專利名稱：一種密封鋼圈取放器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水下作業(yè)工具，具體地說是一種無人遙控潛水器用密封鋼圈取放器。
背景技術(shù)：
自上世紀(jì)七十年代中期以來，無人遙控潛水器(水下機(jī)器人)在海洋石油工業(yè)上的應(yīng)用得到了迅猛地發(fā)展，無人遙控潛水器逐漸由觀察型，發(fā)展到作業(yè)型。無人遙控潛水器在海洋石油鉆井平臺可完成的主要作業(yè)任務(wù)有帶纜掛鉤，水下切割鋼纜、電纜或麻纜，用高壓水槍沖洗井口或水平儀所覆蓋的泥漿，打開或關(guān)閉液壓連接器，AX或VX型密封鋼圈的取放等等，無人遙控潛水器是通過其攜帶的水下機(jī)械手和各種專用水下工具完成各種特定的水下作業(yè)任務(wù)。密封鋼圈取放器是海上石油鉆井平臺打生產(chǎn)井過程中不可缺少的水下作業(yè)工具，將它配置在無人遙控潛水器上用于鉆井平臺水下井口處取放AX或VX型密封鋼圈。
密封鋼圈是一種用于海上石油鉆井平臺井口與防噴器組之間液壓連接器密封用金屬圈，比較常見的是AX或VX型鋼圈。相同規(guī)格的AX和VX型鋼圈其內(nèi)徑尺寸基本相同，但重量上AX型鋼圈重些。鋼圈取放器的工作原理是通過一對夾爪夾緊或松開鋼圈內(nèi)環(huán)來取放密封鋼圈，夾爪的開合靠液壓油缸或液壓油缸和壓縮彈簧的組合來實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)有技術(shù)中，取放鋼圈的工具采用整體呈圓形兩個對稱布置半圓狀夾爪，兩個夾爪之間開口。不足之處在于開口結(jié)構(gòu)，剛性差，不適于水下碰撞；夾爪外形尺寸大，重量較重，且摩擦力不夠；結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，只適用于有效載荷較大的作業(yè)型無人遙控潛水器。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能保證工作安全可靠的同時，還具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、可在各種作業(yè)型無人遙控潛水器上使用特點(diǎn)的密封鋼圈取放器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型技術(shù)方案是包括夾爪、彈簧壓緊裝置、彈簧壓縮油缸，所述彈簧壓緊裝置兩端安裝在夾爪之間；彈簧壓縮油缸設(shè)在兩個彈簧壓緊裝置中間；還包括垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)、上板、下板，整體呈矩形，其中夾爪分為固定圓弧夾爪和活動圓弧夾爪兩種，固定圓弧夾爪位于上板和下板之間，與其一端相連接；彈簧壓縮油缸及兩個彈簧壓緊裝置一端分別與固定圓弧夾爪固連，另一端分別與活動圓弧夾爪安裝在一起，使活動圓弧夾爪通過彈簧壓縮油缸和彈簧壓緊裝置在上板和下板間作往復(fù)運(yùn)動；彈簧壓緊裝置為導(dǎo)向芯軸和導(dǎo)向筒之間設(shè)置一彈簧的結(jié)構(gòu)；另外，在固定圓弧夾爪和活動圓弧夾爪上粘接有至少3道橡膠圈；固定圓弧夾爪和活動圓弧夾爪的圓弧尺寸等同于密封鋼圈內(nèi)徑尺寸；垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)與上板相連；可以采用伸縮油缸或與機(jī)械手夾鉗外形尺寸相適應(yīng)的把手。
本實(shí)用新型原理是當(dāng)彈簧壓縮油缸不工作時，固定和活動圓弧夾爪在兩個彈簧壓緊力作用下，緊緊壓靠在鋼圈內(nèi)環(huán)上；而活動圓弧夾爪的回縮，靠彈簧壓縮油缸壓縮2個壓緊彈簧完成。鋼圈取放器靠彈簧壓緊力夾持鋼圈，使得潛水器只需在取圈或放圈作業(yè)期間接通液壓動力，而在吊放和搜尋目標(biāo)的很長一段時間內(nèi)無需提供液壓動力，提高了作業(yè)安全性和可靠性。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1.經(jīng)過實(shí)驗(yàn)并已證明，本實(shí)用新型鋼圈取放器所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)、采用的水下密封技術(shù)、制造材料及材料的防腐技術(shù)是切實(shí)可行的。鋼圈取放器重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，便于在潛水器上換裝，耐海水腐蝕。
