本实用新型涉及冶金辅助设备技术领域，更具体地说，涉及一种套管安装装置。
背景技术：
套管是连铸浇钢过程中的重要组成部分，钢包装上套管浇钢可以形成保护浇铸，有效降低钢水被氧化比例和钢水温度损失，提高出钢的品质。目前国内外大部分钢厂都是用纯机械操作臂完成套管的安装，安装过程中需要工人全程现场参与，劳动强度较大，且该区域为熔融钢水区域，高温、高粉尘且不时有钢水飞溅，工人工作环境恶劣，安全风险高。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种套管安装装置，以能够实现套管安装的自动化，降低工人劳动强度，降低作业风险。
为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种套管安装装置，包括：
用以对套管进行夹持的套管夹持组件；
用以带动所述套管夹持组件绕竖直轴转动的第一动力回转组件；
能够带动所述套管夹持组件沿水平方向移动的水平移动组件；
用以带动所述套管夹持组件绕自身轴线转动的第二动力回转组件；
用于带动所述套管夹持组件沿竖直方向转动的第三动力回转组件；
分别与所述第一动力回转组件、所述水平移动组件、所述第二动力回转组件和所述第三动力回转组件连接的控制装置，以控制所述套管夹持组件移动至预设位置进行套管安装。
优选地，所述套管夹持组件包括：
套管夹持臂和与其固设的套管夹持座，所述套管夹持座上相对设有两个共轴设置的水平定位销、以及与全部所述水平定位销转动连接的套管夹持环，当所述第三动力回转组件带动所述套管夹持组件沿竖直方向转动时、所述套管夹持环带动套管绕所述水平定位销转动使套管处于竖直状态。
优选地，所述第一动力回转组件包括：
固定底座、设于所述固定底座上的第一动力件和与所述第一动力件的输出端连接的第一传动件，所述第一传动件包括与所述第一动力件的输出端连接的主动齿轮以及与所述主动齿轮啮合的从动齿轮。
优选地，所述第二动力回转组件设于所述第一动力回转组件上，所述第二动力回转组件包括：
依次固定连接的第二动力件、第二传动件和转臂本体，所述转臂本体的末端与所述套管夹持组件可拆卸的固定连接，所述第二动力件经所述转臂本体带动所述套管夹持组件绕自身轴线转动。
优选地，所述水平移动组件的两端分别与所述转臂本体和所述套管夹持组件可拆卸的固定连接，所述水平移动组件包括：
一端与所述转臂本体连接、另一端设有伸缩臂的伸缩油缸；
用以与所述套管夹持组件连接的所述伸缩臂；
所述伸缩油缸分别与所述转臂本体和所述伸缩臂铰接固定。
优选地，所述转臂本体包括：
用以与所述第二传动件连接的固定部；
设有安装腔的安装壳体，所述安装壳体的一端与所述固定部固定，所述水平移动组件设于所述安装腔内且与所述安装壳体铰接固定，所述安装壳体的端壁设有一端与所述安装腔连通的安装管体；所述伸缩臂套装于所述安装管体内，所述伸缩油缸的伸出端带动所述伸缩臂相对于所述安装管体进行轴向移动。
优选地，还包括：
设于所述第一动力回转组件上、用以安装所述第二动力回转组件的回转支撑座，所述回转支撑座上分别设有用以支撑所述第二动力回转组件的摆动座和用以固定所述摆动座的支撑杆；
所述第三动力回转组件的两端分别与所述回转支撑座和所述摆动座的底部铰接，以带动所述摆动座和其上的所述第二动力回转组件绕所述支撑杆沿竖直方向转动。
优选地，所述摆动座和所述转臂本体间设有轴承。
优选地，所述第三动力回转组件为油缸、气缸或液压缸。
优选地，还包括用以进行远程遥控的遥控装置，所述遥控装置和所述控制装置无线通信连接。
本实用新型提供的套管安装装置，包括：用以对套管进行夹持的套管夹持组件；用以带动套管夹持组件绕竖直轴转动的第一动力回转组件；能够带动套管夹持组件沿水平方向移动的水平移动组件；用以带动套管夹持组件绕自身轴线转动的第二动力回转组件；用于带动套管夹持组件沿竖直方向转动的第三动力回转组件；分别与第一动力回转组件、水平移动组件、第二动力回转组件和第三动力回转组件连接的控制装置，以控制套管夹持组件移动至预设位置进行套管安装。
相较于现有技术，本实用新型提供的套管安装装置，具有以下技术效果：
