CN108544155A - 一种水下钢管焊接机器人 - Google Patents

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Abstract

一种水下钢管焊接机器人，包括底座、声呐部分、两个焊接部分、六个涡轮部分，其特征在于：所述的声呐部分的第一伸缩套筒下面固定安装在底板上面；所述的六个涡轮部分的第四伸缩套筒的后面的圆孔分别固定安装六个第一舵机连接轴上，其位置在每组两个涡轮部分固定座中间；通过六个第一舵机带动六个第一舵机连接轴进而带动六个涡轮部分旋转一个角度来调整涡轮叶的方向来控制机器行走方向，下一步通过第六液压缸调整涡轮叶的位置，通过第三步进电机和第三舵机调整涡轮叶的角度来驱动机器达到合适的位置，使焊接车可以在水中以任意的角度行走，提高了机器行走效率和焊接效率使机器可以在水中完成焊接工作。

Description

一种水下钢管焊接机器人
技术领域
本发明涉及焊接设备技术领域，特别涉及一种水下钢管焊接机器人。
背景技术
水下钢管在焊接的时候，通常使用焊接工作人员潜到水下去焊接，因为在水下受到水的浮力造成焊接质量不过关，因此急需一种可以自己在水下焊接的机器。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种水下钢管焊接机器人，通过六个第一舵机带动六个第一舵机连接轴进而带动六个涡轮部分旋转一个角度来调整涡轮叶的方向来控制机器行走方向，下一步通过第六液压缸调整涡轮叶的位置，通过第三步进电机和第三舵机调整涡轮叶的角度来驱动机器达到合适的位置，使焊接车可以在水中以任意的角度行走，提高了机器行走效率和焊接效率使机器可以在水中完成焊接工作。
本发明所使用的技术方案是：一种水下钢管焊接机器人，包括底座、声呐部分、两个焊接部分、六个涡轮部分，其特征在于：所述的声呐部分的第一伸缩套筒下面固定安装在底板上面；所述的两个焊接部分的两个滑套分别滑动安装在两个焊接部分支撑柱上，所述的两个第一齿轮分别与两个齿条相互啮合；所述的六个涡轮部分的第四伸缩套筒的后面的圆孔分别固定安装六个第一舵机连接轴上，其位置在每组两个涡轮部分固定座中间；
所述的底座包括底板、十二个涡轮部分固定座、六个第一舵机连接轴、六个第一舵机、两个焊接部分支撑柱、两个齿条，所述的底板是一个正六边形板子，在其六个侧面各设有两个涡轮部分固定座，所述第一舵机连接轴转动安装在两个涡轮部分固定座中间的圆孔里，所述的六个第一舵机的侧面分别固定安装在底板的六个侧面，其电机轴与第一舵机连接轴通过联轴器固定连接；
所述的声呐部分包括第一伸缩套筒、第一伸缩杆、第一液压缸、第二舵机、第二伸缩套筒固定板、第二伸缩套筒、第二伸缩杆、第二液压缸、声呐，所述的第一伸缩套筒下面固定安装在底板上面的中间，在第一伸缩套筒上面设有凹槽，所述的第一伸缩杆下面滑动安装在第一伸缩套筒上面的凹槽里，其上面设有凹槽；所述的第一液压缸缸体底部固定安装在第一伸缩套筒侧面的支撑板上，其活塞杆端部与第一伸缩杆侧面支撑板固定连接；所述的第二舵机竖直向上放置，其底面固定安装在第一伸缩杆上面的凹槽里，其电机轴与第二伸缩套筒固定板下面固定连接；所述的第二伸缩套筒的底面固定安装在第二伸缩套筒固定板上面的支撑板上，在其另一端设有凹槽，所述的第二伸缩杆的右端滑动安装在第二伸缩套筒左端的凹槽里，其右端设有声呐；所述的第二液压缸的缸体底部固定安装在第二伸缩套筒上面的支撑板上，其活塞杆端部与第二伸缩杆上面的支撑板固定连接；
