CN105414824B - 力矩平衡器和移动式焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种力矩平衡器和移动式焊接装置，其中，该力矩平衡器用于焊接装置、以平衡焊枪的力矩，其包括安装至焊接装置中基座的立柱、转动安装至所述立柱、偏心轮、连接线以及与相对立柱固定的弹性机构，连接线的一端与弹性机构连接、另一端与偏心轮连接，偏心轮的周面上设有供连接线连接的固定部、以及自固定部沿着偏心轮的周向延伸的导线槽，连接线一端固定于固定部，且另一端沿着导线槽伸出与弹性机构连接，偏心轮设有与焊枪连接的连接部；焊枪升降带动偏心轮相对立柱转动，偏心轮转动带动弹性机构伸缩、以调节弹性机构的力臂和拉力。本发明能够平衡焊枪处于不同高度、不同角度时的拉力，从而减少工人的劳动强度，便于工人灵活操作。

Description

力矩平衡器和移动式焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种力矩平衡器和移动式焊接装置。

背景技术

焊接在现代机械制造生产活动中扮演的角色越来越为重要。目前，市场上大多数的焊接机受结构限制，其工作区域存在一定的局限性，在焊接大工件时，往往需搬运焊接机、焊接电源、保护气瓶等设备。这样不仅费工费时，生产效率低，而且搬运过程中，易造成电缆损坏，发生事故。

为了解决上述问题，焊接技术领域开始研究移动式焊接装置，一般是增加悬臂，再将焊枪悬挂于悬臂上以实现移动焊接，但在使用过程中会出现一些缺陷。首先，如果焊接底座不能移动，而只有焊枪能相对底座移动，其使用范围依然有限；其次，焊枪在悬臂的端点处易出现小角度的拐角，从而影响送丝的顺畅度；再次，焊枪的长度不可以调节，自然状态下很可能会垂落至地面，无法保证安全性；最后，焊枪在焊接工件时，随着位置的移动所需的拉力也不相同，会导致工人操作不便。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种力矩平衡器，旨在平衡焊枪处于不同高度、不同角度时的拉力，从而减少工人的劳动强度，便于工人灵活操作。

为实现上述目的，本发明提出的力矩平衡器，用于焊接装置、以平衡焊枪的力矩，所述力矩平衡器包括安装至焊接装置中基座的立柱、转动安装至所述立柱、偏心轮、连接线以及与相对所述立柱固定的弹性机构，所述连接线的一端与所述弹性机构连接、另一端与所述偏心轮连接，所述偏心轮的周面上设有供所述连接线连接的固定部、以及自所述固定部沿着所述偏心轮的周向延伸的导线槽，所述连接线一端固定于所述固定部，且另一端沿着所述导线槽伸出与所述弹性机构连接，所述偏心轮设有与所述焊枪连接的连接部；所述焊枪升降带动所述偏心轮相对所述立柱转动，所述偏心轮转动带动所述弹性机构伸缩、以调节所述弹性机构的力臂和拉力。

优选地，所述弹性机构包括弹簧、用于容置所述弹簧的弹簧盒、以及用于推动所述弹簧的压块，所述连接线与所述压块连接，所述弹簧盒与所述立柱连接。

优选地，所述力矩平衡器还包括连接于所述弹簧盒远离所述压块的一端的滑轮、以及与所述滑轮连接的保护套，所述连接线依次穿过所述弹簧盒、所述滑轮、所述保护套后与所述偏心轮连接。

