CN114012440A - 一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车，属于塔筒焊接技术领域，用于解决对风电塔筒的焊接，需要大量的人力操作，施焊效率低等问题。包括安装机架，安装机架的前侧设有圆环轨道，圆环轨道的内侧设有两个对称的移动机车，移动机车上均设有机械臂组件，两个机械臂组件上分别设有打磨组件和焊接头组件，安装机架的内部转动设有旋转盘，旋转盘与两个移动机车之间均设有固定连杆，旋转盘上设有焊接机和风机，焊接机与焊接头组件通过导线管连接，安装机架的下侧固定有行走动力车，安装机架的后侧设有若干圆周均布的调节支撑组件；本发明移动方便，行走稳定，可同步进行圆周焊接和打磨抛光，具有吸尘和焊接检测功能。

Description

一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车

技术领域

本发明属于塔筒焊接技术领域，涉及一种焊接移动车，特别是一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车。

背景技术

在科学技术飞速发展的当今时代，焊接技术已经从传统的热加工技艺发展到如今的集材料、冶金、结构、电子等多门类的工程工艺技术。焊接作为最流行的连接技术，已经将前沿的科技融入到一起，比如激光、工业机器人、微电子等高新技术。焊接是大型结构制造必备的关键技术，通常是整体制造流程的后期阶段，对于产品质量起决定性的作用。未来工业制造大多数是智能化流水线的工作流程，这种制造业生产的只能是中小型的结构件，比如汽车零件；对于大型、超大型的结构制造只能依赖人工搭配半自动化操作才能完成，比如大型压力钢管、塔筒等。这种大型的金属结构焊接，常用的焊接方法包括气保焊、埋弧焊、手工焊等，都需要大量的人力操作，施焊效率低。

经检索，如中国专利文献公开了一种筒体立式焊接装置【申请号：CN202021890744.2；公开号：CN213730040U】。这种焊接装置，包括底座，底座上端四角均固定连接有减震组件，四个减震组件上端共同固定连接有焊接箱，焊接箱上端左部穿插连接有固定组件，焊接箱内下箱壁左部固定连接有一号转轴，一号转轴外表面上部固定连接有底板，焊接箱内右箱壁下部固定连接有焊接组件，焊接箱左端和右端均开有若干个透光孔，若干个透光孔内均固定连接有防护网，底座下端四角均固定连接有支撑脚。虽然了利用伸缩弹簧的作用方便根据筒体的高度尺寸进行合适的调节后进行固定，简单有效，但是不方便移动，不具备同步进行圆周焊接和打磨抛光，以及吸尘和焊接检测功能。

基于此，我们提出了一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车，可实现焊接移动车移动方便，行走稳定，可同步进行圆周焊接和打磨抛光，同时具有吸尘和焊接检测功能，减轻工作强度，还能保证焊接质量和达到标准。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车，本发明要解决的技术问题是：如何实现焊接移动车移动方便，行走稳定，可同步进行圆周焊接和打磨抛光，同时具有吸尘和焊接检测功能。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车，包括安装机架，所述安装机架的前侧设有圆环轨道，圆环轨道的内侧设有两个对称的移动机车，移动机车上均设有机械臂组件，两个机械臂组件上分别设有打磨组件和焊接头组件，安装机架的内部转动设有旋转盘，旋转盘与两个移动机车之间均设有固定连杆，旋转盘上设有焊接机和风机，焊接机与焊接头组件通过导线管连接，安装机架的下侧固定有行走动力车，安装机架的后侧设有若干圆周均布的调节支撑组件。