所述的焊接部分包括滑套、第一步进电机、第一齿轮、L形板、两个第三液压缸、第三伸缩套筒、第三伸缩杆、半圆环支撑杆、第四液压缸、半圆环、圆弧齿条、焊接头滑套、三个第五液压缸、第五液压缸顶板、焊接头、第二步进电机、第二齿轮，所述的滑套滑动安装在焊接部分支撑柱上，所述的第一步进电机水平放置，其侧面固定安装在滑套前面，其电机轴与第一齿轮固定连接；所述的第一齿轮与齿条相互啮合；所述的L形板的下面固定安装在滑套后面，所述的两个第三液压缸缸体底部固定安装在L形板内侧，其活塞杆端部与第三伸缩套筒侧面固定连接，在第三伸缩套筒右侧设有凹槽，所述的第三伸缩杆左侧滑动安装在第三伸缩套筒右侧的凹槽里，其右侧设有半圆环支撑杆；所述的第四液压缸缸体底部固定安装在第三伸缩套筒侧面的支撑板上，其活塞杆端部与第三伸缩杆侧面支撑板固定连接；所述的半圆环后面固定安装在半圆环支撑杆前面；在半圆环内侧设有半圆弧齿条；所述的焊接头滑套滑动安装在半圆环上，所述的第二步进电机侧面固定安装在焊接头滑套内侧，其电机轴与第二齿轮固定连接；所述的第二齿轮与圆弧齿条相互啮合；所述的三个第五液压缸缸体底部固定安装在焊接头滑套内侧面，其活塞杆端部与第五液压缸顶板底面固定连接；所述的焊接头固定安装在第五液压缸顶板上面；
所述的涡轮部分包括第四伸缩套筒、第四伸缩杆、第六液压缸、第四伸缩杆顶板、六个支撑柱、圆环、圆形齿条、两个第三步进电机、两个第三齿轮、两个第三步进电机固定板、第三舵机、涡轮支撑架、涡轮叶、第四步进电机固定架、第四步进电机，在第四伸缩套筒左侧设有圆孔，其固定安装在第一舵机连接轴上；所述的第四伸缩杆滑动安装在第四伸缩套筒右侧的凹槽里；所述的第六液压缸缸体底部固定安装在第四伸缩套筒上面的支撑板上，其活塞杆端部固定安装在第四伸缩杆上面的支撑板上；所述的第四伸缩杆顶板左固定安装在第四伸缩杆前面；所述的六个支撑柱一端固定安装在第四伸缩杆顶板右面的六个支撑板上，其另一端与圆环左面固定连接；在圆环外侧设有圆形齿条，所述的第三步进电机固定板滑动安装在圆环上，所述的两个第三步进电机水平放置，其侧面固定安装在第三步进电机固定板外侧，其电机轴与第三齿轮固定连接；所述的第三齿轮与圆形齿条相互啮合；所述的第三舵机侧面固定安装在第三步进电机固定板右面，其电机轴与涡轮支撑架外侧固定连接；在涡轮支撑架内侧设有第四步进电机固定架，所述的第四步进电机侧面固定安装在第四步进电机固定架左面，其电机轴穿过第四步进电机固定架中间的圆孔与涡轮叶固定连接。
本发明的有益效果：通过六个第一舵机带动六个第一舵机连接轴进而带动六个涡轮部分旋转一个角度来调整涡轮叶的方向来控制机器行走方向，下一步通过第六液压缸调整涡轮叶的位置，通过第三步进电机和第三舵机调整涡轮叶的角度来驱动机器达到合适的位置，使焊接车可以在水中以任意的角度行走，提高了机器行走效率和焊接效率使机器可以在水中完成焊接工作。
附图说明
图1、图2为本发明的整体结构示意图。
图3、图4为本发明的底座的结构示意图。
图5为本发明的雷达部分的结构示意图。
图6、图7为本发明的焊接部分的结构示意图。
图8、图9、图10为本发明的涡轮部分的结构示意图。
附图标号：1-底座、2-雷达部分、3-焊接部分、4-涡轮部分、101-底板、102-涡轮部分固定座、103-第一舵机连接轴、104-第一舵机、105-焊接部分支撑柱、106-齿条、201-第一伸缩套筒、202-第一伸缩杆、203-第一液压缸、204-第二舵机、205-第二伸缩套筒固定板、206-第二伸缩套筒、207-第二伸缩杆、208-第二液压缸、209-声呐、301-滑套、302-第一步进电机、303-第一齿轮、304-L形板、305-第三液压缸、306-第三伸缩套筒、307-第三伸缩杆、308-半圆环支撑杆、309-第四液压缸、310-半圆环、311-圆弧齿条、312-焊接头滑套、313-第五液压缸、314-第五液压缸顶板、315-焊接头、316-第二步进电机、317-第二齿轮、401-第四伸缩套筒、402-第四伸缩杆、403-第六液压缸、404-第四伸缩杆顶板、405-支撑柱、406-圆环、407-圆形齿条、408-第三步进电机、409-第三齿轮、410-第三步进电机固定板、411-第三舵机、412-涡轮支撑架、413-涡轮叶、414-第四步进电机固定架、415-第四步进电机。
