱连接。

17、(三)有益效果

18、与现有技术相比，本发明提供了一种井下多管运输式管道安装机器人，具备以下有益效果：

19、1、本发明在使用的时候，将管道放置在运输底板上，两个折叠轨道处于折叠状态，同时升降部分的各级升降板、和伸缩液压缸都处于收缩状态，且升降部分位于移动部分的固定轨道上，与折叠轨道、管道没有干涉，工人可通过操作柜控制各个部分的油缸和马达，以及观察防爆摄像头捕获的画面和井下危险气体的检测情况，当管道安装机器人到达预定的安装位置，折叠轨道在旋转液压缸的作用下展开，行走部分的行走支腿和移动部分的支腿伸出支撑，确保管道安装作业时整体机构的稳定性，升降部分托起管道，且在移动液压缸的作用下在轨道上移动，移动到安装位置的下方时，升降部分的伸缩液压缸开始伸长，将管道举升到安装位置并关闭阀门使伸缩液压自锁，此时管道的法兰孔可能未对齐，需打开矿用防爆灯为防爆摄像头提供充足的光线，操作人员可在操作柜中看到法兰的对齐情况，若未对齐，则旋转部分的第二液压马达启动，使摩擦轮带动管道旋转，同时操作人员观察法兰，若对齐立马关闭液压马达，从而实现管道对齐，方便后续工人进行法兰螺栓的紧固工作，完成管道安装。

20、2、本发明设置有的移动部分在使用时，旋转液压缸伸出顶杆使折叠轨道围绕铰链摆动，当摆动至水平状态时，一级轨道凹槽与二级轨道凹槽处于同一水平面组成一个与防倾滚轮配合使用的轨道上导槽，一级导路与二级导路配合形成一个与移动滚轮配合的轨道下导路，如此当移动液压缸推动移动底板在固定轨道和折叠轨道上进行移动时，安装在移动底板上的升降部分即可产生位移，将顶起的管道送至安装位置，并且在使用完成后可以快速的收起，极大的缩小了机器人的体积，方便在狭小的空间内行走。

21、3、旋转部分在使用时，由升降部分直接将旋转部分顶起，此时在限位板的作用下管道移动至两个摩擦轮之间，启动第二液压马达工作，此时主动链轮旋转使一级链条驱动一级链轮旋转，一级链轮旋转带动摩擦轮旋转，摩擦轮旋转时即可带动管道旋转，进而可以旋转管道对接安装法兰盘，当管道需要调整前后位置时，其一可以通过行走部分整体移动机器人进行调节，此时适用于大范围的调节，当需要小范围的调节管道位置时，启动顶升液压缸推动传动架使两个壳体围绕转轴摆动，壳体摆动后带动传动辊摆动与管道下端接触，在将管道顶起与摩擦轮不接触时，限位板上的弧形限位部能够阻挡管道与摩擦轮接触，此时，启动第二液压马达工作驱动摩擦轮旋转，摩擦轮旋转带动蜗杆驱动蜗轮旋转，蜗轮旋转带动转轴使其中一个二级链轮旋转，此时可以通过二级链条带动另一个二级链轮旋转，如此在二级链轮旋转时带动中心轴使传动辊旋转，此时即可利用传动辊带动管道移动，进而实现小范围调节管道的位置便于安装时使用。