本发明的工作原理：使用者通过行走动力车带动安装机架移动，从而带动本装置移动到风电塔筒的内部待焊接处，若干调节支撑组件同步伸出，调节支撑组件的端部抵触在风电塔筒的内壁上，此时，圆环轨道的圆心与风电塔筒的圆心共线，即圆环轨道与风电塔筒为同心圆，调节机械臂组件，使得焊接头组件正对于待焊接处，两个移动机车同时围绕圆环轨道行走，同时通过固定连杆带动旋转盘转动，继而带动焊接机和风机同步转动，焊接头组件与焊接机及导线管配合进行焊接，转动半周后，调节另一个机械臂组件，使得打磨组件正对于焊接处，打磨组件对焊接处进行打磨，再转动半周后，焊接完成，继续转动半周后，打磨完成，焊接和打磨的同时，风机同步吸收焊接和打磨产生的烟气和细屑；

打磨完成后，两个移动机车同时围绕圆环轨道在行走一周，通过焊接头组件进行焊接检测，检测有问题后，对焊接有问题处，再次进行焊接，检测没有问题后，收起两个节机械臂组件，将打磨组件和焊接头组件收纳在圆环轨道的内部，然后再收起调节支撑组件，移动机车落回风电塔筒上，进行下一处移动，进行焊接打磨。

所述安装机架的下方设有呈方形的安装箱，安装箱内部设有蓄电池，安装箱的下方四角均固定有万向轮，行走动力车固定在安装箱的下方，行走动力车位于万向轮中部，安装机架的后侧设有把手架，把手架的中部设有带屏控制盒，带屏控制盒与蓄电池电性连接。

采用以上结构，蓄电池通过带屏控制盒为各部件供电，使用者手握把手架，方便通过带屏控制盒控制各部件工作，用以实现焊接、打磨、吸尘、行走等功能，万向轮与行走动力车配合行走，更加稳定本装置。

所述行走动力车的前侧设有照明灯，安装机架的前侧下方设有摄像探头，移动机车、行走动力车、照明灯和摄像探头均与带屏控制盒电性连接。

采用以上结构，照明灯进行焊接照明，摄像探头进行拍摄，并将拍摄的视频实时传输至带屏控制盒，便于及时观察调整各部件的工作和位置。

所述调节支撑组件包括液压缸主体和铰接头，液压缸主体固定在安装机架的后侧，铰接头固定在液压缸主体的伸缩端的端部，铰接头上铰接有柔性支撑块，液压缸主体与带屏控制盒电性连接。

采用以上结构，带屏控制盒控制液压缸主体工作，从而控制伸缩端伸出，从而带动铰接头张开，带动柔性支撑块抵触在风电塔筒的内壁上，保证圆环轨道的圆心与风电塔筒的圆心共线，即圆环轨道与风电塔筒为同心圆。

所述机械臂组件包括旋转基座，旋转基座转动设置在移动机车的中部，旋转基座上设有第一转动杆，第一转动杆的末端设有第二转动杆，第二转动杆的末端设有第三转动杆，第三转动杆的末端设有第四转动杆。

采用以上结构，旋转基座可带动第一转动杆转动，第一转动杆调节第二转动杆转动，第二转动杆调节第三转动杆转动，第三转动杆调节第四转动杆转动，从而带动打磨组件或焊接头组件的移动，便于打磨或焊接。

所述打磨组件包括打磨电机和打磨头，打磨电机固定在其中一个机械臂组件的第四转动杆的端部，打磨电机的输出轴上设有夹紧座，夹紧座上可拆卸地设有打磨头。

采用以上结构，打磨电机带动夹紧座转动，从而带动打磨头转动，打磨头快速打磨焊接处，一段时间后，打磨头磨损，打开夹紧座，更换新的打磨头，也可以根据打磨需要，更换不同大小形状的打磨头.