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、图8、图9、图10所示，一种水下钢管焊接机器人，包括底座1、声呐部分2、两个焊接部分3、六个涡轮部分4，其特征在于：所述的声呐部分2的第一伸缩套筒201下面固定安装在底板101上面；所述的两个焊接部分3的两个滑套301分别滑动安装在两个焊接部分支撑柱105上，所述的两个第一齿轮303分别与两个齿条106相互啮合；所述的六个涡轮部分4的第四伸缩套筒401的后面的圆孔分别固定安装六个第一舵机连接轴103上，其位置在每组两个涡轮部分固定座102中间；
所述的底座1包括底板101、十二个涡轮部分固定座102、六个第一舵机连接轴103、六个第一舵机104、两个焊接部分支撑柱105、两个齿条106，所述的底板101是一个正六边形板子，在其六个侧面各设有两个涡轮部分固定座102，所述第一舵机连接轴103转动安装在两个涡轮部分固定座102中间的圆孔里，所述的六个第一舵机104的侧面分别固定安装在底板101的六个侧面，其电机轴与第一舵机连接轴103通过联轴器固定连接；
所述的声呐部分2包括第一伸缩套筒201、第一伸缩杆202、第一液压缸203、第二舵机204、第二伸缩套筒固定板205、第二伸缩套筒206、第二伸缩杆207、第二液压缸208、声呐209，所述的第一伸缩套筒201下面固定安装在底板101上面的中间，在第一伸缩套筒201上面设有凹槽，所述的第一伸缩杆202下面滑动安装在第一伸缩套筒201上面的凹槽里，其上面设有凹槽；所述的第一液压缸203缸体底部固定安装在第一伸缩套筒201侧面的支撑板上，其活塞杆端部与第一伸缩杆202侧面支撑板固定连接；所述的第二舵机204竖直向上放置，其底面固定安装在第一伸缩杆202上面的凹槽里，其电机轴与第二伸缩套筒固定板205下面固定连接；所述的第二伸缩套筒206的底面固定安装在第二伸缩套筒固定板205上面的支撑板上，在其另一端设有凹槽，所述的第二伸缩杆207的右端滑动安装在第二伸缩套筒206左端的凹槽里，其右端设有声呐209；所述的第二液压缸208的缸体底部固定安装在第二伸缩套筒206上面的支撑板上，其活塞杆端部与第二伸缩杆207上面的支撑板固定连接；
所述的焊接部分3包括滑套301、第一步进电机302、第一齿轮303、L形板304、两个第三液压缸305、第三伸缩套筒306、第三伸缩杆307、半圆环支撑杆308、第四液压缸309、半圆环310、圆弧齿条311、焊接头滑套312、三个第五液压缸313、第五液压缸顶板314、焊接头315、第二步进电机316、第二齿轮317，所述的滑套301滑动安装在焊接部分支撑柱105上，所述的第一步进电机302水平放置，其侧面固定安装在滑套301前面，其电机轴与第一齿轮303固定连接；所述的第一齿轮303与齿条106相互啮合；所述的L形板304的下面固定安装在滑套301后面，所述的两个第三液压缸305缸体底部固定安装在L形板304内侧，其活塞杆端部与第三伸缩套筒306侧面固定连接，在第三伸缩套筒306右侧设有凹槽，所述的第三伸缩杆307左侧滑动安装在第三伸缩套筒306右侧的凹槽里，其右侧设有半圆环支撑杆308；所述的第四液压缸309缸体底部固定安装在第三伸缩套筒306侧面的支撑板上，其活塞杆端部与第三伸缩杆307侧面支撑板固定连接；所述的半圆环310后面固定安装在半圆环支撑杆308前面；在半圆环310内侧设有半圆弧齿条；所述的焊接头滑套312滑动安装在半圆环310上，所述的第二步进电机316侧面固定安装在焊接头滑套312内侧，其电机轴与第二齿轮317固定连接；所述的第二齿轮317与圆弧齿条311相互啮合；所述的三个第五液压缸313缸体底部固定安装在焊接头滑套312内侧面，其活塞杆端部与第五液压缸顶板314底面固定连接；所述的焊接头315固定安装在第五液压缸顶板314上面；
