CN115026488A - 一种自动化大口径管道焊接防辐射装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化大口径管道焊接防辐射装置包括底板Ⅰ、控制机构Ⅰ、固定框Ⅰ、固定框Ⅱ、控制机构Ⅱ、控制机构Ⅲ、防辐射机构、焊枪、底板Ⅱ、油缸Ⅱ、电机Ⅴ、机架Ⅰ、支撑机构、焊接机构、机架Ⅱ；固定框Ⅰ设于底板Ⅰ两端，固定框Ⅱ设于底板Ⅰ两端，固定框Ⅰ设于固定框Ⅱ一侧；控制机构Ⅰ固定在底板Ⅰ上，控制机构Ⅰ活动连接固定框Ⅰ和固定框Ⅱ，固定框Ⅰ和固定框Ⅱ上设有夹紧机构，控制机构Ⅱ连接固定框Ⅰ，控制机构Ⅲ活动连接控制机构Ⅱ，防辐射机构固定在控制机构Ⅲ上，焊枪固定在防辐射机构上。本发明通过防辐射机构能够对焊接起到有效的辐射防护，并能根据焊接方向、角度的改变而改变防护方向。

Description

一种自动化大口径管道焊接防辐射装置

技术领域

本发明属于焊接防辐射技术领域，特别涉及一种自动化大口径管道焊接防辐射装置。

背景技术

目前，在焊接过程中往往会对人体产生一定的辐射伤害，施工中的缺少足够的防辐射保护；其中管道焊接作为常见的焊接工程，为了降低辐射对人的伤害，采用机械自动化焊接，在使用机械设备自动焊接时会遇到以下问题；在对管道进行竖向焊接或围绕管道的环式焊接时，防辐射设备不能跟随焊接方向或方式的切换而改变，防护效果较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中不足，提供一种自动化大口径管道焊接防辐射装置，通过防辐射机构能够对焊接起到有效的辐射防护，并能根据焊接方向、角度的改变而改变防护方向。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种自动化大口径管道焊接防辐射装置，包括底板Ⅰ、控制机构Ⅰ、固定框Ⅰ、固定框Ⅱ、控制机构Ⅱ、控制机构Ⅲ、防辐射机构、焊枪、底板Ⅱ、油缸Ⅱ、电机Ⅴ、机架Ⅰ、支撑机构、焊接机构、机架Ⅱ；底板Ⅰ上设有T型槽；固定框Ⅰ设有一对并对称设于底板Ⅰ两端，固定框Ⅱ设有一对并对称设于底板Ⅰ两端，固定框Ⅰ设于固定框Ⅱ一侧，固定框Ⅱ底部设有T型块并设于T型槽内；所述控制机构Ⅰ固定在底板Ⅰ上，控制机构Ⅰ活动连接固定框Ⅰ和固定框Ⅱ，固定框Ⅰ和固定框Ⅱ上设有夹紧机构，控制机构Ⅱ连接固定框Ⅰ，控制机构Ⅲ活动连接控制机构Ⅱ，防辐射机构固定在控制机构Ⅲ上，焊枪固定在防辐射机构上；所述底板Ⅱ位于固定框Ⅰ一侧，底板Ⅱ底部设有T型块并设于T型槽内；油缸Ⅱ位于底板Ⅱ一侧并固定连接底板Ⅰ，油缸Ⅱ顶轴固定连接底板Ⅱ一端；机架Ⅰ、机架Ⅱ设于底板Ⅱ上，支撑机构设于机架Ⅰ和机架Ⅱ上；焊接机构设于机架Ⅰ、机架Ⅱ上；电机Ⅴ固定在底板Ⅱ上。

控制机构Ⅰ包括电机Ⅰ、丝杠Ⅰ、轴承座；电机Ⅰ固定在底板Ⅰ上，丝杠Ⅰ两端分别通过轴承连接轴承座和固定框Ⅰ，丝杠Ⅰ通过螺纹连接固定框Ⅱ，丝杠Ⅰ一端连接电机Ⅰ输出轴。

所述夹紧机构包括连接座Ⅰ、连接座Ⅱ、油缸Ⅰ、连接臂；油缸Ⅰ设有一对并分别固定在固定框Ⅰ或固定框Ⅱ的上下两端，油缸Ⅰ的顶轴与连接座Ⅰ固定连接，连接座Ⅱ设有一对并分别设于固定框Ⅰ或固定框Ⅱ的左右两侧，连接座Ⅱ一侧设有导向轴Ⅰ并通过通孔活动连接固定框Ⅰ或固定框Ⅱ，连接臂设有若干组并分别与连接座Ⅰ和连接座Ⅱ铰连接。

所述控制机构Ⅱ包括丝杠Ⅱ、链轮Ⅰ、链条、链轮Ⅱ、电机Ⅱ、固定板；所述丝杠Ⅱ设有一对并分别设于固定框Ⅰ的两侧，丝杠Ⅱ两端通过轴承转动连接固定框Ⅰ上夹紧机构的连接座Ⅱ，固定框Ⅱ上夹紧机构的连接座Ⅱ上设有通孔，丝杠Ⅱ穿过通孔；丝杠Ⅱ一端设有链轮Ⅰ，链轮Ⅱ通过转动轴固定在连接座Ⅰ上，转动轴与连接座Ⅰ转动连接，链条连接链轮Ⅰ和链轮Ⅱ；固定板固定在连接座Ⅰ上，电机Ⅱ固定在固定板上，电机Ⅱ输出轴固定连接链轮Ⅱ上的转动轴。

所述控制机构Ⅲ包括固定圆环、环形齿板、电机Ⅲ、固定块；固定圆环和环形齿板设有一对，固定圆环端部设有固定法兰，通过螺栓配合固定法兰将固定圆环连接并固定；固定圆环上设有T型槽，环形齿板一侧设有T型块并设于T型槽内；固定块对称设于固定圆环上，电机Ⅲ固定在固定块上；电机Ⅲ输出轴上设有齿轮并啮合环形齿板；固定块通过螺纹连接丝杠Ⅱ。

