CN103612050A - 一种两轮自主移动焊接装置 - Google Patents

一种两轮自主移动焊接装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103612050A
CN103612050A CN201310567333.8A CN201310567333A CN103612050A CN 103612050 A CN103612050 A CN 103612050A CN 201310567333 A CN201310567333 A CN 201310567333A CN 103612050 A CN103612050 A CN 103612050A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carrying platform
magnet magnetic
fixedly installed
permanent magnet
wheeled autonomous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310567333.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103612050B (zh
Inventor
董春
王志群
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Jiaotong University
Original Assignee
Beijing Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Jiaotong University filed Critical Beijing Jiaotong University
Priority to CN201310567333.8A priority Critical patent/CN103612050B/zh
Publication of CN103612050A publication Critical patent/CN103612050A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103612050B publication Critical patent/CN103612050B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0252—Steering means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0294—Transport carriages or vehicles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

一种两轮自主移动焊接装置，包括承载平台、所述承载平台底面上左右两端分别匹配对称地固定设置有固定电机，所述固定电机外分别罩设有永磁体磁瓦，所述永磁体磁瓦固定设置在承载平台底面上且与固定电机不相接触，所述固定电机的电机轴上设置有轮子，所述承载平台底面上前后两端分别匹配对称地固定设置有电磁铁，所述承载平台底面上前后两端还分别匹配对称地固定设置有永磁体磁条。本发明结构简单紧凑可靠，制造成本低，两轮运动灵活流畅，转弯半径为零，可以原地转动，且可以在任意倾斜度的铁磁性工作台面上移动。电磁铁控制焊接平台姿态，确保焊接精度，主动轮子确保焊接平台不发生滑动，提高航迹推算可靠性。

