一种盲法兰的吊运装置

技术领域

本发明涉及吊运技术领域，尤其涉及一种盲法兰的吊运装置。

背景技术

法兰盲板，亦称盲法兰，实名叫盲板。是法兰的一种连接形式。其实就是中间没有孔的法兰。其功能之一是封堵住管道的末端，其二是有可以在检修时方便清除管道中的杂物的作用。就封堵作用而言，与封头和管帽有相同的作用。但是封头是没有办法拆卸的，而法兰盲板是用螺栓固定的，很方便的拆卸的。法兰盲板材质有碳钢的，合金钢的，不锈钢的，塑料的等等。

在公告号为CN206569892U的中国实用新型专利中公开了一种盲板法兰吊装工具，包括磁性吊盘，磁性吊盘上设有控制扳手，且磁性吊盘上端固定有水平吊环，还包括竖直吊环、吊装钢板、对称结构的同步伸缩装置以及L型的托架。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：虽然上述现有技术通过磁性吊盘，增大了吊装工具与盲板法兰的吸附接触面，并且通过吊装钢板的下端设有L型托架，能够卡紧盲板法兰，不易发生滑脱，但是磁性吊盘是通过吸引力将盲法兰吊运，实际当盲法兰长时间安装在管道容易粘附在管道的一端，需要比较大的力，使得吊运不安全，并且磁性吊盘还需要人员手动进行定位，不能自动定位，使用不方便，所以现在需要一种盲法兰的吊运装置。

发明内容

本发明提出的一种盲法兰的吊运装置，解决了不能自动将卡扣定位到盲法兰螺栓孔的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种盲法兰的吊运装置，包括起吊装置与位于起吊装置底部的卡接机构，所述吊运装置还包括将卡接机构上的卡扣转动与盲法兰螺栓孔对应的转角机构，所述卡接机构包括卡紧在盲法兰螺栓孔上的卡扣组件和识别盲法兰四个螺栓孔位置的识别系统；

所述识别系统包括基准模块、识别模块与驱动模块；通过识别系统与吊运装置、卡接机构配合使用，使得卡块精准定位到盲法兰螺栓孔上，提高吊运效率，可以一个人完成整个吊运与卸料过程，提高装置的实用性。

所述基准模块通过卡接机构底部的图像扫描仪确定盲法兰中心位置，并且将卡接机构的中心与盲法兰的中心处于同一竖直线上；

所述识别模块通过图像扫描仪确定盲法兰螺栓孔的数量并且通过计算机得出相邻两个螺栓孔之间的夹角，通过驱动模块中的驱动机构调节卡扣的位置，使得卡扣的中心位于盲法兰中心与螺栓孔中心形成的直线上，并且得出卡扣中心与盲法兰中心之间的距离M，将多个螺栓孔的中心依次连接形成一个圆，并得出圆的半径L，则卡扣移动的距离G=L-M，使得四个卡扣与其中四个盲法兰螺栓孔处于同一竖直线上；

所述驱动模块用于调节四个卡扣的角度和调节四个卡扣的距离，使得四个卡扣的中心与盲法兰螺栓孔的中心处于同一竖直线上。

优选的，所述起吊装置包括悬臂架及其在悬臂架下侧滑动的导向筒，所述导向筒的下端滑动连接有起吊齿条，所述起吊齿条的上端固定连接有与导向筒上端固定连接的压紧弹簧，所述导向筒的一侧固定连接有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出端固定连接有与起吊齿条啮合的第二齿轮，所述起吊齿条的下端与卡接机构连接。

优选的，所述卡接机构包括与起吊齿条下端固定连接的限位组件，所述限位组件上转动连接有上、下两组卡扣组件和分别驱动两组卡扣组件转动角度的转角机构。

优选的，所述限位组件包括与起吊齿条下端固定连接的上连接板、连接柱与下连接板，所述连接柱连接在上连接板与下连接板中间。

优选的，上、下两组所述卡扣组件均包括与连接柱转动连接的固定杆，所述固定杆的两端均滑动连接有吊杆，所述吊杆的下端固定连接有插入盲法兰螺栓孔下侧的卡套，所述卡套的两侧均滑动连接有与盲法兰螺栓孔下侧相抵的卡块，所述卡块的一端固定连接有与卡套内侧固定连接的卡接弹簧，所述卡块的下侧面采用倾斜向上的斜面，所述卡套的内侧设置有将卡块拉入卡套内侧的卸料机构。

