CN113714612B - 一种等离子钢材切割装置 - Google Patents

Abstract

一种等离子钢材切割装置，涉及切割设备技术领域，所述切割装置包括环形运动机构、设置在环形运动机构上的切割枪、以及设置在环形运动机构内环处的用于对待切割的钢材进行固定的固定机构，所述切割枪的切割方向朝向环心，所述环形运动机构带动所述切割枪进行环形运动，对位于内环处的钢材进行环状切割，本发明结构新颖紧凑，对位于高空的钢材进行准确切割，切面成型质量高，操作方便，切割效率高，实用性强，适合广泛推广使用。

Description

一种等离子钢材切割装置

技术领域

本发明涉及切割设备技术领域，具体涉及一种等离子钢材切割装置。

背景技术

在建筑拆除领域中，网架拆除危险性极大。针对高空的网架，需要通过高空切割的方式对网架进行定点切割，以此来实现网架拆除作业，随着我国工业生产及基础设施建设的快速发展，高空切割作业已经十分常见，尤其是在建筑领域中，超过30m以上的特级高处作业已经极为普遍，而现有的切割方法需要工人手提切割设备达到切割对象附近，需要花费大量时间铺设、加固施工场地，同时对工人作业水平要求高，需要对工人进行长时间的培训才能从事高空切割工作。

现在实际工作中常用的金属切割方式有砂轮切割、锯片切割、火焰切割等，砂轮切割在工作时需要频繁更换切割砂轮片；锯片切割在工作时对于金属管的内在应力适应性较差，容易发生锯片断裂等问题；火焰切割则在工作时无法保证切割断面的加工质量且切割效率较为低下。此外考虑到砂轮切割和锯片切割对内应力的适应性较差，很难应用于拆除切割工况中。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的钢材切割一般通过人工操作切割，需要花费大量时间铺设、加固施工场地，同时对工人作业水平要求高，需要对工人进行长时间的培训才能从事高空切割工作，且金属切割方式缺点较多，很难应用于拆除工况中的技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种等离子钢材切割装置，所述切割装置包括环形运动机构、设置在环形运动机构上的切割枪、以及设置在环形运动机构内环处的用于对待切割的钢材进行固定的固定机构，所述切割枪的切割方向朝向环心，所述环形运动机构带动所述切割枪进行环形运动，对位于内环处的钢材进行环状切割。

进一步的，所述环形运动机构包括一后架、与后架一体成型的弧状固定架，所述弧状固定架的弧状内侧形成有安装空间，安装空间上固定设置有环状的运动底座，所述运动底座的外环壁通过滑动轴承与运动环活动连接，所述运动环由驱动组件驱动在所述运动底座外环壁运动，所述切割枪设置在所述运动环上。

进一步的，所述运动环为环状齿轮，所述驱动组件包括若干间隔均匀设置在所述弧状固定架上的驱动齿轮，每一所述驱动齿轮与所述环状齿轮啮合传动连接，其中的一个所述驱动齿轮通过驱动电机驱动转动，所述驱动电机固定设置在所述弧状固定架底部，每一所述驱动齿轮之间通过同步轮、同步带传动。

进一步的，所述固定机构包括对称设置在所述运动底座内环处的固定组件，所述固定组件包括一安装板以及固定胶垫，所述安装板一端固定于所述弧状固定架，另一端水平伸入所述运动底座的内环部与所述固定胶垫固定连接，所述运动底座固定在所述安装板中部，两个所述固定胶垫呈弧状间隔排布。

进一步的，每一所述固定胶垫的中部嵌接有固定强磁，所述固定强磁得电可用于对钢材进行电磁吸合固定。

进一步的，所述运动底座远离所述后架的一端设置有内缺口，所述运动环对应设置有外缺口，所述内缺口与外缺口共同组成供所述钢材进入内环的进入路径。

进一步的，所述切割枪为等离子切割枪，所述切割枪通过电机固定座固定在所述运动环上。

进一步的，所述安装板上间隔均匀设置有若干个固定孔，所述安装板通过调节螺栓搭配固定孔与弧状固定架进行可调性连接，调节所述安装板的伸出长度以适应不同尺寸钢材的固定。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过设置切割装置包括环形运动机构、固定机构、切割枪，使用时，利用所述高空吊车以及机械臂将所述环形运动机构送至所述高空网架处，利用所述固定机构将高空网架固定在切割范围内，通过所述环形运动机构即可带动所述切割枪进行环形移动，从而对位于中心的高空网架进行快速切割，本发明结构新颖紧凑，对位于高空的钢材进行准确切割，切面成型质量高，操作方便，切割效率高，实用性强，适合广泛推广使用