所述防辐射机构包括固定座、隔板Ⅰ、隔板Ⅱ、隔板Ⅲ、隔板Ⅴ、清理机构、支撑臂Ⅱ、电动推杆、安装板、安装座Ⅰ、安装座Ⅱ、安装座Ⅲ、支撑臂Ⅲ、伺服电机Ⅰ、伺服电机Ⅱ。

所述固定座固定在环形齿板一侧，电动推杆固定在固定座上，电动推杆一端设有顶轴，顶轴上设有螺旋叶片；隔板Ⅰ转动连接顶轴，隔板Ⅱ设有一对并对称设于隔板Ⅰ两侧，隔板Ⅱ铰连接隔板Ⅰ；隔板Ⅲ位于隔板Ⅱ两侧，隔板Ⅴ位于隔板Ⅰ两侧；隔板Ⅴ铰连接隔板Ⅰ，隔板Ⅲ铰连接隔板Ⅱ和隔板Ⅴ；所述清理机构设于隔板Ⅴ上，清理机构包括支撑臂Ⅰ、弹簧、导向轴Ⅱ、限位板、滚刷、滚轮；支撑臂Ⅰ一端铰连接隔板Ⅴ，滚轮和滚刷通过转动轴转动连接支撑臂Ⅰ另一端，滚轮设于滚刷一侧；导向轴Ⅱ一端铰连接支撑臂Ⅰ，另一端穿过隔板Ⅴ，限位板固定在支撑臂Ⅰ一端，弹簧套接导向轴Ⅱ，弹簧设于隔板Ⅴ和支撑臂Ⅰ之间；安装板固定在顶轴端部；安装座Ⅰ、安装座Ⅱ、安装座Ⅲ设于顶轴上，安装座Ⅲ转动连接顶轴，安装座Ⅲ上设有耳板Ⅲ；安装座Ⅰ上设有通孔并通过通孔套接顶轴，安装座Ⅰ上设有耳板Ⅰ；安装座Ⅱ上设有中心孔、导向槽以及耳板Ⅱ，导向槽设于中心孔内壁上，导向槽啮合螺旋叶片；安装座Ⅱ设于安装座Ⅰ和安装座Ⅲ之间。

所述支撑臂Ⅱ一端铰连接隔板Ⅴ，另一端铰连接耳板Ⅰ；所述支撑臂Ⅲ铰连接耳板Ⅲ，支撑臂Ⅲ两端分别设有连杆Ⅰ和连杆Ⅱ，连杆Ⅰ一端铰连接隔板Ⅱ，另一端铰连接支撑臂Ⅲ，连杆Ⅱ一端铰连接支撑臂Ⅲ，另一端铰连接耳板Ⅱ；伺服电机Ⅱ、伺服电机Ⅰ固定在安装座Ⅲ上，伺服电机Ⅰ设于伺服电机Ⅱ一侧；伺服电机Ⅰ输出轴端设有丝杆Ⅰ，丝杆Ⅰ穿过安装座Ⅱ上的通孔并通过螺纹连接安装座Ⅰ；伺服电机Ⅱ输出轴端设有丝杆Ⅱ，丝杆Ⅱ通过螺纹连接安装座Ⅱ；所述焊枪固定在安装板上。

所述机架Ⅰ上设有横板，机架Ⅰ结构与机架Ⅱ结构相同；所述电机Ⅴ输出轴端连接丝杠Ⅲ，丝杠Ⅲ一端通过螺纹连接机架Ⅰ，另一端穿过机架Ⅱ上的通孔并连接轴承座；所述底板Ⅱ上设有T型槽，机架Ⅰ、机架Ⅱ底部设有T型块并设于底板Ⅱ上的T型槽内。

所述支撑机构包括油缸Ⅲ、导向柱Ⅰ、托板、滚轮Ⅰ、滚轮Ⅱ、电机Ⅹ、电动推杆Ⅰ、导向槽；所述油缸Ⅲ固定在机架Ⅰ或机架Ⅱ上，托板设于横板上方，托板一端设有导向槽，导向柱Ⅰ设有一对并且一端固定连接托板，另一端穿过横板与横板滑动连接，油缸Ⅲ与横板通过通孔连接；滚轮Ⅰ固定在托板一侧，滚轮Ⅱ设于托板的另一侧，滚轮Ⅱ的轴承座底部设有导向块并设于导向槽内，电动推杆Ⅰ固定在托板一端，电动推杆Ⅰ顶轴固定连接滚轮Ⅱ的轴承座；滚轮Ⅱ的轴承座一侧设有支撑板，支撑板上设有电机Ⅹ，电机Ⅹ轴端设有齿轮，滚轮Ⅱ的转动轴一端设有齿轮并啮合电机Ⅹ轴端的齿轮。

所述焊接机构包括导向柱Ⅱ、导轨、安装座Ⅴ、电动推杆Ⅱ、焊枪座、固定臂、导向臂、焊枪Ⅱ；所述导向柱Ⅱ设有一对，导向柱Ⅱ一端固定连接机架Ⅱ，另一端穿过机架Ⅰ并相互滑动连接；安装座Ⅴ设于导向柱Ⅱ上并且相互滑动连接；焊枪座一端铰连接安装座Ⅴ，电动推杆Ⅱ一端铰连接安装座Ⅴ，另一端铰连接焊枪座，焊枪Ⅱ固定在焊枪座上；固定臂固定在安装座Ⅴ上并位于焊枪座一侧，固定臂上设有通槽，导向臂一端设有螺纹并设于通槽内，导向臂端部设有滚轮Ⅲ。

导轨包括固定块Ⅰ、连接板Ⅰ、连接板Ⅱ、滑槽、固定块Ⅱ；滑槽固定在固定块Ⅰ顶部，连接板Ⅰ、连接板Ⅱ分别设于固定块Ⅰ的两侧，连接板Ⅰ、连接板Ⅱ一侧通过球头活动连接固定块Ⅰ，所述固定块Ⅱ设于固定块Ⅰ两侧并通过球头活动连接固定块Ⅰ；导轨与导轨之间通过连接板Ⅰ与连接板Ⅱ配合销轴相互连接形成紧密的导轨链。