优选的，所述转角机构包括分别与上连接板和下连接板一侧固定连接的第一伺服电机，两个所述第一伺服电机的输出端均固定连接有第一齿轮，两个所述第一齿轮的一侧分别啮合有与连接柱转动套接且与固定杆中间固定连接的齿圈。

优选的，所述卸料机构包括与卡套下侧贯穿滑动连接的卸料杆，所述卸料杆的上端固定连接有与卡套内侧固定连接的复位弹簧，所述卸料杆的下侧固定连接有与卡块一侧固定连接的拉绳。

优选的，所述固定杆的两端均开设有滑槽，两个所述滑槽的内侧均滑动连接有与吊杆上端固定连接的第二电动滑块。

优选的，所述识别模块包括与下连接板下表面固定连接的第一图像扫描仪和与多个所述第二电动滑块下侧固定连接的第二图像扫描仪。

优选的，所述悬臂架的一端固定连接有电动推杆，所述电动推杆上设置有与导向筒上端固定连接的第一电动滑块，所述悬臂架的另一端设置有电动转盘，所述电动转盘的底部固定连接有连接底座。

本发明的有益效果：

1、通过第一图像扫描仪与多个第二图像扫描仪，可以自动识别盲法兰每个螺栓孔的位置，并且自动将卡套插入盲法兰螺栓孔的内侧，使得卡块卡在螺栓孔的下侧，无需人员手动将卡块插入螺栓孔的内侧，提高自动定位效果，进而提高盲法兰的吊运效率，并且还可以在一些人员不能到达的危险地方进行盲法兰的吊运，保证人员的安全性。

附图说明

图1为本发明提出的一种盲法兰的吊运装置的第一整体示意图；

图2为本发明提出的一种盲法兰的吊运装置的第二整体示意图；

图3为本发明提出的一种盲法兰的吊运装置的第三整体示意图；

图4为本发明提出的一种盲法兰的吊运装置的卡接机构放大示意图；

图5为本发明提出的一种盲法兰的吊运装置的卡扣组件剖视放大示意图；

图6为图1中A处放大示意图；

图7为本发明提出的一种盲法兰的吊运装置的识别系统流程示意图；

图8为本发明提出的一种盲法兰的吊运装置的初始位置示意图；

图9为本发明提出的一种盲法兰的吊运装置的卡扣中心位于盲法兰中心与螺栓孔中心形成的直线上示意图。

图中标号：1、悬臂架；2、电动推杆；3、第一电动滑块；4、压紧弹簧；5、起吊齿条；6、导向筒；7、电动转盘；8、上连接板；9、第一图像扫描仪；10、下连接板；11、连接底座；12、连接柱；13、第一伺服电机；14、第一齿轮；15、齿圈；16、固定杆；17、第二电动滑块；18、滑槽；19、第二图像扫描仪；20、吊杆；21、卡块；22、卡套；23、卸料杆；24、卡接弹簧；25、拉绳；26、复位弹簧；27、第二伺服电机；28、第二齿轮；29、盲法兰；30、螺栓孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-图3，一种盲法兰的吊运装置，包括起吊装置与位于起吊装置底部的卡接机构，吊运装置还包括将卡接机构上的卡扣转动与盲法兰螺栓孔对应的转角机构，卡接机构包括卡紧在盲法兰螺栓孔上的卡扣组件和识别盲法兰四个螺栓孔位置的识别系统；

