CN106271166B - 一种可行走式直线型钢管焊接机器人 - Google Patents

一种可行走式直线型钢管焊接机器人 Download PDF

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Abstract

一种可行走式直线型钢管焊接机器人，包括底座、两个直线型钢管储存仓、四个行走轮、第一半圆弧齿轮焊接头和第二半圆弧齿轮焊接头，其特征在于：所述的两个直线型钢管储存仓分别固定安装在两个直线型钢管储存仓凹槽里面，所述的四个行走轮分别固定安装在轮子支座上，所述的第一半圆弧齿轮焊接头和第二半圆弧齿轮焊接头分别安装在两个半圆弧齿轮焊接头凹槽上；所述的丝杠卡座滑动安装在第一光轴和第二光轴上，并且在丝杠卡座内部安装有丝杆螺母，所述的丝杆螺母和丝杠互相配合；通过第一半圆弧齿轮焊接头和第二半圆弧齿轮焊接头连接使焊接头可以在第二步进电机带动下旋转度来焊接，使钢管焊接无缝隙，使焊接更牢固。

Description

一种可行走式直线型钢管焊接机器人
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及一种可行走式直线型钢管焊接机器人。
背景技术
钢管焊接是工业上不可缺少的一部分，直线型钢管和直线型钢管焊接也占有较大比例，为了钢管焊接更精确，焊接速度更快，因此需要一种可行走式直线型钢管焊接机器人。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种可行走式直线型钢管焊接机器人，其通过多部分协作来完成焊接工作。
本发明所使用的技术方案是：一种可行走式直线型钢管焊接机器人，包括底座、两个直线型钢管储存仓、四个行走轮、第一半圆弧齿轮焊接头和第二半圆弧齿轮焊接头，其特征在于：所述的两个直线型钢管储存仓分别固定安装在两个直线型钢管储存仓凹槽里面，所述的四个行走轮分别固定安装在轮子支座上，所述的第一半圆弧齿轮焊接头和第二半圆弧齿轮焊接头分别安装在两个半圆弧齿轮焊接头凹槽上；
所述的底座包括底板、两个半圆弧齿轮焊接头凹槽、四个钢管卡子凹槽、两个直线型钢管储存仓凹槽、四个轮子支座，所述的底板是一个长方形板子，在其中间位置设有一个长方形的凹槽，在凹槽的前后两个位置各设有一个半圆弧齿轮焊接头凹槽，在长方形的凹槽和半圆弧齿轮焊接头凹槽之间设有两个钢管卡子凹槽，在钢管卡子凹槽上设有直线型钢管卡槽部分，所述的直线型钢管卡槽部分包括钢管卡子支、第一液压缸、钢管卡子，所述的直线型钢管卡槽部分固定安装在钢管卡子凹槽里面；所述的第一液压缸缸体后端固定安装在钢管卡子支架内侧，活塞杆端部与钢管卡子的后端固定连接；在长方形的凹槽的左右两侧各设有一个直线型钢管储存仓凹槽，在底板左上角设有控制系统，在右上角设有控制面板；在底板下面的四个角处分别设有轮子支座；
所述的直线型钢管储存仓包括两个第一步进电机、两个电机支撑座、两个丝杠卡座、两个钢管助推板、两个第一光轴、两个第二光轴、两个丝杠、两个丝杠固定座、两个直线型钢管储存仓外壳、两个弹簧、两个钢管支撑板，所述的钢管支撑板滑动安装在直线型钢管储存仓外壳的里面，钢管支撑板的弹簧支柱固定安装在第一弹簧上面，第一弹簧下面与直线型钢管储存仓外壳下面支柱固定连接；所述的第一步进电机水平放置，其右面固定安装在电机支撑座左面，步进电机的电机轴穿过电机支撑座的孔与丝杠的左端固定连接；所述的第一光轴和第二光轴的左端与电机支撑座的右面固定连接，另一端与丝杠固定座的左面固定连接；所述的丝杠另一端转动安装在丝杠固定座的左面；所述的钢管助推板固定安装在丝杠卡座的下面；所述的丝杠卡座滑动安装在第一光轴和第二光轴上，并且在丝杠卡座内部安装有丝杆螺母，所述的丝杆螺母和丝杠互相配合；
