[发明专利]一种用于浅水水下作业的长距离机械臂装置

说明书

本发明公开了一种用于浅水水下作业的长距离机械臂装置，包括驱动基座、机械臂、机械手组件和控制系统；机械臂上具有沿臂长方向间隔布置的多个关节点，每一关节点具有旋转自由度，机械臂的近端连接于驱动基座上，并能够在驱动基座上进行滑移运动和/或旋转运动；机械手组件通过转换接头连接在机械臂的远端，机械手组件用于进行水下操作作业；控制系统与驱动基座、机械臂和机械手组件连接，用于为驱动基座、机械臂和机械手组件提供动力和控制，本发明通过控制系统操控驱动基座和机械臂运动，以改变机械手组件的位置和朝向，实现远程操控下不同位置的水下作业，能够降低人工成本，降低工作人员的人身安全风险系数。

技术领域

本发明涉及一种海上石油开发过程中用于水下作业的装置，特别涉及一种用于浅水水下作业的长距离机械臂装置。

背景技术

在海上石油开发过程中，当采用水下生产系统进行海上油田开发时，有时需要潜水员潜入水下协助完成水下采油树、水下井口、水下管道、水下阀门的安装和后期检测维修工作，人工成本较高，而且人员的人身安全风险系数较高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于浅水水下作业的长距离机械臂装置，工作人员可操控该长距离机械臂装置服务臂进行水下作业，能够降低人工成本，降低工作人员的人身安全风险系数。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种用于浅水水下作业的长距离机械臂装置，其特征在于：包括驱动基座、机械臂、机械手组件和控制系统；

所述机械臂上具有沿臂长方向间隔布置的多个关节点，每一所述关节点具有旋转自由度，所述机械臂的近端连接于所述驱动基座上，所述机械臂能够在所述驱动基座上进行滑移运动和/或旋转运动；

所述机械手组件通过转换接头连接在所述机械臂的远端，所述机械手组件用于进行水下操作作业；

所述控制系统与所述驱动基座、机械臂和机械手组件连接，用于为所述驱动基座、机械臂和机械手组件提供动力和控制。

在一些实施例中，所述机械臂包括由近端至远端顺次铰接的若干节机械臂体，每节所述机械臂体采用密封的箱体结构，每相邻两节所述机械臂体之间形成铰接关节点，在每相邻两节所述机械臂体之间设置第一驱动件，所述第一驱动件用于驱动相邻两节所述机械臂体中后一节的机械臂体相对于相邻两节机械臂体之间的铰接关节点的旋转轴线转动，并且，相邻的两所述第一驱动件呈异侧设置；位于所述机械臂近端的第一节机械臂体铰接于所述驱动基座上，形成铰接点，所述第一节机械臂体和驱动基座之间设置第二驱动件，所述第二驱动件用于驱动机械臂相对于所述铰接点的旋转轴线转动。

在一些实施例中，所述驱动基座包括滑道梁，滑动连接在所述滑道梁上的底座，转动设置在所述底座上的旋转基座，驱动所述底座沿所述滑道梁滑移运动的第三驱动件，以及驱动所述旋转基座在所述底座转动的第四驱动件，所述机械臂的近端铰接在所述旋转基座上。

在一些实施例中，每一所述第一驱动件包括两第二液压缸，两所述第二液压缸对称地设置在相邻的两节所述机械臂体之间，所述第二液压缸的缸体铰接在前一节的机械臂体上，所述第二液压缸的伸缩杆铰接在后一节的机械臂体上。

在一些实施例中，所述第二驱动件包括两第一液压缸，两所述第一液压缸对称地设置在所述机械臂的近端和驱动基座之间，所述第一液压缸的缸体铰接于所述驱动基座上，所述第一液压缸的伸缩杆铰接于所述机械臂上。

在一些实施例中，所述第三驱动件采用液压或电力或齿轮齿条驱动机构；所述第四驱动件采用液压马达。

在一些实施例中，所述机械手组件上配置高清摄像头。

在一些实施例中，该长距离机械臂装置能够安装于水面船舶或钻井平台上。