一种上装式常温流体密闭装车系统的制作方法

本发明属于常温流体装车，特别涉及上装式流体密闭装车的设备，尤其涉及一种上装式常温流体密闭装车系统。

背景技术：

1、流体装车臂是一种采用旋转接头与刚性管道及弯头连接起来，以实现火车、汽车槽车与栈桥储运管线之间传输液体介质的活动设备，以取代老式的软管连接。目前接收站、调峰站、中转站等装车场站均采用流体装车臂实现流体的装车作业，流体装车臂作为连接现场储罐与槽车或罐箱的关键设备，尤其是上装式装车臂，通常需要操作人员爬到槽车顶部，由人工拉动装车臂完成接车工作，存在登高作业风险、劳动强度大的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种上装式常温流体密闭装车系统，能够有效解决现有上装式装车臂接车存在的自动化程度低、人员劳动强度大、登高作业风险多等问题。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：一种上装式常温流体密闭装车系统，所述系统包括装车臂安装立柱、装车臂主体、关节驱动系统和视觉引导系统；

3、所述装车臂主体装配在装车臂安装立柱上，装车臂主体包括内臂、外臂和垂管，所述内臂、外臂和垂管之间通过多个旋转接头连接，形成装车臂输送流体的通路系统，其中垂管在装车时与槽车罐口对接；所述关节驱动系统包括伺服电缸组件，用于驱动装车臂主体的每个转动关节运动，实现装车臂主体的运动；所述视觉引导系统用于在接车时提供槽车罐口的位置信息，引导装车臂主体通过位姿解析实现与槽车罐口的连接。

4、进一步地，所述伺服电缸组件包括第一伺服电缸、第二伺服电缸和第三伺服电缸，所述第一伺服电缸安装在装车臂安装立柱和内臂上，所述第二伺服电缸安装在内臂上，所述第三伺服电缸安装在内臂和外臂上。

5、进一步地，所述关节驱动系统还包括传动机构，其一端通过安装板安装在内臂与外臂之间的旋转接头上，另一端通过安装板安装在外臂与垂管之间的旋转接头上；所述传动机构、外臂和两块安装板形成平行四边形结构。

6、进一步地，所述垂管包括垂管气缸、密封管帽、导向锥帽、夹紧气缸、外套垂管、内套垂管和若干卡爪；

7、所述内套垂管上套有环形安装板，所述垂管气缸固定安装在所述环形安装板上，所述外套垂管同轴套于内套垂管外侧且在垂管气缸的驱动下进行上下滑动，所述内套垂管底面贯通，所述外套垂管底面为密封结构，装车臂停靠状态时，所述外套垂管底面与内套垂管底面接触实现密封，装车时，所述外套垂管在所述垂管气缸的驱动下下滑处于外伸状态，解除与内套垂管底端密封，并插入槽车储罐底部实现流体介质的液下装车；所述密封管帽套在内套垂管上且位于所述环形安装板下方，所述导向锥帽安装在密封管帽下端且套于所述内套垂管上，所述环形安装板作为密封管帽的上限位板；所述导向锥帽内部设有套于内套垂管上的卡爪底板，该卡爪底板上沿圆周方向均匀设置若干卡爪，所述夹紧气缸安装在所述密封管帽上用于驱动所述卡爪底板沿导向锥帽内壁上下滑动，装车臂停靠状态时，所述若干卡爪被导向锥帽限位，收缩在导向锥管的内部；装车时，垂管下移，所述密封管帽接触槽车罐口并被其抵住，所述夹紧气缸驱动所述卡爪底板向上滑动，若干卡爪从所述导向锥帽侧壁上设置的限位槽处解除限位并弹出，支撑于槽车罐口内壁，实现垂管与槽车罐口的密闭锁紧连接；装车结束时，所述外套垂管收回，其底面与内套垂管底面接触实现密封。

8、进一步地，所述外套垂管底端侧面设有若干开口，用于实现流体介质流出。

9、进一步地，所述内套垂管上套有下限位板，且位于密封管帽下方，对密封管帽进行下限位。

10、进一步地，所述垂管还包括设置于所述环形安装板上的限位开关，当所述垂管在关节驱动系统的驱动下沿槽车罐口向下运动时，所述密封管帽被槽车罐口抵住后会沿所述内套垂管向上滑动，触碰到所述限位开关时，触发所述伺服电缸组件停止工作，同时触发所述夹紧气缸启动工作。

11、进一步地，所述若干卡爪通过带有弹出装置的卡爪座安装在卡爪底板上。

12、进一步地，所述限位槽的数量与卡爪数量相同，且位置一一对应，所述夹紧气缸驱动所述卡爪底板向上滑动，若干卡爪分别从所述导向锥帽侧壁上对应的限位槽弹出。

13、进一步地，所述视觉引导系统采用双目视觉相机，安装于所述装车臂安装立柱上方。

14、本发明与现有技术相比，其显著优点为：

15、1)罐车在装车过程中随着灌装量的增加车身重量会不断增加，罐车的减震悬挂和轮胎等部分会因为重量的增加而发生形变导致车身下沉，传统密封帽仅仅是一个塞子的结构，在车辆下沉的过程中会脱落，有时甚至需要人员中途过去重新塞紧，而本发明的密封塞会卡紧罐口，并随着车身的下沉在垂管上相应的向下滑动，保证装车过程中塞子可以始终保持与罐口的紧密结合。

