【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及槽罐车，具体为一种能自主运动的槽罐车用流体装卸臂。
技术介绍
1、我国陆运油气等液体主要以槽罐车运输为主，槽罐车装卸主要通过装卸臂(也称鹤管)与场站储罐管道设备相连后进行流体装卸。槽罐车用流体装卸臂俗称小鹤管或下装装卸臂，每个小鹤管由立柱、锁紧装置、旋转接头、连接管道、平衡缸、拉断阀等部件组成，结构上可分为立柱、内臂、外臂和外伸臂(或垂管)四部分。装卸臂用途不同，结构和旋转接头数量也不同，一般由3-5个旋转接头和连接管道、阀门等组成，装卸臂有5个旋转接头时其末端即可实现360°全空间覆盖。传统的小鹤管(装卸臂)是由人工操作，通过推、拉、旋转使其与槽罐车装卸口对接。首先将装卸臂立柱侧的进液端与储罐设备相连，然后操作人员手动推、拉、旋转装卸臂，将装卸臂外伸臂端与槽罐车进出液口法兰盘连接，在装卸臂连接紧固、无泄漏后开始起动装卸车作业。
2、槽罐车用流体装卸臂由旋转接头形成绕轴线的自由度，3-5个旋转接头垂直交错布置，即可形成三维空间内的全轨迹覆盖。传统旋转接头不能自主运动，需要借助人力推、拉、旋转运动，这将增加场站人员数量和工作人员的劳动量。随着科学技术的发展和工业自动化应用的普及，对能实现自主运动的槽罐车用下装装卸臂的需求越来越多，为此提供了一种能自主运动的槽罐车用流体装卸臂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种能自主运动的槽罐车用流体装卸臂，以解决上述
技术介绍
提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方
3、所述内臂包括内臂转动组件和内臂钢管，所述内臂转动组件用于实现内臂钢管的横向旋转运动；所述内臂转动组件由矩形管、第一连接钢板、第一电机座、第一电机、第一减速器、第一小齿轮、第一大齿轮、第一短半径直角弯头、进油口法兰、第一旋转接头构成；
4、所述外臂包括外臂横向转动组件、外臂纵向转动组件、平衡缸装置、外臂钢管；所述外臂横向转动组件用于实现外臂钢管的横向旋转运动，所述外臂纵向转动组件用于实现外臂钢管的纵向旋转运动；所述内臂钢管通过第二短半径直角弯头与外臂钢管相连；
5、所述外臂横向转动组件由矩形管、第二连接钢板、第二电机座、第二减速器、第二电机、第二大齿轮、第二旋转接头、第二小齿轮构成；
6、所述外臂钢管的一端焊接有第三短半径直角弯头，所述第三短半径直角弯头通过第三旋转接头与第二短半径直角弯头相连，所述第三旋转接头上安装有第一大刀板，所述第一大刀板与第一连接板相连，所述第一连接板与第一液压缸的活塞杆接头相连，所述第一液压缸通过第一钢板与外臂钢管相连；所述第三旋转接头通过平衡缸装置与外臂钢管相连；
7、所述外臂钢管的另一端通过外伸臂转动组件与第四短半径直角弯头相连，所述第四短半径直角弯头通过第五短半径直角弯头与外伸臂相连，所述外伸臂上安装有螺纹拉断阀和焊式球阀；
8、所述外伸臂转动组件由第四旋转接头、第二大刀板、第二连接板、第二液压缸、第二钢板构成。
9、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述内臂钢管通过第一旋转接头与第一短半径直角弯头相连，所述第一短半径直角弯头的一端焊接有进油口法兰，所述第一旋转接头上焊接有第一大齿轮，所述第一大齿轮与第一减速器上的第一小齿轮啮合，所述第一减速器和第一电机均安装在第一电机座上，所述第一电机座与第一连接钢板固定相连，所述第一连接钢板与矩形管固定相连。
10、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述矩形管的一端与立柱的外壁相切并通过焊接的方式固定在立柱上，所述矩形管的另一端与第一连接钢板焊接相连，第一电机的主轴与第一减速器内的齿轮相连；所述第一电机座与第一连接钢板通过螺栓螺母相连。
11、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述矩形管与内臂钢管相切，并通过焊接固定在内臂钢管上，所述矩形管的侧面与第二连接钢板焊接相连，所述第二连接钢板上通过螺栓安装有第二电机座，所述第二电机座的底部安装有第二减速器，所述第二减速器的底部安装有第二电机，所述第二减速器的顶部输出轴上安装有第二小齿轮，所述第二小齿轮与焊接在第二旋转接头上的第二大齿轮啮合相连。
12、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述第一钢板与外臂钢管焊接相连，所述第一液压缸的缸底通过螺栓螺母与第一钢板相连。
13、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述第四旋转接头上安装有第二大刀板，所述第二大刀板上安装有第二连接板，所述第二连接板与第二液压缸的活塞杆接头相连，所述第二液压缸远离活塞杆的一端与第二钢板相连，所述第二钢板与外伸臂焊接相连。
14、一种能自主运动的槽罐车用流体装卸臂的控制系统，包括装卸臂控制器fpga，所述装卸臂控制器fpga上集成有人机交互单元、控制单元、信号采集处理单元和视觉接口单元；
15、所述视觉接口单元与视觉处理器相连，所述视觉处理器与相机、激光等距离传感器相连；
16、所述信号采集处理单元用于归位检测、防碰撞检测、位置检测、速度检测、故障检测；
17、所述人机交互单元与控制设备上的按键和触摸屏相连；
