CN113523674A - 一种管道焊接用的自动行走小车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道焊接用的自动行走小车，包括：行走小车，所述行走小车具有沿轨道行驶的底盘行走系统和焊枪摆动头；所述焊枪摆动头通过摆动连杆连接于行走小车；所述焊枪摆动头包括焊枪、能够调整焊枪高度的升降组件以及连接升降组件与焊枪的焊枪调整组件；所述焊枪调整组件调整焊枪的倾斜角度，使焊枪对焊道表面保持一定的角度；所述底盘行走系统有一个离合机构，使小车位于轨道上在人工推动和电动驱动状态自由切换。

Description

一种管道焊接用的自动行走小车

技术领域

本发明涉及自动焊技术领域，尤其是涉及一种管道焊接用的自动行走小车。

背景技术

管道全位置自动焊接在管道相对固定的情况下，借助于机械、电器的方法，使焊接设备带动焊枪沿焊缝环绕管壁运动，从而实现自动焊接。全位置自动焊接机能够实现平焊、立焊、横焊和仰焊的全位置和大型管道的全位置焊接。全位置自动焊机包括焊接小车和导轨两部分，焊接小车通过夹紧机构安装在焊接导轨上，带动焊枪沿管壁外径做圆周运动，小车上的摆动机构、横向调整机构、高度调整机构用以调整焊枪的横向摆动跟踪和上下移动。通常情况下，小车底盘的抱紧装置既要承担抱紧作用又要提供小车运行的动力，因此会产生较大的抖动，从而影响焊接质量。特别的，目前管道全位置自动焊接系统基本是摩擦驱动或侧齿驱动，要么机构复杂，要么轨道或驱动轮磨损严重，都给使用带来不便，增加使用成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道焊接用的自动行走小车。

为实现上述目的，本发明采用以下内容：

一种管道焊接用的自动行走小车，包括：行走小车，所述行走小车具有沿轨道行驶的底盘行走系统和焊枪摆动头；

所述焊枪摆动头通过摆动连杆连接于行走小车；所述焊枪摆动头包括焊枪、能够调整焊枪高度的升降组件以及连接升降组件与焊枪的焊枪调整组件；所述焊枪调整组件调整焊枪的倾斜角度，使焊枪始终保持对焊道表面的固定夹角；

所述底盘行走系统所带的离合机构使小车位于轨道上在人工推动和电动驱动状态通过一个手柄所处的位置自由切换。

优选的是，所述升降组件包括：壳体，所述壳体内部纵向设置有电机，且电机的输出端具有螺杆；所述螺杆上套装有滑块，当所述电机运行时，所述螺杆带动滑块在直线导轨上运动；所述滑块通过滑轨与壳体内侧面连接；所述滑块一侧设有限位片，并对应壳体内侧面上的行程开关；所述滑块连接于焊枪调整组件。

优选的是，所述焊枪调整组件包括固设于滑块上的上下调节板；所述上下调节板上固设有第一角度板；所述第一角度板上叠合有第二角度板，且所述第一角度板和第二角度板通过转轴连接，所述第二角度板上开设有刻有尺度的弧形孔；在所述弧形孔内插入连接在第一角度板上的刻度把手；所述第二角度板的末端连接有第三角度板；所述第三角度板上具有用于安装焊枪的安装支架和用于锁紧作用的第二把手。

优选的是，所述底盘行走系统的底盘两侧分设有定夹持壁和动夹持壁，且均安装有夹持轮组件，使通过动夹持壁朝向定夹持壁运动，夹持轮组件抱紧于轨道上；所述夹持轮组件通过固定件调整位于定夹持壁和动夹持壁上的高度；所述底盘的底部中心处设置有动力系统，且动力系统上位于动夹持壁的一侧安装有偏心轮把手，使通过偏心轮把手旋转，推动动夹持壁运动；

动力系统包括：位于底盘下方的咬合齿轮、位于底盘上方的电机以及啮合于咬合齿轮一端和电机输出端的离合机构；当所述离合机构远离电机输出端和咬合轮一端时，咬合轮停止工作，从而可以用手推动机头沿导轨快速自由运动。