Description

一种两轮自主移动焊接装置
技术领域
本发明涉及焊接设备技术领域，尤其涉及一种两轮自主移动焊接装置。
背景技术
为实现机器人移动式自动焊接，需要一个运动稳定灵活且姿态可控的焊接平台，用作焊接臂的载体。这类焊接平台常见形式有履带式或磁吸式以及多轮式，其共同的特点就是：与接触面间关系复杂，定位精度低，台体姿态不可控，适应环境能力差。这些缺点在一定程度上限制了移动焊接机器人技术的应用与发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种两轮自主移动焊接装置，可以在倾斜的铁磁性物体表面自由移动，实现焊接机械臂的精确定位，并可实现俯仰角的精确控制，降低焊接机械臂的自由度及制造难度。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种两轮自主移动焊接装置，所述焊接装置包括承载平台、所述承载平台底面上左右两端分别匹配对称地固定设置有固定电机，所述固定电机外分别罩设有永磁体磁瓦，所述永磁体磁瓦分别固定设置在承载平台底面上且与固定电机不相接触，所述固定电机的电机轴上分别设置有轮子，所述承载平台底面上前后两端分别匹配对称地固定设置有电磁铁，所述承载平台底面上前后两端还分别匹配对称地固定设置有永磁体磁条。
进一步地，所述永磁体磁瓦的横截面为U型，所述永磁体磁瓦的两端分别通过螺钉固接在承载平台的底面上。
进一步地，所述固定电机分别通过电机座固接在承载平台的底面上。
进一步地，所述永磁体磁条分别通过螺钉固接在承载平台的底面上。
进一步地，两个永磁体磁条固定设置在两个电磁铁之间。
进一步地，所述电磁铁的外表面缠绕线圈，所述电磁铁的底面为弧形倾斜面。
进一步地，所述承载平台顶面中央固定设置有焊接机械臂，所述承载平台顶面上前端固定设置有传感器模块，所述承载平台顶面上后端固定设置有电源模块。
进一步地，所述传感器模块包括主控系统、无线发射器接收系统、电机编码器及测速机处理电路、陀螺仪集成电路、电机驱动输出接口和电源输入接口，所述无线发射器接收系统、电机编码器及测速机处理电路、陀螺仪集成电路、电机驱动输出接口和电源输入接口分别与主控系统连接，所述电源输入接口与电机驱动输出接口连接。
进一步地，所述电源模块分别与电磁铁、固定电机、以及传感器模块的电源输入接口连接。
由于采用以上技术方案，本发明能达到的有益效果是：结构简单紧凑可靠，制造成本低，两轮运动灵活流畅，转弯半径为零，可以原地转动，且可以在任意倾斜度的铁磁性工作台面上移动。电磁铁控制焊接平台姿态，确保焊接精度，主动轮子确保焊接平台不发生滑动，提高航迹推算可靠性。控制灵活方便，不但适于舰船焊接，也可用于舰船的货物运输平台。
下面结合附图对本发明的一种两轮自主移动焊接装置做进一步说明。
附图说明
图1为本发明一种两轮自主移动焊接装置的仰视结构示意图；
图2为本发明一种两轮自主移动焊接装置的俯视结构示意图；
图3为本发明一种两轮自主移动焊接装置的侧视结构示意图；
图4为本发明一种两轮自主移动焊接装置的整体侧视结构示意图；
图5为本发明一种两轮自主移动焊接装置的传感器模块电路结构示意图。
图中各标记如下：1承载平台，2电磁铁，3永磁体磁瓦，4固定电机，5轮子，6永磁体磁条，7电源模块，8传感器模块，9焊接机械臂，10电机座，11陀螺仪集成电路，12电机编码器及测速机处理电路，13主控系统，14无线发射器接收系统，15电源输入接口，16电机驱动输出接口
具体实施方式
如图1-图5所示，一种两轮自主移动焊接装置，所述焊接装置包括承载平台1、所述承载平台1底面上左右两端匹配对称地固定设置有固定电机4，所述固定电机4外分别罩设有永磁体磁瓦3，所述永磁体磁瓦3固定设置在承载平台1底面上且与固定电机4不相接触，所述永磁体磁瓦3的横截面为U型，所述永磁体磁瓦3的两端通过螺钉固接在承载平台1的底面上。所述固定电机4通过电机座10固接在承载平台1的底面上，所述固定电机4的电机轴上设置有轮子5。所述承载平台1底面上前后两端分别匹配对称地固定设置有电磁铁2，所述承载平台1底面上前后两端还分别匹配对称地固定设置有永磁体磁条6。两个永磁体磁条6固定设置在两个电磁铁2之间。所述永磁体磁条6通过螺钉固接在承载平台1的底面上。所述电磁铁2的外表面缠绕线圈，且电磁铁2的底面为弧形倾斜面。
所述承载平台1为圆形，两个轮子5同轴设置且轴线通过承载平台1的圆心。两个电磁铁2的中心点连线经过承载平台1的圆心且与两个轮子5的轴线垂直。两个永磁体磁条6的中心点连线与两个电磁铁2的中心点连线重合。
电磁铁2的作用是通过对线圈通电产生的吸附铁板的力来改变承载平台1移动时平台本体在前进方向上倾斜的角度。所以电磁铁2的尺寸和线圈匝数以通电能够改变承载平台1最大倾斜角度所需的最小尺寸来设计。当承载平台1在跨越不同倾斜角度的铁板拼接处时，为了防止下面的电磁铁2碰到另一块铁板，电磁铁2的底面设计成带弧形倾斜面。电磁铁2的弧面曲率和电磁铁2的底部离地面的高度以在具体项目中能够无障碍地通过各个铁板拼接处为标准来设计。
永磁体磁条6和U型的永磁体磁瓦3的作用是跟铁板之间产生吸力，该吸力强到可以让整个焊接平台倒立行走在悬空的铁板上而不会因重力作用掉下来。永磁体磁条6和U型的永磁体磁瓦3在承载平台1的底面剩余空间一定的情况下，越大越好，离底部工作面铁板的距离在不影响承载平台1跨越各个铁板拼接处的情况下，越近越好。U型的永磁体磁瓦3的引入也是为了增大底部空间的利用率，尽量的增加铺设永磁体的数量从而在单块磁铁磁性强度一定的情况下增加焊接平台吸附到铁板上的力。
所述承载平台1的顶面中央固定设置有焊接机械臂9，所述承载平台1顶面上前端固定设置有传感器模块8，所述承载平台1顶面上后端固定设置有电源模块7。
