一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具及其堵塞方法技术

本发明专利技术涉及流体管道不停输堵塞技术领域，尤其是一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具及其堵塞方法，机械手夹具包括安装在机械手上的下堵连箱以及安装在下堵连箱的空腔内的驱动模组，驱动模组包括固定在空腔内的驱动气缸和滑动安装在空腔内的滑动座，滑动座由驱动气缸驱动，滑动座的外端部安装有外环电磁吸盘，滑动座内设有驱动电机，驱动电机主轴的端部安装有内环电磁吸盘，外环电磁吸盘、内环电磁吸盘、驱动电机、驱动气缸均由PLC控制器控制，PLC控制器安装在工业机器人上。本发明专利技术的机械手夹具通过外环电磁吸盘可以抓取堵塞件，然后通过内环电磁吸盘驱动转盘实现堵塞盘由内向外封堵堵塞座，实现机械化下堵工作。

Manipulator fixture for pipe blockage robot and its blocking method

The invention relates to the technical field of blocking up a fluid pipeline, in particular a mechanical hand fixture and a blocking method for a pipe blocking robot. The manipulator clamp includes a lower shutoff box mounted on a manipulator and a driving module installed in a cavity of the lower plug connection box. The drive module includes a driver fixed in the cavity. The cylinder and sliding seat are installed in the cavity. The sliding seat is driven by the driving cylinder. The outer end of the sliding seat is equipped with an outer ring electromagnetic sucker. The driving motor is installed in the sliding seat. The end part of the motor spindle is installed with the inner ring electromagnetic sucker, the outer ring electromagnetic sucker, the inner ring electromagnetic sucker, the driving motor and the driving cylinder are all PL The C controller is controlled, and the PLC controller is installed on the industrial robot. The mechanical hand fixture of the invention can grab the blockage by the outer ring electromagnetic sucker, and then drive the turntable through the inner ring electromagnetic sucker to block the plugging seat from the inside to the outside, so as to realize the mechanized blocking work.

【技术实现步骤摘要】
一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具及其堵塞方法
本专利技术涉及流体管道不停输堵塞
，尤其是一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具及其堵塞方法。
技术介绍
