CN106271328A - 一种可跟踪式电力塔管焊接装备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可跟踪式电力塔管焊接装备，以解决对电力铁塔的焊接问题。包括主机架、轨道、配重、支撑臂机构、递送装置、焊枪装置和控制系统；所述的配重安装在主机架的后端，支撑臂机构安装在主机架的前端；焊枪装置安装在支撑臂机构的前端，所述的焊枪装置包括焊接高度调节机构、焊枪机构和焊枪随动机构。本发明的有益效果是：可以实现对电力塔管缝隙的跟踪，以确保焊枪对准缝隙；能够调节焊枪机构以及焊枪随动机构与电力铁塔管壁之间的距离，确保跟踪效果和焊接效果；能够实现对不同粗细电力塔管的夹持，并能实现焊枪装置对电力塔管的逐步连续焊接。

Description

一种可跟踪式电力塔管焊接装备

技术领域

本发明涉及焊接装置技术领域，具体地说是一种可跟踪式电力塔管焊接装备。

背景技术

在电力装备领域，电力塔管是用于扯线和搭载线路的主要设备。目前的电力塔管制造，通常先采用机械装备卷压成筒状，然后再对筒状体上的缝隙进行焊接，以确保电力塔管的强度。由于电力塔管往往较长，并且呈圆台型，所以焊接工作十分困难。因此，需要提供一种装置来解决现实中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可跟踪式电力塔管焊接装备，以解决对电力铁塔的焊接问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种可跟踪式电力塔管焊接装备，包括主机架、轨道、配重、支撑臂机构、递送装置、焊枪装置和控制系统；所述的配重安装在主机架的后端，所述的支撑臂机构安装在主机架的前端；

所述的焊枪装置包括焊接高度调节机构、焊枪机构和焊枪随动机构；

所述的焊接高度调节机构包括后座、步进电机、蜗轮减速机、焊枪垂直摆动轴、焊枪摆动第一连杆、焊枪摆动第二连杆、回转轴、回转座、回转支撑板、底连板和摆动杆，所述后座的后端固定连接在支撑臂机构前端；所述底连板的后端与所述后座的下端固定连接，底连板的前端与回转支撑板后部的下端固定连接；所述的步进电机后端安装在后座的前端，蜗轮减速机的下端安装在所述的底连板上；所述蜗轮减速机的输入轴与步进电机的输出轴连接，所述蜗轮减速机的输出轴与所述的焊枪垂直摆动轴固定连接，所述焊枪垂直摆动轴可转动的安装在所述回转支撑板的后部的侧板上；所述焊枪摆动第一连杆的后端与所述焊枪垂直摆动轴的外端固定连接，所述焊枪摆动第一连杆的前端与所述焊枪摆动第二连杆的后端铰链，所述第二连杆的前端与所述回转轴的外端固定连接，所述的回转轴可转动的安装在所述的回转座上，所述回转座的底端固定在所述摆动杆的后端，所述摆动杆的后部与所述的回转支撑板铰链；

所述的焊枪机构包括焊枪夹持座、焊枪夹持器和焊接枪，所述的焊枪夹持座固定连接在所述摆动杆的前端，所述的焊枪加持器固定在所述焊枪加持座上，所述的焊接枪固定在所述的焊枪加持器内；

所述的焊枪随动机构包括轮架、刀轮、刀轴和圆螺母，所述的轮架固定在所述摆动杆的前端，所述的刀轴固定在所述轮架的前端并与所述的轮架垂直；所述的刀轮安装在所述的刀轴上，所述的刀轮位于所述焊接枪的正前方，所述的圆螺母安装在刀轴的外端；

所述的递送装置位于所述支撑臂机构的下方，包括行走机构、对中限位机构和运载框架；所述的行走机构包括行走驱动电机和行走轮，所述的行走驱动电机安装在所述运载框架前端的下方，所述的行走轮通过转轴可转动的安装在所述运载框架前端和后端的两侧底部，所述行走轮的下端安装在所述的轨道上；所述的轨道固定在地面上；所述的行走驱动电机和行走轮通过传动机构连接；

所述的对中限位机构分别安装在所述运载框架的前端和后端的上方，所述的对中限位机构包括对中底座、对中驱动电机、对中双蜗轮蜗杆机构和对中夹板，所述的对中底座固定安装在所述运载框架上，对中底座上设有凹槽，所述凹槽两侧的对中底座上设有滑槽；

