裝配式管線連接器車載自動收發作業裝置的製作方法
2023-06-03 21:35:41
專利名稱：裝配式管線連接器車載自動收發作業裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及對物品動態連續自動分發和回收及存儲的作業裝置，特 別適合對在裝配式管線工程中大量使用的裝配式管線連接器進行自動分發與 回收作業。
背景技術：
裝配式管線具有輸送量大、鋪設展開方便、撤收轉移機動靈活等優點， 而被大量運用於搶險、救災、作戰等多種特殊場合，用於油料、水等液體的 長距離應急輸送。裝配式管線自二次世界大戰問世以來，在二戰及其後的歷 次局部戰爭以及搶險救災等行動中都扮演了極其重要的角色，發揮了不可替
代的作用。例如，二戰期間，美、英、蘇等國的軍隊鋪設了近2萬公裡的裝 配式管線，為作戰部隊提供了可靠的油料保障。
目前，世界主要發達國家如美國、英國、法國、德國、俄羅斯等都裝備 有成千上萬公裡的裝配式管線，我國亦裝備了數量眾多的裝配式管線。
裝配式管線按材質分為鋼質和軟質管線兩種，而以鋼質管線的數量最多、 用途最廣。鋼質管線的結構形式主要為槽頭式(如美國、英國等的鋼質管線 均為槽頭式，我國和俄羅斯等的鋼質管線大部分為槽頭式)，管子與管子之間 採用專用連接器和膠圈進行連接和密封，現場組裝，如
圖1所示。由於管線 輸送距離長(短的數十公裡，長的成百上千公裡)，所需連接器、膠圏數量眾 多且分散(每IOO km配備連接器、膠圈各多達2萬多個)，因此在管線鋪設 和撤收時，連接器、膠圈的分發和回收是制約管線作業速度的關鍵。
長期以來，國內外裝配式管線的連接器、膠圈均採用小包裝箱(木箱或 鐵皮箱)進行包裝，每箱重約40 kg，每IOO km管線的連接器、膠圏需裝近 3000箱。管線鋪設、撤收時，完全依靠人工裝卸、分發和回收，不但所需作 業人員多、包裝箱易變形損壞、空箱需回收、佔用空間大，而且勞動強度大、 作業速度慢，大大降低了裝配式管線在搶險、救災、作戰等任務中的快速反應能力，使其快速機動的優越性大打折扣。 發明內容
為了解決傳統作業模式存在的上述問題，本實用新型的目的是提供一種 集連接器、膠圈的集裝化儲存、裝卸、運輸、自動化分發和回收功能於一體 的裝配式管線連接器車栽自動收發作業裝置。
上述連接器由兩個半環通過活節螺栓聯結組成一副，如圖2所示。其外形 不規則、非圓非方、表面凹凸不平，給其在車載狀態下的動態連續自動分發 和回收帶來了很大困難。
為方便存儲、節省空間、減少分發(回收)動作次數，將膠圈放置於連 接器內腔裡，作為一整體進行設計，以下統一簡稱為連接器。
為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是這樣的，即一種裝配式 管線連接器車載自動收發作業裝置，包括帶自裝卸機構的通用車載底盤、及 與自裝卸機構連接的整裝整卸式作業方艙，所述整裝整卸式作業方艙包括連 接器儲存架、縱向傳送機構、橫向傳送機構、豎向傳送機構、升降機構和驅 動控制機構。
所述連接器儲存架為立體式貨架結構，由縱向分隔件均分為若干個相同的 縱向艙，並由若干對縱向角鋼與縱向分隔件固定，將每個縱向艙均分成若干 層用於存儲、分發或回收連接器的縱向軌道，每個所述縱向軌道的前、後端 具有止擋機構，其中，後端止擋機構為固定式，前端止擋機構為常閉式可開 關的阻擋機構；
所述縱向傳送機構為電機驅動的鏈條鏈齒組機構，每根鏈條上安裝有節距 與連接器內孔相對應的鏈齒。各鏈條分別與連接器儲存架的縱向軌道相對應 安裝，縱向傳送機構的前端安裝橫向傳送機構，在升降機構的帶動下縱向傳 送機構和橫向傳送機構同步豎直移動，當縱向傳送機構移到某層儲存有連接 器的縱向軌道的正上方時，使其鏈齒對準、進入連接器內孔，便可以把儲存 架中該層連接器按每次一橫排逐次從儲存架上送入橫向傳送機構內，或把橫 向傳送機構中的連接器送回儲存架中；