为了输送天然气、煤气等燃气，经常需要在已经铺设好的、正在使用的输气管道上增设支路管，为了不影响输气管道正常输气，就需要在不停止输气的条件下增设支管道。目前的不停止输气条件下增设支管的方法是现在输气管道上焊接一个接线管件，管件上端口有一个堵塞座，在堵塞座上方安装一个起隔离作用的夹板阀，夹板阀的上方安装接切线设备，新接管线与管件侧壁相连通，然后利用接切线设备在输气管道上开孔，开孔完毕后，拆除接切线设备，使用下堵器进行堵塞作业，现有技术中的堵塞作业通常存在以下技术问题：1、现有技术中的堵塞作业通常是由技术人员借助下堵器来完成，而燃气属于易燃易爆品，操作人员存在安全隐患，尤其是在高温环境下；2、现有技术中的机械手夹具无法应用于下堵工作，还没有一种夹具可以实现对堵塞盘进行由内向外式的封堵操作；3、下堵器本身较重，在下堵过程中要多个人配合操作，劳动强度大且效率低；4、在进行堵塞固定时，操作员无法直观地看到堵塞盘的位置和堵漏状况，只能凭经验固定，存在堵塞固定不到位，管道内部气体泄漏的问题；5、在堵塞进行堵漏时，堵塞的位置可能出现偏移，或者下堵器内存在的铁屑等杂质也会阻碍堵塞运动，此时堵塞会被卡住，操作人员无法判断具体是何种原因，在何处出现故障，操作员只能凭经验处理这种情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具及其堵塞方法，配合堵塞件实现由内向外式的封堵操作。为了实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是：本专利技术的用于管道堵塞机器人的机械手夹具固定安装在工业机器人的机械手上，所述机械手夹具包括安装在机械手上的下堵连箱以及安装在下堵连箱的空腔内的驱动模组，所述驱动模组包括固定在空腔内的驱动气缸和滑动安装在空腔内的滑动座，所述滑动座由驱动气缸驱动，所述滑动座的外端部安装有外环电磁吸盘，所述滑动座内设有驱动电机，所述驱动电机主轴的端部安装有内环电磁吸盘，所述内环电磁吸盘通过联轴器与所述驱动电机主轴连接。本专利技术所述机械手夹具用于夹取堵塞件并下堵到堵塞座内形成密封，所述堵塞件包括堵塞盘、转盘和与转盘铰接的多个限位板，所述堵塞盘的中心位置处设有转盘槽，所述转盘可转动地安装在转盘槽内，所述转盘槽的外周向上设有多个沿堵塞盘径向布置的限位槽，所述限位板滑动安装在限位槽内，所述转盘通过拨叉与所述限位板铰接，所述转盘通过拨叉驱动所述限位板在所述限位槽内伸缩滑动。本专利技术所述转盘的中心位置处设有凹槽，所述内环电磁吸盘深入到凹槽内并吸合住转盘，所述限位槽上方还固定有盖板，所述盖板的中心位置设有让内环电磁吸盘通过的通孔，所述盖板和转盘由磁性金属材料制成，所述外环电磁吸盘吸合所述盖板，所述堵塞座的内周面上开设有环形槽，所述驱动气缸通过外环电磁吸盘驱动堵塞盘进入到堵塞座内部之后所述驱动电机通过内环电磁吸盘驱动限位板插入到所述环形槽内形成对堵塞盘的限位固定。本专利技术所述外环电磁吸盘、内环电磁吸盘、驱动电机、驱动气缸均由PLC控制器控制，所述PLC控制器安装在所述工业机器人上，所述工业机器人为KUKA机器人，所述KUKA机器人由远程监控终端进行远程控制。本专利技术所述下堵连箱内还设有图像采集模块，所述图像采集模块连接于所述远程监控终端，所述图像采集模块包括设置于所述下堵连箱内的摄像头、固定安装所述摄像头的固定座，所述固定座内还安装有无线收发模块，所述摄像头采集到的图像信息通过无线收发模块发送给所述远程监控终端。本专利技术所述堵塞盘下侧外圆周面上设有至少一个密封沟槽，所述密封沟槽内安装有密封圈。本专利技术所述外环电磁吸盘包括绝缘壳体和位于绝缘壳体内部的隔磁槽，所述隔磁槽内具有绝缘隔层，所述绝缘隔层内设置有线圈，所述隔磁槽的开口朝向所述堵塞盘且开口由隔板密封。本专利技术所述外环电磁吸盘内还设有接线盒，所述接线盒内的接线端子与所述线圈电连接。本专利技术还提供一种堵塞方法，使用上述的用于管道堵塞机器人的机械手夹具，包括以下步骤：S01、增设支管道：在输气管道上焊接一个接线管件，接线管件与支管道连通，然后在接线管件的上端口上安装堵塞座，然后提供一种夹板阀，所述夹板阀由伺服电机驱动开启或关闭，在堵塞座上方安装所述夹板阀，夹板阀的上方安装接切线设备，然后利用接切线设备在输气管道上开孔，开孔后输气管道内的气体通过接线管件进入支管道，开孔完毕后，拆除接切线设备，使用机械手夹具进行堵塞作业；S02、抓取堵塞件：工业机器人根据预输入的编程指令控制下堵连箱运动到指定位置，然后驱动气缸下行推动外环电磁吸盘和内环电磁吸盘朝向指定位置处的堵塞件运动，当内环电磁吸盘进入到转盘中心的凹槽中后完成定位，然后PLC控制器控制外环电磁吸盘和内环电磁吸盘导通，外环电磁吸盘吸合堵塞件，内环电磁吸盘吸合转盘，同时驱动电机驱动转盘旋转使限位板缩入到限位槽中；S03、下放堵塞件：工业机器人根据预输入的编程指令控制下堵连箱运动到夹板阀的上方，然后驱动气缸驱动堵塞件下行，堵塞件进入到夹板阀的阀口内并密封住阀口，然后伺服电机驱动阀芯偏离阀口打开夹板阀，然后驱动气缸驱动堵塞件继续下行直至堵塞件顶靠到接线管件的上端口处，然后驱动电机驱动限位板插入到堵塞座的环形槽中，至此堵塞件下放定位完成，堵塞件密封住堵塞座；S04、回收设备：堵塞完成后PLC控制器控制外环电磁吸盘和内环电磁吸盘退磁，然后驱动气缸回程，外环电磁吸盘和内环电磁吸盘缩回到下堵连箱内，然后移开下堵连箱并移除夹板阀，完成下堵工作。本专利技术的用于管道堵塞机器人的机械手夹具及其堵塞方法的有益效果是：1.本专利技术的机械手夹具通过外环电磁吸盘可以抓取堵塞件，然后通过内环电磁吸盘驱动转盘实现堵塞盘由内向外封堵堵塞座，实现机械化下堵工作；2.