CN112222559A - 一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于冷却器技术领域，尤其是一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人，包括安装座，所述安装座的上表面开设有第一安装腔，所述第一安装腔的内壁设置有驱动装置，所述驱动装置包括第一驱动电机，所述第一驱动电机固定安装于第一安装腔内，所述第一驱动电机的输出轴通过联轴器固定连接有第一转轴，所述第一转轴的外表面固定连接有转盘。该高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人，达到了通过第一驱动电机、气缸和第二驱动电机对转盘、滚轮和第一滑块进行控制，进而对两个管道之间进行焊接的效果，从而解决了现有的冷却器管道焊接时，工作人员焊接的效率降低，且增加了工作人员的操作难度的问题。

Description

一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人

技术领域

本发明涉及冷却器技术领域，尤其涉及一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人。

背景技术

优质冷却器是换热设备的一类，用以冷却流体。通常用水或空气为冷却剂以除去热量。有间壁式冷却器、喷淋式冷却器、夹套式冷却器和蛇管式冷却器等。电厂低温用聚四氟乙烯冷却器是发电厂为降低排烟温度进行余热回收的新型装置设备。采用氟塑料换热器，能够防止酸腐蚀，并将烟气温度降至100度以内。塑料冷却器是一种耐腐蚀性能强的氟塑料换热器，首先由美国Dupont公司于制造成功并实现了商品化生产。我国也投入了大量资金和人力致力于氟塑料换热器的开发，郑州工业大学研制成功“聚四氟乙烯(简称F-4)管板限胀施压加热焊接”工艺，解决了氟塑料管子与管板连接的关键技术。随后，国产各种类型的氟塑料冷却器陆续投入实际生产应用并取得良好的效果，冷却器有三种，第一种液压机冷却器列管式，有双重管式、立式、卧式、浮头式等多种。这种类型的特点是用作冷却的水从管内部流过，而油则从列管的间隔中流过，中间设置的折板让油折流，它所使用的双城甚至四程流动方式让它的冷却效果更加强烈。第二种波纹板式也分为人字和斜波纹式等，利用波纹构造排列的接触点，让流体在流速并不高的情况下形成紊流，大幅度的提升了散热的效果。第三种的风冷式液压机冷却器一样分为间接式、固定式和悬挂式等等多种。它的特点也有许多，它简单的结构、小体积小重量和使用方便等都是它的优势所在；

焊接:也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接通过下列三种途径达成接合的目的:熔焊--加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助，它是适合各种金属和合金的焊接加工，不需压力；压焊--焊接过程必须对焊件施加压力，属于各种金属材料和部分金属材料的加工；钎焊--采用比母材熔点低的金属材料做钎料，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工，也适合于不同金属或异类材料的焊接加工；现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等；

冷却器的主体管道通常都是通过很多节短的管道拼接起来，随后通过工作人员使用焊接设备对管道与管道之间的内壁进行焊接，由于管道内壁直径有限，导致工作人员焊接的效率降低，且增加了工作人员的操作难度。

发明内容

基于现有的冷却器管道焊接时，工作人员焊接的效率降低，且增加了工作人员的操作难度的技术问题，本发明提出了一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人。

本发明提出的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人，包括安装座，所述安装座的上表面开设有第一安装腔，所述第一安装腔的内壁设置有驱动装置，所述驱动装置包括第一驱动电机，所述第一驱动电机固定安装于第一安装腔内，所述第一驱动电机的输出轴通过联轴器固定连接有第一转轴，所述第一转轴的外表面固定连接有转盘；

所述转盘的上表面开设有第一滑槽，多个所述第一滑槽的一端内壁均固定安装有气缸，所述气缸包括活塞和气压杆；

所述安装座的两侧表面均设置有行走装置，所述行走装置包括支撑块，所述支撑块固定连接与安装座的两侧表面。

优选地，所述安装座的内壁开设有第二安装腔，所述第二安装腔的内壁固定连接有供电箱，所述安装座的上表面固定连接有第一支撑环，所述转盘的下表面开设有第一环形槽，所述第一支撑环的上表面固定连接有第一正极电极环，所述第一环形槽的内壁固定连接有第一负极电极环，所述第一正极电极环与第一负极电极环旋转套接，所述第一正极电极环的电极与第一负极电极环的电极通过第一正极电极片和第一负极电极片电性连接。

