CN110153532A - 一种便携式管道焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便携式管道焊接机器人，包括圆管外壁相对的两个车体，车体底部设置有滚轮，滚轮与圆管之间磁性连接，车体两侧连接有倍速链条，两个车体的倍速链条之间通过收紧结构连接，车体上设置有焊接组件，焊接组件包括横向滑块与纵向滑块，纵向滑块上设置有夹具，夹具内设置焊枪，车体上还设置有激光焊缝跟踪器，激光焊缝跟踪器、焊接组件与车体均由遥控控制。本发明的有益效果为：设计合理，结构简单，安全可靠，可实现对圆管的自动焊接。

Description

一种便携式管道焊接机器人

技术领域

本发明涉及管道焊接设备技术领域，具体涉及一种便携式管道焊接机器人，特别涉及一种便携式圆管焊接装置。

背景技术

随着时代和科技的发展，越来越多精密的生产设备出现在现代工业生产过程中。生产设备越来越先进，结构也越来越复杂，传统意义上的标准件仍然具有重大意义，能够降低生产成本。

圆管在我们的生产生活中大量使用，可用于管道、热工设备、机械工业、石油地质钻探、容器、化学工业和特殊用途。在管道安装的现场施工过程中，往往需要用到管对管现场对接焊，目前来说常用的管对管焊接手段包括有两种解决办法，一是人工焊接，这种方法效率慢，质量不稳定，对工人本身的技术素质要求较高，圆管在焊接过程中，一般利用人工将两根圆管之间的端部进行点焊连接，然后再将圆管之间的缝隙进行焊接，在焊接的过程中需要根据焊接的进度，通过人工将圆管进行转动，工作效率较低，工作强度较大，难以满足大批量的圆管焊接，影响焊接质量。另一种是轨道半自动焊接，是通过在管子上搭建轨道，然后让轨道车携带焊枪围绕管子圆周焊接一圈，这种方法优点是对工人技术素质要求不高，质量相对稳定，但是缺点是轨道搭建相对麻烦，焊接效率并不能得到有效提升。

如何解决上述技术问题为本发明面临的课题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种设计合理，结构简单，安全可靠的便携式管道焊接机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供了一种便携式管道焊接机器人，包括焊接组件，还包括设置在建筑环境中待焊接的可与磁铁吸附的金属制圆管外围的车体，所述车体设置有两个，对称设置在所述圆管的外侧，每个所述车体的底部均设置有若干滚轮，所述滚轮与圆管的外表面相贴；每个所述滚轮均与所述圆管磁性连接，所述车体的运动方向与所述圆管的圆周方向相同；

每个所述车体行进方向的前后侧均设置有一根倍速链条，所述倍速链条环绕所述圆管外侧设置、且与所述圆管外壁贴合，两个所述车体相邻的一侧通过所述倍速链条连接，两个所述车体相邻一侧的所述倍速链条之间通过收紧结构连接；

每个所述车体的同一侧均设置有焊接组件，所述焊接组件包括焊枪，所述焊枪位于两个所述待焊接的圆管之间的焊缝外侧；

所述车体上设置有激光焊缝跟踪器，所述激光焊缝跟踪器连接所述焊枪；

所述焊接组件、所述激光焊缝跟踪器与所述滚轮的驱动均通过遥控装置控制。

每个所述车体均设置有四个所述滚轮，所述滚轮为具有吸附作用的永磁轮，所述滚轮的外围为齿轮状，与所述圆管外壁接触的轮面上设置有轮齿。

两个所述车体相对设置于所述圆管的轴向两侧，所述车体与所述倍速链条连接处均固定设置有铰接座，所述铰接座位于所述车体两侧靠近所述圆管的底部处，所述铰接座铰接所述倍速链条的一端；

每个所述车体的其中一条所述倍速链条的端部均设置有一个所述收紧结构，设置有所述收紧结构的所述倍速链条为主链条，与所述主链条通过所述收紧结构连接的所述倍速链条为副链条。