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的机械臂与切割装置结构示意图；

图3为图2的爆炸结构示意图；

图4为本发明的机械臂结构示意图；

图5为本发明的回转器的结构示意图；

图6为本发明擎重装置的安装结构示意图；

图7为本发明擎重装置的结构示意图；

图8为图2的局部放大图；

图9为本发明切割装置结构示意图；

图10为本发明切割装置另一视角结构示意图；

图11为本发明切割装置另一视角结构示意。

图中：1.高空吊车、2.机械臂、210.大臂、211.空腔、212.机械臂底座、213.回转器、2131.步进电机、2132.主动轮、2133.轴承、2134.从动轮、2135.安装底板、2136.连接件、214.减震器、215.液压机构、220.小臂、3.切割装置、310.环形运动机构、311.后架、312.弧状固定架、313.运动底座、3131.滑动轴承、3132.内缺口、314.运动环、3141.外缺口、315.驱动齿轮、316.驱动电机、317.切割枪、318.同步带、319.电机固定座、320.固定机构、321.安装板、322.固定胶垫、323.固定强磁、330.擎重装置、331.伸缩杆、332.伸缩头、333.伸缩组件、334.牵引绳、335.滑轮、336.空腔上盖、337.擎重强磁、4.高空网架。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-11所示，一种高空网架切割设备，用于对高空网架4(钢材)进行切割，包括高空吊车1、与高空吊车1输出末端连接的机械臂2、以及与机械臂2输出末端连接的切割装置3，所述高空吊车1将所述机械臂2运送至高空中指定的工作范围，所述机械臂2对切割装置3的切割位置进行微调，所述切割装置为环形切割结构。

本发明提出了一种高空网架切割设备，设置高空吊车1、机械臂2、切割装置3，在使用时，通过所述高空吊车1将所述机械臂2运送至高空中指定的工作位置，再通过所述机械臂2对所述切割装置3的位置进行微调，利用其环形切割结构，使切割装置3套住所述高空网架4，利用环形切割结构的切割装置3对其进行切割，本发明利用高空吊车1、机械臂2搭配切割装置3的结构，对位于高空的高空网架4进行准确切割，切面成型质量高，操作方便，切割效率高，实用性强，适合广泛推广使用。

具体的，如图所示，所述切割装置3包括与机械臂2输出末端活动连接的环形运动机构310、设置在环形运动机构310上的切割枪317、以及设置在环形运动机构310内环处的用于对待切割的高空网架4进行固定的固定机构320，所述切割枪317的切割方向朝向环心，所述环形运动机构310带动所述切割枪317进行环形运动，对位于内环处的高空网架4进行环状切割。通过设置切割装置包括环形运动机构310、固定机构320、切割枪317，使用时，利用所述高空吊车1以及机械臂2将所述环形运动机构310送至所述高空网架4处，利用所述固定机构320将高空网架4固定在切割范围内，通过所述环形运动机构310即可带动所述切割枪317进行环形移动，从而对位于中心的高空网架4进行快速切割。

具体的，如图所示，所述环形运动机构310包括一后架311、与后架311一体成型的弧状固定架312，所述弧状固定架312的弧状内侧形成有安装空间，安装空间上固定设置有环状的运动底座313，所述运动底座313的外环壁通过滑动轴承3131与运动环314活动连接，所述运动环314由驱动组件驱动在所述运动底座313外环壁运动，所述切割枪317设置在所述运动环314上。通过设置有一体成型的后架311与弧状固定架312，其安装空间固定有运动底座313以及运动环314，使用时，通过所述驱动组件驱动所述运动环314在所述运动底座313上运动，从而地洞所述切割枪317运动，从而对中心的高空网架4进行环状切割。

具体的，如图所示，所述运动环314为环状齿轮，所述驱动组件包括若干间隔均匀设置在所述弧状固定架312上的驱动齿轮315，每一所述驱动齿轮315与所述环状齿轮啮合传动连接，其中的一个所述驱动齿轮315通过驱动电机316驱动转动，所述驱动电机316固定设置在所述弧状固定架312底部，每一所述驱动齿轮315之间通过同步轮、同步带318传动。使用时，通过所述驱动电机316驱动其中一个驱动齿轮315转动，利用同步轮、同步带318结构，同步带动其他驱动齿轮315转动，在本实施例中，所述驱动齿轮315的数量为两个，结构紧凑，传动效率稳定。