进一步的，所述焊接机构中的导向臂通过螺栓固定在焊枪座上并且导向臂设于焊枪上方。

优选的，所述隔板Ⅰ、隔板Ⅱ、隔板Ⅴ上设有挡板。

优选的，所述安装座Ⅲ上设有一对辅助固定板，伺服电机Ⅰ和伺服电机Ⅱ输出轴穿过辅助固定板并活动连接。

本发明与现有技术相比较有益效果表现在：

1)通过设置防辐射机构降低辐射伤害，通过伺服电机Ⅰ提供动力带动安装座Ⅰ沿顶轴上下移动，进而通过支撑臂Ⅱ拉动隔板Ⅴ以销轴为轴心转动，通过隔板Ⅴ带动隔板Ⅲ下压贴近管道壁以减少两者之间的缝隙，进而降低辐射伤害；隔板Ⅴ压制清理机构附着在管道的焊缝上，通过控制机构Ⅲ带动焊枪和防辐射机构围绕管道转动完成管道焊接，防辐射机构围绕管道转动时，清理机构中的滚轮转动进而带动滚刷转动，对焊缝进行清理，提高焊接质量；通过电动推杆控制焊枪以及防辐射机构的高度；

2)需要切换焊接方向时首先通过电动推杆提高焊枪和防辐射机构的高度，然后通过伺服电机Ⅰ提供动力带动安装座Ⅰ上升，进而通过支撑臂Ⅱ将隔板Ⅲ和隔板Ⅴ复位，然后通过伺服电机Ⅱ提供动力带动安装座Ⅱ上升，通过连杆Ⅱ推动支撑臂Ⅲ，进而通过支撑臂Ⅲ拉动连杆Ⅰ带动隔板Ⅱ以销轴为轴心转动，进而通过隔板Ⅱ带动隔板Ⅲ下压以贴近管道壁，降低与管道的缝隙，从而减少辐射伤害；安装座Ⅱ沿顶轴上升的过程中同时沿螺旋叶片转动，进而带动安装座Ⅰ和安装座Ⅲ转动，以及隔板Ⅰ、隔板Ⅱ、隔板Ⅲ、隔板Ⅴ、清理机构转动，使清理机构对准竖向焊缝，使隔板Ⅱ、隔板Ⅲ贴近管道，然后再通过电动推杆降低焊枪和防辐射机构的高度；然后通过控制机构Ⅱ带动控制机构Ⅲ沿丝杠Ⅱ移动，完成对管道的竖向焊补；

3)控制机构中通过电机Ⅲ提供动力带动环形齿板在固定圆环上转动，进而带动防辐射机构转动，进而带动焊枪围绕管道进行自动焊接；固定块通过螺纹连接丝杠Ⅱ，通过电机Ⅱ带动丝杠Ⅱ转动进而带动控制机构Ⅲ移动，进而带动焊枪对管道进行竖向焊接。

附图说明

附图1是本发明一种自动化大口径管道焊接防辐射装置结构示意图；

附图2是附图1中控制机构Ⅱ和夹紧机构的结构示意图；

附图3是附图1中控制机构Ⅲ的结构示意图；

附图4是附图3中固定圆环和环形齿板的结构示意图；

附图5是附图1中防辐射机构的仰视图；

附图6是附图1中防辐射机构的正视图一；

附图7是附图1中防辐射机构的斜视图一；

附图8是附图1中防辐射机构的斜视图二；

附图9是附图1中防辐射机构的正视图二；

附图10是附图1中防辐射机构的侧视图；

附图11是附图10中安装座Ⅰ、安装座Ⅱ、安装座Ⅲ的结构示意图；

附图12是附图1中防辐射机构中支撑臂Ⅲ的结构示意图；

附图13是附图12中安装座Ⅱ的结构示意图；

附图14是附图12中电动推杆的顶轴的结构示意图；

附图15是本发明一种自动化大口径管道焊接防辐射装置竖向焊接防辐射的使用效果示意图；

附图16是附图1中部分结构示意图；

附图17是附图16中局部结构放大示意图；

附图18是附图16中导轨的结构示意图；

附图19是本发明一种自动化大口径管道焊接防辐射装置实施例2的应用示意图；

附图20是附图19中实施例2的焊接机构的结构放大示意图；

图中：1、底板Ⅰ；101、T型槽；2、控制机构Ⅰ；201、电机Ⅰ；202、丝杠Ⅰ；203、轴承座；3、固定框Ⅰ；4、固定框Ⅱ；5、控制机构Ⅱ；501、丝杠Ⅱ；502、链轮Ⅰ；503、链条；504、链轮Ⅱ；505、电机Ⅱ；506、固定板；6、夹紧机构；601、连接座Ⅰ；602、连接座Ⅱ；6021、导向轴Ⅰ；603、油缸Ⅰ；604、连接臂；7、控制机构Ⅲ；701、固定圆环；7011、固定法兰；702、环形齿板；7021、T型块；703、电机Ⅲ；704、固定块；8、防辐射机构；801、固定座；802、隔板Ⅰ；803、隔板Ⅱ；804、隔板Ⅲ；805、隔板Ⅴ；806、清理机构；8061、支撑臂Ⅰ；8062、弹簧；8063、导向轴Ⅱ；8064、限位板；8065、滚刷；8066、滚轮；807、支撑臂Ⅱ；808、电动推杆；8081、顶轴；80811、螺旋叶片；809、安装板；811、安装座Ⅰ；8111、耳板Ⅰ；812、安装座Ⅱ；8121、耳板Ⅱ；8122、导向槽；8123、中心孔；813、安装座Ⅲ；8131、耳板Ⅲ；814、支撑臂Ⅲ；8141、连杆Ⅰ；8142、连杆Ⅱ；816、伺服电机Ⅰ；8161、丝杆Ⅰ；817、伺服电机Ⅱ；8171、丝杆Ⅱ；818、挡板；819、辅助固定板；9、管道；11、焊枪；