所述收紧结构包括两块平行设置的固定板，固定板与所述圆管的径向面平行，两块所述固定板之间转动连接所述主链条端部滚轮的中心轴，该中心轴设置在所述固定板的一个角部；

两块所述固定板之间设置有链轮，所述链轮的中心轴均与两块所述固定板垂直，两块所述固定板之间设置有所述副链条，所述副链条位于所述链轮下方并与所述链轮啮合。

所述收紧结构包括锁止结构，所述锁止结构包括棘轮，其中一块所述固定板内部为中空结构，且在所述固定板内部设置有与所述链轮共轴的所述棘轮，所述固定板内设置有棘爪，所述棘爪与所述棘轮配合，所述棘爪的轴内设置有与所述棘爪旋转方向配合的扭簧，所述棘轮的运动方向与所述副链条朝向所述主链条运动时所述链轮的运动方向一致。

所述棘爪下方设置有圆形槽孔，所述槽孔内设置有弹簧，所述弹簧一端固定连接所述槽孔底部，另一端固定连接有控制柱，所述控制柱滑动连接于所述槽孔内并垂直于所述固定板，所述控制柱底部直径与所述槽孔内径配合，所述控制柱顶部直径大于所述槽孔内径。

所述焊接组件包括横向滑块与纵向滑块，所述横向滑块通过电动推杆滑动连接所述车体靠近焊缝的一侧并与所述车体侧壁垂直，所述横向滑块的端部固定连接有连接块，所述连接块与所述横向滑块垂直设置，所述纵向滑块通过电动推杆滑动连接所述连接块靠近焊缝的一侧，所述横向滑块与所述纵向滑块的电动推杆均通过遥控控制，所述纵向滑块上设置有夹具，所述夹具内设置所述焊枪。

两块所述固定板之间设置有垂直于两块所述固定板的弧形导向板，所述导向板位于所述主链条与所述副链条之间，且所述导向板分别与所述主链条与所述副链条贴合。

所述车体顶部设置有若干把手。

本发明实际使用时：将两个车体分别通过底部的滚轮放置于圆管外壁，使两个车体相对设置并位于焊缝的一侧，然后分别将两个车体两侧的倍速链条通过收紧结构连接，首先将副链条穿入两个固定板之间，从链轮与圆管管壁之间顺导向板延伸至主链条顶部，并手动拉紧副链条，使副链条紧贴圆管管壁，拉紧副链条后棘爪对棘轮的限位作用使棘轮被固定，与棘轮同轴的链轮同时被限位无法转动，副链条便被固定于收紧结构内，以同样的方法使两个车体的倍速链条锁紧，此时车体的滚轮与倍速链条均紧贴圆管管壁，车体便可在圆管外壁运动，避免其脱落或走歪；放置好车体后，将焊枪放置于夹具内，使焊枪固定于车体，通过遥控驱动横向滑块与纵向滑块的电动推杆运动，使电动推杆带动横向滑块与纵向滑块运动，并使焊枪位于焊缝上方，然后通过激光焊缝跟踪器使焊枪的焊头处对准焊缝，然后将滚轮开启，使两个车体开始于同一轨迹运动，然后打开焊枪，由于焊枪为氩弧焊，可自动焊接，当两个焊枪围绕圆管行驶180度时，焊接工作完成，取下装置即可，当需要取下倍速链条时，通过按动控制柱，控制柱底部弹簧被压缩，控制柱顶部的较大直径处将棘爪向上顶动，棘爪便与棘轮脱离，此时棘轮便可反向旋转，同时链轮也可反向旋转，通过人工将副链条从收紧结构内取出。