优选地，所述气压杆远离活塞的一端表面固定连接有第一滑块，所述第一滑块的外表面与第一滑槽的内壁滑动插接，多个所述第一滑槽的内底壁开设有第一连接槽。

优选地，多个所述第一连接槽的内壁均固定连接有第一正极电极块，多个所述第一滑块的下表面均固定连接有第一负极电极块，所述第一负极电极块的外表面与第一正极电极块的内壁滑动插接，所述第一正极电极块与第一负极电极块的电极通过第二正极电极片和第二负极电极片电性连接，多个所述第一滑块的上表面均固定连接有第一连接杆，多个所述第一连接杆的上表面均固定连接有焊接框，多个所述焊接框首尾相连组成环形状，多个所述焊接框的一侧外表面均开设有第一焊接口，所述第一焊接口的内壁固定连接有第一隔热层，所述第一隔热层的外表面固定连接有第一电烙铁。

优选地，多个所述焊接框的内壁均开设有伸缩槽，所述伸缩槽的一侧内壁固定连接有第二隔热层，相邻所述焊接框之间均设置有扩张框，多个所述扩张框的两端分别与两个相邻焊接框的伸缩槽内壁滑动插接，多个所述扩张框的一侧表面开设有第一连接口，所述第一连接口的内壁固定连接有第三隔热层，所述第三隔热层的外表面固定连接有第二电烙铁，所述第一隔热层、第二隔热层和第三隔热层的内部均设置有玻璃纤维。

优选地，多个所述扩张框的一侧表面均固定连接有第二正极电极块，多个所述第一焊接口的一侧内壁固定连接有第三正极电极块，多个所述焊接框的内壁均开设有第二连接口，多个所述第二连接口的内壁均固定连接有第二负极电极块，所述第二正极电极块与第二负极电极块的内表面滑动插接，所述第三正极电极块的外表面与第二负极电极块的内壁固定连接，所述第二正极电极块和第三正极电极块的电极均通过第三正极电极片和第三负极电极片与第二负极电极块的电极电性连接。

优选地，所述转盘的上表面固定连接有安装柱，所述安装柱的上表面固定连接有摄像头。

优选地，所述支撑块的一端上表面固定连接有支撑柱，所述支撑柱的一端表面固定连接有安装板，两个所述安装板的一侧表面均开设有第一安装口，所述第一安装口的一端贯穿安装板的内壁并延伸至支撑柱的内壁，所述第一安装口的内壁固定安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴通过联轴器固定连接有第二转轴，所述第二转轴的外表面固定连接有主齿轮。

优选地，所述安装板的一侧表面通过轴承分别固定连接有第一连接轴和第二连接轴，所述第一连接轴和第二连接轴的外表面均固定连接有从动齿轮，两个所述从动齿轮均与主齿轮啮合传动，所述第一连接轴和第二连接轴的外表面均固定连接有滚轮。

优选地，两个所述滚轮通过传送带传动连接，所述传送带的外表面固定连接有吸盘，所述吸盘均匀分布与传送带的外表面，所述安装座的一侧表面固定连接有开关，所述开关的电极与供电箱的电极电性连接，所述供电箱的电极分别与第一驱动电机、气缸、第一正极电极环、摄像头和第二驱动电机的电极电性连接。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置多个焊接框的内壁均开设有伸缩槽，伸缩槽的一侧内壁固定连接有第二隔热层，相邻焊接框之间均设置有扩张框，多个扩张框的两端分别与两个相邻焊接框的伸缩槽内壁滑动插接，多个扩张框的一侧表面开设有第一连接口，第一连接口的内壁固定连接有第三隔热层，第三隔热层的外表面固定连接有第二电烙铁，第一隔热层、第二隔热层和第三隔热层的内部均设置有玻璃纤维，达到了通过气缸带动第一滑块在第一滑槽内滑动，带动焊接框扩张，使得扩张框从焊接框内伸出，进而增加焊接框的直径的效果，从而解决了在管道焊接完成后，不能对焊接框的直径进行调节，导致焊接框下降时对焊接边造成剐蹭的问题。

2、通过设置转盘的上表面固定连接有安装柱，安装柱的上表面固定连接有摄像头，达到了通过摄像头对管道内壁的景象进行观看的效果，从而解决了无法得知安装座所处位置的问题。

3、通过设置两个滚轮通过传送带传动连接，传送带的外表面固定连接有吸盘，吸盘均匀分布与传送带的外表面，安装座的一侧表面固定连接有开关，开关的电极与供电箱的电极电性连接，供电箱的电极分别与第一驱动电机、气缸、第一正极电极环、摄像头和第二驱动电机的电极电性连接，达到了通过第一驱动电机、气缸和第二驱动电机对转盘、滚轮和第一滑块进行控制，进而对两个管道之间进行焊接的效果，从而解决了现有的冷却器管道焊接时，工作人员焊接的效率降低，且增加了工作人员的操作难度的问题。