所述的行走轮包括四个伸缩套筒、四个伸缩杆、四个舵机、四个第二液压缸、四个伺服电机、四个轮子、四个轮子轴、四个旋转座，所述的伸缩套筒固定安装在轮子支座上；所述的伸缩杆滑动安装在伸缩套筒里面；所述的第二液压缸缸体后端固定安装在伸缩套筒右侧的支架上，活塞杆端部与伸缩杆右侧的支架固定连接；所述的舵机竖直向下放置，其下面固定安装在伸缩杆的上面，电机轴穿过伸缩杆的孔与旋转座上面固定连接；所述的轮子固定安装在轮子轴上，所述的轮子轴转动安装在旋转座；所述的伺服电机水平放置，其右侧面固定安装在旋转座左侧面，电机轴固定安装在轮子轴左端；
所述的第一半圆弧齿轮焊接头包括第一半圆弧齿轮底座、第三液压缸支座、第三液压缸、第一半圆弧齿轮固定座、第一半圆弧齿轮、半圆弧齿轮固定槽，所述的第一半圆弧齿轮底座固定安装在半圆弧齿轮焊接头凹槽里；所述的第三液压缸支座固定安装在第一半圆弧齿轮底座上面；所述的第三液压缸缸体后端固定安装在第三液压缸支座左侧，活塞杆端部与第一半圆弧齿轮固定座后侧固定连接；所述的第一半圆弧齿轮固定座固定安装在第一半圆弧齿轮下面；所述的在第一半圆弧齿轮内侧设圆形齿条，在第一半圆弧齿轮的左侧上下两个端面各设有一个半圆弧齿轮固定槽；
所述的第二半圆弧齿轮焊接头包括第二半圆弧齿轮底座、第四液压缸支座、第四液压缸、第二半圆弧齿轮固定座、第二半圆弧齿轮、半圆弧齿轮卡座、第二步进电机、齿轮、焊接头、焊条、步进电机支座、半圆弧齿轮固定柱，所述的第四液压缸支座固定安装在第二半圆弧齿轮底座上面；所述的第二半圆弧齿轮固定座固定安装在第二半圆弧齿轮下面；所述的在第二半圆弧齿轮内侧设有圆形齿条，在第二半圆弧齿轮右端面的上下两端各设有一个半圆弧齿轮固定柱，在二半圆弧齿轮前面设有卡子；所述的半圆弧齿轮卡座滑动安装在第二半圆弧齿轮的卡子上；所述的步进电机支座固定安装在半圆弧齿轮卡座上面；所述的第二步进电机固定安装在步进电机支座右侧，其电机轴与齿轮固定连接；所述的齿轮和第二半圆弧齿轮的圆形齿条相互啮合；所述的焊接头固定安装在步进电机支座的上侧，焊条固定安装在焊接头尖端部分。
进一步的，所述的第四液压缸缸体后端固定安装在第四液压缸支座左侧，活塞杆端部与第二半圆弧齿轮固定座后侧固定连接。
本发明带来的有益效果：通过第一半圆弧齿轮焊接头和第二半圆弧齿轮焊接头连接使焊接头可以在第二步进电机带动下旋转360度来焊接，使钢管焊接无缝隙，使焊接更牢固。
附图说明
图1为本发明的组装完成后的结构示意图。
图2为本发明的底座的结构示意图。
图3为本发明的直线型钢管卡槽部分的结构示意图。
图4为本发明的直线型钢管储存仓的刨面的结构示意图。
图5为本发明的行走轮的结构示意图。
图6为本发明的第一半圆弧齿轮焊接头的结构示意图。
图7为本发明的第二半圆弧齿轮焊接头的结构示意图。
图8为本发明的焊接成品的结构示意图。