本发明的有益效果为：结构简单，设计合理，使用可移动的车体对圆管进行自动焊接，不需人工进行焊接，节省人力，车体底部设置有可与金属吸附的磁性滚轮，可与圆管磁性连接，滚轮为永磁轮，相较电磁更加稳定，避免断电时车体掉落发生危险，滚轮底部设置有轮齿，更方便车体在圆管外壁运动；车体设置有两个，可使两个焊枪同时对圆管进行焊接，省时省力，也避免单个车体焊接时，两个圆管之间的焊缝歪斜或对接不齐，车体之间设置有倍速链条，倍速链条可在圆管外壁滑动，使车体稳定在圆管外运动，链条之间通过收紧结构收紧并使链条紧贴于圆管外，此结构通过棘轮与棘爪的限位作用，对主链条与副链条进行限位，越收越紧，当需要拆卸链条时，只需按下控制柱，控制柱顶部大直径处将棘爪向上顶动，使棘爪脱离棘轮，棘轮便可反向旋转，同时链轮也可反向旋转，副链条便可人工取出，此结构方便作业人员对链条进行收紧与拆卸，十分方便有效，省时省力；车体上设置有焊接组件，焊接组件包括横向滑块和纵向滑块，可通过遥控控制滑块进行滑动，以此来调节夹具的位置，使焊枪可在焊缝的上方，以便对圆管进行焊接，激光焊缝跟踪器也可通过遥控控制，使焊枪可跟踪焊缝进行焊接，本装置均使用遥控控制，可节省人力，也可解决圆管在高处，对其焊接不方便的问题。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2 为本发明的立体结构示意图。

图3为本发明的车体结构示意图。

图4为本发明的收紧结构立体示意图一。

图5为本发明的收紧结构立体示意图二。

其中，附图标记为：101、横向滑块；102、纵向滑块；103、连接块；104、夹具；2、车体；201、滚轮；202、铰接座；3、圆管； 401、主链条；402、副链条；5、收紧结构；501、固定板；502、链轮；503、导向板；504、棘轮；505、棘爪；506、控制柱；6、激光焊缝跟踪器；7、焊枪；8、把手。

具体实施方式

能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1至图5所示，本实施例是一种便携式管道焊接机器人，包括焊接组件，还包括设置在建筑环境中待焊接的可与磁铁吸附的金属制圆管3外围的车体2，车体2设置有两个，对称设置在圆管3的外侧，每个车体2的底部均设置有四个滚轮201，滚轮201与圆管3的外表面相贴；滚轮201为具有吸附作用的永磁轮，每个滚轮201均与圆管3磁性连接，滚轮201的外围为齿轮状，与圆管3外壁接触的轮面上设置有轮齿，车体2的运动方向与圆管3的圆周方向相同，车体2顶部设置有若干把手8。

两个车体2相对设置于圆管3的轴向两侧，每个车体2行进方向的前后侧均设置有一根倍速链条，倍速链条环绕圆管3外侧设置、且与圆管3外壁贴合，两个车体2相邻的一侧通过倍速链条连接，车体2与倍速链条连接处均固定设置有铰接座202，铰接座202位于车体2两侧靠近圆管3的底部处，铰接座202铰接倍速链条的一端，两个车体2相邻一侧的倍速链条之间通过收紧结构5连接，每个车体2的其中一条倍速链条的端部均设置有一个收紧结构5，设置有收紧结构5的倍速链条为主链条401，与主链条401通过收紧结构5连接的倍速链条为副链条402。

收紧结构5包括两块平行设置的固定板501，固定板501与圆管3的径向面平行，两块固定板501之间转动连接主链条401端部滚轮的中心轴，该中心轴设置在固定板501的一个角部；

两块固定板501之间设置有链轮502，链轮502的中心轴均与两块固定板501垂直，两块固定板501之间设置有副链条402，副链条402位于链轮502下方并与链轮502啮合。

收紧结构5包括锁止结构，锁止结构包括棘轮504，其中一块固定板501内部为中空结构，且在固定板501内部设置有与链轮502共轴的棘轮504，固定板501内设置有棘爪505，棘爪505与棘轮504配合，棘爪505的轴内设置有与棘爪505旋转方向配合的扭簧，棘轮504的运动方向与副链条402朝向主链条401运动时链轮502的运动方向一致。