所述对中双蜗轮蜗杆机构包括蜗轮和蜗杆，所述蜗杆的两端固定安装在所述对中底座的两端，所述的蜗杆位于所述的凹槽下方；所述的蜗轮对称的安装在所述蜗杆的两端；所述对中夹板的外端与所述蜗轮的内端面固定连接，所述对中夹板的底端可滑动的套装在所述的滑槽内；所述对中双蜗轮蜗杆机构的动力输入轴与所述对中驱动电机的输出轴固定连接；

所述的控制系统包括控制板、控制器和电机驱动模块，所述控制器的信号输入端与所述的控制板电连接，所述控制器的信号输出端与所述的电机驱动模块电连接，所述电机驱动模块的信号输出端分别与所述的步进电机电连接、行走驱动电机电连接、对中驱动电机电连接。

所述的支撑臂机构包括一段臂、二段臂和三段臂，所述的一段臂、二段臂和三段臂均采用长方体结构；所述一段臂的后部周围均匀设有加强筋，所述二段臂的后端固定在所述的一段臂的前端，所述二段臂的后部周围设有加强筋，所述三段臂的后端固定在所述的二段臂的前端，所述三段臂的后部周围均匀设有加强筋。

所述一段臂的横截面积大于二段臂的横截面积，二段臂的横截面积大于三段臂的横截面积；所述一段臂的横向和纵向上均匀设有若干孔洞，所述二段臂的横向方向设有若干孔洞。

所述的摆动杆采用弹性材料。

本发明的有益效果是：1、本发明的焊枪装置利用焊枪随动机构，可以实现对电力塔管缝隙的跟踪，以确保焊枪对准缝隙；焊接高度调节机构能够调节焊枪机构以及焊枪随动机构与电力铁塔管壁之间的距离，确保跟踪效果和焊接效果；递送装置的对中限位机构能够实现对不同粗细电力塔管的夹持，行走机构能够实现递送装置逐步递送电力塔管，实现焊枪装置对电力塔管的逐步连续焊接。

2、摆动杆采用弹性材料，焊枪装置焊接过程中遇到电力塔管上不平整障碍物阻碍时，能够实现焊枪装置的微动位移调节。

3、支撑臂机构的前后采用不同粗细的支撑臂结构，既能满足伸入电力铁塔的结构要求，同时又可减轻支撑臂机构的重量。支撑臂机构上的若干孔洞，也能起到减轻支撑臂重力的作用。

附图说明

图1为本发明的整体结构正视图；

图2为本发明整体机构示意图；

图3为本发明高度调节机构、焊枪机构、焊枪随动机构连接关系结构示意图；

图4为本发明递送装置与轨道安装关系的整体结构示意图

图5为图1的左视图；

图6为图4中A处的局部放大图

图中：1.主机架；2.轨道；3.配重机构；4.支撑臂机构；41.一段臂；42.二段臂；43.三段臂；44.孔洞；5.高度调节机构；51.步进电机；52.蜗轮减速机；53.焊枪摆动第一连杆；54.焊枪摆动第二连杆；55.回转轴；56.回转座；57.回转支撑板；58.底连板；59.摆动杆；6.焊枪机构；61.焊枪夹持座；62.焊枪夹持器；63.焊接枪；7.焊枪随动机构；71.轮架；72.刀轮；73.刀轴；74.圆螺母；8.递送装置；81.运载框架；82.行走驱动电机；83.行走轮；84.对中底座；85.对中驱动电机；86.蜗轮；87.蜗杆；88.对中夹板；89.滑槽。

具体实施方式

如图1至6所示，一种可跟踪式电力塔管焊接装备，用于焊接电力塔管，包括主机架1、轨道2、配重机构3、支撑臂机构4、焊枪装置、递送装置8、和控制系统；

所述的主机架1用于固定和安装本发明中涉及的其它装置，所述的主机架1的下端固定安装在地面上，所述的配重机构3采用砂箱，所述的配重机构3安装在主机架1的后端，所述的支撑臂机构4安装在主机架1的前端，所述的配重机构3用于平衡支撑臂机构4的重量。