所述的涡轮部分4包括第四伸缩套筒401、第四伸缩杆402、第六液压缸403、第四伸缩杆顶板404、六个支撑柱405、圆环406、圆形齿条407、两个第三步进电机408、两个第三齿轮409、两个第三步进电机固定板410、第三舵机411、涡轮支撑架412、涡轮叶413、第四步进电机固定架414、第四步进电机415，在第四伸缩套筒401左侧设有圆孔，其固定安装在第一舵机连接轴103上；所述的第四伸缩杆402滑动安装在第四伸缩套筒401右侧的凹槽里；所述的第六液压缸403缸体底部固定安装在第四伸缩套筒401上面的支撑板上，其活塞杆端部固定安装在第四伸缩杆402上面的支撑板上；所述的第四伸缩杆顶板404左固定安装在第四伸缩杆402前面；所述的六个支撑柱405一端固定安装在第四伸缩杆顶板404右面的六个支撑板上，其另一端与圆环406左面固定连接；在圆环406外侧设有圆形齿条407，所述的第三步进电机固定板410滑动安装在圆环406上，所述的两个第三步进电机408水平放置，其侧面固定安装在第三步进电机固定板410外侧，其电机轴与第三齿轮409固定连接；所述的第三齿轮409与圆形齿条407相互啮合；所述的第三舵机411侧面固定安装在第三步进电机固定板410右面，其电机轴与涡轮支撑架412外侧固定连接；在涡轮支撑架412内侧设有第四步进电机固定架414，所述的第四步进电机415侧面固定安装在第四步进电机固定架414左面，其电机轴穿过第四步进电机固定架414中间的圆孔与涡轮叶413固定连接。
本发明工作原理：本发明在使用时首先将焊接车放到水中，然后通过第一液压缸203和第二液压缸208调整声呐209的位置，通过第二舵机204调整声呐209的角度来完成探测，当探测到需要焊接的钢管的位置，通过六个第一舵机104带动六个第一舵机连接轴103进而带动六个涡轮部分4旋转一个角度来调整涡轮叶413的方向来控制机器行走方向，下一步通过第六液压缸403调整涡轮叶413的位置，通过第三步进电机408和第三舵机411调整涡轮叶413的角度来驱动机器达到合适的位置；下一步通过两个第一步进电机302和四个第三液压缸305来驱动两个圆弧齿条311将需要焊接的钢管夹住，下一步通过两个第四液压缸309和两个第二步进电机316协同合作来驱动两个焊接头315完成焊接工作。

Claims (2)

1.一种水下钢管焊接机器人，包括底座（1）、声呐部分（2）、两个焊接部分（3）、六个涡轮部分（4），其特征在于：所述的声呐部分（2）的第一伸缩套筒（201）下面固定安装在底板（101）上面；所述的两个焊接部分（3）的两个滑套（301）分别滑动安装在两个焊接部分支撑柱（105）上，所述的两个第一齿轮（303）分别与两个齿条（106）相互啮合；所述的六个涡轮部分（4）的第四伸缩套筒（401）的后面的圆孔分别固定安装六个第一舵机连接轴（103）上，其位置在每组两个涡轮部分固定座（102）中间；
所述的底座（1）包括底板（101）、十二个涡轮部分固定座（102）、六个第一舵机连接轴（103）、六个第一舵机（104）、两个焊接部分支撑柱（105）、两个齿条（106），所述的底板（101）是一个正六边形板子，在其六个侧面各设有两个涡轮部分固定座（102），所述第一舵机连接轴（103）转动安装在两个涡轮部分固定座（102）中间的圆孔里，所述的六个第一舵机（104）的侧面分别固定安装在底板（101）的六个侧面，其电机轴与第一舵机连接轴（103）通过联轴器固定连接；
所述的声呐部分（2）包括第一伸缩套筒（201）、第一伸缩杆（202）、第一液压缸（203）、第二舵机（204）、第二伸缩套筒固定板（205）、第二伸缩套筒（206）、第二伸缩杆（207）、第二液压缸（208）、声呐（209），所述的第一伸缩套筒（201）下面固定安装在底板（101）上面的中间，在第一伸缩套筒（201）上面设有凹槽，所述的第一伸缩杆（202）下面滑动安装在第一伸缩套筒（201）上面的凹槽里，其上面设有凹槽；所述的第一液压缸（203）缸体底部固定安装在第一伸缩套筒（201）侧面的支撑板上，其活塞杆端部与第一伸缩杆（202）侧面支撑板固定连接；所述的第二舵机（204）竖直向上放置，其底面固定安装在第一伸缩杆（202）上面的凹槽里，其电机轴与第二伸缩套筒固定板（205）下面固定连接；所述的第二伸缩套筒（206）的底面固定安装在第二伸缩套筒固定板（205）上面的支撑板上，在其另一端设有凹槽，所述的第二伸缩杆（207）的右端滑动安装在第二伸缩套筒（206）左端的凹槽里，其右端设有声呐（209）；所述的第二液压缸（208）的缸体底部固定安装在第二伸缩套筒（206）上面的支撑板上，其活塞杆端部与第二伸缩杆（207）上面的支撑板固定连接；