16、2)本发明的垂管设有垂管气缸、外套垂管和内套垂管，外套垂管同轴安装于内套垂管外周，在垂管气缸的驱动下，可以沿内套垂管上下滑动；装车臂停靠状态时或装车结束后，外套垂管处于收回状态，与内套垂管底端密封，能实现流体介质防滴漏的功能；装车时，外套垂管处于外伸状态，解除与内套垂管底端密封，并插入槽车储罐底部实现流体介质的液下装车。

17、本发明自动化装车系统替代人工，提高了自动化程度。传统一台装车臂的对接至少需要两个人操作，而且是登高作业危险性大，体力耗费也大，整个厂站可能需要多个班组来维持运作，而本发明采用自动化装车臂，只需要简单的操作即可使装车臂自动对接，完全省去体力上劳动，保证人员安全，且整个厂站的运行只需要很少的人即可完成。本发明能够有效解决现有上装式装车臂接车存在的自动化程度低、人员劳动强度大、登高作业风险多等问题。

18、3)本发明的垂管设有密封管帽，可通过夹紧气缸驱动卡爪运动夹紧槽车罐口，实现与槽车罐口的密闭连接，保证流体介质装车过程中，避免装车过程中挥发性的有毒或易燃易爆介质散发出来造成危险。

19、4)本发明垂管伸缩的目的是收缩状态下长度短方便对接，伸长状态下长度长，可以在装车时深入罐车内部实现液下装车，外套垂管底部密封且两侧开孔，可有效起到缓冲作用，防止高速液体直下对罐车底部造成冲击。另外采用气缸驱动垂管可以使垂管的伸缩更加可控。

20、下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

技术特征：

1.一种上装式常温流体密闭装车系统，其特征在于，所述系统包括装车臂安装立柱、装车臂主体、关节驱动系统和视觉引导系统；

2.根据权利要求1所述的上装式常温流体密闭装车系统，其特征在于，所述伺服电缸组件包括第一伺服电缸(6)、第二伺服电缸(7)和第三伺服电缸(8)，所述第一伺服电缸(6)安装在装车臂安装立柱(1)和内臂(2)上，所述第二伺服电缸(7)安装在内臂(2)上，所述第三伺服电缸(8)安装在内臂(2)和外臂(3)上。

3.根据权利要求2所述的上装式常温流体密闭装车系统，其特征在于，所述关节驱动系统还包括传动机构(9)，其一端通过安装板安装在内臂(2)与外臂(3)之间的旋转接头上，另一端通过安装板安装在外臂(3)与垂管(4)之间的旋转接头上；所述传动机构(9)、外臂(3)和两块安装板形成平行四边形结构。

4.权利要求1所述的上装式常温流体密闭装车系统，其特征在于，所述垂管(4)包括垂管气缸(4-1)、密封管帽(4-2)、导向锥帽(4-3)、夹紧气缸(4-4)、外套垂管(4-5)、内套垂管(4-6)和若干卡爪(4-7)；

5.根据权利要求4所述的上装式常温流体密闭装车系统，其特征在于，所述外套垂管(4-5)底端侧面设有若干开口，用于实现流体介质流出。

6.根据权利要求4所述的上装式常温流体密闭装车系统，其特征在于，所述内套垂管(4-6)上套有下限位板，且位于密封管帽(4-2)下方，对密封管帽(4-2)进行下限位。

7.根据权利要求4所述的上装式常温流体密闭装车系统，其特征在于，所述垂管(4)还包括设置于所述环形安装板上的限位开关，当所述垂管(4)在关节驱动系统的驱动下沿槽车罐口(11)向下运动时，所述密封管帽(4-2)被槽车罐口(11)抵住后会沿所述内套垂管(4-6)向上滑动，触碰到所述限位开关时，触发所述伺服电缸组件停止工作，同时触发所述夹紧气缸(4-4)启动工作。

8.根据权利要求4所述的上装式常温流体密闭装车系统，其特征在于，所述若干卡爪(4-7)通过带有弹出装置的卡爪座安装在卡爪底板上。

9.根据权利要求1所述的上装式常温流体密闭装车系统，其特征在于，所述限位槽的数量与卡爪(4-7)数量相同，且位置一一对应，所述夹紧气缸(4-4)驱动所述卡爪底板向上滑动，若干卡爪(4-7)分别从所述导向锥帽(4-3)侧壁上对应的限位槽弹出。

10.根据权利要求1所述的上装式常温流体密闭装车系统，其特征在于，所述视觉引导系统采用双目视觉相机(10)，安装于所述装车臂安装立柱(1)上方。

技术总结
本发明公开了一种上装式常温流体密闭装车系统，包括装车臂安装立柱、装车臂主体、关节驱动系统、视觉引导系统；装车臂主体包括内臂、外臂、垂管三部分管路，其间由多个旋转接头连接，形成装车臂输送流体的通路系统；垂管上设置密封管帽，密封管帽通过气缸驱动的卡爪实现与槽车罐口的密闭连接，避免装车过程中挥发性的有毒介质散发出来。关节驱动系统包括伺服电缸和传动机构，通过对伺服电缸的驱动，实现装车臂主体的运动。视觉引导系统用于在接车时提供槽车罐口的位置信息，引导装车臂通过位姿解析实现与槽车罐口的连接，实现较高的对接精度。本发明能够有效解决现有上装式装车臂接车存在的自动化程度低、人员劳动强度大、登高作业风险多等问题。

技术研发人员：胡旭杰,尚延伟,朱人杰,刘宇晨,姚贵昌,何宜瑞,张来旭,陈韦,张函玉
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一六研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15