橫向傳送機構包括橫向軌道、設置在橫向軌道中心槽內由螺杆杆絲母帶 動進行橫嚮往復運動的連接器運送齒條；豎向傳送機構懸掛於作業方艙外側，其上端與橫向傳送機構的連接器出口 處相聯接，在豎向傳送機構的上半部中設置有活動艙門，該活動槍門亦與橫 向傳送機構相聯，隨同後者一起升降，豎向傳送機構內設置有一對鏈輪鏈條 機構，鏈條上成對設置有相距與連接器兩側凸端相對應的鏈齒用於帶動連接 器的上下傳送，以便進行分發和回收。
非作業狀態時，豎向傳送機構可拆回、固定在方搶內。
參見
圖11,升降機構的作用是帶動縱向傳送機構、橫向傳送機構一起在連 接器儲存架中進行升降，便於逐層分發(回收)連接器。升降機構包括前升 降機構、後升降機構，二者共用一個電機，通過鏈條連接傳動同步升降。
各機構運行的電機採用直流無刷電機，直接從汽車底盤蓄電池或自備蓄電 池取電，無需外部動力源，方便野外使用。
為實現各運行機構之間能夠協調一致工作，達到連接器逐副自動分發(回 收)的目的，採用閉環定量控制的驅動控制才幾構。
連接器自動分發過程及原理如下連接器自上而下逐層自動分發(滿載時， 從頂層開始)，當需要對儲存架中某層連接器進行分發時，操作人員只需按下 控制器上的"分發，，按鈕，升降機構便自動啟動將縱向傳送機構、橫向傳送 機構移至該層連接器上方，並打開連接器前止擋機構，同時縱向傳送鏈條的 鏈齒對準連接器內孔；隨後，縱向電機啟動，驅動縱向傳送機構向橫向傳送 機構送出1排連接器；連接器進入橫向傳送機構內後，橫向電機啟動驅動橫 嚮往復機構運送連接器至豎向傳送機構內，進行連接器的逐副分發，在其每 發送出1副連接器時，便向驅動控制機構的控制晶片輸入1個單位脈衝信號， 控制晶片記錄並存儲下該脈沖信號(計數器同時計數)；當每發送完該第一排 中的所有連接器後，控制晶片得到對應數量的脈沖信號，此時，驅動控制機 構又自動啟動縱向電機驅動縱向傳送機構向橫向傳送機構重新送第二排連接 器，由橫向傳送機構、豎向傳送機構繼續發放連接器，如此循環直至發完1 層連接器後，驅動控制機構便自動啟動升降機構下降1層，帶動縱向傳送機 構、橫向傳送機構移至連接器存放架的下一層，並同時打開該層連接器的前 止擋機構，進行該層連接器的分發，直至將每層連接器分發完畢。在連接器 分發過程中，可隨時進行啟停，在任意狀態下終止和繼續分發，以滿足線路 的實際情況和不同需求。連接器回收原理與分發基;M目同，程序相反。
本實用新型由於上述結構而產生的積極效果是非常顯著的，表現在
(1) 採用現代集裝技術、整裝整卸技術、自動分發(回收)技術等，在 國內外率先實現了裝配式管線連接器及膠圏的集裝化儲存、機械化整體裝卸 和運輸、自動化分發和回收，節省了連接器及膠圏的儲存空間和運力，大大 降低了其裝卸和分發(回收)的勞動強度，極大地提高了作業速度，實現了 裝配式管線鋪設、撤收傳統作業模式的革命性變化。
(2) 採用自動化倉儲技術、機電一體化技術，首創連接器自動分發(回 收)機構，巧妙地解決了連接器的動態存儲、動態定位和多方位傳送等難題， 實現了連接器在車載行駛過程中的動態自動分發(回收)，取得了連接器動態 自動分發(回收)技術的重大突破。
針對連接器數量多、形狀不規則、尺寸大小差異較大的特點，設計了多層 多倉的立體式貨架，連接器分層分倉存放，互不影響，既節省了儲存空間， 又為連接器在動態條件下的發送提供了條件。
設計的陣列式連接器止擋才幾構，結構巧妙，既可對貨架中的連接器可靠鎖 止，又可藉助外力方便地開啟，便於連接器分發和回收。