附图说明

图1为本发明提出的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人的示意图；

图2为本发明提出的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人的安装座结构剖视图；

图3为本发明提出的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人的安装座结构仰视图；

图4为本发明提出的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人的滚轮结构局部剖视图；

图5为本发明提出的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人的焊接框结构剖视图；

图6为本发明提出的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人的图2中A处结构放大图；

图7为本发明提出的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人的图4中B处结构放大图；

图8为本发明提出的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人的图5中C处结构放大图；

图9为本发明提出的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人的图5中D处结构放大图；

图10为本发明提出的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人的图6中E处结构放大图；

图11为本发明提出的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人的图2中F处结构放大图。

图中：1、安装座；2、第一驱动电机；3、转盘；4、第一滑槽；5、气缸；6、气压杆；7、支撑块；8、供电箱；9、第一支撑环；10、第一环形槽；11、第一正极电极环；12、第一负极电极环；13、第一滑块；14、第一连接槽；15、第一正极电极块；16、第一负极电极块；17、第一连接杆；18、焊接框；19、第一隔热层；20、第一电烙铁；21、伸缩槽；22、第二隔热层；23、扩张框；24、第三隔热层；25、第二电烙铁；27、第二正极电极块；28、第三正极电极块；29、第二负极电极块；30、安装柱；31、摄像头；32、支撑柱；33、安装板；34、第二驱动电机；35、主齿轮；36、从动齿轮；37、滚轮；38、吸盘；39、开关。

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1-11，一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人，如图4、图6-7和图11所示，包括安装座1，安装座1的上表面开设有第一安装腔，第一安装腔的内壁设置有驱动装置，驱动装置包括第一驱动电机2，第一驱动电机2固定安装于第一安装腔内，第一驱动电机2的输出轴通过联轴器固定连接有第一转轴，第一转轴的外表面固定连接有转盘3，安装座1的内壁开设有第二安装腔，第二安装腔的内壁固定连接有供电箱8，安装座1的上表面固定连接有第一支撑环9，转盘3的下表面开设有第一环形槽10，第一支撑环9的上表面固定连接有第一正极电极环11，第一环形槽10的内壁固定连接有第一负极电极环12，第一正极电极环11与第一负极电极环12旋转套接，第一正极电极环11的电极与第一负极电极环12的电极通过第一正极电极片和第一负极电极片电性连接；

如图1-2、图4-6和图8-10所示，转盘3的上表面开设有第一滑槽4，多个第一滑槽4的一端内壁均固定安装有气缸5，气缸5包括活塞和气压杆6，气压杆6远离活塞的一端表面固定连接有第一滑块13，第一滑块13的外表面与第一滑槽4的内壁滑动插接，多个第一滑槽4的内底壁开设有第一连接槽14，多个第一连接槽14的内壁均固定连接有第一正极电极块15，多个第一滑块13的下表面均固定连接有第一负极电极块16，第一负极电极块16的外表面与第一正极电极块15的内壁滑动插接，第一正极电极块15与第一负极电极块16的电极通过第二正极电极片和第二负极电极片电性连接，多个第一滑块13的上表面均固定连接有第一连接杆17，多个第一连接杆17的上表面均固定连接有焊接框18，多个焊接框18首尾相连组成环形状，多个焊接框18的一侧外表面均开设有第一焊接口，第一焊接口的内壁固定连接有第一隔热层19，第一隔热层19的外表面固定连接有第一电烙铁20；

如图1-2、图4-6和图8-10所示，多个焊接框18的内壁均开设有伸缩槽21，伸缩槽21的一侧内壁固定连接有第二隔热层22，相邻焊接框18之间均设置有扩张框23，多个扩张框23的两端分别与两个相邻焊接框18的伸缩槽21内壁滑动插接，多个扩张框23的一侧表面开设有第一连接口，第一连接口的内壁固定连接有第三隔热层24，第三隔热层24的外表面固定连接有第二电烙铁25，第一隔热层19、第二隔热层22和第三隔热层24的内部均设置有玻璃纤维，达到了通过气缸5带动第一滑块13在第一滑槽4内滑动，带动焊接框18扩张，使得扩张框23从焊接框18内伸出，进而增加焊接框18的直径的效果，从而解决了在管道焊接完成后，不能对焊接框18的直径进行调节，导致焊接框18下降时对焊接边造成剐蹭的问题；