该装置分别通过第一动力回转组件带动套管夹持组件绕竖直轴转动、水平移动组件带动套管夹持组件沿水平方向移动、第二动力回转组件带动套管夹持组件绕自身轴线转动以及第三动力回转组件带动套管夹持组件沿竖直方向转动，以分别对套管沿竖直轴转动、绕竖直方向的转动、水平方向的移动以及自身轴线的转动进行动作，实现四个轴的自动化控制，以将套管安装至预设位置。上述装置操作简单、可靠性高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种套管安装装置的结构示意图。
附图中标记如下：
固定底座1、第一动力件2、主动齿轮3、从动齿轮4、回转支撑座5、第三动力回转组件6、摆动座7、第二动力件8、第二传动件9、转臂本体10、伸缩油缸11、连接铰链12、伸缩臂13、套管夹持臂14、套管15、套管夹持环16。
具体实施方式
本实用新型实施例公开了一种套管安装装置，以能够实现套管安装的自动化，降低工人劳动强度，降低作业风险。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的一种套管安装装置的结构示意图。
在一种具体的实施方式中，本实用新型提供的套管安装装置，包括：
用以对套管15进行夹持的套管夹持组件；
用以带动套管夹持组件绕竖直轴转动的第一动力回转组件；
能够带动套管夹持组件沿水平方向移动的水平移动组件；
用以带动套管夹持组件绕自身轴线转动的第二动力回转组件；
用于带动套管夹持组件沿竖直方向转动的第三动力回转组件6；
分别与第一动力回转组件、水平移动组件、第二动力回转组件和第三动力回转组件6连接的控制装置，以控制套管夹持组件移动至预设位置进行套管15安装。
套管夹持组件可通过设置夹持环对套管15进行夹持，夹持环的直径根据套管15的直径进行设置。套管夹持组件如设置为叉臂，在叉臂的两个端壁间设置与其转动连接的夹持环，通过夹持环对套管15进行支撑，套管15呈竖直状态设置。
第一动力回转组件带动套管夹持组件绕竖直轴转动，进而带动套管15绕竖直轴转动，第一动力回转组件与套管夹持组件可通过螺钉等进行固定，或者，通过其他结构间接固定，如上文所述的水平移动组件等结构，第一动力回转组件、水平移动组件、第二动力回转组件和第三动力回转组件6与套管夹持组件的安装位置所形成的组合均在本实用新型的保护范围内，可根据需要进行设置。如在一种实施例中，水平移动组件设置在第一动力回转组件和第二动力回转组件间，第二动力回转组件与套管夹持组件通过螺纹紧固件直接固定。第一动力回转组件通过带动第二动力回转组件绕竖直轴转动以间接带动套管夹持组件转动。
在一种实施例中，通过套管夹持组件对套管15进行夹持，第一动力回转组件带动套管15绕竖直轴转动。第一动力回转组件优选为伺服电机，伺服电机连接传动件以实现动力传输，传动件如齿轮传动机构。通过第一动力回转组件带动套管15转动，以根据预设位置调整套管15在水平面上的位置。
水平移动组件可设置为油缸、气缸或液压缸，或者在一种实施例中，设置为滑轨滑块机构，或者为电机和齿轮齿条机构的组合，均在本实用新型的保护范围内。
第二动力回转组件带动套管夹持组件绕自身轴线转动，以调整套管15和竖直方向的夹角。第二动力回转组件的结构与第一动力回转组件相同设置，以简化装置结构，同时便于设置。第三动力回转组件6带动套管夹持组件沿竖直方向转动，以对套管夹持组件的俯仰角进行调整。
控制装置优选为操作盒、控制面板或触摸屏等控制设备，根据需要选择控制装置的具体形式。
相较于现有技术，本实用新型提供的套管安装装置，具有以下技术效果：
该装置分别通过第一动力回转组件带动套管夹持组件绕竖直轴转动、水平移动组件带动套管夹持组件沿水平方向移动、第二动力回转组件带动套管夹持组件绕自身轴线转动以及第三动力回转组件6带动套管夹持组件沿竖直方向转动，以分别对套管沿竖直轴转动、绕竖直方向的转动、水平方向的移动以及自身轴线的转动进行动作，实现四个轴的自动化控制，以将套管安装至预设位置。上述装置操作简单、可靠性高。
具体的，套管夹持组件包括：
套管夹持臂14和与其固设的套管夹持座，套管夹持座上相对设有两个共轴设置的水平定位销、以及与全部水平定位销转动连接的套管夹持环16。