本专利技术的机械手夹具可以直接安装在工业机器人的机械手上使用，通用性强，该机械手夹具能够代替人工进行下堵工作，工作效率高且安全可靠；3.远程监控人员可通过图像采集模块观察到堵塞下堵过程的状态，及时发现故障及原因，减少下堵出错率，如果发生故障监控人员可以通过控制工业机器人进行重新定位校准，或者重新进行下堵工作；4.整个下堵工作由一个监控人员便可以完成，监控人员只需要输入相应的指令便可远程控制完成下堵工作，降低了下堵工作对成熟技术人员的依赖，而且人力成本大大降低。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本实施例的机械手夹具的结构示意图；图2是本实施例的机械手夹具的使用状态示意图；图3是本实施例的堵塞件的结构示意图；图4是本实施例的工业机器人的使用状态示意图；图5是本实施例的外环电磁吸盘的结构示意图；图6是本实施例的下堵状态示意图。其中：夹板阀1；机械手夹具2，下堵连箱21，驱动气缸22，滑动座23，驱动电机24，外环电磁吸盘25，绝缘壳体251，绝缘隔层252，线圈253，内环电磁吸盘26；堵塞件3，转盘31，拨叉32，限位板33，堵塞盘34；图像采集模块4；工业机器人5；堵塞座6；输气管道7；支管道8；接线管件9。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具，固定安装在工业机器人(5)的机械手上，其特征在于：所述机械手夹具(2)包括安装在机械手上的下堵连箱(21)以及安装在下堵连箱(21)的空腔内的驱动模组，所述驱动模组包括固定在空腔内的驱动气缸(22)和滑动安装在空腔内的滑动座(23)，所述滑动座(23)由驱动气缸(22)驱动，所述滑动座(23)的外端部安装有外环电磁吸盘(25)，所述滑动座(23)内设有驱动电机(24)，所述驱动电机(24)主轴的端部安装有内环电磁吸盘(26)，所述内环电磁吸盘(26)通过联轴器与所述驱动电机(24)主轴连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具，固定安装在工业机器人(5)的机械手上，其特征在于：所述机械手夹具(2)包括安装在机械手上的下堵连箱(21)以及安装在下堵连箱(21)的空腔内的驱动模组，所述驱动模组包括固定在空腔内的驱动气缸(22)和滑动安装在空腔内的滑动座(23)，所述滑动座(23)由驱动气缸(22)驱动，所述滑动座(23)的外端部安装有外环电磁吸盘(25)，所述滑动座(23)内设有驱动电机(24)，所述驱动电机(24)主轴的端部安装有内环电磁吸盘(26)，所述内环电磁吸盘(26)通过联轴器与所述驱动电机(24)主轴连接。2.根据权利要求1所述的用于管道堵塞机器人的机械手夹具，其特征在于：所述机械手夹具(2)用于夹取堵塞件(3)并下堵到堵塞座(6)内形成密封，所述堵塞件(3)包括堵塞盘(34)、转盘(31)和与转盘(31)铰接的多个限位板(33)，所述堵塞盘(34)的中心位置处设有转盘槽，所述转盘(31)可转动地安装在转盘槽内，所述转盘槽的外周向上设有多个沿堵塞盘(34)径向布置的限位槽，所述限位板(33)滑动安装在限位槽内，所述转盘(31)通过拨叉(32)与所述限位板(33)铰接，所述转盘(31)通过拨叉(32)驱动所述限位板(33)在所述限位槽内伸缩滑动。3.根据权利要求2所述的用于管道堵塞机器人的机械手夹具，其特征在于：所述转盘(31)的中心位置处设有凹槽，所述内环电磁吸盘(26)深入到凹槽内并吸合住转盘(31)，所述限位槽上方还固定有盖板，所述盖板的中心位置设有让内环电磁吸盘(26)通过的通孔，所述盖板和转盘(31)由磁性金属材料制成，所述外环电磁吸盘(25)吸合所述盖板，所述堵塞座(6)的内周面上开设有环形槽，所述驱动气缸(22)通过外环电磁吸盘(25)驱动堵塞盘(34)进入到堵塞座(6)内部之后所述驱动电机(24)通过内环电磁吸盘(26)驱动限位板(33)插入到所述环形槽内形成对堵塞盘(34)的限位固定。4.根据权利要求3所述的用于管道堵塞机器人的机械手夹具，其特征在于：所述外环电磁吸盘(25)、内环电磁吸盘(26)、驱动电机(24)、驱动气缸(22)均由PLC控制器控制，所述PLC控制器安装在所述工业机器人(5)上，所述工业机器人(5)为KUKA机器人，所述KUKA机器人由远程监控终端进行远程控制。5.根据权利要求4所述的用于管道堵塞机器人的机械手夹具，其特征在于：所述下堵连箱(21)内还设有图像采集模块(4)，所述图像采集模块(4)连接于所述远程监控终端，所述图像采集模块(4)包括设置于所述下堵连箱(21)内的摄像头、固定安装所述摄像头的固定座，所述固定座内还安装有无线收发模块，所述摄像头采集到的图像信息通过无线收发模块发送给所述远程监控终端。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：余芬，夷文玉，
申请(专利权)人：常州轻工职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32