CN112091362A - 一种大型沉井现场焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于沉井施工技术领域，尤其是一种大型沉井现场焊接机器人，包括沉井，沉井的上表面向下滑动套接有U型槽，U型槽的外侧表面通过膨胀螺栓与沉井固定连接，U型槽的内侧表面固定安装有竖直支架；竖直支架通过固定在沉井上表面的竖直驱动源带动其上下升降；竖直支架的内侧表面横向设置有伸缩件，伸缩件的外端固定连接有锁件，锁件将伸缩件活动锁定在竖直支架上。该大型沉井现场焊接机器人，通过设置焊接部件，达到了可沿着沉井内侧壁实现圆周和竖直方向上的水下焊接，竖直驱动源控制焊接部件的竖直升降焊接，双输出轴电机通过齿轮与齿槽的啮合，带动电弧焊圆周转动焊接，全程无需人工下水操作，方便使用。

Description

一种大型沉井现场焊接机器人

技术领域

本发明涉及沉井施工技术领域，尤其涉及一种大型沉井现场焊接机器人。

背景技术

沉井是水中施工常用的一种施工工艺。在桥梁基础施工中居多，有方形、圆形、椭圆形等形式，施工时提前浇筑首节，凝固后掏空下方，混凝土块开始下沉，随后继续浇筑上方，完成后再掏空，依次循环，直至开挖到基础底部，由壁、隔墙、支撑组成。

沉井在放入指定地点后，需要对其内壁处进行适当结构的焊接和对缝的焊接，因为在这些基本结构部件没有焊接完成之前，其沉井内的水不可直接排出，否则水压会挤坏沉井内壁或发生泄漏，而水下焊接现在大多数都是穿上潜水服带上氧气瓶到水下进行焊接，比较危险。

发明内容

基于现有的沉井水下人工焊接不安全的技术问题，本发明提出了一种大型沉井现场焊接机器人。

本发明提出的一种大型沉井现场焊接机器人，包括沉井，所述沉井的上表面向下滑动套接有U型槽，所述U型槽的外侧表面通过膨胀螺栓与所述沉井固定连接，所述U型槽的内侧表面固定安装有竖直支架；

所述竖直支架通过固定在所述沉井上表面的竖直驱动源带动其上下升降；

所述竖直支架的内侧表面横向设置有伸缩件，所述伸缩件的外端固定连接有锁件，所述锁件将伸缩件活动锁定在所述竖直支架上；

所述伸缩件的上表面固定安装有圆环，所述圆环的上表面圆周滑动连接有焊接部件，所述焊接部件径向移动焊接。

优选地，所述竖直驱动源包括动力减速电机，所述动力减速电机的输出轴通过联轴器固定连接有转轴，所述转轴的一端表面固定套接有卷筒，所述卷筒的表面固定连接有钢索，所述钢索的底端与所述伸缩件固定连接。

通过上述技术方案，动力减速电机通过卷起或松动钢索，伸缩件再自身重力作用下，延着竖直支架上下实现升降，进而实现升降。

优选地，所述伸缩件由呈十字状的伸缩杆构成，所述伸缩杆的一端与所述锁件的一端固定连接。

优选地，所述锁件包括定位支架，所述定位支架的四角处通过轴承固定安装有定位滑轮，所述定位滑轮的表面沿着所述竖直支架的内侧壁滚动。

通过上述技术方案，定位滑轮将伸缩杆的横向方向死死定位，不让伸缩杆沿着直径方向自行滑动。

优选地，所述定位支架的中心处固定连接有连接轴，所述连接轴的径向固定安装有第一微型液压缸，所述第一微型液压缸的活塞杆固定连接有定位齿条，所述竖直支架的内侧壁固定安装有固定齿条，通过所述第一微型液压缸控制所述定位齿条向外伸出后与所述固定齿条的表面啮合定位。

通过上述技术方案，当伸缩杆竖直方向上调节好后，控制第一微型液压缸想两侧推动定位齿条，使得定位齿条与固定齿条啮合，实现定位。

优选地，所述焊接部件包括环槽，所述环槽开设于所述圆环的上表面，所述环槽的截面呈T形状，所述环槽的内壁滑动套接有安装环，所述安装环的外表面与所述环槽的槽口内侧壁均开设有导向槽，所述导向槽的内壁滑动插接有导向球。