所述焊接头组件包括安装板，安装板固定在另一个机械臂组件的第四转动杆的端部，安装板上固定有导轨和微调电机，安装板上转动设有丝杆，微调电机的输出轴与丝杆的一端传动连接，丝杆上传动设有滑动座，滑动座滑动设置在导轨上，滑动座上固定有转动电机，转动电机的输出轴上设有U型架，U型架的两侧分别设有焊接探头和检测探头，检测探头与焊接机通过导线管连接，U型架上设有接收器，接收器位于检测探头的上侧。

采用以上结构，微调电机的输出轴带动丝杆转动，从而带动滑动座沿着导轨和丝杆的方向移动，从而带动转动电机移动，继而带动U型架移动，焊接时，调节转动电机的输出轴转动，使得焊接探头抵触在焊接处，焊机检测时，调节转动电机的输出轴反向转动，使得检测探头正对于焊接处，与接收器配合进行检测。

所述风机的进风端设有两根柔性管道，两根柔性管道分别设置在机械臂组件上，柔性管道的末端设有收集斗，收集斗固定在机械臂组件的第三转动杆的末端，风机的出风端设有可拆卸地收集箱。

采用以上结构，风机吸气，灰尘、烟气或细屑吸入收集斗，经由柔性管道，吸入风机，再通过风机的出风端，收集在收集箱内，一段时间后，拆下收集箱，进行清理再安装即可。

与现有技术相比，本海上风电塔筒生产用自动焊接移动车具有以下优点：

通过行走动力车和若干万向轮配合，移动方便，行走稳定，再通过若干调节支撑组件配合，调节支撑组件支撑在风电塔筒内壁上，满足不用尺寸的风电塔筒段的焊接，将安装机架升起，保证圆环轨道的圆心与风电塔筒的圆心共线，即圆环轨道与风电塔筒为同心圆，便于进行圆周焊接和打磨抛光；

通过机械臂组件、焊接头组件和焊接机及导线管配合，可有效进行调节焊接高度，焊接精准稳定；同时焊接头组件设有检测探头、接收器，可进行焊接检测；

通过机械臂组件和打磨组件配合，可有效稳定进行打磨抛光；

通过风机、柔性管道、收集斗和收集箱配合，可有效收集在灰尘、烟气或细屑，且收集箱可拆卸，便于清理；

通过圆环轨道和两个移动机车配合，便于有效进行同步打磨和焊接，打磨和焊接效率高，效果好。

附图说明

图1是本发明的前侧立体结构示意图；

图2是本发明的后侧立体结构示意图；

图3是本发明中机械臂组件和焊接头组件的立体结构示意图；

图4是本发明中焊接头组件的立体结构示意图；

图中：1-圆环轨道、2-安装机架、3-调节支撑组件、4-移动机车、5-打磨组件、6-机械臂组件、7-焊接机、8-风机、9-焊接头组件、10-照明灯、11-行走动力车、12-摄像探头、13-伸缩端、14-液压缸主体、15-把手架、16-打磨电机、17-打磨头、18-万向轮、19-柔性支撑块、20-铰接头、21-第二转动杆、22-第三转动杆、23-第四转动杆、24-旋转基座、25-第一转动杆、26-丝杆、27-导轨、28-滑动座、29-转动电机、30-检测探头、31-接收器、32-U型架、33-焊接探头、34-微调电机、35-安装板、36-收集斗、37-柔性管道、38-导线管、39-带屏控制盒。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

请参阅图1-图4，本实施例提供了一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车，包括安装机架2，安装机架2的前侧设有圆环轨道1，圆环轨道1的内侧设有两个对称的移动机车4，移动机车4上均设有机械臂组件6，两个机械臂组件6上分别设有打磨组件5和焊接头组件9，安装机架2的内部转动设有旋转盘，旋转盘与两个移动机车4之间均设有固定连杆，旋转盘上设有焊接机7和风机8，焊接机7与焊接头组件9通过导线管38连接，安装机架2的下侧固定有行走动力车11，安装机架2的后侧设有若干圆周均布的调节支撑组件3；使用者通过行走动力车11带动安装机架2移动，从而带动本装置移动到风电塔筒的内部待焊接处，若干调节支撑组件3同步伸出，调节支撑组件3的端部抵触在风电塔筒的内壁上，此时，圆环轨道1的圆心与风电塔筒的圆心共线，即圆环轨道1与风电塔筒为同心圆，调节机械臂组件6，使得焊接头组件9正对于待焊接处，两个移动机车4同时围绕圆环轨道1行走，同时通过固定连杆带动旋转盘转动，继而带动焊接机7和风机8同步转动，焊接头组件9与焊接机7及导线管38配合进行焊接，转动半周后，调节另一个机械臂组件6，使得打磨组件5正对于焊接处，打磨组件5对焊接处进行打磨，再转动半周后，焊接完成，继续转动半周后，打磨完成，焊接和打磨的同时，风机8同步吸收焊接和打磨产生的烟气和细屑；