识别系统包括基准模块、识别模块与驱动模块；

基准模块通过卡接机构底部的图像扫描仪确定盲法兰中心位置，并且将卡接机构的中心与盲法兰的中心处于同一竖直线上，此时在计算机上将该点进行坐标记录；

参照图7-图9，识别模块通过图像扫描仪确定盲法兰螺栓孔的数量并且通过计算机得出相邻两个螺栓孔之间的夹角α，相邻两个螺栓孔的夹角为360°/螺栓孔的个数，在初始状态相邻两个固定杆16之间的夹角为β，通过驱动模块中的驱动机构调节卡扣的位置，使得卡扣的中心位于盲法兰中心与螺栓孔中心形成的直线上，主要通过转角机构将初始状态的两个固定杆16之间的角度进行调节，调节角度为γ=▏α-β▏，使得两个固定杆与两组对称的螺栓孔连线形成的直线重合，并且通过计算机得出卡扣中心与盲法兰中心之间的距离M，将多个螺栓孔的中心依次连接形成一个圆，并得出圆的半径L，初始状态的四个卡扣均从互相靠近的一侧向互相远离的一侧移动，则卡扣移动的距离G=L-M，使得四个卡扣与其中四个盲法兰螺栓孔处于同一竖直线上；图9是对于螺栓孔30为4个的盲法兰29定位的中间状态示意图，通过四个卡扣可以使得装置对于盲法兰螺栓孔数量为4、6、8、10、12或者16等均可以使用。

驱动模块用于调节四个卡扣的角度和调节四个卡扣的距离，使得四个卡扣的中心与盲法兰螺栓孔的中心处于同一竖直线上。

参照图1-图7，起吊装置包括悬臂架1及其在悬臂架1下侧滑动的导向筒6，导向筒6的下端滑动连接有起吊齿条5，起吊齿条5的上端固定连接有与导向筒6上端固定连接的压紧弹簧4，导向筒6的一侧固定连接有第二伺服电机27，第二伺服电机27的输出端固定连接有与起吊齿条5啮合的第二齿轮28，起吊齿条5的下端与卡接机构连接，通过第二伺服电机27带动第二齿轮28转动，进而带动起吊齿条5在导向筒6的下侧滑动，进而使得起吊齿条5底部的卡接机构升降，完成盲法兰的吊运。

卡接机构包括与起吊齿条5下端固定连接的限位组件，限位组件上转动连接有上、下两组卡扣组件和分别驱动两组卡扣组件转动角度的转角机构，通过转角机构可以调节两组卡扣组件的位置，使得两组卡扣组件与盲法兰螺栓孔对应，便于后续自动定位卡接。

限位组件包括与起吊齿条5下端固定连接的上连接板8、连接柱12与下连接板10，连接柱12连接在上连接板8与下连接板10中间。

参照图4-图5，上、下两组卡扣组件均包括与连接柱12转动连接的固定杆16，固定杆16的两端均滑动连接有吊杆20，吊杆20的下端固定连接有插入盲法兰螺栓孔下侧的卡套22，卡套22的两侧均滑动连接有与盲法兰螺栓孔下侧相抵的卡块21，卡块21的一端固定连接有与卡套22内侧固定连接的卡接弹簧24，卡块21的下侧面采用倾斜向上的斜面，卡套22的内侧设置有将卡块21拉入卡套22内侧的卸料机构，当吊杆通过识别模块移动到对应盲法兰螺栓孔上方的时候，通过起吊齿条5带动上连接板8、连接柱12与下连接板10升降，进而带动固定杆16与吊杆20升降，使得吊杆20带动下端的卡套22插入螺栓孔的内侧，通过螺栓孔挤压卡块21，使得卡块21一端的卡接弹簧24压缩，当卡块21移动到螺栓孔下表面的时候，卡接弹簧24恢复形变，带动卡块21卡入到螺栓孔的下侧，进而使得卡套卡在盲法兰螺栓孔上，完成自动定位与插孔操作，提高定位与插孔效率，还可以将卡套22的直径小于螺栓孔的直径，就可以对于一些螺栓孔比较大的盲法兰也可以进行吊运，提高装置的使用范围。

参照图4，转角机构包括分别与上连接板8和下连接板10一侧固定连接的第一伺服电机13，两个第一伺服电机13的输出端均固定连接有第一齿轮14，两个第一齿轮14的一侧分别啮合有与连接柱12转动套接且与固定杆16中间固定连接的齿圈15，当第一图像扫描仪9与第二图像扫描仪19识别螺栓孔位置的时候，然后通过两个第一伺服电机13与第一齿轮14带动两个固定杆16互相转动特定的角度，使得两个固定杆16两端的吊杆20与螺栓孔处于同一竖直线上，便于后续快速将卡套22插入螺栓孔的内侧，完成卡接操作，提高卡接效率。