所述的支撑臂机构4用于支撑焊枪装置并延长焊枪装置焊接长度，所述的支撑臂机构4伸入需要被焊接的电力铁塔以内。所述的支撑臂机构4包括一段臂41、二段臂42和三段臂43，所述的一段臂41、二段臂42和三段臂43均采用长方体结构，所述一段臂41的横截面积大于二段臂42的横截面积，二段臂42的横截面积大于三段臂43的横截面积，这样一方面可以满足强度要求，另一方面，由于电力铁塔本身的结构特点，也满足伸入电力铁塔内时的结构需要；所述一段臂41的横向和纵向上均匀设有若干孔洞44，所述二段臂42的横向方向设有若干孔洞44，所述的孔洞44用于减轻支撑臂机构4本身的重量。所述一段臂41的后端通过螺栓固定在所述的主机架1上，所述一段臂41的后部周围均匀设有加强筋，所述的加强筋用于增强一段臂41的强度；所述二段臂42的后端通过螺栓固定在所述的一段臂41的前端，所述二段臂42的后部周围均匀设有加强筋，所述的加强筋用于增强二段臂42的强度；所述三段臂43的后端通过螺栓固定在所述的二段臂42的前端，所述三段臂43的后部周围均匀设有加强筋，所述的加强筋用于增强三段臂43的强度。

所述的焊枪装置用于焊接电力铁塔，所述的焊接装置通过螺栓固定在所述三段臂43的前端。所述的焊枪装置包括焊接高度调节机构5、焊枪机构6和焊枪随动机构7。所述的焊接高度调节机构5用于调节焊枪机构6以及焊枪随动机构7与电力铁塔管壁之间的距离，当焊接装置通过支撑臂机构4伸入电力铁塔以内进行焊接时，焊枪机构6以及焊枪随动机构7不一定与电力铁塔需要被焊接管壁的距离合适，这种情况下就需要通过焊接高度调节机构5进行调节。

所述的焊接高度调节机构5包括后座、步进电机51、蜗轮减速机52、焊枪垂直摆动轴、焊枪摆动第一连杆53、焊枪摆动第二连杆54、回转轴55、回转座56、回转支撑板57、底连板58和摆动杆59，所述的后座对焊接高度调节机构5起到固定和连接作用，所述后座的后端通过螺栓固定连接在三段臂43的前端；所述底连板58的后端与所述后座的下端固定连接，底连板58的前端与回转支撑板57后部的下端固定连接；所述的步进电机51后端安装在后座的前端，蜗轮减速机52的下端安装在所述的底连板58上；所述蜗轮减速机52的输入轴与步进电机51的输出轴连接，所述蜗轮减速机52的输出轴与所述的焊枪垂直摆动轴固定连接，所述焊枪垂直摆动轴可转动的安装在所述回转支撑板57的后端部上，所述焊枪摆动第一连杆53的后端与所述焊枪垂直摆动轴的外端固定连接，所述焊枪摆动第一连杆53的前端与所述焊枪摆动第二连杆54的后端铰链，所述第二连杆的前端与所述回转轴55的外端固定连接，所述的回转轴55可转动的安装在所述的回转座56上，所述回转座56的底端固定在所述摆动杆59的后端，所述摆动杆59的后部与所述的回转支撑板57铰链；所述的摆动杆59采用弹性材料，当焊枪机构6遇到障碍物时，所述的摆动杆59可产生微小变形，防止焊枪机构6受到刚性力的破坏。

所述的步进电机51通过所述的蜗轮减速机52带动所述的焊枪垂直摆动轴转动，所述的焊枪垂直摆动轴通过焊枪摆动第一连杆53带动焊枪摆动第二连杆54上下移动，进而焊枪摆动第二连杆54通过回转轴55带动所述摆动杆59围绕与回转支撑板57铰链处转动，即带动摆动杆59的前端上下运动，以调节焊枪机构6与电力铁塔之间的距离。

所述的焊枪机构6用于焊接电力铁塔上的缝隙，所述的焊枪机构6包括焊枪夹持座61、焊枪夹持器62和焊接枪63，所述的焊枪机构6通过所述的焊枪夹持座61固定连接在所述摆动杆59的前端，所述的焊枪夹持器62通过螺栓固定在所述的焊枪加持座61上，所述的焊接枪63固定在所述的焊枪加持器62内。

所述的焊枪随动机构7，用于跟踪电力铁塔管壁上的缝隙，以确保焊枪始终对缝隙进行焊接。所述的焊枪随动机构7包括轮架71、刀轮72、刀轴73和圆螺母74，所述的焊枪随动机构7通过轮架71固定在所述的摆动杆59的侧板上，并位于所述焊枪机构6的前方；所述的刀轴73固定在所述轮架71的前端并与所述的轮架71垂直；所述的刀轮72安装在所述的刀轴73上，所述的刀轮72位于所述焊枪的正前方，所述的圆螺母74安装在刀轴73的外端，圆螺母74用于将刀轮72固定在所述的刀轴73上。在焊接枪63工作过程中，所述的刀轮72位于电力铁塔管壁上的缝隙内，并沿电力铁塔管壁上的缝隙移动起到导向作用，从而实现焊接枪63对电力铁塔管壁上的缝隙的跟踪焊接。