优选地，所述力矩平衡器还包括与所述偏心轮连接的安装座，所述连接部设于所述安装座，所述偏心轮通过转轴与所述立柱转动连接。

优选地，所述力矩平衡器还包括可转动安装于所述偏心轮的手柄，所述连接线与所述偏心轮连接的一端与所述手柄固定连接。

优选地，所述力矩平衡器还包括与所述弹性机构连接的旋转座，所述旋转座与焊接装置的基座转动连接。

本发明还提出一种移动式焊接装置，包括焊枪、基座、以及与所述基座和所述焊枪连接的力矩平衡器，所述基座底部设有滚轮，所述力矩平衡器包括安装至焊接装置中基座的立柱、转动安装至所述立柱、偏心轮、连接线以及与相对所述立柱固定的弹性机构，所述连接线的一端与所述弹性机构连接、另一端与所述偏心轮连接，所述偏心轮的周面上设有供所述连接线连接的固定部、以及自所述固定部沿着所述偏心轮的周向延伸的导线槽，所述连接线一端固定于所述固定部，且另一端沿着所述导线槽伸出与所述弹性机构连接，所述偏心轮设有与所述焊枪连接的连接部；所述焊枪升降带动所述偏心轮相对所述立柱转动，所述偏心轮转动带动所述弹性机构伸缩、以调节所述弹性机构的力臂和拉力。

优选地，所述移动式焊接装置还包括与所述连接部连接的连杆、以及与所述连杆连接的弧形支撑片，所述焊枪挂接于所述支撑片，所述连杆和所述支撑片至少其中之一为伸缩结构。

优选地，所述安装座内安装有送丝机，所述送丝机将焊丝输送至所述焊枪内。

优选地，所述移动式焊接装置还包括用于容置焊丝、呈中空的焊丝壳，所述焊丝壳与所述安装座连接。

本发明力矩平衡器的安装座上设有与焊枪连接的连接部，同时安装座与偏心轮连接，因此，在焊枪移动时会带动安装座及偏心轮相对立柱转动。其中，转轴作为偏心轮的转动中心，由于偏心轮的周缘到转轴之间的距离不相同，因此在偏心轮转动时力臂也会随之变化。同时，本发明通过设置立柱实现偏心轮和弹簧盒的定位，在偏心轮转动时带动连接线的收放和弹簧的伸缩，通过弹簧的伸缩调节弹簧的拉力。由于拉力与力臂的乘积为力矩，因此，同时调节拉力和力臂，可以使得力矩始终保持定值，从而使得焊枪处于不同高度、不同角度时所需的拉力相同，这样可以减少工人的劳动强度，便于工人灵活操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明移动式焊接装置一实施例的结构示意图；

图2为图1中力矩平衡器一角度的结构示意图；

图3为图1中力矩平衡器另一角度的结构示意图；

图4为图1中力矩平衡器再一角度的结构示意图；

图5为图1中力矩平衡器又一角度的结构示意图；

图6为图5中沿I-I方向的剖视图；

图7为图5中沿II-II方向的剖视图；

图8为图2中偏心轮一角度的结构示意图；

图9为图2中偏心轮另一角度的结构示意图；

图10为图2中力矩平衡器的原理示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	力矩平衡器	110	立柱
120	偏心轮	121	导线槽
				130	弹性机构	131	弹簧
132	弹簧盒	133	压块
				140	连接线	150	安装座
151	连接部	160	滑轮
				170	保护套	180	手柄
190	旋转座	1100	转轴
				200	基座	210	滚轮
300	连杆	400	支撑片
				500	焊丝壳	600	焊枪

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种移动式焊接装置。

参照图1至9，图1为本发明移动式焊接装置一实施例的结构示意图；图2为图1中力矩平衡器一角度的结构示意图；图3为图1中力矩平衡器另一角度的结构示意图；图4为图1中力矩平衡器再一角度的结构示意图；图5为图1中力矩平衡器又一角度的结构示意图；图6为图5中沿I-I方向的剖视图；图7为图5中沿II-II方向的剖视图；图8为图2中偏心轮一角度的结构示意图；图9为图2中偏心轮另一角度的结构示意图；图10为图2中力矩平衡器的原理示意图。