2.本實(shí)用新型在固定圓弧夾爪和活動圓弧夾爪上粘接有4道橡膠圈，所以具有足夠的摩擦力；另外，本實(shí)用新型整體呈矩形剛性好，兩個夾爪尺寸小，位于上、下板之間，較牢固適于水下碰撞，工作安全可靠。
3.應(yīng)用范圍廣。本實(shí)用新型設(shè)有垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)，可在各種作業(yè)型無人遙控潛水器上使用(不僅適用于有效載荷較大的作業(yè)型無人遙控潛水器，也適于有效載荷較小的作業(yè)型無人遙控潛水器)。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A-A視圖。
圖3為本實(shí)用新型另一個實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖3為的A-A視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳述本實(shí)用新型。
參見圖1、2，本實(shí)用新型鋼圈取放器包括夾爪、彈簧壓緊裝置、彈簧壓縮油缸，所述彈簧壓緊裝置兩端安裝在夾爪之間；彈簧壓縮油缸8設(shè)在兩個彈簧壓緊裝置7中間；還包括垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)、上板、下板，整體呈矩形，其中夾爪分為固定圓弧夾爪3和活動圓弧夾爪6兩種，固定圓弧夾爪3位于上板2和下板5之間，與其一端固連；彈簧壓緊裝置為導(dǎo)向芯軸和導(dǎo)向筒之間設(shè)置一彈簧的結(jié)構(gòu)；彈簧壓縮油缸8及兩個彈簧壓緊裝置7一端分別與固定圓弧夾爪3固連，另一端與分別活動圓弧夾爪6安裝在一起，使活動圓弧夾爪通過彈簧壓縮油缸8和彈簧壓緊裝置7在上板和下板間作往復(fù)運(yùn)動；另外，在固定圓弧夾爪3和活動圓弧夾爪6上粘接有4道矩形橡膠圈4；固定圓弧夾爪3和活動圓弧夾爪6的圓弧尺寸等同于密封鋼圈內(nèi)徑尺寸；垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)為1伸縮油缸或與機(jī)械手夾鉗相適應(yīng)的把手；本實(shí)施例采用伸縮油缸1作垂直運(yùn)動，通過下部的連接圓盤與上板2相連，通過中部的連接板與潛水器的底框架相連。
本實(shí)用新型工作過程如下當(dāng)作業(yè)型無人遙控潛水器有效載荷有限時，本實(shí)用新型鋼圈取放器可安裝在無人遙控潛水器底架上，通過潛水器運(yùn)動和水下機(jī)械手配合作業(yè)完成鋼圈取放工作，為降低取放鋼圈時操控潛水器的難度，本實(shí)用新型采用伸縮油缸，靠其上下伸縮運(yùn)動代替潛器的升降運(yùn)動。當(dāng)潛水器運(yùn)動到井口附近上方準(zhǔn)備取圈時，潛水器處于自動定深控制狀態(tài)，這時潛水器被自動控制在同一深度中浮游。啟動潛水器液壓系統(tǒng)，使彈簧壓縮油缸8活塞桿縮回，克服彈簧張緊力后帶動活動圓弧夾爪6回縮，在安裝在潛水器底部的水下燈和攝像頭的觀察配合下，伸縮油缸1活塞桿緩慢伸出，同時前后左右微動潛水器，使鋼圈取放工具慢慢進(jìn)入鋼圈內(nèi)孔直至上板2接觸到鋼圈上沿，使彈簧壓縮油缸8活塞桿伸出，在彈簧壓緊力作用下，活動圓弧夾爪3和固定圓弧夾爪6通過其上的橡膠圈緊緊壓靠在鋼圈內(nèi)環(huán)上，當(dāng)伸縮油缸1活塞桿縮回時，就可取出鋼圈。而潛水器在井口處釋放鋼圈的過程則相對簡單些。當(dāng)潛水器運(yùn)動到井口上方時，伸縮油缸活塞桿伸出，使彈簧壓縮油缸8活塞桿縮回，釋放鋼圈于井口上，即使鋼圈未放正，借助機(jī)械手推擠動作，也可將鋼圈最終送人井口。