棘爪505下方设置有圆形槽孔，槽孔内设置有弹簧，弹簧一端固定连接槽孔底部，另一端固定连接有控制柱506，控制柱506滑动连接于槽孔内并垂直于固定板501，控制柱506底部直径与槽孔内径配合，控制柱506顶部直径大于槽孔内径。

两块固定板501之间设置有垂直于两块固定板501的弧形导向板503，导向板503位于主链条401与副链条402之间，且导向板503分别与主链条401与副链条402贴合。

每个车体2的同一侧均设置有焊接组件，焊接组件包括焊枪7，焊枪7位于两个待焊接的圆管3之间的焊缝外侧；

焊接组件包括横向滑块101与纵向滑块102，横向滑块101通过电动推杆滑动连接车体2靠近焊缝的一侧并与车体2侧壁垂直，横向滑块101的端部固定连接有连接块103，连接块103与横向滑块101垂直设置，纵向滑块102通过电动推杆滑动连接连接块103靠近焊缝的一侧，横向滑块101与纵向滑块102的电动推杆均通过遥控控制，纵向滑块102上设置有夹具104，夹具104内设置焊枪7，车体2上设置有激光焊缝跟踪器6，激光焊缝跟踪器6连接焊枪7，焊接组件、激光焊缝跟踪器6与滚轮201的驱动均通过遥控装置控制。

本发明实际使用时：将两个车体2分别通过底部的滚轮201放置于圆管3外壁，使两个车体2相对设置并位于焊缝的一侧，然后分别将两个车体2两侧的倍速链条通过收紧结构5连接，首先将副链条402穿入两个固定板501之间，从链轮502与圆管3管壁之间顺导向板503延伸至主链条401顶部，并手动拉紧副链条402，使副链条402紧贴圆管2管壁，拉紧副链条402后棘爪505对棘轮504的限位作用使棘轮504被固定，与棘轮504同轴的链轮502同时被限位无法转动，副链条402便被固定于收紧结构5内，以同样的方法使两个车体2的倍速链条锁紧，此时车体2的滚轮201与倍速链条均紧贴圆管3管壁，车体2便可在圆管3外壁运动，避免其脱落或走歪；放置好车体2后，将焊枪7放置于夹具104内，使焊枪7固定于车体2，通过遥控驱动横向滑块101与纵向滑块102的电动推杆运动，使电动推杆带动横向滑块101与纵向滑块102运动，并使焊枪7位于焊缝上方，然后通过激光焊缝跟踪器6使焊枪7的焊头处对准焊缝，然后将滚轮201开启，使两个车体2开始于同一轨迹运动，然后打开焊枪7，由于焊枪7为氩弧焊，可自动焊接，当两个焊枪7围绕圆管3行驶180度时，焊接工作完成，取下装置即可，当需要取下倍速链条时，通过按动控制柱506，控制柱506底部弹簧被压缩，控制柱506顶部的较大直径处将棘爪505向上顶动，棘爪505便与棘轮504脱离，此时棘轮504便可反向旋转，同时链轮502也可反向旋转，通过人工将副链条402从收紧结构5内取出。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种便携式管道焊接机器人，包括焊接组件，其特征在于，还包括设置在建筑环境中待焊接圆管（3）外围的车体（2），所述车体（2）设置有两个，对称设置在所述圆管（3）的外侧，每个所述车体（2）的底部均设置有若干滚轮（201），所述滚轮（201）与圆管（3）的外表面相贴，所述车体（2）的运动方向与所述圆管（3）的圆周方向相同；

每个所述车体（2）行进方向的前后侧均设置有一根倍速链条，所述倍速链条环绕所述圆管（3）外侧设置、且与所述圆管（3）外壁贴合，两个所述车体（2）相邻的一侧通过所述倍速链条连接，两个所述车体（2）相邻一侧的所述倍速链条之间通过收紧结构（5）连接；