在本发明实施例中，该移动式焊接装置，包括焊枪600、基座200、以及与基座200和焊枪600连接的力矩平衡器100，基座200底部设有滚轮210，力矩平衡器100包括安装至焊接装置中基座200的立柱110、转动安装至立柱110的偏心轮120、连接线140以及与相对立柱110固定的弹性机构130，连接线140的一端与弹性机构130连接、另一端与偏心轮120连接，偏心轮120的周面上设有供连接线140连接的固定部(图未示)、以及自固定部沿着偏心轮120的周向延伸的导线槽121，连接线140一端固定于固定部，且另一端沿着导线槽121伸出与弹性机构130连接，偏心轮120设有与焊枪600连接的连接部151；焊枪600升降带动偏心轮120相对立柱110转动，偏心轮120转动带动弹性机构130伸缩、以调节弹性机构130的力臂和拉力。

参考图1，力矩平衡器100设置于基座200的上端、并与焊枪600连接，其中焊枪600使用时需要焊接工件的不同部位，因此需要多自由度的移动，当焊枪600的使用高度发生变化时其所需的拉力也会变化，这会给工人的操作造成负担，还会降低工作效率。本发明的力矩平衡器100可以平衡焊枪600处于不同高度时的拉力。本发明的力矩平衡器100设有与焊枪600连接的连接部151，因此，在焊枪600移动时会带动偏心轮120相对立柱110转动。由于偏心轮120的周缘到转动中心之间的距离不相同，因此在偏心轮120转动时力臂也会随之变化。同时，本发明通过设置立柱110和弹性机构130相对固定，在偏心轮120转动时带动连接线140的收放和弹性机构130的伸缩，通过弹性机构130的伸缩调节弹性机构130的拉力。由于拉力与力臂的乘积为力矩，因此，同时调节拉力和力臂，可以使得力矩始终保持定值，从而使得焊枪600处于不同高度、不同角度时所需的拉力基本相同，这样可以减少工人的劳动强度，便于工人灵活操作。

需要说明的是，本发明对于连接线140的材质不做限制，为了提高连接和传动的稳定性，优选地，连接线140为钢丝绳。安装座150上的连接部151可以设置为插槽，卡扣等任意满足强度要求的形式，并且焊枪600还可以通过螺钉与连接部151紧固连接。偏心轮120的具体轮廓以及导线槽121的具体轨迹都需要根据焊枪600的规格进行设置，本发明对此不做限制。为了节约成本以及减小力矩平衡器100的体积和重量，偏心轮120的具体尺寸可根据其转动轨迹进行设置，比如，本实施例中将偏心轮120的局部省略。优选地，为了提高连接的稳定性，将立柱110竖直设置，且将弹性机构130水平连接于基座200的顶部。

优选地，力矩平衡器100还包括与偏心轮120连接的安装座150，连接部151设于安装座150，偏心轮120通过转轴1100与立柱110转动连接。转轴1100作为偏心轮120和安装座150的转动中心，焊枪600升降时带动偏心轮120和安装座150转动，从而调节弹性机构130的力臂和拉力。通过设置安装座150可以使得力矩平衡器100内部结构更加紧凑合理，有利于减小力矩平衡器100的体积。

优选地，安装座150内安装有送丝机(图未示)，送丝机将焊丝输送至焊枪600内。为了节约空间、使得焊接设备内部结构更合理和紧凑，将送丝机安装在力矩平衡器100的安装座150中。

优选地，移动式焊接装置还包括用于容置焊丝的中空焊丝壳500，焊丝壳500与安装座150连接。将焊丝壳500与安装座150连接，焊丝壳500内的焊丝通过送丝机输送至焊枪600内，供焊接使用。通过设置焊丝壳500可以减少加丝频率，还可以保护焊丝，同时使得焊接设备内部结构更合理和紧凑。

进一步地，弹性机构130包括弹簧131、用于容置弹簧131的弹簧盒132、以及用于推动弹簧132的压块133，连接线140与压块133连接，弹簧盒132与立柱110连接。

参考图7和图10，在弹簧盒132的左侧设有压块133，该压块133与弹簧131连接，其中连接线140的一端与该压块133连接，通过拉动该压块133而压缩弹簧131。如果连接线140直接与弹簧131连接，其接触面为点，在拉动过程中可能出现不稳定的情况，本实施例中，通过设置压块133增大与弹簧131的接触面，以提高传动的稳定性。本实施例中，弹簧盒132为长条形，压块133的尺寸与弹簧盒132相适应，压块133在弹簧盒132内滑动还可以起导向作用，从而保证弹簧131压力的方向保持一致。