附图标号：1-底座、101-底板、102-半圆弧齿轮焊接头凹槽、103-钢管卡子凹槽、104-直线型钢管储存仓凹槽、105-轮子支座、2-直线型钢管卡槽部分、201-钢管卡子支架、202-第一液压缸、203-钢管卡子、3-直线型钢管储存仓、301-第一步进电机、302-电机支撑座、303-丝杠卡座、304-钢管助推板、305-第一光轴、306-第二光轴、307-丝杠、308-丝杠固定座、309-直线型钢管储存仓外壳、310-弹簧、311-钢管支撑板、4-行走轮、401-大伸套筒、402-伸缩杆、403-舵机、404-第二液压缸、405-伺服电机、406-轮子、407-轮子轴、408旋转座、5-控制系统、6-控制面板、7-第一半圆弧齿轮焊接头、701-第一半圆弧齿轮底座、702-第三液压缸支座、703-第三液压缸、704-第一半圆弧齿轮固定座、705-第一半圆弧齿轮、706-半圆弧齿轮固定槽、8-第二半圆弧齿轮焊接头、801-第二半圆弧齿轮底座、802-第四液压缸支座、803-第四液压缸、804-第二半圆弧齿轮固定座、805-第二半圆弧齿轮、806-半圆弧齿轮卡座、807-第二步进电机、808-齿轮、809-焊接头、810-焊条、811-步进电机支座、812-半圆弧齿轮固定柱、9钢管、10-焊锡。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种可行走式直线型钢管焊接机器人，包括底座1、两个直线型钢管储存仓3、四个行走轮4、第一半圆弧齿轮焊接头7和第二半圆弧齿轮焊接头8，其特征在于：所述的两个直线型钢管储存仓3分别固定安装在两个直线型钢管储存仓凹槽104里面，所述的四个行走轮4分别固定安装在轮子支座105上，所述的第一半圆弧齿轮焊接头7和第二半圆弧齿轮焊接头8分别安装在两个半圆弧齿轮焊接头凹槽102上；
所述的底座包括底板101、两个半圆弧齿轮焊接头凹槽102、四个钢管卡子凹槽103、两个直线型钢管储存仓凹槽104、四个轮子支座105，所述的底板101是一个长方形板子，在其中间位置设有一个长方形的凹槽，在凹槽的前后两个位置各设有一个半圆弧齿轮焊接头凹槽102，在长方形的凹槽和半圆弧齿轮焊接头凹槽102之间设有两个钢管卡子凹槽103，在钢管卡子凹槽103上设有直线型钢管卡槽部分2，所述的直线型钢管卡槽部分2包括钢管卡子支架201、第一液压缸202、钢管卡子203，所述的直线型钢管卡槽部分2固定安装在钢管卡子凹槽103里面；所述的第一液压缸202缸体后端固定安装在钢管卡子支架201内侧，活塞杆端部与钢管卡子203的后端固定连接；在长方形的凹槽的左右两侧各设有一个直线型钢管储存仓凹槽104，在底板101左上角设有控制系统5，在右上角设有控制面板6；在底板101下面的四个角处分别设有轮子支座105；
所述的直线型钢管储存仓包括两个第一步进电机301、两个电机支撑座302、两个丝杠卡座303、两个钢管助推板304、两个第一光轴305、两个第二光轴306、两个丝杠307、两个丝杠固定座308、两个直线型钢管储存仓外壳309、两个弹簧310、两个钢管支撑板311，所述的钢管支撑板311滑动安装在直线型钢管储存仓外壳309的里面，钢管支撑板311的弹簧支柱固定安装在第一弹簧310上面，第一弹簧310下面与直线型钢管储存仓外壳309下面支柱固定连接；所述的第一步进电机301水平放置，其右面固定安装在电机支撑座302左面，步进电机301的电机轴穿过电机支撑座302的孔与丝杠307的左端固定连接；所述的第一光轴305和第二光轴306的左端与电机支撑座302的右面固定连接，另一端与丝杠固定座308的左面固定连接；所述的丝杠307另一端转动安装在丝杠固定座308的左面；所述的钢管助推板304固定安装在丝杠卡座303的下面；所述的丝杠卡座303滑动安装在第一光轴305和第二光轴306上，并且在丝杠卡座303内部安装有丝杆螺母，所述的丝杆螺母和丝杠307互相配合；