优选地，所述安装环与滑槽滑动的位置设置有密封圈，所述安装环位于所述环槽内部的下表面固定安装有双输出轴电机，所述双输出轴电机的输出轴表面固定安装有齿轮，所述环槽的内底壁开设有齿槽，所述齿槽的内壁与所述齿轮的外表面啮合。

通过上述技术方案，在实现竖直方向上的定位后，启动双输出轴电机，使得齿轮与齿槽啮合，控制安装环圆周转动，实现圆周方向上的移动，方便水下焊接。

优选地，所述环槽的内顶壁固定安装有电环，所述双输出轴电机的接线端固定安装有弹簧片，所述弹簧片的表面与所述电环的下表面滑动连接。

通过上述技术方案，能够防止导向发生缠绕问题，直接让弹簧片在电环上滑动，既不影响正常使用，亦不会发生电线缠绕问题。

优选地，所述安装环的上表面固定安装有第二液压缸，所述第二液压缸的活塞杆固定连接有第三微型液压缸，所述第三微型液压缸的活塞杆固定连接有电弧焊。

通过上述技术方案，需要焊接时，通过第二液压缸控制电弧焊的大致焊接距离，再通过第三微型液压缸控制电弧焊的精确焊接距离。

优选地，所述第三微型液压缸的外表面固定套接有防护罩，所述双输出轴电机带动所述第二液压缸沿着安装环的圆周方向转动，所述第二液压缸带动第三微型液压缸延伸所述安装环的直径方向移动焊接。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置U型槽的内侧表面固定安装有竖直支架，达到了对沉井的内侧壁焊接提供竖直升降的平台，竖直支架可使用四块角钢相互用钢筋焊接而成，只要靠近内侧表面处留出缺口即可。

2、通过设置伸缩件，能够针对不同直径的沉井实现灵活调节的效果，伸缩杆横向伸缩，即可实现径向的调节效果。

3、通过设置锁件，达到了在竖直驱动源实现竖直下沉伸缩件后，能够快速的对伸缩件进行两侧支撑锁紧的效果，避免钢索造成整个设备的晃动问题。

4、通过设置焊接部件，达到了可沿着沉井内侧壁实现圆周和竖直方向上的水下焊接，竖直驱动源控制焊接部件的竖直升降焊接，双输出轴电机通过齿轮与齿槽的啮合，带动电弧焊圆周转动焊接，全程无需人工下水操作，方便使用。

附图说明

图1为本发明提出的一种大型沉井现场焊接机器人的示意图；

图2为本发明提出的一种大型沉井现场焊接机器人的沉井结构俯视图；

图3为本发明提出的一种大型沉井现场焊接机器人的动力减速电机结构正视图；

图4为本发明提出的一种大型沉井现场焊接机器人的圆环结构剖视图；

图5为本发明提出的一种大型沉井现场焊接机器人的定位支架结构立体图。

图中：1、沉井；2、U型槽；21、动力减速电机；22、钢索；3、竖直支架；4、圆环；5、伸缩杆；6、定位支架；61、定位滑轮；62、连接轴；63、第一微型液压缸；64、定位齿条；65、固定齿条；7、环槽；71、安装环；72、密封圈；73、双输出轴电机；74、齿轮；75、齿槽；76、电环；77、弹簧片；78、第二液压缸；79、第三微型液压缸；710、电弧焊；711、防护罩。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5，一种大型沉井现场焊接机器人，包括沉井1，沉井1的上表面向下滑动套接有U型槽2，U型槽2的外侧表面通过膨胀螺栓与沉井1固定连接，U型槽2的内侧表面固定安装有竖直支架3；

通过设置U型槽2的内侧表面固定安装有竖直支架3，达到了对沉井1的内侧壁焊接提供竖直升降的平台，竖直支架3可使用四块角钢相互用钢筋焊接而成，只要靠近内侧表面处留出缺口即可。