為減輕重量和耐海水腐蝕，本實(shí)用新型鋼圈取放器的零件除壓緊彈簧、少量軸和油缸活塞桿等用不銹鋼制成外其余都采用了鋁合金材料制成，鋁合金材料經(jīng)硬陽極化處理，其抗腐蝕能力、強(qiáng)度和氧化層表面硬度都非常高。伸縮油缸1通過下部的連接圓盤與上板2相連，通過中部的連接板與潛水器的底框架相連。鋼圈取放器在海洋石油鉆井平臺使用完畢后，要用淡水進(jìn)行清洗。
實(shí)施例2與實(shí)施例1不同之處在于如圖3、4所示，當(dāng)作業(yè)型無人遙控潛水器有效載荷較大時，本實(shí)用新型鋼圈取放器可以由配置在其前部的水下機(jī)械手抓持完成鋼圈取放工作，此時垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)采用與機(jī)械手夾鉗相適應(yīng)的把手，拆去伸縮油缸，換一個與機(jī)械手夾鉗相適應(yīng)的把手與上板2相連(見圖2)。這樣當(dāng)潛水器運(yùn)動到井口附近準(zhǔn)備取放鋼圈時，水下機(jī)械手夾持住鋼圈取放器，通過水下機(jī)械手伸縮、俯仰等動作，完成鋼圈的取放工作。由于水下機(jī)械手的動作比潛水器的運(yùn)動靈活、準(zhǔn)確，因此用水下機(jī)械手夾持鋼圈取放器取放密封鋼圈，比用潛水器攜帶鋼圈取放器取放鋼圈相對容易些。這種結(jié)構(gòu)型式的密封鋼圈取放器，目前國內(nèi)、國外均未見報(bào)道。
權(quán)利要求1.一種鋼圈取放器，包括夾爪、彈簧壓緊裝置、彈簧壓縮油缸，所述彈簧壓緊裝置兩端安裝在夾爪之間；彈簧壓縮油缸設(shè)在兩個彈簧壓緊裝置中間；其特征在于還包括垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)、上板、下板，整體呈矩形，其中夾爪分為固定圓弧夾爪(3)和活動圓弧夾爪(6)兩種，固定圓弧夾爪(3)位于上板(2)和下板(5)之間，與其一端相連接；彈簧壓縮油缸(8)及兩個彈簧壓緊裝置(7)一端分別與固定圓弧夾爪(3)固連，另一端分別與活動圓弧夾爪(6)安裝在一起；在所述固定圓弧夾爪(3)和活動圓弧夾爪(6)上設(shè)有橡膠圈(4)；所述垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)安裝在上板(2)上。
2.按照權(quán)利要求1所述鋼圈取放器，其特征在于所述固定圓弧夾爪(3)和活動圓弧夾爪(6)的圓弧尺寸等同于密封鋼圈內(nèi)徑尺寸。
3.按照權(quán)利要求1所述鋼圈取放器，其特征在于所述垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)可以為伸縮油缸或與機(jī)械手夾鉗外形尺寸相適應(yīng)的把手。
專利摘要本實(shí)用新型涉及水下作業(yè)工具，具體公開一種無人遙控潛水器用密封鋼圈取放器。它包括夾爪、彈簧壓緊裝置、彈簧壓縮油缸，所述彈簧壓緊裝置兩端安裝在夾爪之間；彈簧壓縮油缸設(shè)在兩個彈簧壓緊裝置中間；還包括垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)、上板、下板，整體呈矩形，其中夾爪分為固定圓弧夾爪和活動圓弧夾爪兩種，固定圓弧夾爪位于上板和下板之間，與其一端相連接；彈簧壓縮油缸及兩個彈簧壓緊裝置一端分別與固定圓弧夾爪固連，另一端分別與活動圓弧夾爪安裝在一起；在所述固定圓弧夾爪和活動圓弧夾爪上設(shè)有橡膠圈；所述垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)安裝在上板上。本實(shí)用新型能在保證工作安全可靠的同時，還具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、可在各種作業(yè)型無人遙控潛水器上使用等特點(diǎn)。
文檔編號B25B27/02GK2619758SQ0321349
公開日2004年6月9日 申請日期2003年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者張將, 張?bào)糜? 張艾群, 康守權(quán) 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所