所述的行走轮包括四个伸缩套筒401、四个伸缩杆402、四个舵机403、四个第二液压缸404、四个伺服电机405、四个轮子406、四个轮子轴407、四个旋转座408，所述的伸缩套筒401固定安装在轮子支座105上；所述的伸缩杆402滑动安装在伸缩套筒401里面；所述的第二液压缸404缸体后端固定安装在伸缩套筒401右侧的支架上，活塞杆端部与伸缩杆402右侧的支架固定连接；所述的舵机403竖直向下放置，其下面固定安装在伸缩杆402的上面，电机轴穿过伸缩杆402的孔与旋转座408上面固定连接；所述的轮子406固定安装在轮子轴407上，所述的轮子轴407转动安装在旋转座408；所述的伺服电机405水平放置，其右侧面固定安装在旋转座408左侧面，电机轴固定安装在轮子轴407左端；
所述的第一半圆弧齿轮焊接头包括第一半圆弧齿轮底座701、第三液压缸支座702、第三液压缸703、第一半圆弧齿轮固定座704、第一半圆弧齿轮705、半圆弧齿轮固定槽706，所述的第一半圆弧齿轮底座701固定安装在半圆弧齿轮焊接头凹槽102里；所述的第三液压缸支座702固定安装在第一半圆弧齿轮底座701上面；所述的第三液压缸703缸体后端固定安装在第三液压缸支座702左侧，活塞杆端部与第一半圆弧齿轮固定座704后侧固定连接；所述的第一半圆弧齿轮固定座704固定安装在第一半圆弧齿轮705下面；所述的在第一半圆弧齿轮705内侧设圆形齿条，在第一半圆弧齿轮705的左侧上下两个端面各设有一个半圆弧齿轮固定槽706；
所述的第二半圆弧齿轮焊接头包括第二半圆弧齿轮底座801、第四液压缸支座802、第四液压缸803、第二半圆弧齿轮固定座804、第二半圆弧齿轮805、半圆弧齿轮卡座806、第二步进电机807、齿轮808、焊接头809、焊条810、步进电机支座811、半圆弧齿轮固定柱812，所述的第四液压缸支座802固定安装在第二半圆弧齿轮底座801上面；所述的第二半圆弧齿轮固定座804固定安装在第二半圆弧齿轮805下面；所述的在第二半圆弧齿轮805内侧设有圆形齿条，在第二半圆弧齿轮805右端面的上下两端各设有一个半圆弧齿轮固定柱812，在二半圆弧齿轮805前面设有卡子；所述的半圆弧齿轮卡座806滑动安装在第二半圆弧齿轮805的卡子上；所述的步进电机支座811固定安装在半圆弧齿轮卡座806上面；所述的第二步进电机807固定安装在步进电机支座811右侧，其电机轴与齿轮808固定连接；所述的齿轮808和第二半圆弧齿轮805的圆形齿条相互啮合；所述的焊接头809固定安装在步进电机支座811的上侧，焊条810固定安装在焊接头809尖端部分。
进一步的，所述的第四液压缸803缸体后端固定安装在第四液压缸支座802左侧，活塞杆端部与第二半圆弧齿轮固定座804后侧固定连接。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明工作原理：本发明在使用时首先将机器放到工作场地，通过控制面板6输入程序，通过四个行走轮4走到合适位置，然后把直线形钢管分别放到两个直线型钢管储存仓3里面，直线形钢管通过弹簧310带动推钢管支撑板311运动，把直形钢管压到上面，然后步进电机301转动带动钢管助推板304向上面移动，进而带动直线型钢管向前移动，移动一定距离直线型钢管卡槽部分2在两个第一液压缸202驱动下钢管卡子203夹住钢管，然后第一半圆弧齿轮焊接头7和第二半圆弧齿轮焊接头8在第三液压缸703和第四液压缸803驱动下向前面移动，直到半圆弧齿轮固定柱812完全进入半圆弧齿轮固定槽706里面，然后第二步进电机807带动焊接头809绕第一半圆弧齿轮705和第二半圆弧齿轮805旋转一周焊接两个钢管接头处，焊接完成，第一半圆弧齿轮焊接头7和第二半圆弧齿轮焊接头8在第三液压缸703和第四液压缸803驱动下向两侧移动，同时直线型钢管卡槽部分2在两个第一液压缸202驱动下钢管卡子203松开钢管，钢管掉下工作台。