优选的是，所述夹持轮组件包括调节臂、轴接于调节臂上的夹持轮支架、夹持轮和定位轮；所述调节臂的一端轴接于底盘上，另一端对齐于底盘上的弧形槽，且通过调整调节臂在弧形槽中的位置，匹配不同直径的轨道；所述夹持轮支架上具有两个纵向夹持轮和一个横向定位轮；两个纵向设置的夹持轮位于轨道的上下两侧，横向设置的定位轮抵接于轨道侧面。

优选的是，所述动夹持壁通过动夹持臂导向组件连接于底盘上；所述动夹持壁的中心向外侧设有凸出部，使动夹持壁的水平截面呈几字型；所述凸出部内具有离合机构。

优选的是，所述动夹持臂导向组件包括定位块、导向柱和弹簧；所述定位块固定连接于底盘上；所述导向柱插接于定位块内；所述弹簧套装于导向柱上，且另一端抵接动夹持壁，偏心轮把手松开时，弹簧将动夹持壁组件向外推出，使动夹持壁上安装的夹持轮组件脱离轨道，从而将机头从轨道上拆下。

优选的是，所述咬合齿轮套装于咬合齿轮轴上，且咬合齿轮轴的外端套装有第一啮合齿轮；所述咬合齿轮轴通过两个轴座固设于底盘下表面。

优选的是，所述电机的输出端上具有第二啮合齿轮，且所述第二啮合齿轮对齐于所述第一啮合齿轮。

优选的是，所述离合机构包括：拨柄、过渡连接件、齿轮杆、定位轴和定位套；所述拨柄的中心轴接于底盘的侧壁上，尾端连接于过度连接件；所述过渡连接件的另一端连接于齿轮杆；所述齿轮杆尾端设置有惰轮，当所述拨柄旋转，通过过渡连接件带动齿轮杆横向运动，使惰轮接触/分离第一啮合齿轮和第二啮合齿轮。

本发明具有以下优点：

1、本申请通过设计了分离式的抱紧装置和动力装置，提高了行走装置的稳定性，整个系统没有易磨损部件，使用寿命长。本申请的动力装置设计了全新了离合机构，可以手动在轨道上快速移动机头，提高操作效率。偏心轮把手同时推动前后两套抱紧装置运动，安装、拆卸方便，省时。

2、本申请通过设计的焊枪摆动头，升降组件调节焊枪与管道之间的距离，焊枪调整组件调节焊枪与管道之间的夹角，两者之间相互分离，使得整个装置模块化，便于后续的升级，同时也提高了工作精度。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本发明的一种管道焊接用的自动行走小车结构示意图。