具体的，如图所示，所述固定机构320包括对称设置在所述运动底座313内环处的固定组件，所述固定组件包括一安装板321以及固定胶垫322，所述安装板321一端固定于所述弧状固定架312，另一端水平伸入所述运动底座313的内环部与所述固定胶垫322固定连接，所述运动底座313固定在所述安装板321中部，两个所述固定胶垫322呈弧状间隔排布，每一所述固定胶垫322的中部嵌接有固定强磁323，所述固定强磁323得电可用于对所述高空网架4进行电磁吸合固定。

具体的，如图所示，所述运动底座313远离所述后架311的一端设置有内缺口3132，所述运动环313对应设置有外缺口3141，所述内缺口3132与外缺口3141共同组成供所述高空网架4进入内环的进入路径。通过设置外缺口3141和内缺口3142，使用时当所述外缺口3141和内缺口3142对应时，所述环状结构形成具有缺口的钳状结构，利用所述缺口，所述机械臂2可直接通过所述缺口伸入到高空网架4内，形成快速就位，加快的工作效率。

具体的，如图所示，所述切割枪317为等离子切割枪，所述切割枪317通过电机固定座319固定在所述运动环314上。

具体的，如图所示，所述机械臂2包括相互活动连接的一大臂210、一小臂220，所述大臂210的底端活动连接在机械臂底座212上，所述机械臂底座212底部与回转器213输出端固定，所述回转器213通过减震器214与所述高空吊车1输出末端固定连接，还包括设置在所述大臂210、小臂220上的液压机构215，所述液压机构215驱动所述大臂210、小臂220动作，带动所述切割装置3运动。通过上述结构，带动所述切割装置就位，其中所述高空吊车1相当于具有粗调效果，机械臂2相当于具有微调效果，搭配使用使切割装置的就位速度更快、准确性更高。

具体的，如图所示，所述回转器213包括连接件2136，所述连接件2136内设置有步进电机2131，所述步进电机2131输出轴伸出所述连接件2136顶部与主动轮2132连接，所述主动轮2132与从动轮2134啮合传动连接，所述从动轮2134的底部通过轴承2133固定在所述连接件2136上，所述从动轮2134的顶部固定连接有安装底板2135，所述安装底板2135与所述机械臂底座212固定连接。

具体的，如图所示，所述小臂220的末端设置有防止在切割过程中发生共振的擎重装置330，所述擎重装置330的输出末端与所述后架311固定连接。所述小臂220的末端内部成型有用于安装所述擎重装置330的空腔211，所述空腔211具有一向外的开口，所述擎重装置330包括设置所述空腔211最内侧的伸缩组件333，所述空腔211靠近开口的一侧活动设置有伸缩杆331，所述伸缩杆331外端与所述后架311固定连接，所述伸缩组件333的伸缩头332与伸缩杆331内端之间设置有柔性连接组件。

具体的，如图所示，所述柔性连接组件包括若干组设置在伸缩头332与伸缩杆331之间的滑轮绳索组件，每组所述滑轮绳索组件包括一牵引绳334以及两个滑轮335，两个所述滑轮335固定设置在所述空腔211的内壁，且分别设置在所述伸缩头332和伸缩杆331的上方，所述牵引绳334一端固定于所述伸缩头332，另一端依次穿过两个滑轮335固定于所述伸缩杆331上。

具体的，如图所示，所述伸缩杆331为磁吸金属，所述伸缩头332接近所述伸缩杆331的一端设置有缓冲胶垫，所述缓冲胶垫331内嵌接有擎重强磁337，所述擎重强磁337得电可吸紧固定所述伸缩杆331。

具体的，如图所示，所述小臂220端部设置有用于封闭所述空腔211开口的空腔上盖336，所述空腔上盖336上开设有与所述伸缩杆331尺寸相匹配的伸缩口。

具体的，如图所示，所述安装板321上间隔均匀设置有若干个固定孔，所述安装板321通过调节螺栓搭配固定孔与弧状固定架312进行可调性连接，调节所述安装板321的伸出长度以适应不同尺寸高空网架4的固定。

具体的，本发明具体的实施方式如下：

步骤1：根据摄像头确定所需切割杆件位置，控制机械臂寻找该切割位置，寻找到切割位置后即可实行步骤2。

步骤2：利用切割装置中的固定强磁323吸附到所需切割杆件(高空网架)上，具体地，利用接触式开关确定固定强磁323是否吸附在杆件上，确定该固定强磁323吸附在杆件上后，即实行步骤3。

步骤3：切割装置固定强磁323得电吸附后，擎重器中的擎重强磁337失电，其伸缩头往内缩回，伸缩杆底座四面所连接的绳索也随之放松，此时即可实行杆件切割，且切割时杆件的晃动不会对机械臂和吊车大臂产生影响。