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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装置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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

Claims (2)

1.一种可行走式直线型钢管焊接机器人，包括底座（1）、两个直线型钢管储存仓（3）、四个行走轮（4）、第一半圆弧齿轮焊接头（7）和第二半圆弧齿轮焊接头（8），其特征在于：所述的两个直线型钢管储存仓（3）分别固定安装在两个直线型钢管储存仓凹槽（104）里面，所述的四个行走轮（4）分别固定安装在轮子支座（105）上，所述的第一半圆弧齿轮焊接头（7）和第二半圆弧齿轮焊接头（8）分别安装在两个半圆弧齿轮焊接头凹槽（102）上；
所述的底座包括底板（101）、两个半圆弧齿轮焊接头凹槽（102）、四个钢管卡子凹槽（103）、两个直线型钢管储存仓凹槽（104）、四个轮子支座（105），所述的底板（101）是一个长方形板子，在其中间位置设有一个长方形的凹槽，在凹槽的前后两个位置各设有一个半圆弧齿轮焊接头凹槽（102），在长方形的凹槽和半圆弧齿轮焊接头凹槽（102）之间设有两个钢管卡子凹槽（103），在钢管卡子凹槽（103）上设有直线型钢管卡槽部分（2），所述的直线型钢管卡槽部分（2）包括钢管卡子支架（201）、第一液压缸（202）、钢管卡子（203），所述的直线型钢管卡槽部分（2）固定安装在钢管卡子凹槽（103）里面；所述的第一液压缸（202）缸体后端固定安装在钢管卡子支架（201）内侧，活塞杆端部与钢管卡子（203）的后端固定连接；在长方形的凹槽的左右两侧各设有一个直线型钢管储存仓凹槽（104），在底板（101）左上角设有控制系统（5），在右上角设有控制面板（6）；在底板（101）下面的四个角处分别设有轮子支座（105）；
所述的直线型钢管储存仓包括两个第一步进电机（301）、两个电机支撑座（302）、两个丝杠卡座（303）、两个钢管助推板（304）、两个第一光轴（305）、两个第二光轴（306）、两个丝杠（307）、两个丝杠固定座（308）、两个直线型钢管储存仓外壳（309）、两个弹簧（310）、两个钢管支撑板（311），所述的钢管支撑板（311）滑动安装在直线型钢管储存仓外壳（309）的里面，钢管支撑板（311）的弹簧支柱固定安装在第一弹簧（310）上面，第一弹簧（310）下面与直线型钢管储存仓外壳（309）下面支柱固定连接；所述的第一步进电机（301）水平放置，其右面固定安装在电机支撑座（302）左面，步进电机（301）的电机轴穿过电机支撑座（302）的孔与丝杠（307）的左端固定连接；所述的第一光轴（305）和第二光轴（306）的左端与电机支撑座（302）的右面固定连接，另一端与丝杠固定座（308）的左面固定连接；所述的丝杠（307）另一端转动安装在丝杠固定座（308）的左面；所述的钢管助推板（304）固定安装在丝杠卡座（303）的下面；所述的丝杠卡座（303）滑动安装在第一光轴（305）和第二光轴（306）上，并且在丝杠卡座（303）内部安装有丝杆螺母，所述的丝杆螺母和丝杠（307）互相配合；