竖直支架3通过固定在沉井1上表面的竖直驱动源带动其上下升降；

进一步地，竖直驱动源包括动力减速电机21，动力减速电机21的输出轴通过联轴器固定连接有转轴，转轴的一端表面固定套接有卷筒，卷筒的表面固定连接有钢索22，钢索22的底端与伸缩件固定连接。

动力减速电机21通过卷起或松动钢索22，伸缩件再自身重力作用下，延着竖直支架3上下实现升降，进而实现升降。

竖直支架3的内侧表面横向设置有伸缩件，伸缩件的外端固定连接有锁件，锁件将伸缩件活动锁定在竖直支架3上；

进一步地，伸缩件由呈十字状的伸缩杆5构成，伸缩杆5的一端与锁件的一端固定连接；

通过设置伸缩件，能够针对不同直径的沉井1实现灵活调节的效果，伸缩杆5横向伸缩，即可实现径向的调节效果。

进一步地，锁件包括定位支架6，定位支架6的四角处通过轴承固定安装有定位滑轮61，定位滑轮61的表面沿着竖直支架3的内侧壁滚动。

定位滑轮61将伸缩杆5的横向方向死死定位，不让伸缩杆5沿着直径方向自行滑动。

进一步地，定位支架6的中心处固定连接有连接轴62，连接轴62的径向固定安装有第一微型液压缸63，第一微型液压缸63的活塞杆固定连接有定位齿条64，竖直支架3的内侧壁固定安装有固定齿条65，通过第一微型液压缸63控制定位齿条64向外伸出后与固定齿条65的表面啮合定位。

当伸缩杆5竖直方向上调节好后，控制第一微型液压缸63想两侧推动定位齿条64，使得定位齿条64与固定齿条65啮合，实现定位；

通过设置锁件，达到了在竖直驱动源实现竖直下沉伸缩件后，能够快速的对伸缩件进行两侧支撑锁紧的效果，避免钢索22造成整个设备的晃动问题。

伸缩件的上表面固定安装有圆环4，圆环4的上表面圆周滑动连接有焊接部件，焊接部件径向移动焊接；

进一步地，焊接部件包括环槽7，环槽7开设于圆环4的上表面，环槽7的截面呈T形状，环槽7的内壁滑动套接有安装环71，安装环71的外表面与环槽7的槽口内侧壁均开设有导向槽，导向槽的内壁滑动插接有导向球。

进一步地，安装环71与滑槽滑动的位置设置有密封圈72，安装环71位于环槽7内部的下表面固定安装有双输出轴电机73，双输出轴电机73的输出轴表面固定安装有齿轮74，环槽7的内底壁开设有齿槽75，齿槽75的内壁与齿轮74的外表面啮合。

在实现竖直方向上的定位后，启动双输出轴电机73，使得齿轮74与齿槽75啮合，控制安装环71圆周转动，实现圆周方向上的移动，方便水下焊接。

进一步地，环槽7的内顶壁固定安装有电环76，双输出轴电机73的接线端固定安装有弹簧片77，弹簧片77的表面与电环76的下表面滑动连接。

能够防止导向发生缠绕问题，直接让弹簧片77在电环76上滑动，既不影响正常使用，亦不会发生电线缠绕问题。

进一步地，安装环71的上表面固定安装有第二液压缸78，第二液压缸78的活塞杆固定连接有第三微型液压缸79，第三微型液压缸79的活塞杆固定连接有电弧焊710。

需要焊接时，通过第二液压缸78控制电弧焊710的大致焊接距离，再通过第三微型液压缸79控制电弧焊710的精确焊接距离。

进一步地，第三微型液压缸79的外表面固定套接有防护罩711，双输出轴电机73带动第二液压缸78沿着安装环71的圆周方向转动，第二液压缸78带动第三微型液压缸79延伸安装环71的直径方向移动焊接；

通过设置焊接部件，达到了可沿着沉井1内侧壁实现圆周和竖直方向上的水下焊接，竖直驱动源控制焊接部件的竖直升降焊接，双输出轴电机73通过齿轮74与齿槽75的啮合，带动电弧焊710圆周转动焊接，全程无需人工下水操作，方便使用。