打磨完成后，两个移动机车4同时围绕圆环轨道1在行走一周，通过焊接头组件9进行焊接检测，检测有问题后，对焊接有问题处，再次进行焊接，检测没有问题后，收起两个节机械臂组件6，将打磨组件5和焊接头组件9收纳在圆环轨道1的内部，然后再收起调节支撑组件3，移动机车4落回风电塔筒上，进行下一处移动，进行焊接打磨。

安装机架2的下方设有呈方形的安装箱，安装箱内部设有蓄电池，安装箱的下方四角均固定有万向轮18，行走动力车11固定在安装箱的下方，行走动力车11位于万向轮18中部，安装机架2的后侧设有把手架15，把手架15的中部设有带屏控制盒39，带屏控制盒39与蓄电池电性连接；蓄电池通过带屏控制盒39为各部件供电，使用者手握把手架15，方便通过带屏控制盒39控制各部件工作，用以实现焊接、打磨、吸尘、行走等功能，万向轮18与行走动力车11配合行走，更加稳定本装置。

行走动力车11的前侧设有照明灯10，安装机架2的前侧下方设有摄像探头12，移动机车4、行走动力车11、照明灯10和摄像探头12均与带屏控制盒39电性连接；照明灯10进行焊接照明，摄像探头12进行拍摄，并将拍摄的视频实时传输至带屏控制盒39，便于及时观察调整各部件的工作和位置。

调节支撑组件3包括液压缸主体14和铰接头20，液压缸主体14固定在安装机架2的后侧，铰接头20固定在液压缸主体14的伸缩端13的端部，铰接头20上铰接有柔性支撑块19，液压缸主体14与带屏控制盒39电性连接；带屏控制盒39控制液压缸主体14工作，从而控制伸缩端13伸出，从而带动铰接头20张开，带动柔性支撑块19抵触在风电塔筒的内壁上，保证圆环轨道1的圆心与风电塔筒的圆心共线，即圆环轨道1与风电塔筒为同心圆。

机械臂组件6包括旋转基座24，旋转基座24转动设置在移动机车4的中部，旋转基座24上设有第一转动杆25，第一转动杆25的末端设有第二转动杆21，第二转动杆21的末端设有第三转动杆22，第三转动杆22的末端设有第四转动杆23；旋转基座24可带动第一转动杆25转动，第一转动杆25调节第二转动杆21转动，第二转动杆21调节第三转动杆22转动，第三转动杆22调节第四转动杆23转动，从而带动打磨组件5或焊接头组件9的移动，便于打磨或焊接。

打磨组件5包括打磨电机16和打磨头17，打磨电机16固定在其中一个机械臂组件6的第四转动杆23的端部，打磨电机16的输出轴上设有夹紧座，夹紧座上可拆卸地设有打磨头17；打磨电机16带动夹紧座转动，从而带动打磨头17转动，打磨头17快速打磨焊接处，一段时间后，打磨头17磨损，打开夹紧座，更换新的打磨头17，也可以根据打磨需要，更换不同大小形状的打磨头17.