如图1-2、图4和图8-10所示，多个扩张框23的一侧表面均固定连接有第二正极电极块27，多个第一焊接口的一侧内壁固定连接有第三正极电极块28，多个焊接框18的内壁均开设有第二连接口，多个第二连接口的内壁均固定连接有第二负极电极块29，第二正极电极块27与第二负极电极块29的内表面滑动插接，第三正极电极块28的外表面与第二负极电极块29的内壁固定连接，第二正极电极块27和第三正极电极块28的电极均通过第三正极电极片和第三负极电极片与第二负极电极块29的电极电性连接，转盘3的上表面固定连接有安装柱30，安装柱30的上表面固定连接有摄像头31，达到了通过摄像头31对管道内壁的景象进行观看的效果，从而解决了无法得知安装座1所处位置的问题；

如图1-2、图7和图10-11所示，安装座1的两侧表面均设置有行走装置，行走装置包括支撑块7，支撑块7固定连接与安装座1的两侧表面，支撑块7的一端上表面固定连接有支撑柱32，支撑柱32的一端表面固定连接有安装板33，两个安装板33的一侧表面均开设有第一安装口，第一安装口的一端贯穿安装板33的内壁并延伸至支撑柱32的内壁，第一安装口的内壁固定安装有第二驱动电机34，第二驱动电机34的输出轴通过联轴器固定连接有第二转轴，第二转轴的外表面固定连接有主齿轮35，安装板33的一侧表面通过轴承分别固定连接有第一连接轴和第二连接轴，第一连接轴和第二连接轴的外表面均固定连接有从动齿轮36，两个从动齿轮36均与主齿轮35啮合传动，第一连接轴和第二连接轴的外表面均固定连接有滚轮37，两个滚轮37通过传送带传动连接，传送带的外表面固定连接有吸盘38，吸盘38均匀分布与传送带的外表面，安装座1的一侧表面固定连接有开关39，开关39的电极与供电箱8的电极电性连接，供电箱8的电极分别与第一驱动电机2、气缸5、第一正极电极环11、摄像头31和第二驱动电机34的电极电性连接，达到了通过第一驱动电机2、气缸5和第二驱动电机34对转盘3、滚轮37和第一滑块13进行控制，进而对两个管道之间进行焊接的效果，从而解决了现有的冷却器管道焊接时，工作人员焊接的效率降低，且增加了工作人员的操作难度的问题。

工作原理：使用时，工作人员按下开关39，供电箱8开始供电，工作人员通过手机控制软件控制气缸5得电，气缸5带动第一滑块13在第一滑槽4内滑动，带动焊接框18扩张，使得扩张框23从焊接框18内伸出，进而增加焊接框18的直径，在焊接框18展开后，工作人员将焊条套在焊接框18的第一焊接口内，将焊接机器人放置到管道内，通过手机控制软件控制两个第二驱动电机34得电，通过传送带传动时，使得吸盘38与管道内壁产生吸附，进而带动安装座1向管道内部运动，工作人员可通过手机观看到摄像头31拍摄的影像，当焊接框18移动至需要焊接的地方时，控制第二驱动电机34停止，第一驱动电机2得电，带动转盘3旋转，对第一电烙铁20和第二电烙铁25进行通电加热，使得焊条融化，同时，第一电烙铁20和第二电烙铁25断电，转盘3带动焊接框18和扩张框23进行旋转，使得焊条融化后的溶液分布在管道连接处，进而完成对管道内壁的焊接。

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)

1.一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人，包括安装座(1)，其特征在于：所述安装座(1)的上表面开设有第一安装腔，所述第一安装腔的内壁设置有驱动装置，所述驱动装置包括第一驱动电机(2)，所述第一驱动电机(2)固定安装于第一安装腔内，所述第一驱动电机(2)的输出轴通过联轴器固定连接有第一转轴，所述第一转轴的外表面固定连接有转盘(3)；

所述转盘(3)的上表面开设有第一滑槽(4)，多个所述第一滑槽(4)的一端内壁均固定安装有气缸(5)，所述气缸(5)包括活塞和气压杆(6)；

所述安装座(1)的两侧表面均设置有行走装置，所述行走装置包括支撑块(7)，所述支撑块(7)固定连接与安装座(1)的两侧表面。

2.根据权利要求1所述的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人，其特征在于：所述安装座(1)的内壁开设有第二安装腔，所述第二安装腔的内壁固定连接有供电箱(8)，所述安装座(1)的上表面固定连接有第一支撑环(9)，所述转盘(3)的下表面开设有第一环形槽(10)，所述第一支撑环(9)的上表面固定连接有第一正极电极环(11)，所述第一环形槽(10)的内壁固定连接有第一负极电极环(12)，所述第一正极电极环(11)与第一负极电极环(12)旋转套接，所述第一正极电极环(11)的电极与第一负极电极环(12)的电极通过第一正极电极片和第一负极电极片电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人，其特征在于：所述气压杆(6)远离活塞的一端表面固定连接有第一滑块(13)，所述第一滑块(13)的外表面与第一滑槽(4)的内壁滑动插接，多个所述第一滑槽(4)的内底壁开设有第一连接槽(14)。