步骤4：切割装置实施切割，其等离子切割枪开启，等离子切割割嘴随着运动环(环状齿轮)的旋转绕杆件一周实现杆件的切割，通过行程开关使得该切割装置完成一周切割后停止切割。

步骤5：完成切割后，切割装置固定强磁323失电，切割装置不再抱紧已切割杆件，擎重器中伸缩头伸出，随着伸缩头的伸出，伸缩杆四个方向的绳索随之拉紧，将伸缩杆固定于空腔中心。

步骤6：伸缩头接触伸缩杆时，擎重器中擎重强磁337得电并与伸缩杆相吸。从而实现伸缩杆与机械臂稳固连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种等离子钢材切割装置，其特征在于，所述切割装置(3)包括环形运动机构(310)、设置在环形运动机构(310)上的切割枪(317)、以及设置在环形运动机构(310)内环处的用于对待切割的钢材进行固定的固定机构(320)，所述切割枪(317)的切割方向朝向环心，所述环形运动机构(310)带动所述切割枪(317)进行环形运动，对位于内环处的钢材进行环状切割；所述环形运动机构(310)包括一后架(311)、与后架(311)一体成型的弧状固定架(312)；

还包括有防止所述切割装置(3)在切割过程中发生共振的擎重装置(330)，所述擎重装置(330)包括设置在空腔(211)最内侧的伸缩组件(333)，所述空腔(211)靠近开口的一侧活动设置有伸缩杆(331)，所述伸缩杆(331)外端与所述后架(311)固定连接，所述伸缩组件(333)的伸缩头(332)与伸缩杆(331)内端之间设置有柔性连接组件；

所述柔性连接组件包括若干组设置在伸缩头(332)与伸缩杆(331)之间的滑轮绳索组件，每组所述滑轮绳索组件包括一牵引绳(334)以及两个滑轮(335)，两个所述滑轮(335)固定设置在所述空腔(211)的内壁，且分别设置在所述伸缩头(332)和伸缩杆(331)的上方，所述牵引绳(334)一端固定于所述伸缩头(332)，另一端依次穿过两个滑轮(335)固定于所述伸缩杆(331)上。

2.根据权利要求1所述的一种等离子钢材切割装置，其特征在于，所述弧状固定架(312)的弧状内侧形成有安装空间，安装空间上固定设置有环状的运动底座(313)，所述运动底座(313)的外环壁通过滑动轴承(3131)与运动环(314)活动连接，所述运动环(314)由驱动组件驱动在所述运动底座(313)外环壁运动，所述切割枪(317)设置在所述运动环(314)上。

3.根据权利要求2所述的一种等离子钢材切割装置，其特征在于，所述运动环(314)为环状齿轮，所述驱动组件包括若干间隔均匀设置在所述弧状固定架(312)上的驱动齿轮(315)，每一所述驱动齿轮(315)与所述环状齿轮啮合传动连接，其中的一个所述驱动齿轮(315)通过驱动电机(316)驱动转动，所述驱动电机(316)固定设置在所述弧状固定架(312)底部，每一所述驱动齿轮(315)之间通过同步轮、同步带(318)传动。

4.根据权利要求2所述的一种等离子钢材切割装置，其特征在于，所述固定机构(320)包括对称设置在所述运动底座(313)内环处的固定组件，所述固定组件包括一安装板(321)以及固定胶垫(322)，所述安装板(321)一端固定于所述弧状固定架(312)，另一端水平伸入所述运动底座(313)的内环部与所述固定胶垫(322)固定连接，所述运动底座(313)固定在所述安装板(321)中部，两个所述固定胶垫(322)呈弧状间隔排布。

5.根据权利要求4所述的一种等离子钢材切割装置，其特征在于，每一所述固定胶垫(322)的中部嵌接有固定强磁(323)，所述固定强磁(323)得电可用于对钢材进行电磁吸合固定。

6.根据权利要求2所述的一种等离子钢材切割装置，其特征在于，所述运动底座(313)远离所述后架(311)的一端设置有内缺口(3132)，所述运动环(314)对应设置有外缺口(3141)，所述内缺口(3132)与外缺口(3141)共同组成供所述钢材进入内环的进入路径。

7.根据权利要求2所述的一种等离子钢材切割装置，其特征在于，所述切割枪(317)为等离子切割枪，所述切割枪(317)通过电机固定座(319)固定在所述运动环(314)上。

8.根据权利要求4所述的一种等离子钢材切割装置，其特征在于，所述安装板(321)上间隔均匀设置有若干个固定孔，所述安装板(321)通过调节螺栓搭配固定孔与弧状固定架(312)进行可调性连接，调节所述安装板(321)的伸出长度以适应不同尺寸钢材的固定。

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