12、底板Ⅱ；13、油缸Ⅱ；14、电机Ⅴ；1401、丝杠Ⅲ；15、机架Ⅰ；151、横板；16、支撑机构；161、油缸Ⅲ；162、导向柱Ⅰ；163、托板；164、滚轮Ⅰ；165、滚轮Ⅱ；166、电机Ⅹ；167、电动推杆Ⅰ；168、导向槽；17、焊接机构；171、导向柱Ⅱ；172、导轨；1721、固定块Ⅰ；1722、连接板Ⅰ；1723、连接板Ⅱ；1724、滑槽；1725、固定块Ⅱ；17251、球头；173、安装座Ⅴ；174、电动推杆Ⅱ；175、焊枪座；176、固定臂；177、导向臂；1771、滚轮Ⅲ；178、焊枪Ⅱ；18、机架Ⅱ。

具体实施方式

为方便本技术领域人员的理解，下面结合附图1-20，对本发明的技术方案进一步具体说明。

实施例1：

一种自动化大口径管道焊接防辐射装置，包括底板Ⅰ1、控制机构Ⅰ2、固定框Ⅰ3、固定框Ⅱ4、控制机构Ⅱ5、夹紧机构6、控制机构Ⅲ7、防辐射机构8、焊枪11；底板Ⅱ12、油缸Ⅱ13、电机Ⅴ14、机架Ⅰ15、支撑机构16、焊接机构17、机架Ⅱ18；底板Ⅰ1上设有T型槽101；固定框Ⅰ3设有一对并对称设于底板Ⅰ1两端，固定框Ⅱ4设有一对并对称设于底板Ⅰ1两端，固定框Ⅰ3设于固定框Ⅱ4一侧，固定框Ⅱ4底部设有T型块并设于T型槽101内；所述控制机构Ⅰ2固定在底板Ⅰ1上，控制机构Ⅰ2活动连接固定框Ⅰ3和固定框Ⅱ4，固定框Ⅰ3和固定框Ⅱ4上设有夹紧机构6，控制机构Ⅱ5连接固定框Ⅰ3，控制机构Ⅲ7活动连接控制机构Ⅱ5，防辐射机构8固定在控制机构Ⅲ7上，焊枪11固定在防辐射机构8上；所述底板Ⅱ12位于固定框Ⅰ3一侧，底板Ⅱ12底部设有T型块并设于T型槽101内；油缸Ⅱ13位于底板Ⅱ12一侧并固定连接底板Ⅰ1，油缸Ⅱ13顶轴固定连接底板Ⅱ12一端，通过油缸Ⅱ13推动底板Ⅱ12沿T型槽101滑动；机架Ⅰ15、机架Ⅱ18设于底板Ⅱ12上，支撑机构16设于机架Ⅰ15和机架Ⅱ18上；焊接机构17设于机架Ⅰ15、机架Ⅱ18上；电机Ⅴ14固定在底板Ⅱ12上。

当两节管道9需要焊接在一起时，将两节管道9分别由一侧固定框Ⅰ3穿过固定框Ⅱ4，然后两节管道9端部对其并通过夹紧机构6夹紧管道9，再通过控制机构Ⅲ7带动防辐射机构8围绕管道9转动，使其带动焊枪11焊接并降低辐射伤害，通过控制机构Ⅱ5带动控制机构Ⅲ7沿管道9径向移动，改变焊接位置或焊接方向，当单节管道9上存在焊缝需要焊补时，可调整防辐射机构8角度适应焊接方向。

控制机构Ⅰ2包括电机Ⅰ201、丝杠Ⅰ202、轴承座203；电机Ⅰ201固定在底板Ⅰ1上，丝杠Ⅰ202两端分别通过轴承连接轴承座203和固定框Ⅰ3，丝杠Ⅰ202通过螺纹连接固定框Ⅱ4，丝杠Ⅰ202一端连接电机Ⅰ201输出轴，通过电机Ⅰ201提供动力带动丝杠Ⅰ202转动，进而带动固定框Ⅰ3沿T型槽101滑动，进而改变对管道9的夹紧位置。

所述夹紧机构6包括连接座Ⅰ601、连接座Ⅱ602、油缸Ⅰ603、连接臂604；油缸Ⅰ603设有一对并分别固定在固定框Ⅰ3或固定框Ⅱ4的上下两端，油缸Ⅰ603的顶轴与连接座Ⅰ601固定连接，连接座Ⅱ602设有一对并分别设于固定框Ⅰ3或固定框Ⅱ4的左右两侧，连接座Ⅱ602一侧设有导向轴Ⅰ6021并通过通孔活动连接固定框Ⅰ3或固定框Ⅱ4，连接臂604设有若干组并分别与连接座Ⅰ601和连接座Ⅱ602铰连接；通过油缸Ⅰ603顶出或回缩带动连接座Ⅰ601上下运动，进而通过连接臂604拉动连接座Ⅱ602沿导向轴Ⅰ6021左右滑动，从而通过连接臂604对管道9进行夹紧。

所述控制机构Ⅱ5包括丝杠Ⅱ501、链轮Ⅰ502、链条503、链轮Ⅱ504、电机Ⅱ505、固定板506；所述丝杠Ⅱ501设有一对并分别设于固定框Ⅰ3的两侧，丝杠Ⅱ501两端通过轴承转动连接固定框Ⅰ3上夹紧机构6的连接座Ⅱ602，固定框Ⅱ4上夹紧机构6的连接座Ⅱ602上设有通孔，丝杠Ⅱ501穿过通孔；丝杠Ⅱ501一端设有链轮Ⅰ502，链轮Ⅱ504通过转动轴固定在连接座Ⅰ601上，转动轴与连接座Ⅰ转动连接，链条503连接链轮Ⅰ502和链轮Ⅱ504；固定板506固定在连接座Ⅰ601上，电机Ⅱ505固定在固定板506上，电机Ⅱ505输出轴固定连接链轮Ⅱ504上的转动轴，通过电机Ⅱ505提供动力带动丝杠Ⅱ501转动，进而带动控制机构Ⅲ7沿丝杠Ⅱ501移动，进而改变焊接位置。

