CN114559449B - 一种管道焊接修复机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管道焊接修复机器人，包括底座，底座的上表面正中间固定连接有修复板，修复板的中部设有圆孔，修复板内且位于圆孔外圈上设有一号驱动腔，一号驱动腔内转动连接有从动齿环，通过设置修复板，在修复板内设置圆孔，将可伸缩的焊接板间接的安装在滑板上，主动齿轮带动从动齿环转动，进一步带动滑板在圆孔内壁上滑动，使得两个相对的焊接板上的电焊枪和打磨石可自动对管道进行焊接和打磨，相对于传统人工手动焊接及打磨，工作效率更高，且危险性大大降低；通过设置三个平板，在调节齿轮的调节下，可配合从动齿环的转动使得整个支撑机构在底座上实现移动，可自动将两个管道贴合在一起，更加省心省事，可配合后续焊接工作。

Description

一种管道焊接修复机器人
技术领域
本发明涉及管道焊接技术领域，尤其涉及一种管道焊接修复机器人。
背景技术
焊接钢管是指用钢带或钢板弯曲变形为圆形、方形等形状后再焊接成的、表面有接缝的钢管，焊接钢管采用的坯料是钢板或带钢。
现有的两个圆形钢管相互焊接方式主要采用人工手动电焊，将两个钢管相对水平摆在承载架上，焊接工手持电焊枪在两个钢管交接处环绕一圈，将焊丝点焊在交接面，不仅操作起来很麻烦，工作效率很低，而且存在一定的危险性，此外在手动焊接过程中容易造成焊接面密度不同，又给后续的处理工序加大工作量。
因此提出一种管道焊接修复机器人，以便达到更加具有实用价值性的目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有的两个圆形钢管相互焊接方式主要采用人工手动电焊，将两个钢管相对水平摆在承载架上，焊接工手持电焊枪在两个钢管交接处环绕一圈，将焊丝点焊在交接面，不仅操作起来很麻烦，工作效率很低，而且存在一定的危险性，此外在手动焊接过程中容易造成焊接面密度不同，又给后续的处理工序加大工作量。
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种管道焊接修复机器人，包括底座，所述底座的上表面正中间固定连接有修复板，所述修复板的中部设有圆孔，所述修复板内且位于圆孔外圈上设有一号驱动腔，所述一号驱动腔内转动连接有从动齿环，所述修复板的顶面固定连接有面板，所述面板内设有二号驱动腔，且所述二号驱动腔和一号驱动腔相通，所述二号驱动腔内设有主动齿轮，所述面板的外侧面上固定连接有电机，所述电机的输出轴贯穿面板且轴端与主动齿轮固定连接，所述主动齿轮与从动齿环啮合传动，所述从动齿环的内侧面上固定连接有连接环，所述连接环的内侧面与圆孔的内侧壁平齐，所述修复板位于圆孔的内壁上设有安装机构，所述安装机构通过设置的两个可伸缩焊接板分别安装有电焊枪和打磨石，且所述电焊枪和打磨石正面相对且围绕着圆孔的圆心旋转。
作为优选，所述安装机构包括滑板，所述连接环的内侧面上固定连接有一对滑板，两个所述滑板的相对一侧上均设有两对三号导向杆，所述滑板位于三号导向杆连接的侧面上贴合有安装板，所述安装板远离滑板的一侧中部固定连接有伸缩板，所述安装板的内部且位于两对三号导向杆正对面上均设有三号导向孔，所述伸缩板内设有伸缩孔，所述伸缩孔内插设有呈T字形的焊接板，所述焊接板的两侧均设有耐磨贴，且所述伸缩板与焊接板位于耐磨贴的正对面螺纹连接有紧固螺栓，两个所述焊接板的相对面上分别焊接有电焊枪和打磨石，所述滑板和安装板的两侧均设有一对插孔，每个所述插孔内均插设有插杆，每四个所述插杆的端面之间均固定连接有固定板，且所述滑板设置的插孔内通过压缩弹簧将插杆与插孔连接。
作为优选，所述修复板的两外侧面上且位于圆孔的外圈上均设有辅助槽，两个所述辅助槽内均滑动连接有一对挂板，且所述挂板与对应的滑板端面固定连接。