所述的焊接部分（3）包括滑套（301）、第一步进电机（302）、第一齿轮（303）、L形板（304）、两个第三液压缸（305）、第三伸缩套筒（306）、第三伸缩杆（307）、半圆环支撑杆（308）、第四液压缸（309）、半圆环（310）、圆弧齿条（311）、焊接头滑套（312）、三个第五液压缸（313）、第五液压缸顶板（314）、焊接头（315）、第二步进电机（316）、第二齿轮（317），所述的滑套（301）滑动安装在焊接部分支撑柱（105）上，所述的第一步进电机（302）水平放置，其侧面固定安装在滑套（301）前面，其电机轴与第一齿轮（303）固定连接；所述的第一齿轮（303）与齿条（106）相互啮合；所述的L形板（304）的下面固定安装在滑套（301）后面，所述的两个第三液压缸（305）缸体底部固定安装在L形板（304）内侧，其活塞杆端部与第三伸缩套筒（306）侧面固定连接，在第三伸缩套筒（306）右侧设有凹槽，所述的第三伸缩杆（307）左侧滑动安装在第三伸缩套筒（306）右侧的凹槽里，其右侧设有半圆环支撑杆（308）；所述的第四液压缸（309）缸体底部固定安装在第三伸缩套筒（306）侧面的支撑板上，其活塞杆端部与第三伸缩杆（307）侧面支撑板固定连接；所述的半圆环（310）后面固定安装在半圆环支撑杆（308）前面；在半圆环（310）内侧设有半圆弧齿条；所述的焊接头滑套（312）滑动安装在半圆环（310）上，所述的第二步进电机（316）侧面固定安装在焊接头滑套（312）内侧，其电机轴与第二齿轮（317）固定连接；所述的第二齿轮（317）与圆弧齿条（311）相互啮合；所述的三个第五液压缸（313）缸体底部固定安装在焊接头滑套（312）内侧面，其活塞杆端部与第五液压缸顶板（314）底面固定连接；所述的焊接头（315）固定安装在第五液压缸顶板（314）上面。
2.根据权利要求1所述的一种水下钢管焊接机器人，其特征在于：所述的涡轮部分（4）包括第四伸缩套筒（401）、第四伸缩杆（402）、第六液压缸（403）、第四伸缩杆顶板（404）、六个支撑柱（405）、圆环（406）、圆形齿条（407）、两个第三步进电机（408）、两个第三齿轮（409）、两个第三步进电机固定板（410）、第三舵机（411）、涡轮支撑架（412）、涡轮叶（413）、第四步进电机固定架（414）、第四步进电机（415），在第四伸缩套筒（401）左侧设有圆孔，其固定安装在第一舵机连接轴（103）上；所述的第四伸缩杆（402）滑动安装在第四伸缩套筒（401）右侧的凹槽里；所述的第六液压缸（403）缸体底部固定安装在第四伸缩套筒（401）上面的支撑板上，其活塞杆端部固定安装在第四伸缩杆（402）上面的支撑板上；所述的第四伸缩杆顶板（404）左固定安装在第四伸缩杆（402）前面；所述的六个支撑柱（405）一端固定安装在第四伸缩杆顶板（404）右面的六个支撑板上，其另一端与圆环（406）左面固定连接；在圆环（406）外侧设有圆形齿条（407），所述的第三步进电机固定板（410）滑动安装在圆环（406）上，所述的两个第三步进电机（408）水平放置，其侧面固定安装在第三步进电机固定板（410）外侧，其电机轴与第三齿轮（409）固定连接；所述的第三齿轮（409）与圆形齿条（407）相互啮合；所述的第三舵机（411）侧面固定安装在第三步进电机固定板（410）右面，其电机轴与涡轮支撑架（412）外侧固定连接；在涡轮支撑架（412）内侧设有第四步进电机固定架（414），所述的第四步进电机（415）侧面固定安装在第四步进电机固定架（414）左面，其电机轴穿过第四步进电机固定架（414）中间的圆孔与涡轮叶（413）固定连接。
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