所述控制机构Ⅲ7包括固定圆环701、环形齿板702、电机Ⅲ703、固定块704；固定圆环701和环形齿板702设有一对，固定圆环701端部设有固定法兰7011，通过螺栓配合固定法兰7011将固定圆环701连接并固定；固定圆环701上设有T型槽，环形齿板702一侧设有T型块7021并设于T型槽内；固定块704对称设于固定圆环701上，电机Ⅲ703固定在固定块704上；电机Ⅲ703输出轴上设有齿轮并啮合环形齿板702，通过电机Ⅲ703提供动力带动环形齿板702在固定圆环701上转动，进而带动防辐射机构8转动；固定块704通过螺纹连接丝杠Ⅱ501；通过电机Ⅱ505带动丝杠Ⅱ501转动进而带动控制机构Ⅲ7移动。

所述防辐射机构8包括固定座801、隔板Ⅰ802、隔板Ⅱ803、隔板Ⅲ804、隔板Ⅴ805、清理机构806、支撑臂Ⅱ807、电动推杆808、安装板809、安装座Ⅰ811、安装座Ⅱ812、安装座Ⅲ813、支撑臂Ⅲ814、伺服电机Ⅰ816、伺服电机Ⅱ817。

所述固定座801固定在环形齿板702一侧，电动推杆808固定在固定座801上，电动推杆808一端设有顶轴8081，顶轴8081上设有螺旋叶片80811；隔板Ⅰ802转动连接顶轴8081，隔板Ⅱ803设有一对并对称设于隔板Ⅰ802两侧，隔板Ⅱ803铰连接隔板Ⅰ802；隔板Ⅲ804位于隔板Ⅱ803两侧，隔板Ⅴ805位于隔板Ⅰ802两侧；隔板Ⅴ805铰连接隔板Ⅰ802，隔板Ⅲ804铰连接隔板Ⅱ803和隔板Ⅴ805；所述清理机构806设于隔板Ⅴ805上，清理机构806包括支撑臂Ⅰ8061、弹簧8062、导向轴Ⅱ8063、限位板8064、滚刷8065、滚轮8066；支撑臂Ⅰ8061一端铰连接隔板Ⅴ805，滚轮8066和滚刷8065通过转动轴转动连接支撑臂Ⅰ8061另一端，滚轮8066设于滚刷8065一侧；导向轴Ⅱ8063一端铰连接支撑臂Ⅰ8061，另一端穿过隔板Ⅴ805，限位板8064固定在支撑臂Ⅰ8061一端，弹簧套接导向轴Ⅱ8063，弹簧8062设于隔板Ⅴ805和支撑臂Ⅰ8061之间，弹簧8062推动支撑臂Ⅰ8061活动；安装板809固定在顶轴8081端部；安装座Ⅰ811、安装座Ⅱ812、安装座Ⅲ813设于顶轴8081上，安装座Ⅲ813转动连接顶轴8081，安装座Ⅲ813上设有耳板Ⅲ8131；安装座Ⅰ811上设有通孔并通过通孔套接顶轴8081，能够沿顶轴转动和滑动，安装座Ⅰ811上设有耳板Ⅰ8111；安装座Ⅱ812上设有中心孔8123、导向槽8122以及耳板Ⅱ8121，导向槽8122设于中心孔8123内壁上，导向槽8122啮合螺旋叶片80811；安装座Ⅱ812设于安装座Ⅰ811和安装座Ⅲ813之间。

所述支撑臂Ⅱ807一端铰连接隔板Ⅴ805，另一端铰连接耳板Ⅰ8111；所述支撑臂Ⅲ814铰连接耳板Ⅲ8131，支撑臂Ⅲ814两端分别设有连杆Ⅰ8141和连杆Ⅱ8142，连杆Ⅰ8141一端铰连接隔板Ⅱ803，另一端铰连接支撑臂Ⅲ814，连杆Ⅱ8142一端铰连接支撑臂Ⅲ814，另一端铰连接耳板Ⅱ8121；伺服电机Ⅱ817、伺服电机Ⅰ816固定在安装座Ⅲ813上，伺服电机Ⅰ816设于伺服电机Ⅱ817一侧；伺服电机Ⅰ816输出轴端设有丝杆Ⅰ8161，丝杆Ⅰ8161穿过安装座Ⅱ812上的通孔并通过螺纹连接安装座Ⅰ811；伺服电机Ⅱ817输出轴端设有丝杆Ⅱ8171，丝杆Ⅱ8171通过螺纹连接安装座Ⅱ812；所述焊枪11固定在安装板809上；防辐射机构8设于焊枪11上方以减少辐射伤害。

当需要对两节管道9进行对接焊接固定时，通过伺服电机Ⅰ816提供动力带动安装座Ⅰ811沿顶轴8081上下移动，进而通过支撑臂Ⅱ807拉动隔板Ⅴ805以销轴为轴心转动，通过隔板Ⅴ805带动隔板Ⅲ804下压贴近管道9壁以减少两者之间的缝隙，进而降低辐射伤害；隔板Ⅴ805压制清理机构806附着在管道9的焊缝上，通过控制机构Ⅲ7带动焊枪11和防辐射机构8围绕管道9转动完成管道焊接，防辐射机构8围绕管道转动时，清理机构中的滚轮8066转动进而带动滚刷8065转动，对焊缝进行清理，提高焊接质量；通过电动推杆808控制焊枪以及防辐射机构的高度。

当需要对管道9进行竖向焊补时；首先通过电动推杆808提高焊枪11和防辐射机构8的高度，然后通过伺服电机Ⅰ816提供动力带动安装座Ⅰ811上升，进而通过支撑臂Ⅱ807将隔板Ⅲ804和隔板Ⅴ805复位，然后通过伺服电机Ⅱ817提供动力带动安装座Ⅱ812上升，通过连杆Ⅱ8142推动支撑臂Ⅲ814，进而通过支撑臂Ⅲ814拉动连杆Ⅰ8141带动隔板Ⅱ803以销轴为轴心转动，进而通过隔板Ⅱ803带动隔板Ⅲ804下压以贴近管道9壁，降低与管道9的缝隙，从而减少辐射伤害；安装座Ⅱ812沿顶轴8081上升的过程中同时沿螺旋叶片80811转动，进而带动安装座Ⅰ811和安装座Ⅲ813转动，以及隔板Ⅰ802、隔板Ⅱ803、隔板Ⅲ804、隔板Ⅴ805、清理机构806转动实现焊接角度和方向的调整，使清理机构806对准竖向焊缝，使隔板Ⅱ803、隔板Ⅲ804贴近管道9，然后再通过电动推杆808降低焊枪11和防辐射机构8的高度；然后通过控制机构Ⅱ5带动控制机构Ⅲ7沿丝杠Ⅱ501移动，完成对管道9的竖向焊补。