作为优选，所述底座的上表面设有支撑机构，所述支撑机构包括一号平板，所述底座的上表面且位于修复板的两侧均设有一号平板，所述一号平板的上方设有二号平板，所述二号平板的上表面固定连接有一对三角块，所述二号平板的四个边角处均设有一号导向孔，每个所述一号导向孔内均插设有一号导向杆，且每个所述一号导向杆的底端均与一号平板固定连接，所述一号平板的上表面正中间与二号平板的底面之间固定连接有一号气缸。
作为优选，所述二号平板的上方设有三号平板，所述三号平板的底面同样固定连接有一对三角块，所述三号平板的四个边角处同样均设有一号导向孔，且所述一号导向杆贯穿三号平板内设的一号导向孔，所述三号平板位于其中两个一号导向孔之间设有一对螺纹孔，所述三号平板位于另外两个一号导向孔之间设有一对二号导向孔，所述二号导向孔内插设有二号导向杆，且所述二号导向杆的底端与二号平板固定连接，所述螺纹孔内螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的底端与二号平板转动连接，两个所述螺纹杆的表面均固定连接有传动臂，且两个所述传动臂之间铰接有二号气缸。
作为优选，所述底座内且位于修复板正下方设有凹槽，所述修复板的底面正中间设有连通槽，且所述连通槽与凹槽以及一号驱动腔均相通，所述凹槽内固定连接有三号气缸，所述三号气缸的输出轴上固定连接有U型架，所述U型架内设有调节齿轮，所述调节齿轮的圆心固定连接有往复丝杆，所述底座的上表面且位于凹槽两侧均设有滑槽，所述往复丝杆设置在滑槽内，所述往复丝杆的表面螺纹连接有一对滑块，所述滑块与滑槽滑动连接，且所述滑块的上表面设有连接槽，所述连接槽内放置有连接板，且所述连接板与底座表面设置的一号平板固定连接。
作为优选，所述修复板的一侧且位于辅助槽上方固定连接有托板，所述托板内插设有喷头，且所述喷头通过软管与外设的水箱连接。
作为优选，两个所述滑板的上下面之间均固定连接有弧形接料板，两个所述弧形接料板均卡在圆孔内，且所述弧形接料板的内侧面上设有接料槽。
本发明的有益效果是：
1、通过设置修复板，在修复板内设置圆孔，将可伸缩的焊接板间接的安装在滑板上，而滑板固定在带有连接环的从动齿环上，从动齿环与主动齿轮啮合传动，在电机的驱动下，主动齿轮带动从动齿环转动，进一步带动滑板在圆孔内壁上滑动，使得两个相对的焊接板上的电焊枪和打磨石可自动对管道进行焊接和打磨，管道修复快，相对于传统人工手动焊接及打磨，工作效率更高，且危险性大大降低；
2、通过设置三个平板，利用多个气缸配合使用，可抬升钢管以及固定钢管，确保钢管的中心线与圆孔的圆心处于同一水平线上，同时在调节齿轮的调节下，可配合从动齿环的转动使得整个支撑机构在底座上实现移动，可自动将两个管道贴合在一起，更加省心省事，可配合后续焊接工作。
附图说明
图1为本发明的一种管道焊接修复机器人的外观图；
图2为本发明的一种管道焊接修复机器人的修复板和面板剖视图；
图3为本发明的一种管道焊接修复机器人的底座剖视图；
图4为本发明的一种管道焊接修复机器人的二号平板和三号平板结构示意图；
图5为本发明的一种管道焊接修复机器人的图3中A的放大图；
图6为本发明的一种管道焊接修复机器人的支撑机构拆分图。
图中：1、底座；101、滑槽；102、凹槽；2、修复板；201、圆孔；202、辅助槽；203、一号驱动腔；204、连通槽；3、面板；301、二号驱动腔；4、电机；5、支撑机构；501、一号平板；502、一号气缸；503、一号导向杆； 504、二号平板；505、三号平板；506、二号导向杆；507、螺纹杆；508、二号气缸；509、传动臂；510、三角块；511、滑块；512、三号气缸；513、调节齿轮；514、U型架；515、往复丝杆；516、连接板；517、连接槽；518、一号导向孔；519、螺纹孔；520、二号导向孔；6、安装机构；601、滑板； 602、安装板；603、固定板；604、伸缩板；605、焊接板；606、三号导向杆； 607、插孔；608、挂板；609、三号导向孔；610、插杆；611、紧固螺栓；612、伸缩孔；613、耐磨贴；7、弧形接料板；701、接料槽；8、电焊枪；9、打磨石；10、托板；11、喷头；12、从动齿环；13、连接环；14、主动齿轮。