进一步地，力矩平衡器100还包括连接于弹簧盒132远离压块133的一端的的滑轮160、以及与滑轮160连接的保护套170，连接线140依次穿过弹簧盒132、滑轮160、保护套170后与偏心轮120连接。

参考图7和图10，该滑轮160连接于弹簧盒132的右侧作为定滑轮160，定滑轮160的特点为改变力的方向而不改变力的大小，因此，通过设置该滑轮160可以对连接线140起导向和稳固的作用，且不会改变力矩，从而保持力矩平衡器100的稳定性。由于连接线140一般比较细，为了防止其在运动过程中出现脱落和损伤的情况，本实施例中还设有保护套170。该保护套170设置于滑轮160的上方，套接于连接线140，对连接线140起保护作用。连接线140的一端与弹簧131连接，另一端穿过弹簧盒132后经过滑轮160导向、并穿过保护套170后与偏心轮120连接，当偏心轮120转动时带动连接线140运动，连接线140带动弹簧131压缩，从而改变弹簧131的拉力和力臂。

优选地，在偏心轮120与连接线140的连接处也设置一滑轮160。

优选地，力矩平衡器100还包括可转动安装于偏心轮120的手柄180，连接线140与偏心轮120连接的一端与手柄180固定连接。参考图6，连接线140的一端缠绕于手柄180，通过转动手柄180可调节连接线140的长度。连接线140使用一端时间后可能会出现松弛的情况，通过手柄180可调节连接线140的松紧度，同时，在安装连接线140时其长度需要进行调试，这也可以通过手柄180实现。

力矩平衡器100的原理可参考图10，K点(转轴1100)为偏心轮120的旋转轴心，Q点(滑轮160)为定点，当压块133将弹簧131压缩到A处时，连接线140连接于A1点，焊枪600伸缩到A2点，此时，a点到K点的水平距离为a”；当压块133将弹簧131压缩到B处时，连接线140连接于B1点，焊枪600伸缩到B2点，此时，b点到K点的水平距离为b”；当压块133将弹簧131压缩到C处时，连接线140连接于C1点，焊枪600伸缩到C2点，此时，c点到K点的水平距离为c”。由此可知，随着焊枪600的升降角度不同，弹簧131的压缩程度也不相同，并且滑轮160的力臂也随之变化，即弹簧131的压力与滑轮160的力臂之积始终保持固定，从而使得焊枪600处于A2、B2、C2时，所需的拉力相等。

进一步地，力矩平衡器100还包括与弹性机构130连接的旋转座190，旋转座190与焊接装置的基座200转动连接。

参考图1，旋转座190设于弹簧盒132的底部，通过旋转座190使得力矩平衡器100可相对基座200转动，从而扩大焊枪600的工作空间。本发明的焊接装置为移动式，由于基座200底部设有滚轮210，使得其可在工作间的地面上移动；同时，力矩平衡器100可相对基座200以旋转座190位基点旋转，从而带动焊枪600转动；并且，偏心轮120通过转轴1100相对基座200转动，从而使得焊枪600可以全自由度的移动，满足了焊枪600在工作空间内灵活使用的要求。

进一步地，移动式焊接装置还包括与连接部151连接的连杆300、以及与连杆300连接的弧形支撑片400，焊枪600挂接于支撑片400。

现有技术中，焊枪在悬臂的端点处易出现小角度的拐角，会影响送丝的顺畅度；为了解决该问题，本实施例中，采用连杆300和支撑片400连接的方式固定焊枪600。参考图1，连杆300套接于焊枪600的末端，起支撑和定位作用；支撑片400沿连杆300的顶端延伸呈弧形，焊枪600挂接于该支撑片400，并且通过该弧形支撑片400形成弧形拐角。通过在连杆300的末端增加一弧形支撑片400，可以增大拐角的弧度，使其成为角度较大的钝角，从而避免了送丝不顺的缺陷。同时，该支撑片400可以为金属弹片，可相对分散和缓冲焊枪600在拐角处集中的应力，有利于延长焊枪600的使用寿命。