所述隔板Ⅰ802、隔板Ⅱ803、隔板Ⅴ805上设有挡板818，通过挡板818对隔板Ⅰ802、隔板Ⅱ803、隔板Ⅲ804、隔板Ⅴ805相互之间的连接缝隙进行覆盖，提高防辐射效果。

所述安装座Ⅲ813上设有一对辅助固定板819，伺服电机Ⅰ816和伺服电机Ⅱ817输出轴穿过辅助固定板819并活动连接，起到稳定输出轴的效果。

当管道9上存在不规则缝隙需要焊补时，将管道9置于支撑机构16上，通过机架Ⅱ18、机架Ⅰ15上的焊接机构17对管道9不规则的焊缝进行焊补。

所述底板Ⅱ12位于固定框Ⅰ3一侧，底板Ⅱ12底部设有T型块并设于T型槽101内；油缸Ⅱ13位于底板Ⅱ12一侧并固定连接底板Ⅰ1，油缸Ⅱ13顶轴固定连接底板Ⅱ12一端，通过油缸Ⅱ13推动底板Ⅱ12沿T型槽101滑动；机架Ⅰ15、机架Ⅱ18设于底板Ⅱ12上，支撑机构16设于机架Ⅰ15和机架Ⅱ18上；焊接机构17设于机架Ⅰ15、机架Ⅱ18上；电机Ⅴ14固定在底板Ⅱ12上。

所述机架Ⅰ15上设有横板151，机架Ⅰ15结构与机架Ⅱ18结构相同；所述电机Ⅴ14输出轴端连接丝杠Ⅲ1401，丝杠Ⅲ1401一端通过螺纹连接机架Ⅰ15，另一端穿过机架Ⅱ18上的通孔并连接轴承座；所述底板Ⅱ12上设有T型槽，机架Ⅰ15、机架Ⅱ18底部设有T型块并设于底板Ⅱ12上的T型槽内；根据管道9的长度，通过电机Ⅴ14提供动力带动机架Ⅰ15在底板Ⅱ12上滑动以实现对不同长度的管道9进行支撑。

所述支撑机构16包括油缸Ⅲ161、导向柱Ⅰ162、托板163、滚轮Ⅰ164、滚轮Ⅱ165、电机Ⅹ166、电动推杆Ⅰ167、导向槽168；所述油缸Ⅲ161固定在机架Ⅰ15或机架Ⅱ18上，托板163设于横板151上方，托板163一端设有导向槽168，导向柱Ⅰ162设有一对并且一端固定连接托板163，另一端穿过横板151与横板151滑动连接，油缸Ⅲ161与横板151通过通孔连接；滚轮Ⅰ164固定在托板163一侧，滚轮Ⅱ165设于托板163的另一侧，滚轮Ⅱ165的轴承座底部设有导向块并设于导向槽168内，电动推杆Ⅰ167固定在托板163一端，电动推杆Ⅰ167顶轴固定连接滚轮Ⅱ165的轴承座，通过电动推杆Ⅰ167推动滚轮Ⅱ165并配合滚轮Ⅰ164将不同直径的管道9顶起并支撑；滚轮Ⅱ165的轴承座一侧设有支撑板，支撑板上设有电机Ⅹ166，电机Ⅹ166轴端设有齿轮，滚轮Ⅱ165的转动轴一端设有齿轮并啮合电机Ⅹ166轴端的齿轮；通过电机Ⅹ166提供动力带动滚轮Ⅱ165转动，进而带动管道9转动；当结束工作后可通过油缸Ⅲ161将支撑机构16收回。

所述焊接机构17包括导向柱Ⅱ171、导轨172、安装座Ⅴ173、电动推杆Ⅱ174、焊枪座175、固定臂176、导向臂177、焊枪Ⅱ178；所述导向柱Ⅱ171设有一对，导向柱Ⅱ171一端固定连接机架Ⅱ18，另一端穿过机架Ⅰ15并相互滑动连接；安装座Ⅴ173设于导向柱Ⅱ171上并且相互滑动连接；焊枪座175一端铰连接安装座Ⅴ173，电动推杆Ⅱ174一端铰连接安装座Ⅴ173，另一端铰连接焊枪座175，焊枪Ⅱ178固定在焊枪座175上，通过电动推杆Ⅱ174推动焊枪Ⅱ178远离或靠近管道9焊缝；固定臂176固定在安装座Ⅴ173上并位于焊枪座175一侧，固定臂176上设有通槽，导向臂177一端设有螺纹并设于通槽内，配合螺栓调整导向臂177在通槽内的位置高度并锁紧，导向臂177端部设有滚轮Ⅲ1771；导轨172包括固定块Ⅰ1721、连接板Ⅰ1722、连接板Ⅱ1723、滑槽1724、固定块Ⅱ1725；滑槽1724固定在固定块Ⅰ1721顶部，连接板Ⅰ1722、连接板Ⅱ1723分别设于固定块Ⅰ1721的两侧，连接板Ⅰ1722、连接板Ⅱ1723一侧通过球头17251活动连接固定块Ⅰ1721，所述固定块Ⅱ1725设于固定块Ⅰ1721两侧并通过球头17251活动连接固定块Ⅰ1721；导轨172与导轨172之间通过连接板Ⅰ1722与连接板Ⅱ1723配合销轴相互连接形成紧密的导轨链；根据焊缝走向轨迹，如不规则的曲线轨迹，将导轨172通过强力胶将固定块Ⅰ1721、固定块Ⅱ1725粘结在管道9上，依照焊缝走向轨迹粘结在焊缝一侧，再将导向臂177端部的滚轮Ⅲ1771设于滑槽1724内，当焊接开始时，启动电机Ⅹ166，带动滚轮Ⅱ165转动，进而带动管道9转动，导向臂177在轨道内的行走轨迹带动安装座Ⅴ173在导向柱Ⅱ171上左右滑动，进而带动焊枪Ⅱ178对管道9进行焊接；焊接完成后对强力胶粘结处进行加热软化进而将导轨172摘除。