焊接头组件9包括安装板35，安装板35固定在另一个机械臂组件6的第四转动杆23的端部，安装板35上固定有导轨27和微调电机34，安装板35上转动设有丝杆26，微调电机34的输出轴与丝杆26的一端传动连接，丝杆26上传动设有滑动座28，滑动座28滑动设置在导轨27上，滑动座28上固定有转动电机29，转动电机29的输出轴上设有U型架32，U型架32的两侧分别设有焊接探头33和检测探头30，检测探头30与焊接机7通过导线管38连接，U型架32上设有接收器31，接收器31位于检测探头30的上侧；微调电机34的输出轴带动丝杆26转动，从而带动滑动座28沿着导轨27和丝杆26的方向移动，从而带动转动电机29移动，继而带动U型架32移动，焊接时，调节转动电机29的输出轴转动，使得焊接探头33抵触在焊接处，焊机检测时，调节转动电机29的输出轴反向转动，使得检测探头30正对于焊接处，与接收器31配合进行检测。

风机8的进风端设有两根柔性管道37，两根柔性管道37分别设置在机械臂组件6上，柔性管道37的末端设有收集斗36，收集斗36固定在机械臂组件6的第三转动杆22的末端，风机8的出风端设有可拆卸地收集箱；风机8吸气，灰尘、烟气或细屑吸入收集斗36，经由柔性管道37，吸入风机8，再通过风机8的出风端，收集在收集箱内，一段时间后，拆下收集箱，进行清理再安装即可。

本发明的工作原理：使用者手握把手架15，通过带屏控制盒39控制各部件工作，控制行走动力车11带动安装机架2移动，与万向轮18配合，带动本装置移动到风电塔筒的内部待焊接处，

照明灯10进行焊接照明，摄像探头12进行拍摄，并将拍摄的视频实时传输至带屏控制盒39，便于及时观察调整各部件的工作和位置；

带屏控制盒39控制液压缸主体14工作，从而控制伸缩端13伸出，从而带动铰接头20张开，带动柔性支撑块19抵触在风电塔筒的内壁上，保证圆环轨道1的圆心与风电塔筒的圆心共线，即圆环轨道1与风电塔筒为同心圆，

调节机械臂组件6，使得焊接头组件9正对于待焊接处，微调电机34的输出轴带动丝杆26转动，从而带动滑动座28沿着导轨27和丝杆26的方向移动，从而带动转动电机29移动，继而带动U型架32移动，焊接时，调节转动电机29的输出轴转动，使得焊接探头33抵触在焊接处，

两个移动机车4同时围绕圆环轨道1行走，同时通过固定连杆带动旋转盘转动，继而带动焊接机7和风机8同步转动，焊接头组件9与焊接机7及导线管38配合进行焊接，转动半周后，

调节另一个机械臂组件6，使得打磨组件5正对于焊接处，打磨电机16带动夹紧座转动，从而带动打磨头17转动，打磨头17快速打磨焊接处，再转动半周后，焊接完成，继续转动半周后，打磨完成，

焊接和打磨的同时，风机8吸气，灰尘、烟气或细屑吸入收集斗36，经由柔性管道37，吸入风机8，再通过风机8的出风端，收集在收集箱内；

打磨完成后，调节转动电机29的输出轴反向转动，使得检测探头30正对于焊接处，与接收器31配合进行检测，两个移动机车4同时围绕圆环轨道1再行走一周，检测有问题后，对焊接有问题处，再次进行焊接，然后打磨；

检测没有问题后，收起两个节机械臂组件6，将打磨组件5和焊接头组件9收纳在圆环轨道1的内部，然后再收起调节支撑组件3，移动机车4落回风电塔筒上，进行下一处移动，进行焊接打磨。

本发明不限与风电塔筒的焊接，其他的管状筒状的钢铁件，也可焊接，适用范围广。

综上，通过行走动力车11和若干万向轮18配合，移动方便，行走稳定，再通过若干调节支撑组件3配合，调节支撑组件3支撑在风电塔筒内壁上，满足不用尺寸的风电塔筒段的焊接，将安装机架2升起，保证圆环轨道1的圆心与风电塔筒的圆心共线，即圆环轨道1与风电塔筒为同心圆，便于进行圆周焊接和打磨抛光；