設計了縱、橫、豎三維一體的連接器傳送機構，採用直流無刷電機驅動， 滿足了連接器在車載行駛狀態下的定位和多方位傳送要求，從而實現了動態 條件下連接器的自動分發和回收。
(3) 採用閉環定量控制技術，首創車載式連接器分發(回收)驅動控制 機構，具備軌跡記憶及自學習實時補償等功能，且不需任何傳感器，實現了 連接器的逐副定距或定點連續分發(回收)。
管線鋪設每間隔一定距離(視管子的長短而定)便需要l副連接器，需求 量大、頻率高、地點*。本實用新型提供的裝置不需任何傳感器，採用閉 環定量控制、軌跡記憶及自學習實時補償技術等，通過工作電機與控制晶片 之間的信息傳輸、處理與反饋，達到連接器分發(回收)的計數、顯示與定 量控制的目的，實現了連接器的逐副定距分發及定點連續分發和回收，以滿 足不同線路情況對連接器的需求。裝置結構組成簡單，工作可靠性高，環境 適應性強，操作維護方便。200920126417.7
本實用新型的上述裝置可以通過附圖給出的一個非限定性的實施例進一 步說明。
附圖l連接器與管子的示意圖；圖中l-連接器；2-管子。
附圖2為連接器與膠圈的示意圖；圖中l.l-上半環，1.2-活節螺栓，1.3-
下半環，1. 4-膠圈。
附圖3為本實用新型裝置兩種狀態的示意圖，其中a為自裝卸狀態示意
圖，b為行駛及收發作業狀態示意圖。3-底盤，4-自裝卸機構，5-整裝整卸式
作業方艙5。
附圖4為本實用新型整裝整卸式作業方艙5的結構示意圖；圖中5. 1-縱 向傳送機構，5.2-豎向傳送機構，5. 3-橫向傳送機構，5.4-連接儲存架
附圖5為連接器儲存架5.4的結構示意圖；圖中5.5-角鋼，5. 6-前止擋 機構。
附圖6為前止擋積i構關閉與開啟狀態示意圖，圖中A為關閉狀態，B為開 啟狀態。
附圖7為縱向傳送機構的結構示意圖；圖中A為縱向傳送機構，B為縱 向傳送機構與橫向傳送機構5.3的連接關係，5.7-縱向傳動電機，5.8-鏈條 鏈齒。
附圖8為橫向傳送機構的結構示意圖，圖中5.9-為運送齒條。
附圖9為橫向傳送機構中的連接器往復運送機構，圖中5.10-橫向軌道 5.11-螺杆螺母，5.12電機。
附
圖10為豎向傳送才幾構的結構示意圖，圖中5.13-電機及減速器，5.14-傳送齒條，5.15-活動搶門。
附
圖11為升降機構的示意圖，圖中5.16-升降電機及渦輪蝸杆，5.17-前 升降M, 5.18-後升降機構。
附
圖12為本實用新型連接器分發控制邏輯框圖。
具體實施方式
參見附圖，圖中的裝配式管線連接器自動分發與回收作業裝置，包括帶 自裝卸機構4的通用車載底盤3、及與自裝卸機構連接的整裝整卸式作業方艙5，所迷整裝整卸式作業方搶5包括連接器儲存架5， 4、縱向傳送機構5.1、 橫向傳送機構5. 3、豎向傳送機構5. 2、升降機構和驅動控制機構，
參見圖4、 5、 6所述連接器儲存架5.4為立體式貨架結構，由縱向分隔件 均分為IO個相同的縱向艙，並由若干對縱向角鋼5. 5與縱向分隔件固定，將 每個縱向艙均分成14層用於存儲、分發或回收連接器1的縱向軌道，每個縱 向軌道上可存放20副連接器，每個所述縱向軌道的前、後端具有止擋機構， 其中，後端止擋機構為固定式，前端止擋機構為常閉式可開關的阻擋機構；
參見圖7，所述縱向傳送機構5.1為電機驅動的鏈條鏈齒組機構，每根鏈 條上安裝有節距與連接器內孔相對應的鏈齒。各鏈條分別與連接器儲存架的 縱向軌道相對應安裝，縱向傳送機構的前端安裝橫向傳送機構5. 3，在升降機 構的帶動下縱向傳送機構和橫向傳送機構同步豎直移動，當縱向傳送機構移 到某層儲存有連接器的縱向軌道的正上方時，使其鏈齒對準、進入連接器內 孔，便可以把儲存架中該層連接器按每次一橫排逐次從儲存架上送入橫向傳 送機構內，或把橫向傳送機構中的連接器送回儲存架中；