图2是本发明的一种管道焊接用的自动行走小车焊枪摆动头的结构示意图。

图3是本发明的一种管道焊接用的自动行走小车焊枪摆动头第二视角的结构示意图。

图4是本发明的一种管道焊接用的自动行走小车焊枪摆动头第三视角的结构示意图。

图5是本发明的一种管道焊接用的自动行走小车整体结构示意图。

图6是本发明的一种管道焊接用的自动行走小车底盘行走系统的结构示意图。

图7是本发明的一种管道焊接用的自动行走小车底盘行走系统的仰视结构示意图。

图8是本发明的一种管道焊接用的自动行走小车底盘行走系统的第二视角仰视结构示意图。

图9是本发明的一种管道焊接用的自动行走小车夹持轮组件的结构示意图。

图10是本发明的一种管道焊接用的自动行走小车动夹持臂导向组件的结构示意图。

图11是本发明的一种管道焊接用的自动行走小车离合机构的结构示意图。

图中，各附图标记为：

1-行走小车，2-底盘行走系统，201-底盘，202-条形槽，203-定夹持壁，204-动夹持壁，2041-凸出部，205-夹持轮组件，2051-调节臂，2052-夹持轮支架，2053-夹持轮，2054-定位轮，206-动力系统，2061-咬合齿轮，20611-咬合齿轮轴，20612-轴座，2062-电机，2063-离合机构，20631-拨柄，20632-过渡连接件，20633-齿轮杆，20634-定位轴，20635-定位套，207-动夹持臂导向组件，2071-定位块，2072-支撑柱，2073-弹簧，208-第一啮合齿轮，209-第二啮合齿轮，210-惰轮，211-偏心轮把手，3-焊枪摆动头，301-焊枪，302-升降组件，3021-壳体，3022-电机，3023-螺杆，3024-滑块，3025-限位片，3026-行程开关，303-焊枪调整组件，3031-上下调节板，3032-第一角度板，3033-第二角度板，3034-转轴，3035-弧形孔，3036-刻度把手，3037-第三角度板，3038-第二把手，4-摆动连杆。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至11所示，一种管道焊接用的自动行走小车包括：行走小车，所述行走小车具有沿轨道行驶的底盘行走系统和焊枪摆动头；

所述焊枪摆动头通过摆动连杆连接于行走小车；所述焊枪摆动头包括焊枪、能够调整焊枪高度的升降组件和连接升降组件和焊枪的焊枪调整组件；所述焊枪调整组件调整焊枪的倾斜角度，使焊枪对待焊焊缝表面保持一定的倾角；

所述升降组件包括：壳体，所述壳体内部纵向设置有电机，且电机的输出端具有螺杆；所述螺杆上套装有滑块，当所述电机运行时，螺杆带动所述滑块沿滑轨运动；所述滑块通过滑轨与壳体内侧面连接；所述滑块一侧设有限位片，并对应壳体内侧面上的行程开关；所述滑块连接于焊枪调整组件；

所述焊枪调整组件包括固设于滑块上的上下调节板；所述上下调节板上固设有第一角度板；所述第一角度板上叠合有第二角度板，且所述第一角度板和第二角度板通过转轴连接，所述第二角度板上开设有刻有尺度的弧形孔；在所述弧形孔内插入连接在第一角度板上的刻度把手；所述第二角度板的末端连接有第三角度板；所述第三角度板上具有用于安装焊枪的安装圈和用于松紧作用的第二把手。

所述底盘行走系统使小车通过离合手柄在轨道上在人工推动和电动驱动状态自由切换。

底盘行走系统，所述底盘行走系统的底盘两侧分设有定夹持壁和动夹持壁，且均安装有夹持轮组件，使通过动夹持壁朝向定夹持壁运动，夹持轮组件抱紧于轨道上；

进一步地，所述夹持轮组件包括调节臂、轴接于调节臂上的夹持轮支架和夹持轮及定位轮；所述调节臂的一端轴接于底盘上，另一端对齐于底盘上的条形槽，且通过调整调节臂在弧形槽中的不同位置，匹配不同直径的轨道；所述夹持轮支架上具有两个纵向夹持轮和一个横向定位轮；两个纵向设置的所述夹持轮位于轨道的上下两侧，横向设置的所述定位轮抵接于轨道侧面。

夹持轮支架能够转动一定角度，其目的在于，轨道是一个弧面，通过夹持轮支架的旋转，使得整个底盘行走系统更好的叠合于轨道，提高稳定性。因为轨道的直径不同，所以其弧面度也不同，当夹持轮支架的角度不能够满足于弧面度，就需要通过调整调节臂在条形槽内的位置，以适应轨道的弧面度。

进一步地，所述夹持轮组件通过固定件调整位于定夹持壁和动夹持壁上的高度；所述动夹持壁通过动夹持臂导向组件连接于底盘上；所述动夹持壁的中心向外侧设有凸出部，使动夹持壁的水平截面呈几字型；所述凸出部内具有离合机构。