所述的递送装置8用于运载需要被焊接的电力铁塔，以实现电力铁塔缝隙的逐步移动焊接。在工作过程中，所述的递送装置8位于所述支撑臂机构4的下方，所述的递送装置8包括行走机构、对中限位机构和运载框架81。所述的行走机构为递送装置8提供动力，带动递送装置8的移动，所述的行走机构包括行走驱动电机82、行走传动机构和行走轮83，所述的行走驱动电机82安装在所述运载框架81前端中间的下方，所述的行走轮83通过转轴可转动的安装在所述运载框架81前端和后端的两侧底部，所述行走轮83的下端安装在所述的轨道2上，所述的轨道2固定在地面上；所述行走传动机构的输入轴与行走驱动电机82的输出轴连接，所述行走传动机构的输出轴与行走轮83的转轴连接，即行走驱动电机82通过行走传动机构驱动所述的行走轮83转动。

所述的对中限位机构分别安装在所述运载框架81的前端和后端的上方，所述的对中限位机构用于夹持电力铁塔，使电力铁塔固定在所述的运载框架81上，又方便电力铁塔在运载框架81上的拆装。所述的对中限位机构包括对中底座84、对中驱动电机85、对中双蜗轮蜗杆机构和对中夹板88，所述的对中底座84固定安装在所述运载框架81上，对中底座84用于安装对中限位机构的其它装置，对中底座84上设有凹槽，所述凹槽两侧的对中底座84上设有滑槽89，所述的滑槽89用于安装所述的对中夹板88；

所述对中双蜗轮蜗杆机构包括蜗轮86和蜗杆87，所述对中底座84的两端设有凸起的安装座，所述对中双蜗轮蜗杆机构的蜗杆87的两端固定安装在所述对中底座84的两端的安装座上，所述的蜗杆87位于所述凹槽的下方；所述对中双蜗轮蜗杆机构的蜗轮86对称的安装在所述蜗杆87的两端；所述的对中夹板88的外端与所述蜗轮86的内端面上部固定连接，所述对中夹板88的底端可滑动的套装在所述对中底座84的底板的滑槽89内；所述对中双蜗轮蜗杆机构的动力输入轴与所述对中驱动电机85的输出轴固定连接。

当需要采用对中限位机构对电力铁塔进行夹持时，启动对中驱动电机85，对中驱动电机85将带动蜗轮86沿蜗杆87向内运动，进而带动对中夹板88沿滑槽89向内运动，直到对电力铁塔夹紧；当需要对中限位机构对电力铁塔放开时，启动对中驱动电机85，对中驱动电机85反向转动带动蜗轮86沿蜗杆87向外运动，进而带动对中夹板88沿滑槽89向外运动，直到松开对电力铁塔的夹持。

所述的控制系统包括控制板、控制器和电机驱动模块，所述的控制器采用PLC，所述控制器的信号输入端与所述的控制板电连接，所述控制器的信号输出端与所述的电机驱动模块电连接，所述电机驱动模块的信号输出端分别与所述的焊接高度调节机构5的步进电机51电连接、行走机构的行走驱动电机82电连接、对中限位机构的对中驱动电机85电连接。

本发明的工作原理为，将需要被焊接的电力铁塔放置在所述递送装置8上，采用控制系统开启对中驱动电机85使对中限位机构夹紧电力铁塔；采用控制系统开启行走驱动电机82带动递送装置8沿所述的轨道2移动，从而使焊枪装置伸入电力铁塔内；通过控制系统开启焊接高度调节机构5的步进电机51，调节焊接枪63高度以及使刀轮72放置在电力铁塔的缝隙内。然后开启焊接枪63，对电力铁塔的缝隙进行焊接。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种可跟踪式电力塔管焊接装备，其特征在于，包括主机架、轨道、配重、支撑臂机构、递送装置、焊枪装置和控制系统；所述的配重安装在主机架的后端，所述的支撑臂机构安装在主机架的前端；