实施例：2

与实施例1相比较所不同的是：所述焊接机构17中的导向臂177通过螺栓固定在焊枪座175上并且导向臂177设于焊枪Ⅱ178上方，当需要对管道9进行焊接时，首先将焊缝端面清理干净、规整，然后调整导向臂177使其端部设于焊缝内并紧贴焊缝一侧，再将焊枪Ⅱ178调整完毕，然后启动电机Ⅹ166，带动滚轮Ⅱ165转动，进而带动管道9转动，导向臂177在焊缝内的行走轨迹带动安装座Ⅴ173在导向柱Ⅱ171上左右滑动，进而带动焊枪Ⅱ178沿焊缝轨迹对管道9进行焊接。

以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动化大口径管道焊接防辐射装置，包括底板Ⅰ、控制机构Ⅰ、固定框Ⅰ、固定框Ⅱ、控制机构Ⅱ、控制机构Ⅲ、防辐射机构、焊枪、底板Ⅱ、油缸Ⅱ、电机Ⅴ、机架Ⅰ、支撑机构、焊接机构、机架Ⅱ；其特征在于底板Ⅰ上设有T型槽；固定框Ⅰ设有一对并对称设于底板Ⅰ两端，固定框Ⅱ设有一对并对称设于底板Ⅰ两端，固定框Ⅰ设于固定框Ⅱ一侧，固定框Ⅱ底部设有T型块并设于T型槽内；所述控制机构Ⅰ固定在底板Ⅰ上，控制机构Ⅰ活动连接固定框Ⅰ和固定框Ⅱ，固定框Ⅰ和固定框Ⅱ上设有夹紧机构，控制机构Ⅱ连接固定框Ⅰ，控制机构Ⅲ活动连接控制机构Ⅱ，防辐射机构固定在控制机构Ⅲ上，焊枪固定在防辐射机构上；所述底板Ⅱ位于固定框Ⅰ一侧，底板Ⅱ底部设有T型块并设于T型槽内；油缸Ⅱ位于底板Ⅱ一侧并固定连接底板Ⅰ，油缸Ⅱ顶轴固定连接底板Ⅱ一端；机架Ⅰ、机架Ⅱ设于底板Ⅱ上，支撑机构设于机架Ⅰ和机架Ⅱ上；焊接机构设于机架Ⅰ、机架Ⅱ上；电机Ⅴ固定在底板Ⅱ上；

所述防辐射机构包括固定座、隔板Ⅰ、隔板Ⅱ、隔板Ⅲ、隔板Ⅴ、清理机构、支撑臂Ⅱ、电动推杆、安装板、安装座Ⅰ、安装座Ⅱ、安装座Ⅲ、支撑臂Ⅲ、伺服电机Ⅰ、伺服电机Ⅱ；所述固定座固定在环形齿板一侧，电动推杆固定在固定座上，电动推杆一端设有顶轴，顶轴上设有螺旋叶片；隔板Ⅰ转动连接顶轴，隔板Ⅱ设有一对并对称设于隔板Ⅰ两侧，隔板Ⅱ铰连接隔板Ⅰ；隔板Ⅲ位于隔板Ⅱ两侧，隔板Ⅴ位于隔板Ⅰ两侧；隔板Ⅴ铰连接隔板Ⅰ，隔板Ⅲ铰连接隔板Ⅱ和隔板Ⅴ；所述清理机构设于隔板Ⅴ上，清理机构包括支撑臂Ⅰ、弹簧、导向轴Ⅱ、限位板、滚刷、滚轮；支撑臂Ⅰ一端铰连接隔板Ⅴ，滚轮和滚刷通过转动轴转动连接支撑臂Ⅰ另一端，滚轮设于滚刷一侧；导向轴Ⅱ一端铰连接支撑臂Ⅰ，另一端穿过隔板Ⅴ，限位板固定在支撑臂Ⅰ一端，弹簧套接导向轴Ⅱ，弹簧设于隔板Ⅴ和支撑臂Ⅰ之间；安装板固定在顶轴端部；安装座Ⅰ、安装座Ⅱ、安装座Ⅲ设于顶轴上，安装座Ⅲ转动连接顶轴，安装座Ⅲ上设有耳板Ⅲ；安装座Ⅰ上设有通孔并通过通孔套接顶轴，安装座Ⅰ上设有耳板Ⅰ；安装座Ⅱ上设有中心孔、导向槽以及耳板Ⅱ，导向槽设于中心孔内壁上，导向槽啮合螺旋叶片；安装座Ⅱ设于安装座Ⅰ和安装座Ⅲ之间；

所述支撑臂Ⅱ一端铰连接隔板Ⅴ，另一端铰连接耳板Ⅰ；所述支撑臂Ⅲ铰连接耳板Ⅲ，支撑臂Ⅲ两端分别设有连杆Ⅰ和连杆Ⅱ，连杆Ⅰ一端铰连接隔板Ⅱ，另一端铰连接支撑臂Ⅲ，连杆Ⅱ一端铰连接支撑臂Ⅲ，另一端铰连接耳板Ⅱ；伺服电机Ⅱ、伺服电机Ⅰ固定在安装座Ⅲ上，伺服电机Ⅰ设于伺服电机Ⅱ一侧；伺服电机Ⅰ输出轴端设有丝杆Ⅰ，丝杆Ⅰ穿过安装座Ⅱ上的通孔并通过螺纹连接安装座Ⅰ；伺服电机Ⅱ输出轴端设有丝杆Ⅱ，丝杆Ⅱ通过螺纹连接安装座Ⅱ；所述焊枪固定在安装板上。

2.根据权利要求1所述的一种自动化大口径管道焊接防辐射装置，其特征在于控制机构Ⅰ包括电机Ⅰ、丝杠Ⅰ、轴承座；电机Ⅰ固定在底板Ⅰ上，丝杠Ⅰ两端分别通过轴承连接轴承座和固定框Ⅰ，丝杠Ⅰ通过螺纹连接固定框Ⅱ，丝杠Ⅰ一端连接电机Ⅰ输出轴。