进一步地，所述动夹持臂导向组件包括定位块、支撑柱和弹簧；所述定位块固定连接于底盘上；所述支撑柱插接于定位块内；所述弹簧套装于支撑柱上，且另一端抵接动夹持壁。

动夹持臂导向组件用于支撑动夹持壁，对动夹持壁提供一个回复力，偏心轮把手(211)松开时，弹簧(2073)将动夹持壁(204)组件向外推出，使动夹持壁(204)上安装的夹持轮组件(205)脱离轨道，从而可以将机头从轨道上拆下。

进一步地，所述底盘的底部中心处设置有动力系统，且动力系统上位于动夹持壁的一侧安装有偏心轮把手，使通过偏心轮把手旋转，推动动夹持壁运动；

值得一提的是，偏心轮把手始终接触于动夹持壁，从而利用偏心距使动夹持壁运动。

进一步地，动力系统包括：位于底盘下方的咬合齿轮、位于底盘上方的电机以及啮合于咬合齿轮一端和电机输出端的离合机构；当所述离合机构远离电机输出端和咬合齿轮一端时，咬合齿轮处于自由状态，可以人力推动小车沿轨道快速行走。所述咬合齿轮套装于咬合齿轮轴上，且咬合齿轮轴的外端套装有第一啮合齿轮；所述咬合齿轮轴通过两个轴座固设于底盘下表面。所述电机的输出端上具有第二啮合齿轮，且所述第二啮合齿轮对齐于所述第一啮合齿轮。

需要说明的是，咬合齿轮是齿轮，并配合于轨道上的开槽；而离合机构决定电机的驱动力能否传递给咬合齿轮。

进一步地，所述离合机构包括：拨柄、过渡连接件、齿轮杆、定位轴和定位套；所述拨柄的中心轴接于底盘的侧壁上，尾端连接于过度连接件；所述过渡连接件的另一端连接于齿轮杆；所述齿轮杆尾端设置有惰轮，当所述拨柄旋转，通过过渡连接件带动齿轮杆横向运动，使惰轮接触/分离第一啮合齿轮和第二啮合齿轮。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种管道焊接用的自动行走小车，其特征在于，包括：行走小车(1)，所述行走小车(1)具有沿轨道行驶的底盘行走系统(2)和焊枪摆动头(3)；

所述焊枪摆动头(3)通过摆动连杆(4)连接于行走小车；所述焊枪摆动头(3)包括焊枪(301)、能够调整焊枪高度的升降组件(302)以及连接升降组件与焊枪的焊枪调整组件(303)；所述焊枪调整组件(303)调整焊枪的倾斜角度，使焊枪始终保持对焊道表面的固定夹角；

所述底盘行走系统(2)所带的离合机构使小车位于轨道上在人工推动和电动驱动状态通过一个手柄所处的位置自由切换。

2.根据权利要求1所述的一种管道焊接用的自动行走小车，其特征在于，所述升降组件(302)包括：壳体(3021)，所述壳体(3021)内部纵向设置有电机(3022)，且电机的输出端具有螺杆(3023)；所述螺杆(3023)上套装有滑块(3024)，当所述电机(3022)运行时，所述螺杆(3023)带动滑块(3024)在直线导轨上运动；所述滑块通过滑轨与壳体内侧面连接；所述滑块(3024)一侧设有限位片(3025)，并对应壳体(3021)内侧面上的行程开关(3026)；所述滑块连接于焊枪调整组件(303)。

3.根据权利要求2所述的一种管道焊接用的自动行走小车，其特征在于，所述焊枪调整组件(303)包括固设于滑块(3024)上的上下调节板(3031)；所述上下调节板(3031)上固设有第一角度板(3032)；所述第一角度板(3032)上叠合有第二角度板(3033)，且所述第一角度板(3032)和第二角度板(3033)通过转轴(3034)连接，所述第二角度板(3033)上开设有刻有尺度的弧形孔(3035)；在所述弧形孔(3035)内插入连接在第一角度板(3032)上的刻度把手(3036)；所述第二角度板(3033)的末端连接有第三角度板(3037)；所述第三角度板(3037)上具有用于安装焊枪的安装支架和用于锁紧作用的第二把手(3038)。