4.根据权利要求3所述的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人，其特征在于：多个所述第一连接槽(14)的内壁均固定连接有第一正极电极块(15)，多个所述第一滑块(13)的下表面均固定连接有第一负极电极块(16)，所述第一负极电极块(16)的外表面与第一正极电极块(15)的内壁滑动插接，所述第一正极电极块(15)与第一负极电极块(16)的电极通过第二正极电极片和第二负极电极片电性连接，多个所述第一滑块(13)的上表面均固定连接有第一连接杆(17)，多个所述第一连接杆(17)的上表面均固定连接有焊接框(18)，多个所述焊接框(18)首尾相连组成环形状，多个所述焊接框(18)的一侧外表面均开设有第一焊接口，所述第一焊接口的内壁固定连接有第一隔热层(19)，所述第一隔热层(19)的外表面固定连接有第一电烙铁(20)。

5.根据权利要求4所述的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人，其特征在于：多个所述焊接框(18)的内壁均开设有伸缩槽(21)，所述伸缩槽(21)的一侧内壁固定连接有第二隔热层(22)，相邻所述焊接框(18)之间均设置有扩张框(23)，多个所述扩张框(23)的两端分别与两个相邻焊接框(18)的伸缩槽(21)内壁滑动插接，多个所述扩张框(23)的一侧表面开设有第一连接口，所述第一连接口的内壁固定连接有第三隔热层(24)，所述第三隔热层(24)的外表面固定连接有第二电烙铁(25)，所述第一隔热层(19)、第二隔热层(22)和第三隔热层(24)的内部均设置有玻璃纤维。

6.根据权利要求5所述的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人，其特征在于：多个所述扩张框(23)的一侧表面均固定连接有第二正极电极块(27)，多个所述第一焊接口的一侧内壁固定连接有第三正极电极块(28)，多个所述焊接框(18)的内壁均开设有第二连接口，多个所述第二连接口的内壁均固定连接有第二负极电极块(29)，所述第二正极电极块(27)与第二负极电极块(29)的内表面滑动插接，所述第三正极电极块(28)的外表面与第二负极电极块(29)的内壁固定连接，所述第二正极电极块(27)和第三正极电极块(28)的电极均通过第三正极电极片和第三负极电极片与第二负极电极块(29)的电极电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人，其特征在于：所述转盘(3)的上表面固定连接有安装柱(30)，所述安装柱(30)的上表面固定连接有摄像头(31)。

8.根据权利要求7所述的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人，其特征在于：所述支撑块(7)的一端上表面固定连接有支撑柱(32)，所述支撑柱(32)的一端表面固定连接有安装板(33)，两个所述安装板(33)的一侧表面均开设有第一安装口，所述第一安装口的一端贯穿安装板(33)的内壁并延伸至支撑柱(32)的内壁，所述第一安装口的内壁固定安装有第二驱动电机(34)，所述第二驱动电机(34)的输出轴通过联轴器固定连接有第二转轴，所述第二转轴的外表面固定连接有主齿轮(35)。

9.根据权利要求8所述的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人，其特征在于：所述安装板(33)的一侧表面通过轴承分别固定连接有第一连接轴和第二连接轴，所述第一连接轴和第二连接轴的外表面均固定连接有从动齿轮(36)，两个所述从动齿轮(36)均与主齿轮(35)啮合传动，所述第一连接轴和第二连接轴的外表面均固定连接有滚轮(37)。

10.根据权利要求9所述的一种高效局部冷却器用主体管道内壁焊接机器人，其特征在于：两个所述滚轮(37)通过传送带传动连接，所述传送带的外表面固定连接有吸盘(38)，所述吸盘(38)均匀分布与传送带的外表面，所述安装座(1)的一侧表面固定连接有开关(39)，所述开关(39)的电极与供电箱(8)的电极电性连接，所述供电箱(8)的电极分别与第一驱动电机(2)、气缸(5)、第一正极电极环(11)、摄像头(31)和第二驱动电机(34)的电极电性连接。

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