通过机械臂组件6、焊接头组件9和焊接机7及导线管38配合，可有效进行调节焊接高度，焊接精准稳定；同时焊接头组件9设有检测探头30、接收器31，可进行焊接检测；

通过机械臂组件6和打磨组件5配合，可有效稳定进行打磨抛光；

通过风机8、柔性管道37、收集斗36和收集箱配合，可有效收集在灰尘、烟气或细屑，且收集箱可拆卸，便于清理；

通过圆环轨道1和两个移动机车4配合，便于有效进行同步打磨和焊接，打磨和焊接效率高，效果好。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车，包括安装机架（2），其特征在于，所述安装机架（2）的前侧设有圆环轨道（1），圆环轨道（1）的内侧设有两个对称的移动机车（4），移动机车（4）上均设有机械臂组件（6），两个机械臂组件（6）上分别设有打磨组件（5）和焊接头组件（9），安装机架（2）的内部转动设有旋转盘，旋转盘与两个移动机车（4）之间均设有固定连杆，旋转盘上设有焊接机（7）和风机（8），焊接机（7）与焊接头组件（9）通过导线管（38）连接，安装机架（2）的下侧固定有行走动力车（11），安装机架（2）的后侧设有若干圆周均布的调节支撑组件（3）。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车，其特征在于，所述安装机架（2）的下方设有呈方形的安装箱，安装箱内部设有蓄电池，安装箱的下方四角均固定有万向轮（18），行走动力车（11）固定在安装箱的下方，行走动力车（11）位于万向轮（18）中部，安装机架（2）的后侧设有把手架（15），把手架（15）的中部设有带屏控制盒（39），带屏控制盒（39）与蓄电池电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车，其特征在于，所述行走动力车（11）的前侧设有照明灯（10），安装机架（2）的前侧下方设有摄像探头（12），移动机车（4）、行走动力车（11）、照明灯（10）和摄像探头（12）均与带屏控制盒（39）电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车，其特征在于，所述调节支撑组件（3）包括液压缸主体（14）和铰接头（20），液压缸主体（14）固定在安装机架（2）的后侧，铰接头（20）固定在液压缸主体（14）的伸缩端（13）的端部，铰接头（20）上铰接有柔性支撑块（19），液压缸主体（14）与带屏控制盒（39）电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车，其特征在于，所述机械臂组件（6）包括旋转基座（24），旋转基座（24）转动设置在移动机车（4）的中部，旋转基座（24）上设有第一转动杆（25），第一转动杆（25）的末端设有第二转动杆（21），第二转动杆（21）的末端设有第三转动杆（22），第三转动杆（22）的末端设有第四转动杆（23）。

6.根据权利要求1所述的一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车，其特征在于，所述打磨组件（5）包括打磨电机（16）和打磨头（17），打磨电机（16）固定在其中一个机械臂组件（6）的第四转动杆（23）的端部，打磨电机（16）的输出轴上设有夹紧座，夹紧座上可拆卸地设有打磨头（17）。

7.根据权利要求1所述的一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车，其特征在于，所述焊接头组件（9）包括安装板（35），安装板（35）固定在另一个机械臂组件（6）的第四转动杆（23）的端部，安装板（35）上固定有导轨（27）和微调电机（34），安装板（35）上转动设有丝杆（26），微调电机（34）的输出轴与丝杆（26）的一端传动连接，丝杆（26）上传动设有滑动座（28），滑动座（28）滑动设置在导轨（27）上，滑动座（28）上固定有转动电机（29），转动电机（29）的输出轴上设有U型架（32），U型架（32）的两侧分别设有焊接探头（33）和检测探头（30），检测探头（30）与焊接机（7）通过导线管（38）连接，U型架（32）上设有接收器（31），接收器（31）位于检测探头（30）的上侧。

8.根据权利要求1所述的一种海上风电塔筒生产用自动焊接移动车，其特征在于，所述风机（8）的进风端设有两根柔性管道（37），两根柔性管道（37）分别设置在机械臂组件（6）上，柔性管道（37）的末端设有收集斗（36），收集斗（36）固定在机械臂组件（6）的第三转动杆（22）的末端，风机（8）的出风端设有可拆卸地收集箱。

Images