4.根据权利要求1所述的一种管道焊接用的自动行走小车，其特征在于，所述底盘行走系统(2)的底盘(201)两侧分设有定夹持壁(203)和动夹持壁(204)，且均安装有夹持轮组件(205)，使通过动夹持壁(204)朝向定夹持壁(203)运动，夹持轮组件(205)抱紧于轨道上；所述夹持轮组件(205)通过固定件调整位于定夹持壁(203)和动夹持壁(204)上的高度；所述底盘(201)的底部中心处设置有动力系统(206)，且动力系统(206)上位于动夹持壁(204)的一侧安装有偏心轮把手(211)，使通过偏心轮把手旋转，推动动夹持壁运动；

动力系统(206)包括：位于底盘(201)下方的咬合齿轮(2061)、位于底盘上方的电机(2062)以及啮合于咬合齿轮一端和电机输出端的离合机构(2063)；当所述离合机构(2063)远离电机输出端和咬合轮一端时，咬合轮停止工作，从而可以用手推动机头沿导轨快速自由运动。

5.根据权利要求4所述的一种管道焊接用的自动行走小车，其特征在于，所述夹持轮组件(205)包括调节臂(2051)、轴接于调节臂上的夹持轮支架(2052)、夹持轮(2053)和定位轮(2054)；所述调节臂(2051)的一端轴接于底盘(201)上，另一端对齐于底盘(201)上的弧形槽(202)，且通过调整调节臂在弧形槽中的位置，匹配不同直径的轨道；所述夹持轮支架(2052)上具有两个纵向夹持轮(2053)和一个横向定位轮(2054)；两个纵向设置的夹持轮位于轨道的上下两侧，横向设置的定位轮(2054)抵接于轨道侧面。

6.根据权利要求5所述的一种管道焊接用的自动行走小车，其特征在于，所述动夹持壁(204)通过动夹持臂导向组件(207)连接于底盘201上；所述动夹持壁(204)的中心向外侧设有凸出部(2041)，使动夹持壁的水平截面呈几字型；所述凸出部(2041)内具有离合机构(2063)。

7.根据权利要求6所述的一种管道焊接用的自动行走小车，其特征在于，所述动夹持臂导向组件(207)包括定位块(2071)、导向柱(2072)和弹簧(2073)；所述定位块(2071)固定连接于底盘(201)上；所述导向柱(2072)插接于定位块(2071)内；所述弹簧(2073)套装于导向柱上，且另一端抵接动夹持壁(204)，偏心轮把手(211)松开时，弹簧(2073)将动夹持壁(204)组件向外推出，使动夹持壁(204)上安装的夹持轮组件(205)脱离轨道，从而将机头从轨道上拆下。

8.根据权利要求7所述的一种管道焊接用的自动行走小车，其特征在于，所述咬合齿轮(2061)套装于咬合齿轮轴(20611)上，且咬合齿轮轴(20611)的外端套装有第一啮合齿轮(208)；所述咬合齿轮轴(20611)通过两个轴座(20612)固设于底盘(201)下表面。

9.根据权利要求8所述的一种管道焊接用的自动行走小车，其特征在于，所述电机(2062)的输出端上具有第二啮合齿轮(209)，且所述第二啮合齿轮(209)对齐于所述第一啮合齿轮(208)。

10.根据权利要求9所述的一种管道焊接用的自动行走小车，其特征在于，所述离合机构(2063)包括：拨柄(20631)、过渡连接件(20632)、齿轮杆(20633)、定位轴(20634)和定位套(20635)；所述拨柄(20631)的中心轴接于底盘(201)的侧壁上，尾端连接于过度连接件(20632)；所述过渡连接件(20632)的另一端连接于齿轮杆(20633)；所述齿轮杆(20633)尾端设置有惰轮(210)，当所述拨柄旋转，通过过渡连接件(20632)带动齿轮杆横向运动，使惰轮(210)接触/分离第一啮合齿轮和第二啮合齿轮。

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