每个所述车体（2）的同一侧均设置有焊接组件，所述焊接组件包括焊枪（7），所述焊枪（7）位于两个所述待焊接的圆管（3）之间的焊缝外侧；

所述车体（2）上设置有激光焊缝跟踪器（6），所述激光焊缝跟踪器（6）连接所述焊枪（7）；

所述焊接组件、所述激光焊缝跟踪器（6）与所述滚轮（201）的驱动均通过遥控装置控制。

2.根据权利要求1所述的便携式管道焊接机器人，其特征在于，每个所述车体（2）均设置有四个所述滚轮（201），所述滚轮（201）为具有吸附作用的永磁轮，所述滚轮（201）的外围为齿轮状。

3.根据权利要求1所述的便携式管道焊接机器人，其特征在于，两个所述车体（2）相对设置于所述圆管（3）的轴向两侧，所述车体（2）与所述倍速链条连接处均固定设置有铰接座（202），所述铰接座（202）位于所述车体（2）两侧靠近所述圆管（3）的底部处，所述铰接座（202）铰接所述倍速链条的一端；

每个所述车体（2）的其中一条所述倍速链条的端部均设置有一个所述收紧结构（5），设置有所述收紧结构（5）的所述倍速链条为主链条（401），与所述主链条（401）通过所述收紧结构（5）连接的所述倍速链条为副链条（402）。

4.根据权利要求3所述的便携式管道焊接机器人，其特征在于，所述收紧结构（5）包括两块平行设置的固定板（501），两块所述固定板（501）之间转动连接所述主链条（401）端部滚轮的中心轴；

两块所述固定板（501）之间设置有链轮（502），所述链轮（502）的中心轴均与两块所述固定板（501）垂直，两块所述固定板（501）之间设置有所述副链条（402），所述副链条（402）位于所述链轮（502）下方并与所述链轮（502）啮合。

5.根据权利要求4所述的便携式管道焊接机器人，其特征在于，所述收紧结构（5）包括锁止结构，所述锁止结构包括棘轮（504），其中一块所述固定板（501）内部为中空结构，且在所述固定板（501）内部设置有与所述链轮（502）共轴的所述棘轮（504），所述固定板（501）内设置有棘爪（505），所述棘爪（505）与所述棘轮（504）配合，所述棘爪（505）的轴内设置有与所述棘爪（505）旋转方向配合的扭簧，所述棘轮（504）的运动方向与所述副链条（402）朝向所述主链条（401）运动时所述链轮（502）的运动方向一致。

6.根据权利要求5所述的便携式管道焊接机器人，其特征在于，所述棘爪（505）下方设置有圆形槽孔，所述槽孔内设置有弹簧，所述弹簧一端固定连接所述槽孔底部，另一端固定连接有控制柱（506），所述控制柱（506）滑动连接于所述槽孔内并垂直于所述固定板（501），所述控制柱（506）底部直径与所述槽孔内径配合，所述控制柱（506）顶部直径大于所述槽孔内径。

7.根据权利要求1所述的便携式管道焊接机器人，其特征在于，所述焊接组件包括横向滑块（101）与纵向滑块（102），所述横向滑块（101）滑动连接所述车体（2）靠近焊缝的一侧并与所述车体（2）侧壁垂直，所述横向滑块（101）的端部固定连接有连接块（103），所述连接块（103）与所述横向滑块（101）垂直设置，所述纵向滑块（102）位于所述连接块（103）靠近焊缝的一侧，所述纵向滑块（102）上设置有夹具（104），所述夹具（104）内设置所述焊枪（7）。

8.根据权利要求4所述的便携式管道焊接机器人，其特征在于，两块所述固定板（501）之间设置有垂直于两块所述固定板（501）的弧形导向板（503），所述导向板（503）位于所述主链条（401）与所述副链条（402）之间。

9.根据权利要求1所述的便携式管道焊接机器人，其特征在于，所述车体（2）顶部设置有若干把手（8）。