3.根据权利要求1所述的一种自动化大口径管道焊接防辐射装置，其特征在于所述夹紧机构包括连接座Ⅰ、连接座Ⅱ、油缸Ⅰ、连接臂；油缸Ⅰ设有一对并分别固定在固定框Ⅰ或固定框Ⅱ的上下两端，油缸Ⅰ的顶轴与连接座Ⅰ固定连接，连接座Ⅱ设有一对并分别设于固定框Ⅰ或固定框Ⅱ的左右两侧，连接座Ⅱ一侧设有导向轴Ⅰ并通过通孔活动连接固定框Ⅰ或固定框Ⅱ，连接臂设有若干组并分别与连接座Ⅰ和连接座Ⅱ铰连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动化大口径管道焊接防辐射装置，其特征在于所述控制机构Ⅱ包括丝杠Ⅱ、链轮Ⅰ、链条、链轮Ⅱ、电机Ⅱ、固定板；所述丝杠Ⅱ设有一对并分别设于固定框Ⅰ的两侧，丝杠Ⅱ两端通过轴承转动连接固定框Ⅰ上夹紧机构的连接座Ⅱ，固定框Ⅱ上夹紧机构的连接座Ⅱ上设有通孔，丝杠Ⅱ穿过通孔；丝杠Ⅱ一端设有链轮Ⅰ，链轮Ⅱ通过转动轴固定在连接座Ⅰ上，转动轴与连接座Ⅰ转动连接，链条连接链轮Ⅰ和链轮Ⅱ；固定板固定在连接座Ⅰ上，电机Ⅱ固定在固定板上，电机Ⅱ输出轴固定连接链轮Ⅱ上的转动轴。

5.根据权利要求1所述的一种自动化大口径管道焊接防辐射装置，其特征在于所述控制机构Ⅲ包括固定圆环、环形齿板、电机Ⅲ、固定块；固定圆环和环形齿板设有一对，固定圆环端部设有固定法兰，通过螺栓配合固定法兰将固定圆环连接并固定；固定圆环上设有T型槽，环形齿板一侧设有T型块并设于T型槽内；固定块对称设于固定圆环上，电机Ⅲ固定在固定块上；电机Ⅲ输出轴上设有齿轮并啮合环形齿板；固定块通过螺纹连接丝杠Ⅱ。

6.根据权利要求1所述的一种自动化大口径管道焊接防辐射装置，其特征在于所述机架Ⅰ上设有横板，机架Ⅰ结构与机架Ⅱ结构相同；所述电机Ⅴ输出轴端连接丝杠Ⅲ，丝杠Ⅲ一端通过螺纹连接机架Ⅰ，另一端穿过机架Ⅱ上的通孔并连接轴承座；所述底板Ⅱ上设有T型槽，机架Ⅰ、机架Ⅱ底部设有T型块并设于底板Ⅱ上的T型槽内；

所述支撑机构包括油缸Ⅲ、导向柱Ⅰ、托板、滚轮Ⅰ、滚轮Ⅱ、电机Ⅹ、电动推杆Ⅰ、导向槽；所述油缸Ⅲ固定在机架Ⅰ或机架Ⅱ上，托板设于横板上方，托板一端设有导向槽，导向柱Ⅰ设有一对并且一端固定连接托板，另一端穿过横板与横板滑动连接，油缸Ⅲ与横板通过通孔连接；滚轮Ⅰ固定在托板一侧，滚轮Ⅱ设于托板的另一侧，滚轮Ⅱ的轴承座底部设有导向块并设于导向槽内，电动推杆Ⅰ固定在托板一端，电动推杆Ⅰ顶轴固定连接滚轮Ⅱ的轴承座；滚轮Ⅱ的轴承座一侧设有支撑板，支撑板上设有电机Ⅹ，电机Ⅹ轴端设有齿轮，滚轮Ⅱ的转动轴一端设有齿轮并啮合电机Ⅹ轴端的齿轮。

7.根据权利要求1所述的一种自动化大口径管道焊接防辐射装置，其特征在于所述焊接机构包括导向柱Ⅱ、导轨、安装座Ⅴ、电动推杆Ⅱ、焊枪座、固定臂、导向臂、焊枪Ⅱ；所述导向柱Ⅱ设有一对，导向柱Ⅱ一端固定连接机架Ⅱ，另一端穿过机架Ⅰ并相互滑动连接；安装座Ⅴ设于导向柱Ⅱ上并且相互滑动连接；焊枪座一端铰连接安装座Ⅴ，电动推杆Ⅱ一端铰连接安装座Ⅴ，另一端铰连接焊枪座，焊枪Ⅱ固定在焊枪座上；固定臂固定在安装座Ⅴ上并位于焊枪座一侧，固定臂上设有通槽，导向臂一端设有螺纹并设于通槽内，导向臂端部设有滚轮Ⅲ。

8.根据权利要求1所述的一种自动化大口径管道焊接防辐射装置，其特征在于所述焊接机构中的导向臂通过螺栓固定在焊枪座上并且导向臂设于焊枪上方。

9.根据权利要求1所述的一种自动化大口径管道焊接防辐射装置，其特征在于导轨包括固定块Ⅰ、连接板Ⅰ、连接板Ⅱ、滑槽、固定块Ⅱ；滑槽固定在固定块Ⅰ顶部，连接板Ⅰ、连接板Ⅱ分别设于固定块Ⅰ的两侧，连接板Ⅰ、连接板Ⅱ一侧通过球头活动连接固定块Ⅰ，所述固定块Ⅱ设于固定块Ⅰ两侧并通过球头活动连接固定块Ⅰ；导轨与导轨之间通过连接板Ⅰ与连接板Ⅱ配合销轴相互连接形成紧密的导轨链。

10.根据权利要求1所述的一种自动化大口径管道焊接防辐射装置，其特征在于所述隔板Ⅰ、隔板Ⅱ、隔板Ⅴ上设有挡板；

所述安装座Ⅲ上设有一对辅助固定板，伺服电机Ⅰ和伺服电机Ⅱ输出轴穿过辅助固定板并活动连接。

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