优选地，连杆300设置为伸缩结构。现有技术中，焊枪的长度不可以调节，自然状态下很可能会垂落至地面，无法保证安全性。为了解决该问题，本实施例中，将连杆300设置为伸缩结构，通过伸缩调节连杆300的长度，从而适应不同规格的焊枪600、以及不同的工作环境，增加了焊接设备的通用性。同时，可伸缩式连杆300还可以节约收纳空间，比如，在运输过程中可将连杆300收缩存放。

优选地，支撑片400设置为伸缩结构。同理，支撑片400设置为伸缩结构与连杆300设置为伸缩结构具有相同的优点，并且，伸缩式支撑片400还可以调节焊枪600拐角的角度。

本发明还提出一种力矩平衡器100，该力矩平衡器100的具体结构参照上述实施例，由于本发明的力矩平衡器100采用了上述所有实施例中关于力矩平衡器100的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种力矩平衡器，用于焊接装置、以平衡焊枪的力矩，其特征在于，所述力矩平衡器包括安装至焊接装置中基座的立柱、转动安装至所述立柱的偏心轮、连接线以及与相对所述立柱固定的弹性机构，所述连接线的一端与所述弹性机构连接、另一端与所述偏心轮连接，所述偏心轮的周面上设有供所述连接线连接的固定部、以及自所述固定部沿着所述偏心轮的周向延伸的导线槽，所述连接线一端固定于所述固定部，且另一端沿着所述导线槽伸出与所述弹性机构连接，所述偏心轮设有与所述焊枪连接的连接部；

所述焊枪升降带动所述偏心轮相对所述立柱转动，所述偏心轮转动带动所述弹性机构伸缩、以调节所述弹性机构的力臂和拉力。

2.如权利要求1所述的力矩平衡器，其特征在于，所述弹性机构包括弹簧、用于容置所述弹簧的弹簧盒、以及用于推动所述弹簧的压块，所述连接线与所述压块连接，所述弹簧盒与所述立柱连接。

3.如权利要求2所述的力矩平衡器，其特征在于，还包括连接于所述弹簧盒远离所述压块的一端的滑轮、以及与所述滑轮连接的保护套，所述连接线依次穿过所述弹簧盒、所述滑轮、所述保护套后与所述偏心轮连接。

4.如权利要求1所述的力矩平衡器，其特征在于，还包括与所述偏心轮连接的安装座，所述连接部设于所述安装座，所述偏心轮通过转轴与所述立柱转动连接。

5.如权利要求1所述的力矩平衡器，其特征在于，还包括可转动安装于所述偏心轮的手柄，所述连接线与所述偏心轮连接的一端与所述手柄固定连接。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的力矩平衡器，其特征在于，还包括与所述弹性机构连接的旋转座，所述旋转座与焊接装置的基座转动连接。

7.一种移动式焊接装置，其特征在于，包括焊枪、基座、以及与所述基座和所述焊枪连接的力矩平衡器，所述基座底部设有滚轮，所述力矩平衡器为权利要求1至3中任意一项所述的力矩平衡器。

8.如权利要求7所述的移动式焊接装置，其特征在于，还包括与所述连接部连接的连杆、以及与所述连杆连接的弧形支撑片，所述焊枪挂接于所述支撑片，所述连杆和所述支撑片至少其中之一为伸缩结构。

9.如权利要求7或8所述的移动式焊接装置，其特征在于，所述力矩平衡器还包括与所述偏心轮连接的安装座，所述连接部设于所述安装座，所述偏心轮通过转轴与所述立柱转动连接；所述安装座内安装有送丝机，所述送丝机将焊丝输送至所述焊枪内。

10.如权利要求9所述的移动式焊接装置，其特征在于，还包括用于容置焊丝、呈中空的焊丝壳，所述焊丝壳与所述安装座连接。