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；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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：由图1-6给出，本发明提出的一种管道焊接修复机器人，包括底座1，所述底座1的上表面正中间固定连接有修复板2，所述修复板2的中部设有圆孔201，所述修复板2内且位于圆孔201外圈上设有一号驱动腔203，所述一号驱动腔203内转动连接有从动齿环12，所述修复板2的顶面固定连接有面板3，所述面板3内设有二号驱动腔301，且所述二号驱动腔301和一号驱动腔203相通，所述二号驱动腔301内设有主动齿轮14，所述面板3的外侧面上固定连接有电机4，所述电机4的输出轴贯穿面板3且轴端与主动齿轮14固定连接，所述主动齿轮14与从动齿环12啮合传动，所述从动齿环12 的内侧面上固定连接有连接环13，所述连接环13的内侧面与圆孔201的内侧壁平齐，所述修复板2位于圆孔201的内壁上设有安装机构6，所述安装机构 6通过设置的两个可伸缩焊接板605分别安装有电焊枪8和打磨石9，且所述电焊枪8和打磨石9正面相对且围绕着圆孔201的圆心旋转。
具体的，所述安装机构6包括滑板601，所述连接环13的内侧面上固定连接有一对滑板601，两个所述滑板601的相对一侧上均设有两对三号导向杆 606，所述滑板601位于三号导向杆606连接的侧面上贴合有安装板602，所述安装板602远离滑板601的一侧中部固定连接有伸缩板604，所述安装板 602的内部且位于两对三号导向杆606正对面上均设有三号导向孔609，所述伸缩板604内设有伸缩孔612，所述伸缩孔612内插设有呈T字形的焊接板605，所述焊接板605的两侧均设有耐磨贴613，且所述伸缩板604与焊接板 605位于耐磨贴613的正对面螺纹连接有紧固螺栓611，两个所述焊接板605 的相对面上分别焊接有电焊枪8和打磨石9，所述滑板601和安装板602的两侧均设有一对插孔607，每个所述插孔607内均插设有插杆610，每四个所述插杆610的端面之间均固定连接有固定板603，且所述滑板601设置的插孔 607内通过压缩弹簧将插杆610与插孔607连接，通过电机4驱动带动主动齿轮14转动，而主动齿轮14又能驱动从动齿环12转动，进而带动两个滑板601 在修复板2的圆孔201内壁上滑动，而两个滑板601上设置可以前后伸缩的焊接板605，这样针对不同粗细的钢管来调节电焊枪8和打磨石9的位置。
具体的，所述修复板2的两外侧面上且位于圆孔201的外圈上均设有辅助槽202，两个所述辅助槽202内均滑动连接有一对挂板608，且所述挂板608 与对应的滑板601端面固定连接，起到辅助滑动作用。
具体的，所述底座1的上表面设有支撑机构5，所述支撑机构5包括一号平板501，所述底座1的上表面且位于修复板2的两侧均设有一号平板501，所述一号平板501的上方设有二号平板504，所述二号平板504的上表面固定连接有一对三角块510，所述二号平板504的四个边角处均设有一号导向孔 518，每个所述一号导向孔518内均插设有一号导向杆503，且每个所述一号导向杆503的底端均与一号平板501固定连接，所述一号平板501的上表面正中间与二号平板504的底面之间固定连接有一号气缸502，根据不同粗细的管道，为了将管道的中心点与圆孔201的圆心处于同一水平线上，可利用一号气缸502将二号平板504抬升至规定位置，确保管道位于圆孔201的中心点，以便后期焊接修复。