套管夹持臂14的第一端设置有与其一体式设置的套管夹持座，套管夹持座为u型座，在u型座的两个侧壁上分别设置用于安装水平定位销的安装孔，套管夹持环16优选为圆环，圆环的周向侧壁上设有用于与水平定位销固定的安装孔。可以理解的是，两个水平定位销的轴线经过圆环的圆心，以使得套管夹持环16能够绕水平定位销转动，由此以当第三动力回转组件6带动套管夹持组件沿竖直方向转动时、套管夹持环16带动套管15绕水平定位销转动使套管15处于竖直状态，便于对套管15进行安装对位。
进一步地，第一动力回转组件包括：
固定底座1、设于固定底座1上的第一动力件2和与第一动力件2的输出端连接的第一传动件，第一传动件包括与第一动力件2的输出端连接的主动齿轮3以及与主动齿轮3啮合的从动齿轮4。
固定底座1设置在地面或其他工作平台上，以支撑在其上的各结构，优选地，水平移动组件、第二动力回转组件和第三动力回转组件6均设置在固定底座1上。第一动力件2为伺服电机，主动齿轮3和伺服电机的输出端连接，从动齿轮4和第二动力回转组件连接，以实现动力传输。优选地，在固定底座1上设置控制装置。
在一种实施例中，第二动力回转组件设于第一动力回转组件上，第二动力回转组件包括：
依次固定连接的第二动力件8、第二传动件9和转臂本体10，转臂本体10的末端与套管夹持组件可拆卸的固定连接，第二动力件8经转臂本体10带动套管夹持组件绕自身轴线转动。
转臂本体10和套管夹持臂经螺纹紧固件固定，第二动力件8为伺服电机，第二传动件9设置为齿轮传动机构，伺服电机的输出端经齿轮传动机构带动转臂本体10绕转臂本体10的轴线转动。其中，第二动力回转组件与第一传动件的从动齿轮4连接以在第一动力回转组件的带动下绕竖直轴转动。
进一步地，水平移动组件设置在第二动力回转组件和套管夹持组件间，以优化装置结构，使其在空间紧凑布置。水平移动组件的两端分别与转臂本体10和套管夹持组件可拆卸的固定连接，如螺纹紧固件固定。其中，水平移动组件包括：一端与转臂本体10连接、另一端设有伸缩臂13的伸缩油缸11；用以与套管夹持组件连接的伸缩臂13。可以理解的是，沿轴线方向依次布置有第二动力件8、第二传动件9、转臂本体10、伸缩油缸11、伸缩臂13和套管夹持组件，在第二动力件8的带动下，转臂本体10、伸缩油缸11、伸缩臂13和套管夹持组件均绕轴线进行转动。基于此，为了减小在转动过程中伸缩油缸11受到的扭转力，伸缩油缸11分别与转臂本体10和伸缩臂13铰接固定，以将刚性连接转换为柔性连接，其中，伸缩油缸11的输出端与伸缩臂13间设有连接铰链12，以优化连接方式。
更进一步地，为了方便水平移动组件在转臂本体10上的设置，转臂本体10包括：
用以与第二传动件9连接的固定部；
设有安装腔的安装壳体，安装壳体的一端与固定部固定，水平移动组件设于安装腔内且与安装壳体铰接固定，安装壳体的端壁设有一端与安装腔连通的安装管体；伸缩臂13套装于安装管体内，伸缩油缸11的伸出端带动伸缩臂13相对于安装管体进行轴向移动。
固定部优选为与固定部一体式设置，且固定部的一端凸出于安装壳体的一侧端壁设置在安装腔中，以与伸缩油缸11铰接固定。安装壳体的另一侧端壁设有安装管体，安装管体与安装腔连通，伸缩臂13套装在安装腔中且与伸缩油缸11通过连接铰链12连接，在伸缩油缸11的带动下，伸缩臂13相对于安装管体滑动。安装管体的轴线与转臂本体10的轴线共线。
在该具体实施例中，为了更好地在第一动力回转组件上安装第二动力回转组件，该装置还包括：
设于第一动力回转组件上、用以安装第二动力回转组件的回转支撑座5，回转支撑座5上分别设有用以支撑第二动力回转组件的摆动座7和用以固定摆动座7的支撑杆。回转支撑座5与第一传动件的从动齿轮4固定，进一步地，第一从动件设置为齿轮轴，由此以便于与回转支撑座5固定。回转支撑座5上相对设置的一组端壁上分别设有用于安装支撑杆的安装孔。摆动座7通过支撑杆和回转支撑座5转动连接。进一步地，第二传动件9也设置在摆动座7上，转臂本体10的一端套装在摆动座7上，且摆动座7和转臂本体10之间设置有轴承，以减少摩擦阻力。
在一种实施例中，第三动力回转组件6的两端分别与回转支撑座5和摆动座7的底部铰接，以带动摆动座7和其上的第二动力回转组件绕支撑杆沿竖直方向转动，以进行俯仰角的调节。其中，第三动力回转组件6为油缸、气缸或液压缸，其结构简单便于设置。