为进一步减轻重力，在伸缩杆5的中心上表面固定安装拉杆8，在拉杆8的顶部再固定安装个浮力物81，以方便伸缩杆5具有向上的浮力，防止因重力过大而造成不稳定的问题发生。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大型沉井现场焊接机器人，包括沉井（1），其特征在于：所述沉井（1）的上表面向下滑动套接有U型槽（2），所述U型槽（2）的外侧表面通过膨胀螺栓与所述沉井（1）固定连接，所述U型槽（2）的内侧表面固定安装有竖直支架（3）；

所述竖直支架（3）通过固定在所述沉井（1）上表面的竖直驱动源带动其上下升降；

所述竖直支架（3）的内侧表面横向设置有伸缩件，所述伸缩件的外端固定连接有锁件，所述锁件将伸缩件活动锁定在所述竖直支架（3）上；

所述伸缩件的上表面固定安装有圆环（4），所述圆环（4）的上表面圆周滑动连接有焊接部件，所述焊接部件径向移动焊接。

2.根据权利要求1所述的一种大型沉井现场焊接机器人，其特征在于：所述竖直驱动源包括动力减速电机（21），所述动力减速电机（21）的输出轴通过联轴器固定连接有转轴，所述转轴的一端表面固定套接有卷筒，所述卷筒的表面固定连接有钢索（22），所述钢索（22）的底端与所述伸缩件固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种大型沉井现场焊接机器人，其特征在于：所述伸缩件由呈十字状的伸缩杆（5）构成，所述伸缩杆（5）的一端与所述锁件的一端固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种大型沉井现场焊接机器人，其特征在于：所述锁件包括定位支架（6），所述定位支架（6）的四角处通过轴承固定安装有定位滑轮（61），所述定位滑轮（61）的表面沿着所述竖直支架（3）的内侧壁滚动。

5.根据权利要求4所述的一种大型沉井现场焊接机器人，其特征在于：所述定位支架（6）的中心处固定连接有连接轴（62），所述连接轴（62）的径向固定安装有第一微型液压缸（63），所述第一微型液压缸（63）的活塞杆固定连接有定位齿条（64），所述竖直支架（3）的内侧壁固定安装有固定齿条（65），通过所述第一微型液压缸（63）控制所述定位齿条（64）向外伸出后与所述固定齿条（65）的表面啮合定位。

6.根据权利要求1所述的一种大型沉井现场焊接机器人，其特征在于：所述焊接部件包括环槽（7），所述环槽（7）开设于所述圆环（4）的上表面，所述环槽（7）的截面呈T形状，所述环槽（7）的内壁滑动套接有安装环（71），所述安装环（71）的外表面与所述环槽（7）的槽口内侧壁均开设有导向槽，所述导向槽的内壁滑动插接有导向球。

7.根据权利要求6所述的一种大型沉井现场焊接机器人，其特征在于：所述安装环（71）与滑槽滑动的位置设置有密封圈（72），所述安装环（71）位于所述环槽（7）内部的下表面固定安装有双输出轴电机（73），所述双输出轴电机（73）的输出轴表面固定安装有齿轮（74），所述环槽（7）的内底壁开设有齿槽（75），所述齿槽（75）的内壁与所述齿轮（74）的外表面啮合。

8.根据权利要求7所述的一种大型沉井现场焊接机器人，其特征在于：所述环槽（7）的内顶壁固定安装有电环（76），所述双输出轴电机（73）的接线端固定安装有弹簧片（77），所述弹簧片（77）的表面与所述电环（76）的下表面滑动连接。

9.根据权利要求8所述的一种大型沉井现场焊接机器人，其特征在于：所述安装环（71）的上表面固定安装有第二液压缸（78），所述第二液压缸（78）的活塞杆固定连接有第三微型液压缸（79），所述第三微型液压缸（79）的活塞杆固定连接有电弧焊（710）。

10.根据权利要求9所述的一种大型沉井现场焊接机器人，其特征在于：所述第三微型液压缸（79）的外表面固定套接有防护罩（711），所述双输出轴电机（73）带动所述第二液压缸（78）沿着安装环（71）的圆周方向转动，所述第二液压缸（78）带动第三微型液压缸（79）延伸所述安装环（71）的直径方向移动焊接。

Images