[发明专利]水下管道连接机器人

说明书

一种水下管道连接机器人。主要解决现有水下管道连接机器人的连接系统复杂、工具繁多的问题。其特征在于：机器人采用三角履带车框架式结构，三角履带能够适应海底复杂的地形环境；两侧装有液压驱动的机械爪实现对管道的夹取，利用双轴油缸升降机构使得两根管道能到达同一水平高度，并且双轴油缸结构更加稳定能够防止在水下发生旋转的情况，采用滑轨滑块机构和液压缸的配合使用使管道左右移动进行位置调整；令两根待连接管道端面对齐，机器人中间布置卡箍连接件将对齐的两根管道锁紧，实现管道连接功能。该机器人能够完成水下行走、管道夹取、管道对准及管道连接各项工作内容，整体采用液压的驱动方式，不仅机器功率大，而且稳定性能更高。

技术领域：

本发明涉及一种水下管道连接机器人。

背景技术：

随着我国经济的快速发展，对能源尤其是石油资源的需求不断增长，在陆地油气资源日益减少的情况下，开发海洋油气已成为我国能源安全的重要保障。深海油气管道在深水油气的储运及集输方面都发挥了十分重要的作用。由于海洋环境多变性的限制，深海管道铺设对进程及工程质量都有很高的要求，以达到缩短海上施工周期，减少工程开发成本的目标。深海油气管道主要有焊接和机械连接两种方式，目前水下焊接方法中较为常用的几种方法分为干式焊接、局部干式焊接和湿式焊接等，深海油气管道法兰机械连接方法主要有卡爪式连接、卡钳(箍)式连接和螺栓法兰式连接。水下管道连接机器人能够完成水下管道的自动化连接，它能够代替人工潜入深海底部完成管道的夹持、运移和连接等一系列的操作，它可以有效的提高海上油田开发工作的进度，降低工作人员的劳动强度，缩短作业周期节约开发成本，提升我国海洋石油装备的水平。目前我国水下管道连接作业及研究仍处于起步阶段，水下管道通常是在陆上焊接连接好后再利用船托运下方至海底的或者是利用铺管船在船上将管道连接好之后再下入水中，这两种方法工作繁杂，费时费力，远远不能满足现代自动化水平的标准。现有水下管道连接系统大多需要水下辅助机器人的配合工作才能完成作业，在对管道的抓取、对中和连接等工作过程中往往不能满足高精度的要求，且管道的连接过程中不具有连贯性，影响连接的效率和工作进程。

发明内容：

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提出一种水下管道连接机器人结构，其设计思路受三角履带轮的影响，本机器人采用三角履带车为基础结合一系列的管道连接装置的设计方式。三角履带轮适应于海底复杂的地形环境，四个三角履带轮结构分别驱动，使机器人整体灵活稳定。机器两端分布管道夹取装置，双缸液压爪的开合实现管道的夹取，优点是便于控制夹紧力的大小，防止夹紧力过小管道脱落或夹紧力过大管道受损等情况的发生。利用双轴油缸座使夹爪上下伸缩实现管道的上下移动令两根管道处于同一水平高度，车体上的滑轨滑块与四组液压缸的配合使用使夹爪水平移动便于待连接管道水平移动使两管道的端面对齐，机器中间夹持着呈开放状态的卡箍，待连接管道轴对齐之后，卡箍在夹具的操控下抱合在管道连接处，底部卡扣锁紧实现连接。本发明是根据管道作业所需设计的，未见在报道中有水下管道连接的实例，该机器结构简单为水下管道连接机器研究提供了许多新思路。

本发明的技术方案是：该种水下管道连接机器人，具有车体1，其独特之处在于：车体1上中间开有长方形槽，作为供管道夹取结构3左右移动的空间，车体上两边布置有两条滑轨和四组液压缸15，所述滑轨与管道夹取装置的机座滑块相配合从而带动管爪水平移动使待连接的两根管道的端面接触，实现管道的轴对齐的要求。

所述的管道连接机器人还包括三角履带轮结构2、管道夹取结构3和管道连接结构4。