所述的行走轮包括四个伸缩套筒（401）、四个伸缩杆（402）、四个舵机（403）、四个第二液压缸（404）、四个伺服电机（405）、四个轮子（406）、四个轮子轴（407）、四个旋转座（408），所述的伸缩套筒（401）固定安装在轮子支座（105）上；所述的伸缩杆（402）滑动安装在伸缩套筒（401）里面；所述的第二液压缸（404）缸体后端固定安装在伸缩套筒（401）右侧的支架上，活塞杆端部与伸缩杆（402）右侧的支架固定连接；所述的舵机（403）竖直向下放置，其下面固定安装在伸缩杆（402）的上面，电机轴穿过伸缩杆（402）的孔与旋转座（408）上面固定连接；所述的轮子（406）固定安装在轮子轴（407）上，所述的轮子轴（407）转动安装在旋转座（408）；所述的伺服电机（405）水平放置，其右侧面固定安装在旋转座（408）左侧面，电机轴固定安装在轮子轴（407）左端；
所述的第一半圆弧齿轮焊接头包括第一半圆弧齿轮底座（701）、第三液压缸支座（702）、第三液压缸（703）、第一半圆弧齿轮固定座（704）、第一半圆弧齿轮（705）、半圆弧齿轮固定槽（706），所述的第一半圆弧齿轮底座（701）固定安装在半圆弧齿轮焊接头凹槽（102）里；所述的第三液压缸支座（702）固定安装在第一半圆弧齿轮底座（701）上面；所述的第三液压缸（703）缸体后端固定安装在第三液压缸支座（702）左侧，活塞杆端部与第一半圆弧齿轮固定座（704）后侧固定连接；所述的第一半圆弧齿轮固定座（704）固定安装在第一半圆弧齿轮（705）下面；所述的在第一半圆弧齿轮（705）内侧设圆形齿条，在第一半圆弧齿轮（705）的左侧上下两个端面各设有一个半圆弧齿轮固定槽（706）；
所述的第二半圆弧齿轮焊接头包括第二半圆弧齿轮底座（801）、第四液压缸支座（802）、第四液压缸（803）、第二半圆弧齿轮固定座（804）、第二半圆弧齿轮（805）、半圆弧齿轮卡座（806）、第二步进电机（807）、齿轮（808）、焊接头（809）、焊条（810）、步进电机支座（811）、半圆弧齿轮固定柱（812），所述的第四液压缸支座（802）固定安装在第二半圆弧齿轮底座（801）上面；所述的第二半圆弧齿轮固定座（804）固定安装在第二半圆弧齿轮（805）下面；所述的在第二半圆弧齿轮（805）内侧设有圆形齿条，在第二半圆弧齿轮（805）右端面的上下两端各设有一个半圆弧齿轮固定柱（812），在二半圆弧齿轮（805）前面设有卡子；所述的半圆弧齿轮卡座（806）滑动安装在第二半圆弧齿轮（805）的卡子上；所述的步进电机支座（811）固定安装在半圆弧齿轮卡座（806）上面；所述的第二步进电机（807）固定安装在步进电机支座（811）右侧，其电机轴与齿轮（808）固定连接；所述的齿轮（808）和第二半圆弧齿轮（805）的圆形齿条相互啮合；所述的焊接头（809）固定安装在步进电机支座（811）的上侧，焊条（810）固定安装在焊接头（809）尖端部分。
2.根据权利要求1所述的一种可行走式直线型钢管焊接机器人，其特征在于：所述的第四液压缸（803）缸体后端固定安装在第四液压缸支座（802）左侧，活塞杆端部与第二半圆弧齿轮固定座（804）后侧固定连接。
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