具体的，所述二号平板504的上方设有三号平板505，所述三号平板505 的底面同样固定连接有一对三角块510，所述三号平板505的四个边角处同样均设有一号导向孔518，且所述一号导向杆503贯穿三号平板505内设的一号导向孔518，所述三号平板505位于其中两个一号导向孔518之间设有一对螺纹孔519，所述三号平板505位于另外两个一号导向孔518之间设有一对二号导向孔520，所述二号导向孔520内插设有二号导向杆506，且所述二号导向杆506的底端与二号平板504固定连接，所述螺纹孔519内螺纹连接有螺纹杆507，所述螺纹杆507的底端与二号平板504转动连接，两个所述螺纹杆 507的表面均固定连接有传动臂509，且两个所述传动臂509之间铰接有二号气缸508，通过在二号平板504上方再次设置三号平板505，利用二号气缸508 驱动，使得伸缩轴前后伸缩会推动两个传动臂509以两个螺纹杆507为中心点转动，且转动方向正好相反，而两个螺纹杆507的螺纹线正好相反，所以转动方向相反正好可以正常驱动三号平板505上下移动，利用两对三角块510 可将管道夹住，从而确保在打磨过程中管道不会发生移动。
具体的，所述底座1内且位于修复板2正下方设有凹槽102，所述修复板 2的底面正中间设有连通槽204，且所述连通槽204与凹槽102以及一号驱动腔203均相通，所述凹槽102内固定连接有三号气缸512，所述三号气缸512 的输出轴上固定连接有U型架514，所述U型架514内设有调节齿轮513，所述调节齿轮513的圆心固定连接有往复丝杆515，所述底座1的上表面且位于凹槽102两侧均设有滑槽101，所述往复丝杆515设置在滑槽101内，所述往复丝杆515的表面螺纹连接有一对滑块511，所述滑块511与滑槽101滑动连接，且所述滑块511的上表面设有连接槽517，所述连接槽517内放置有连接板516，且所述连接板516与底座1表面设置的一号平板501固定连接，通过三号气缸512可抬升U型架514，进而抬升调节齿轮513，当调节齿轮513抬升至正好与从动齿环12啮合即可，随后从动齿环12在转动过程中也会带动调节齿轮513，进一步带动往复丝杆515转动，使得两个滑块511在滑槽101 内相对滑动，在抬升过程中，由于往复丝杆515与调节齿轮513固定在一起，所以调节齿轮513上升也会驱动往复丝杆515上升，进而滑块511上升，以致于滑块511的连接槽517正好卡在一号平板501底面设置的连接板516上，这样往复丝杆515转动就能推动两个一号平板501相对运动，使两个被固定后的钢管可以不断靠近，直至完全贴合，当完全贴合后，可再次启动三号气缸512，将调节齿轮513降下来即可。
具体的，所述修复板2的一侧且位于辅助槽202上方固定连接有托板10，所述托板10内插设有喷头11，且所述喷头11通过软管与外设的水箱连接，水箱内的水通过抽水机抽取，通过喷头11向着两个管道焊接面喷去，可对管道进行冲洗，便于打磨以及清理。
具体的，两个所述滑板601的上下面之间均固定连接有弧形接料板7，两个所述弧形接料板7均卡在圆孔201内，且所述弧形接料板7的内侧面上设有接料槽701，方便打磨过程中铁屑可直接落入接料槽701内，方便清理。