參見圖8、 9，所述橫向傳送機構包括橫向軌道、設置在橫向軌道中心槽 內由螺杆杆絲母帶動進行橫嚮往復運動的連接器運送齒條5. 9;
參見
圖10，所述豎向傳送機構懸桂於作業方艙5外側，其上端與橫向傳送 機構的連接器出口處相聯接，在豎向傳送機構的上半部中設置有活動艙門 5.15,該活動搶門亦與橫向傳送機構相聯，隨同後者一起升降，豎向傳送機 構內設置有一對鏈輪鏈條才幾構，鏈條上成對設置有相距與連接器兩側凸端相 對應的鏈齒用於帶動連接器的上下傳送，以便進行分發和回收。
非作業狀態時，豎向傳送機構可拆回、固定在作業方艙內。
參見
圖11，升降機構的作用是帶動縱向傳送機構、橫向傳送機構一起在連 接器儲存架中進行升降，便於逐層分發(回收)連接器。升降機構由帶渦輪 蝸杆的前升降機構5.17和後升降機構5.18構成，由升降電機5.16帶動前升 降機構的渦輪蝸杆機構，再由鏈輪及鏈條帶動後升降機構同步運動，實現前 後升降機構的同步升降。
參見附圖6,連接器儲存架5. 4中常閉式可開關的前端止擋機構5. 6為一
對分別與撥叉固定的擋塊，撥叉的一端穿過縱向軌道 前端的豎直縱向分隔件 並由拉黃保持撥叉上抬而使擋塊阻擋在縱向軌道的前端，當所述撥叉在橫向傳送機構的碰撞下下落時，擋塊上抬開啟縱向軌道前端的止擋機構，而允許
連接器i4^橫向傳送機構的橫向軌道5. 10。
各機構運行的電機採用直流無刷電機，直接從汽車底盤蓄電池或自備蓄電 池取電，無需外部動力源，方^更野外使用。
為實現各運行機構之間能夠協調一致工作，達到連接器逐副自動分發(回 收)的目的，採用閉環定量控制的驅動控制才幾構。
連接器自動分發過程及原理如下連接器自上而下逐層分發(滿載時，從 頂層開始)，當對儲存架中某層連接器進行分發時，操作人員操作控制面板上 的"分發"按鈕，升降機構便自動啟動將縱向傳送機構、橫向傳送機構移至 該層連接器上方，並打開連接器前止擋機構，同時縱向傳送鏈條的鏈齒對準 連接器內孔；隨後，縱向電機啟動，驅動縱向傳送機構向橫向傳送機構送出1 排10副連接器；連接器ii^橫向傳送機構內後，橫向電機啟動驅動橫嚮往復 機構運送連接器至豎向傳送機構內，進行連接器的逐副分發，在其每發送出1 副連接器時，便向驅動控制機構的控制晶片輸入1個單位脈衝信號，控制芯 片記錄並存儲下該脈衝信號(計數器同時計數)；當每發送完10副連接器時， 控制晶片得到IO個脈沖信號，此時，驅動控制機構又自動啟動縱向電機驅動 縱向傳送機構向橫向傳送機構重新送出1排10副連接器，由橫向傳送機構、 豎向傳送機構繼續發放連接器，如此循環直至發完1層連接器(控制晶片得 到200個脈衝信號)後，驅動控制機構便自動啟動升降機構下降1層，帶動 縱向傳送機構、橫向傳送機構移至連接器存放架的下一層，並同時打開該層 連接器的前止擋機構，進行該層連接器的分發，直至將每層連接器分發完畢。 在連接器分發過程中，可隨時進行啟停，在任意狀態下終止和繼續分發，以 滿足線路的實際情況和不同需求。
連接器回收原理與分發基;M目同，程序相反。 參見附
圖12，驅動控制的主要功能如下
(1)連接器自動逐副分發(回收)，分發(回收)數量實時記錄、存儲、 顯示與清零；
(2 )連接器庫存數可人工植入、修改與存儲；
(3) 根據連接器庫存數，分發機構可自動識別對位；
(4) 工作狀態實時記憶，在連接器分發(回收)過程中，若人為或故障停機，驅動控制機構便自動記憶此時裝置的工作狀態和各機構的位置，待系
統重新啟動工作時，自動從當前位置繼續工作；
(5)急停、報警與保護，在連接器分發(回收)過程中發生故障，可人 工或自動停機保護，並聲光報警；且可人工操作各機構運轉，進行連接器分 發(回收)，或進行檢修。