所述的焊枪装置包括焊接高度调节机构、焊枪机构和焊枪随动机构；

所述的焊接高度调节机构包括后座、步进电机、蜗轮减速机、焊枪垂直摆动轴、焊枪摆动第一连杆、焊枪摆动第二连杆、回转轴、回转座、回转支撑板、底连板和摆动杆，所述后座的后端固定连接在支撑臂机构前端；所述底连板的后端与所述后座的下端固定连接，底连板的前端与回转支撑板后部的下端固定连接；所述的步进电机后端安装在后座的前端，蜗轮减速机的下端安装在所述的底连板上；所述蜗轮减速机的输入轴与步进电机的输出轴连接，所述蜗轮减速机的输出轴与所述的焊枪垂直摆动轴固定连接，所述焊枪垂直摆动轴可转动的安装在所述回转支撑板的后部的侧板上；所述焊枪摆动第一连杆的后端与所述焊枪垂直摆动轴的外端固定连接，所述焊枪摆动第一连杆的前端与所述焊枪摆动第二连杆的后端铰链，所述第二连杆的前端与所述回转轴的外端固定连接，所述的回转轴可转动的安装在所述的回转座上，所述回转座的底端固定在所述摆动杆的后端，所述摆动杆的后部与所述的回转支撑板铰链；

所述的焊枪机构包括焊枪夹持座、焊枪夹持器和焊接枪，所述的焊枪夹持座固定连接在所述摆动杆的前端，所述的焊枪加持器固定在所述焊枪加持座上，所述的焊接枪固定在所述的焊枪加持器内；

所述的焊枪随动机构包括轮架、刀轮、刀轴和圆螺母，所述的轮架固定在所述摆动杆的前端，所述的刀轴固定在所述轮架的前端并与所述的轮架垂直；所述的刀轮安装在所述的刀轴上，所述的刀轮位于所述焊接枪的正前方，所述的圆螺母安装在刀轴的外端；

所述的递送装置位于所述支撑臂机构的下方，包括行走机构、对中限位机构和运载框架；所述的行走机构包括行走驱动电机和行走轮，所述的行走驱动电机安装在所述运载框架前端的下方，所述的行走轮通过转轴可转动的安装在所述运载框架前端和后端的两侧底部，所述行走轮的下端安装在所述的轨道上；所述的轨道固定在地面上；所述的行走驱动电机和行走轮通过传动机构连接；

所述的对中限位机构分别安装在所述运载框架的前端和后端的上方，所述的对中限位机构包括对中底座、对中驱动电机、对中双蜗轮蜗杆机构和对中夹板，所述的对中底座固定安装在所述运载框架上，对中底座上设有凹槽，所述凹槽两侧的对中底座上设有滑槽；

所述对中双蜗轮蜗杆机构包括蜗轮和蜗杆，所述蜗杆的两端固定安装在所述对中底座的两端，所述的蜗杆位于所述的凹槽下方；所述的蜗轮对称的安装在所述蜗杆的两端；所述对中夹板的外端与所述蜗轮的内端面固定连接，所述对中夹板的底端可滑动的套装在所述的滑槽内；所述对中双蜗轮蜗杆机构的动力输入轴与所述对中驱动电机的输出轴固定连接；

所述的控制系统包括控制板、控制器和电机驱动模块，所述控制器的信号输入端与所述的控制板电连接，所述控制器的信号输出端与所述的电机驱动模块电连接，所述电机驱动模块的信号输出端分别与所述的步进电机电连接、行走驱动电机电连接、对中驱动电机电连接。

2.根据权利要求1所述的一种可跟踪式电力塔管焊接装备，其特征在于，所述的支撑臂机构包括一段臂、二段臂和三段臂，所述的一段臂、二段臂和三段臂均采用长方体结构；所述一段臂的后部周围均匀设有加强筋，所述二段臂的后端固定在所述的一段臂的前端，所述二段臂的后部周围设有加强筋，所述三段臂的后端固定在所述的二段臂的前端，所述三段臂的后部周围均匀设有加强筋。

3.根据权利要求2所述的一种可跟踪式电力塔管焊接装备，其特征在于，所述一段臂的横截面积大于二段臂的横截面积，二段臂的横截面积大于三段臂的横截面积；所述一段臂的横向和纵向上均匀设有若干孔洞，所述二段臂的横向方向设有若干孔洞。

4.根据权利要求1所述的一种可跟踪式电力塔管焊接装备，其特征在于，所述的摆动杆采用弹性材料。