所述传感器模块8包括主控系统13、无线发射器接收系统14、电机编码器及测速机处理电路12、陀螺仪集成电路11、电机驱动输出接口16和电源输入接口15，所述无线发射器接收系统14、电机编码器及测速机处理电路12、陀螺仪集成电路11、电机驱动输出接口16和电源输入接口15分别与主控系统13连接，所述电源输入接口15与电机驱动输出接口16连接。
所述电源模块7输出三路不同电压的直流电，分别与电磁铁2、固定电机4和传感器模块8的电源输入接口15连接。其中传感器模块8中，主控系统13、无线发射器接收系统14、电机编码器及测速机处理电路12、陀螺仪集成电路11、电机驱动输出接口16和电源输入接口15的额定电压一致。
陀螺仪集成电路11测量承载平台1移动时平台本体在运动方向摆动的角速度，电机编码器及测速机处理电路12则测量承载平台1移动时平台本体在运动方向摆动的角度。这两个量对于维持平台的稳定有重要的意义。
两个固定电机4尾部都自带有测速机，测速机的输出信号与固定电机4的转速有关，但是该信号需要经过电机编码器及测速机处理电路12进行数据处理后才能输入到主控系统13中使用，处理后的信号反应了当前固定电机4的转速大小和转动方向。
本发明的控制方式有以下几种：
1、全手动控制：主要适用于完全不可预设的运行轨迹。操作者通过控制器，随时发出指令给无线发射器接收系统14，无线发射器接收系统14对接收到的信号处理后输入到主控系统13，主控系统13根据控制信号输出驱动信号到电机驱动输出接口16，电机驱动输出接口16将驱动信号输出给所需驱动的固定电机4，以此控制每个轮子5的每一步的前进、后退。两个轮子5自主移动承载平台1除了自主控制自身姿态平衡外，它的前进、后退等完全依据操作者的即时控制命令运动。
2、自动运行方式：主要适用于完成预设的复杂的运行轨迹。首先将要实现的运行轨迹，以指令形式输入主控系统13中的ARM单片机，工作时，操作者只需将本发明两轮自主焊接平台旋转于起始位置，然后只需发出启动指令，该焊接平台即可按照内置程序，自行运行，完成所需运动。
3、半制动方式：主要用于一些大部分为预设运动规律，特定部位需要进行人为调速的轨迹。此种运动也需要首先将预设运行的轨迹以单片机命令的形式输入到主控系统13中的ARM单片机，大部分情况下按照预设运动轨迹运行，在运行过程中，无线发射器接收系统14会时刻监测操作者指令，一旦接收操作者指令，即刻中断自动运行方式，跳转到手动控制操作模式，按照操作者指令进行运行，直到操作者发出自动运行命令，重新恢复自动运行方式。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种两轮自主移动焊接装置，其特征在于：所述焊接装置包括承载平台（1）、所述承载平台（1）底面上左右两端分别匹配对称地固定设置有固定电机（4），所述固定电机（4）外分别罩设有永磁体磁瓦（3），所述永磁体磁瓦（3）分别固定设置在承载平台（1）底面上且与固定电机（4）不相接触，所述固定电机（4）的电机轴上分别设置有轮子（5），所述承载平台（1）底面上前后两端分别匹配对称地固定设置有电磁铁（2），所述承载平台（1）底面上前后两端还分别匹配对称地固定设置有永磁体磁条（6）。
2.根据权利要求1所述的一种两轮自主移动焊接装置，其特征在于：所述永磁体磁瓦（3）的横截面为U型，所述永磁体磁瓦（3）的两端分别通过螺钉固接在承载平台（1）的底面上。
3.根据权利要求2所述的一种两轮自主移动焊接装置，其特征在于：所述固定电机（4）分别通过电机座（10）固接在承载平台（1）的底面上。
4.根据权利要求3所述的一种两轮自主移动焊接装置，其特征在于：所述永磁体磁条（6）分别通过螺钉固接在承载平台（1）的底面上。
5.根据权利要求4所述的一种两轮自主移动焊接装置，其特征在于：两个永磁体磁条（6）固定设置在两个电磁铁（2）之间。
6.根据权利要求5所述的一种两轮自主移动焊接装置，其特征在于：所述电磁铁（2）的外表面缠绕线圈，所述电磁铁（2）的底面为弧形倾斜面。
7.根据权利要求6所述的一种两轮自主移动焊接装置，其特征在于：所述承载平台（1）顶面中央固定设置有焊接机械臂（9），所述承载平台（1）顶面上前端固定设置有传感器模块（8），所述承载平台（1）顶面上后端固定设置有电源模块（7）。
8.根据权利要求7所述的一种两轮自主移动焊接装置，其特征在于：所述传感器模块（8）包括主控系统（13）、无线发射器接收系统（14）、电机编码器及测速机处理电路（12）、陀螺仪集成电路（11）、电机驱动输出接口（16）和电源输入接口（15），所述无线发射器接收系统（14）、电机编码器及测速机处理电路（12）、陀螺仪集成电路（11）、电机驱动输出接口（16）和电源输入接口（15）分别与主控系统（13）连接，所述电源输入接口（15）与电机驱动输出接口（16）连接。
9.根据权利要求8所述的一种两轮自主移动焊接装置，其特征在于：所述电源模块（7）分别与电磁铁（2）、固定电机（4）、以及传感器模块（8）的电源输入接口（15）连接。
CN201310567333.8A 2013-11-14 2013-11-14 一种两轮自主移动焊接装置 Expired - Fee Related CN103612050B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310567333.8A CN103612050B (zh) 2013-11-14 2013-11-14 一种两轮自主移动焊接装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310567333.8A CN103612050B (zh) 2013-11-14 2013-11-14 一种两轮自主移动焊接装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103612050A true CN103612050A (zh) 2014-03-05
CN103612050B CN103612050B (zh) 2015-12-09