採用本實用新型技術試製製作了樣機，樣機進行了堆碼、吊裝、自裝卸以 及5 000餘公裡各種路面的行駛等基本性能試驗，進行了 20000餘副連接器 的自動分發和回收作業使用試驗。試驗使用表明，樣機性能穩定，工作可靠， 操作簡單。
權利要求1、一種裝配式管線連接器車載自動收發作業裝置，包括帶自裝卸機構(4)的通用車載底盤(3)及與自裝卸機構連接的整裝整卸式作業方艙(5)，其特徵是所述整裝整卸式作業方艙(5)，它包括連接器儲存架(5.4)、縱向傳送機構(5.1)、橫向傳送機構(5.3)、豎向傳送機構(5.2)及升降機構，其中1)、連接器儲存架(5.4)為立體式貨架結構，由縱向分隔件均分為若干個相同的縱向艙，並由若干對縱向角鋼(5.5)與縱向分隔件固定，將每個縱向艙均分成若干層用於存儲、分發或回收連接器的縱向軌道，每個所述縱向軌道的前、後端具有止擋機構，後端止擋機構為固定式，前端止擋機構(5.6)為常閉式可開關的阻擋機構；2)、縱向傳送機構(5.1)為電機驅動的鏈條鏈齒組機構，每根鏈條上安裝有節距與連接器內孔相對應的鏈齒。各鏈條分別與連接器儲存架的縱向軌道相對應安裝，縱向傳送機構的前端安裝橫向傳送機構(5.3)，在升降機構的帶動下縱向傳送機構和橫向傳送機構同步豎直移動，當縱向傳送機構移到某層儲存有連接器的縱向軌道的正上方時，使其鏈齒對準、進入連接器內孔，便可以把儲存架中該層連接器按每次一橫排逐次從儲存架上送入橫向傳送機構內，或把橫向傳送機構中的連接器送回儲存架中；3)、橫向傳送機構包括橫向軌道(5.10)、設置在橫向軌道中心槽內由電機(5.12)驅動的螺杆螺母(5.11)帶動進行橫嚮往復運動的連接器運送齒條(5.9)；4)、豎向傳送機構懸掛於作業方艙(5)外側，其上端與橫向傳送機構的連接器出口處相聯接，在豎向傳送機構的上半部中設置有活動艙門(5.15)，該活動艙門亦與橫向傳送機構相聯，隨同後者一起升降，豎向傳送機構內設置有一對鏈輪鏈條機構，鏈條上成對設置有相距與連接器兩側凸端相對應的鏈齒用於帶動連接器的上下傳送。
2、根據權利要求1所述的裝配式管線連接器車載自動收發作業裝置，其 特徵是連接器儲存架(5.4)中常閉式可開關的前端止擋機構(5.6)為一對分別與撥叉固定的擋塊，撥叉的一端穿過縱向軌道前端的豎直縱向分隔件並 由拉簧保持撥叉上抬而使擋塊阻擋在縱向軌道的前端，當所述撥叉在橫向傳 送機構下降時的碰撞下，擋塊上抬開啟縱向軌道前端的止擋機構，而允許連接器進入橫向傳送機構的橫向軌道(5. 10 )。
3、根據權利要求1所述的裝配式管線連接器車栽自動收發作業裝置，其 特徵是所述升降機構由帶渦輪蝸杆的前升降機構(5.17 )和後升降機構(5.18) 構成，由升降電機(5. 16)帶動前升降機構的渦輪蝸杆機構，再由鏈輪及鏈 條帶動後升降機構同步運動，實現前後升降機構的同步升降。
專利摘要本實用新型涉及一種裝配式管線連接器自動分發與回收作業系統，包括帶自裝卸機構的通用車載底盤及與自裝卸機構連接的整裝整卸式作業方艙，其特徵是所述整裝整卸式作業方艙包括連接器儲存架、縱向傳送機構、橫向傳送機構、豎向傳送機構。本實用新型採用現代集裝技術、整裝整卸技術、自動分發(回收)技術等，實現了裝配式管線連接器及膠圈的集裝化儲存、機械化整體裝卸和運輸、自動化分發和回收，節省了連接器及膠圈的儲存空間和運力，大大降低了其裝卸和分發(回收)的勞動強度，極大地提高了作業速度。系統結構組成科學，工作可靠性高，環境適應性強，操作維護方便。
文檔編號B60P1/04GK201376515SQ20092012641
公開日2010年1月6日 申請日期2009年2月24日 優先權日2009年2月24日
發明者吳學東, 左永剛, 楊建勇, 王均盛, 明 蔣, 蔣仕章, 譚成頂, 雍歧衛 申請人:中國人民解放軍後勤工程學院