工作原理：使用时，将两个待焊接的钢管摆放在二号平板504上，启动二号气缸508，二号气缸508驱动使得伸缩轴前后伸缩，进而推动两个传动臂 509以两个螺纹杆507为中心点转动，且转动方向正好相反，而两个螺纹杆 507的螺纹线正好相反，所以转动方向相反正好可以正常驱动三号平板505上下移动，利用两对三角块510可将管道夹住，从而确保在打磨过程中管道不会发生移动，当管道夹持住后，为了确保管道的中心点与圆孔201的圆心点处于同一水平线上，可启动一号气缸502，调节二号平板504的高度，进而控制管道的具体高度，接着开启三号气缸512，通过三号气缸512可抬升U型架 514，进而抬升调节齿轮513，当调节齿轮513抬升至正好与从动齿环12啮合即可，再开启电机4，主动齿轮14转动带动从动齿环12转动，而从动齿环 12转动又能带动刚刚啮合的调节齿轮513转动，进一步带动往复丝杆515转动，使得两个滑块511在滑槽101内相对滑动，在抬升过程中，由于往复丝杆515与调节齿轮513固定在一起，所以调节齿轮513上升也会驱动往复丝杆515上升，进而滑块511上升，以致于滑块511的连接槽517正好卡在一号平板501底面设置的连接板516上，这样往复丝杆515转动就能推动两个一号平板501相对运动，使两个被固定后的钢管可以不断靠近，直至完全贴合，当完全贴合后，可再次启动三号气缸512，将调节齿轮513降下来即可，从动齿环12转动又能带动两个滑板601在修复板2的圆孔201内壁上滑动，而两个滑板601上设置可以前后伸缩的焊接板605，这样针对不同粗细的钢管来调节电焊枪8和打磨石9的位置，确保电焊枪8和打磨石9可以贴合不同粗细大小的管道。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种管道焊接修复机器人，其特征在于，包括底座(1)，所述底座(1)的上表面正中间固定连接有修复板(2)，所述修复板(2)的中部设有圆孔(201)，所述修复板(2)内且位于圆孔(201)外圈上设有一号驱动腔(203)，所述一号驱动腔(203)内转动连接有从动齿环(12)，所述修复板(2)的顶面固定连接有面板(3)，所述面板(3)内设有二号驱动腔(301)，且所述二号驱动腔(301)和一号驱动腔(203)相通，所述二号驱动腔(301)内设有主动齿轮(14)，所述面板(3)的外侧面上固定连接有电机(4)，所述电机(4)的输出轴贯穿面板(3)且轴端与主动齿轮(14)固定连接，所述主动齿轮(14)与从动齿环(12)啮合传动，所述从动齿环(12)的内侧面上固定连接有连接环(13)，所述连接环(13)的内侧面与圆孔(201)的内侧壁平齐，所述修复板(2)位于圆孔(201)的内壁上设有安装机构(6)，所述安装机构(6)通过设置的两个可伸缩焊接板(605)分别安装有电焊枪(8)和打磨石(9)，且所述电焊枪(8)和打磨石(9)正面相对且围绕着圆孔(201)的圆心旋转，所述底座(1)内且位于修复板(2)正下方设有凹槽(102)，所述修复板(2)的底面正中间设有连通槽(204)，且所述连通槽(204)与凹槽(102)以及一号驱动腔(203)均相通，所述凹槽(102)内固定连接有三号气缸(512)，所述三号气缸(512)的输出轴上固定连接有U型架(514)，所述U型架(514)内设有调节齿轮(513)，所述调节齿轮(513)的圆心固定连接有往复丝杆(515)，所述底座(1)的上表面且位于凹槽(102)两侧均设有滑槽(101)，所述往复丝杆(515)设置在滑槽(101)内，所述往复丝杆(515)的表面螺纹连接有一对滑块(511)，所述滑块(511)与滑槽(101)滑动连接，且所述滑块(511)的上表面设有连接槽(517)，所述连接槽(517)内放置有连接板(516)，且所述连接板(516)与底座(1)表面设置的一号平板(501)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种管道焊接修复机器人，其特征在于，所述安装机构(6)包括滑板(601)，所述连接环(13)的内侧面上固定连接有一对滑板(601