Family

ID=50162784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310567333.8A Expired - Fee Related CN103612050B (zh) 2013-11-14 2013-11-14 一种两轮自主移动焊接装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103612050B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113681215A (zh) * 2021-07-27 2021-11-23 上海外高桥造船海洋工程有限公司 磁吸式自动角焊机工作平台的装置
CN114054952A (zh) * 2021-12-13 2022-02-18 深圳市华明博机电设备工程有限公司 一种可以巡查检查的高铁车组制造焊接机器人

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63160800A (ja) * 1986-12-23 1988-07-04 Fujita Corp 自動溶接装置
CN102672315A (zh) * 2012-06-07 2012-09-19 中国东方电气集团有限公司 一种自主移动式双面双弧焊接机器人系统
CN102689100A (zh) * 2012-06-07 2012-09-26 中国东方电气集团有限公司 一种用于等离子mig复合焊接的自主移动式机器人系统
CN102744537A (zh) * 2011-04-22 2012-10-24 海洋世纪（青岛）精密制品有限公司 气缸驱动自动焊接装置
CN202846047U (zh) * 2012-09-10 2013-04-03 重庆针尖内燃机部件制造有限公司 一种旋转焊接装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63160800A (ja) * 1986-12-23 1988-07-04 Fujita Corp 自動溶接装置
CN102744537A (zh) * 2011-04-22 2012-10-24 海洋世纪（青岛）精密制品有限公司 气缸驱动自动焊接装置
CN102672315A (zh) * 2012-06-07 2012-09-19 中国东方电气集团有限公司 一种自主移动式双面双弧焊接机器人系统
CN102689100A (zh) * 2012-06-07 2012-09-26 中国东方电气集团有限公司 一种用于等离子mig复合焊接的自主移动式机器人系统
CN202846047U (zh) * 2012-09-10 2013-04-03 重庆针尖内燃机部件制造有限公司 一种旋转焊接装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
毛志伟等: "旋转电弧传感弯曲焊缝移动焊接机器人结构设计", 《焊接学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113681215A (zh) * 2021-07-27 2021-11-23 上海外高桥造船海洋工程有限公司 磁吸式自动角焊机工作平台的装置
CN114054952A (zh) * 2021-12-13 2022-02-18 深圳市华明博机电设备工程有限公司 一种可以巡查检查的高铁车组制造焊接机器人
CN114054952B (zh) * 2021-12-13 2022-08-09 深圳市华明博机电设备工程有限公司 一种可以巡查检查的高铁车组制造焊接机器人

Also Published As

Publication number Publication date
CN103612050B (zh) 2015-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204237151U (zh) 一种丝杠举升装置及采用该装置的物流搬运车
CN105946548B (zh) 自动导引式搬运装置
CN105857116B (zh) 自动导引式搬运装置的驱动机构
WO2018072712A1 (zh) Agv运输车及其控制方法
CN110347160B (zh) 一种基于双摄像头扫码的自动引导车及其导航方法
CN204241966U (zh) 一种视觉导向自行搬运小车
CN104085313B (zh) Agv底盘的8自由度机械臂系统
CN103895695A (zh) 舵轮驱动装置
CN204391771U (zh) 用于感应式充电的充电装置
CN206466051U (zh) Agv运输车
CN103048996A (zh) 基于激光扫描测距仪的自动引导车、系统及导航方法
CN103552617A (zh) 具有稳定平台可弹跳的全向滚动球形机器人
CN204450529U (zh) 一种空中排爆机器人
CN205468997U (zh) 一种防倾倒的旋转式agv物流车
CN109095096A (zh) 一种自动上下料agv车的控制方法
CN108563227B (zh) 一种基于活动脚轮的2d轮式机器人的运动控制方法
CN105329334B (zh) 垂直转轴式全向移动装置
CN102902273A (zh) 一种自动纠偏激光导航系统
CN103722982A (zh) 一种单驱动双向agv定向轮升降机构及其控制原理
CN204237500U (zh) 一种凸轮举升装置及采用该装置的物流搬运车
CN103612050B (zh) 一种两轮自主移动焊接装置
CN103472835A (zh) 基于双核四轮微电脑鼠快速冲刺控制器
CN106625553A (zh) 一种多自由度机械臂的智能移动平台
CN205768758U (zh) 自动导引式搬运装置的驱动机构
CN208393331U (zh) 自动导引型换电机器人和充换电站

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151209

Termination date: 20161114