18、所述控制单元与伺服驱动模块和液压驱动模块以及装卸臂阀门组相连，所述伺服驱动模块与第一旋转接头上的第一电机、第二旋转接头上的第二电机、自动卡爪上的伺服电机相连；所述液压驱动模块与第一液压缸和第二液压缸相连。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
20、本专利技术公开了一种能自主运动的槽罐车用下装装卸臂系统，该系统根据法兰定位视觉模块提供的法兰圆心位置坐标，驱动装卸臂自主运动与槽罐车法兰口对接，可取代人工对接操作。
21、本专利技术公开了自主运动装卸臂结构及控制系统，装卸臂各驱动机构在控制系统的统一控制下，可以协调配合实现装卸臂末端任意轨迹的自主运动。
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1.一种能自主运动的槽罐车用流体装卸臂，包括立柱(1)，其特征在于：所述立柱(1)上安装有气相臂(2)和液相臂(4)，所述气相臂(2)和液相臂(4)均由内臂、外臂、外伸臂和进液口管道构成；所述进液口管道和内臂、内臂和外臂、外臂和外伸臂的管道均通过旋转结构相连，所述旋转结构用于内臂、外臂和外伸臂之间的旋转运动；
2.根据权利要求1所述的能自主运动的槽罐车用流体装卸臂，其特征在于：所述内臂钢管(6)通过第一旋转接头(5-10)与第一短半径直角弯头(5-8)相连，所述第一短半径直角弯头(5-8)的一端焊接有进油口法兰(5-9)，所述第一旋转接头(5-10)上焊接有第一大齿轮(5-7)，所述第一大齿轮(5-7)与第一减速器(5-5)上的第一小齿轮(5-6)啮合，所述第一减速器(5-5)和第一电机(5-4)均安装在第一电机座(5-3)上，所述第一电机座(5-3)与第一连接钢板(5-2)固定相连，所述第一连接钢板(5-2)与矩形管(5-1)固定相连。
3.根据权利要求2所述的能自主运动的槽罐车用流体装卸臂，其特征在于：所述矩形管(5-1)的一端与立柱(1)的外壁相切并
4.根据权利要求1所述的能自主运动的槽罐车用流体装卸臂，其特征在于：所述矩形管(7-1)与内臂钢管(6)相切，并通过焊接固定在内臂钢管(6)上，所述矩形管(7-1)的侧面与第二连接钢板(7-2)焊接相连，所述第二连接钢板(7-2)上通过螺栓安装有第二电机座(7-3)，所述第二电机座(7-3)的底部安装有第二减速器(7-4)，所述第二减速器(7-4)的底部安装有第二电机(7-5)，所述第二减速器(7-4)的顶部输出轴上安装有第二小齿轮(7-8)，所述第二小齿轮(7-8)与焊接在第二旋转接头(7-7)上的第二大齿轮(7-6)啮合相连。
5.根据权利要求1所述的能自主运动的槽罐车用流体装卸臂，其特征在于：所述第一钢板(9-5)与外臂钢管(11)焊接相连，所述第一液压缸(9-4)的缸底通过螺栓螺母与第一钢板(9-5)相连。
6.根据权利要求1所述的能自主运动的槽罐车用流体装卸臂，其特征在于：所述第四旋转接头(12-1)上安装有第二大刀板(12-2)，所述第二大刀板(12-2)上安装有第二连接板(12-3)，所述第二连接板(12-3)与第二液压缸(12-4)的活塞杆接头相连，所述第二液压缸(12-4)远离活塞杆的一端与第二钢板(12-5)相连，所述第二钢板(12-5)与外伸臂(13)焊接相连。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的能自主运动的槽罐车用流体装卸臂的控制系统，其特征在于：包括装卸臂控制器FPGA，所述装卸臂控制器FPGA上集成有人机交互单元、控制单元、信号采集处理单元和视觉接口单元；
...【技术特征摘要】
1.一种能自主运动的槽罐车用流体装卸臂，包括立柱(1)，其特征在于：所述立柱(1)上安装有气相臂(2)和液相臂(4)，所述气相臂(2)和液相臂(4)均由内臂、外臂、外伸臂和进液口管道构成；所述进液口管道和内臂、内臂和外臂、外臂和外伸臂的管道均通过旋转结构相连，所述旋转结构用于内臂、外臂和外伸臂之间的旋转运动；
2.根据权利要求1所述的能自主运动的槽罐车用流体装卸臂，其特征在于：所述内臂钢管(6)通过第一旋转接头(5-10)与第一短半径直角弯头(5-8)相连，所述第一短半径直角弯头(5-8)的一端焊接有进油口法兰(5-9)，所述第一旋转接头(5-10)上焊接有第一大齿轮(5-7)，所述第一大齿轮(5-7)与第一减速器(5-5)上的第一小齿轮(5-6)啮合，所述第一减速器(5-5)和第一电机(5-4)均安装在第一电机座(5-3)上，所述第一电机座(5-3)与第一连接钢板(5-2)固定相连，所述第一连接钢板(5-2)与矩形管(5-1)固定相连。
3.根据权利要求2所述的能自主运动的槽罐车用流体装卸臂，其特征在于：所述矩形管(5-1)的一端与立柱(1)的外壁相切并通过焊接的方式固定在立柱(1)上，所述矩形管(5-1)的另一端与第一连接钢板(5-2)焊接相连，第一电机(5-4)的主轴与第一减速器(5-5)内的齿轮相连；所述第一电机座(5-3)与第一连接钢板(5-2)通过螺栓螺母相连。
4.根据权利要求1所述的能自主运动的槽罐车用流体装卸臂，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘明芹，王家超，刘启航，张玉明，张涵，朱昆，朱境全，
申请(专利权)人：江苏海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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