参照图5，卸料机构包括与卡套22下侧贯穿滑动连接的卸料杆23，卸料杆23的上端固定连接有与卡套22内侧固定连接的复位弹簧26，卸料杆23的下侧固定连接有与卡块21一侧固定连接的拉绳25，当盲法兰吊运一定高度的时候，需要将盲法兰放置在地面上，然后通过电动转盘7、电动推杆2和电动滑块3将盲法兰移动到指定的位置，将盲法兰下降，在卸料杆23接触地面时，首先盲法兰由于具有一定的重量，会压着卡块21，进而就会压着卡套22，使得卸料杆23滑入卡套22的内侧，进而使得卸料杆23上端的拉绳25拉着两侧的卡块21滑入卡套21的内侧，就可以自动将卡块21脱离盲法兰，完成自动卸料的效果，提高卸料效率，无需人员手动卸料，保证人员的安全性。

固定杆16的两端均开设有滑槽18，两个滑槽18的内侧均滑动连接有与吊杆20上端固定连接的第二电动滑块17，通过第二电动滑块17带动吊杆20在固定杆16上滑动，保证吊杆20自动移动到螺栓孔的上方。

参照图1-图4，识别模块包括与下连接板10下表面固定连接的第一图像扫描仪9和与多个第二电动滑块17下侧固定连接的第二图像扫描仪19。悬臂架1的一端固定连接有电动推杆2，电动推杆2上设置有与导向筒6上端固定连接的第一电动滑块3，悬臂架1的另一端设置有电动转盘7，电动转盘7的底部固定连接有连接底座11，通过连接底座11可以将装置固定在支架或者小车上，提高装置的实用性，通过第一图像扫描仪9与多个第二图像扫描仪19，可以最大范围的识别到盲法兰及其盲法兰螺栓孔的位置，使得多个卡块21快速自动定位到盲法兰螺栓孔上，提高定位精度与效率。

工作原理：首先通过第一图像扫描仪9与多个第二图像扫描仪19确定盲法兰中心位置，并且将导向筒6的中心与盲法兰的中心处于同一竖直线上，此时在计算机上将该点进行坐标记录，然后确定盲法兰螺栓孔的数量并且通过计算机得出相邻两个螺栓孔之间的夹角，相邻两个螺栓孔的夹角为360°/螺栓孔的个数，然后通过计算机得出初始状态的两个固定杆与螺栓孔的夹角，通过转角机构将初始状态的两个固定杆之间的角度进行调节，使得两个固定杆与两组对称的螺栓孔连线形成的直线重合，并且通过计算机得出卡扣中心与盲法兰中心之间的距离M，将多个螺栓孔的中心依次连接形成一个圆，并得出圆的半径L，初始状态的四个卡扣均从互相靠近的一侧向互相远离的一侧移动，即四个卡扣均向四个螺栓孔的位置移动，则卡扣移动的距离G=L-M，使得四个卡扣与其中四个盲法兰螺栓孔处于同一竖直线上，然后通过第二伺服电机27带动第二齿轮28转动，进而带动起吊齿条5在导向筒6的下侧滑动，进而带动固定杆16与吊杆20升降，使得吊杆20带动下端的卡套22插入螺栓孔的内侧，通过螺栓孔挤压卡块21，使得卡块21一端的卡接弹簧24压缩，当卡块21移动到螺栓孔下表面的时候，卡接弹簧24恢复形变，带动卡块21卡入到螺栓孔的下侧，进而使得卡套卡在盲法兰螺栓孔上，完成自动定位与插孔操作，提高定位与插孔效率，完成盲法兰的吊运；

卸料过程：通过电动转盘7、电动推杆2和电动滑块3将盲法兰移动的指定的位置，将盲法兰下降，首先盲法兰具有一定的重量，会压着卡套22，使得卸料杆23滑入卡套22的内侧，进而使得卸料杆23上端的拉绳25拉着两侧的卡块21滑入卡套21的内侧，就可以自动将卡块21脱离盲法兰，完成自动卸料的效果，提高卸料效率，无需人员手动卸料，保证人员的安全性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。