)，两个所述滑板(601)的相对一侧上均设有两对三号导向杆(606)，所述滑板(601)位于三号导向杆(606)连接的侧面上贴合有安装板(602)，所述安装板(602)远离滑板(601)的一侧中部固定连接有伸缩板(604)，所述安装板(602)的内部且位于两对三号导向杆(606)正对面上均设有三号导向孔(609)，所述伸缩板(604)内设有伸缩孔(612)，所述伸缩孔(612)内插设有呈T字形的焊接板(605)，所述焊接板(605)的两侧均设有耐磨贴(613)，且所述伸缩板(604)与焊接板(605)位于耐磨贴(613)的正对面螺纹连接有紧固螺栓(611)，两个所述焊接板(605)的相对面上分别焊接有电焊枪(8)和打磨石(9)，所述滑板(601)和安装板(602)的两侧均设有一对插孔(607)，每个所述插孔(607)内均插设有插杆(610)，每四个所述插杆(610)的端面之间均固定连接有固定板(603)，且所述滑板(601)设置的插孔(607)内通过压缩弹簧将插杆(610)与插孔(607)连接。
3.根据权利要求1所述的一种管道焊接修复机器人，其特征在于，所述修复板(2)的两外侧面上且位于圆孔(201)的外圈上均设有辅助槽(202)，两个所述辅助槽(202)内均滑动连接有一对挂板(608)，且所述挂板(608)与对应的滑板(601)端面固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种管道焊接修复机器人，其特征在于，所述底座(1)的上表面设有支撑机构(5)，所述支撑机构(5)包括一号平板(501)，所述底座(1)的上表面且位于修复板(2)的两侧均设有一号平板(501)，所述一号平板(501)的上方设有二号平板(504)，所述二号平板(504)的上表面固定连接有一对三角块(510)，所述二号平板(504)的四个边角处均设有一号导向孔(518)，每个所述一号导向孔(518)内均插设有一号导向杆(503)，且每个所述一号导向杆(503)的底端均与一号平板(501)固定连接，所述一号平板(501)的上表面正中间与二号平板(504)的底面之间固定连接有一号气缸(502)。
5.根据权利要求4所述的一种管道焊接修复机器人，其特征在于，所述二号平板(504)的上方设有三号平板(505)，所述三号平板(505)的底面同样固定连接有一对三角块(510)，所述三号平板(505)的四个边角处同样均设有一号导向孔(518)，且所述一号导向杆(503)贯穿三号平板(505)内设的一号导向孔(518)，所述三号平板(505)位于其中两个一号导向孔(518)之间设有一对螺纹孔(519)，所述三号平板(505)位于另外两个一号导向孔(518)之间设有一对二号导向孔(520)，所述二号导向孔(520)内插设有二号导向杆(506)，且所述二号导向杆(506)的底端与二号平板(504)固定连接，所述螺纹孔(519)内螺纹连接有螺纹杆(507)，所述螺纹杆(507)的底端与二号平板(504)转动连接，两个所述螺纹杆(507)的表面均固定连接有传动臂(509)，且两个所述传动臂(509)之间铰接有二号气缸(508)。
6.根据权利要求3所述的一种管道焊接修复机器人，其特征在于，所述修复板(2)的一侧且位于辅助槽(202)上方固定连接有托板(10)，所述托板(10)内插设有喷头(11)，且所述喷头(11)通过软管与外设的水箱连接。
7.根据权利要求2所述的一种管道焊接修复机器人，其特征在于，两个所述滑板(601)的上下面之间均固定连接有弧形接料板(7)，两个所述弧形接料板(7)均卡在圆孔(201)内，且所述弧形接料板(7)的内侧面上设有接料槽(701)。
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