在上述各实施例的基础上，还包括用以进行远程遥控的遥控装置，遥控装置和控制装置无线通信连接。如通过wifi模块、zigbee模块、蓝牙模块或其他无线通信方式连接，由此以实现装置的远程遥控，同时无需作业人员手动操作，降低作业人员的劳动强度。
上述装置，通过第一回转动力组件使得回转支撑座5转动一定角度，控制第三动力回转组件6动作使得套管15顶升达到预设高度，并控制第二动力件8调整套管15姿态，使其能从一定的安装空间中通过；控制第一回转动力组件进一步调整回转支撑座5的角度，同时控制第二动力件8调整套管15姿态到竖直状态，控制伸缩油缸11及第一动力件2使得套管15的中心线与钢包下水口的中心重合，并保证下水口与套管15的贴合，第三动力回转组件6保压，提供固定的顶升力。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
1.一种套管安装装置，其特征在于，包括：
用以对套管进行夹持的套管夹持组件；
用以带动所述套管夹持组件绕竖直轴转动的第一动力回转组件；
能够带动所述套管夹持组件沿水平方向移动的水平移动组件；
用以带动所述套管夹持组件绕自身轴线转动的第二动力回转组件；
用于带动所述套管夹持组件沿竖直方向转动的第三动力回转组件；
分别与所述第一动力回转组件、所述水平移动组件、所述第二动力回转组件和所述第三动力回转组件连接的控制装置，以控制所述套管夹持组件移动至预设位置进行套管安装。
2.根据权利要求1所述的套管安装装置，其特征在于，所述套管夹持组件包括：
套管夹持臂和与其固设的套管夹持座，所述套管夹持座上相对设有两个共轴设置的水平定位销、以及与全部所述水平定位销转动连接的套管夹持环，当所述第三动力回转组件带动所述套管夹持组件沿竖直方向转动时、所述套管夹持环带动套管绕所述水平定位销转动使套管处于竖直状态。
3.根据权利要求1所述的套管安装装置，其特征在于，所述第一动力回转组件包括：
固定底座、设于所述固定底座上的第一动力件和与所述第一动力件的输出端连接的第一传动件，所述第一传动件包括与所述第一动力件的输出端连接的主动齿轮以及与所述主动齿轮啮合的从动齿轮。
4.根据权利要求1所述的套管安装装置，其特征在于，所述第二动力回转组件设于所述第一动力回转组件上，所述第二动力回转组件包括：
依次固定连接的第二动力件、第二传动件和转臂本体，所述转臂本体的末端与所述套管夹持组件可拆卸的固定连接，所述第二动力件经所述转臂本体带动所述套管夹持组件绕自身轴线转动。
5.根据权利要求4所述的套管安装装置，其特征在于，所述水平移动组件的两端分别与所述转臂本体和所述套管夹持组件可拆卸的固定连接，所述水平移动组件包括：
一端与所述转臂本体连接、另一端设有伸缩臂的伸缩油缸；
用以与所述套管夹持组件连接的所述伸缩臂；
所述伸缩油缸分别与所述转臂本体和所述伸缩臂铰接固定。
6.根据权利要求5所述的套管安装装置，其特征在于，所述转臂本体包括：
用以与所述第二传动件连接的固定部；
设有安装腔的安装壳体，所述安装壳体的一端与所述固定部固定，所述水平移动组件设于所述安装腔内且与所述安装壳体铰接固定，所述安装壳体的端壁设有一端与所述安装腔连通的安装管体；所述伸缩臂套装于所述安装管体内，所述伸缩油缸的伸出端带动所述伸缩臂相对于所述安装管体进行轴向移动。
7.根据权利要求4所述的套管安装装置，其特征在于，还包括：
设于所述第一动力回转组件上、用以安装所述第二动力回转组件的回转支撑座，所述回转支撑座上分别设有用以支撑所述第二动力回转组件的摆动座和用以固定所述摆动座的支撑杆；
所述第三动力回转组件的两端分别与所述回转支撑座和所述摆动座的底部铰接，以带动所述摆动座和其上的所述第二动力回转组件绕所述支撑杆沿竖直方向转动。
8.根据权利要求7所述的套管安装装置，其特征在于，所述摆动座和所述转臂本体间设有轴承。
9.根据权利要求1所述的套管安装装置，其特征在于，所述第三动力回转组件为油缸、气缸或液压缸。
10.根据权利要求1-9任一项所述的套管安装装置，其特征在于，还包括用以进行远程遥控的遥控装置，所述遥控装置和所述控制装置无线通信连接。
技术总结