CN209324814U - 一种起重机金属结构现场胶接再制造电动加压固定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种起重机金属结构现场胶接再制造电动加压固定装置，包括显示屏、操作面板、多个固定支腿、调节螺栓、吸附装置、筒体、气泵、支腿转轴、电源开关、压力设定按钮和充气气囊，筒体的底端设置有所述充气气囊，所述筒体的顶端连接有操作面板，每个所述固定支腿能够围绕设置在筒体下端的支腿转轴旋转，每个所述固定支腿通过调节螺栓与一个吸附装置连接，所述气泵设置于筒体内，所述操作面板内设置有控制装置，所述操作面板上设置有与控制装置电连接的显示屏和压力设定按钮，筒体内还设置有数字压力传感器，所述数字压力传感器一端与充气气囊连接、另一端与控制装置连接，所述气泵与控制装置连接。本装置使用便捷、实现自动化控制并且测量精准。

Description

一种起重机金属结构现场胶接再制造电动加压固定装置

技术领域

本实用新型涉及加压固定技术领域，尤其涉及一种基于胶接工艺的电动式起重机金属结构现场再制造加压固定装置。

背景技术

再制造是指以产品全寿命周期理论为指导，以实现废旧产品性能提升为目标，以优质、高效、节能、节材、环保为准则，以先进技术和产业化生产为手段，进行修复、改造废旧产品的一系列技术措施或工程活动的总称。在全球倡导节能减排和国家大力实施的循环经济大背景下，再制造的地位和作用变得日益突出。我国是起重机制造及使用大国，全国在册起重机超过220万台。随着我国进入起重机报废的高峰期，如果将被淘汰的产品进行再制造，便能以较少的成本，获取较大的回报，并减少能源消耗。开裂失效是起重机金属结构最为常见的失效形式。而胶接修复技术，便于现场操作，且起重机金属结构的附加重量较小，满足轻量化的理念。但现有的胶接修复的加压固定装置结构复杂，操作不便，加压固定效果和精度不理想。

实用新型内容

为了便于在起重机使用现场进行快速胶接修补，本实用新型提供一种起重机金属结构现场胶接再制造电动加压固定装置。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种起重机金属结构现场胶接再制造电动加压固定装置，所述装置包括显示屏、操作面板、多个固定支腿、调节螺栓、吸附装置、筒体、气泵、支腿转轴、电源开关、压力设定按钮和充气气囊，所述筒体的底端设置有所述充气气囊，所述筒体的顶端连接有操作面板，每个所述固定支腿能够围绕设置在筒体下端的支腿转轴旋转，每个所述固定支腿通过调节螺栓与一个吸附装置连接，所述气泵设置于筒体内，所述操作面板内设置有控制装置，所述操作面板上设置有与控制装置电连接的显示屏和压力设定按钮，筒体内还设置有数字压力传感器，所述数字压力传感器一端与充气气囊连接、另一端与控制装置连接，所述气泵与控制装置连接。

进一步地，所述控制装置是单片机。

进一步地，所述气泵包括微型直流电机和活塞气缸。

进一步地，所述固定支腿为3个。

进一步地，3个固定支腿关于筒体中轴线对称设置。

进一步地，所述筒体材料为金属。

进一步地，所述吸附装置为电磁铁吸附装置。

进一步地，所述数字压力传感器位于筒体内气泵与充气气囊之间。

本实用新型与现有技术相比，优点为：

支点设计的固定支腿和电磁铁吸附装置保证装置固定牢固不会滑移，工艺所需的精确压力值可以直接设定，气泵自动给气囊充气产生压力，确保了胶粘质量。作业过程中无需人工操作，无需精确调整装置水平，降低了操作人员劳动强度。同时支腿的收放结构设计提高了装置便携性能。适合在起重机现场快速修复使用。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型起重机金属结构现场胶接再制造电动加压固定装置的整体结构示意图。

图2为本实用新型起重机金属结构现场胶接再制造电动加压固定装置固定支腿打开的俯视图。

图3为自动充气部分工作原理图。

图4为单片机硬件电路框图。

图5为AT89S52单片机引脚图。

图6为按键接口电路图。

图7为压力传感器连接电路图。

图8为时钟电路图。

图9为复位电路图。

图10为LCD1602液晶屏。

图11为LCD1602液晶屏电路图。

图12为驱动电路图。

图13为单片机系统电路原理图。

图14为软件系统框图。

图15为主程序流程图。

图16为显示子程序流程图。

图17为按键扫描子程序图。

图18为气压控制子程序图。

图中附图标记：显示屏1、操作面板2、固定支腿3、调节螺栓4、吸附装置5、筒体6、气泵7、支腿转轴8、电源开关9、压力设定按钮10、电源线11和充气气囊12。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。

结合图1-2，一种起重机金属结构现场胶接再制造电动加压固定装置，所述装置包括显示屏1、操作面板2、多个固定支腿3、调节螺栓4、吸附装置5、筒体6、气泵7、支腿转轴8、电源开关9、压力设定按钮10和充气气囊12，所述筒体6的底端设置有所述充气气囊12，所述筒体6的顶端连接有操作面板2，每个所述固定支腿3能够围绕设置在筒体6下端的支腿转轴8旋转，支腿转轴8可设置于与筒体6下端固定的固定片上，每个所述固定支腿3通过调节螺栓4与一个吸附装置5连接，所述气泵7设置于筒体6内，所述操作面板2内设置有控制装置，所述操作面板2上设置有与控制装置电连接的显示屏1和压力设定按钮10，筒体6内还设置有数字压力传感器，所述数字压力传感器一端与充气气囊12连接、另一端与控制装置连接，所述气泵7与控制装置连接。图1中虚线位置为固定支腿3放下后的结构示意。

进一步地，所述控制装置是单片机。

进一步地，所述气泵7包括微型直流电机和活塞气缸。

进一步地，所述固定支腿3为3个。

进一步地，3个固定支腿3关于筒体6中轴线对称设置。

进一步地，所述筒体2材料为金属。

进一步地，所述吸附装置5为电磁铁吸附装置。

进一步地，所述数字压力传感器位于筒体6内气泵7与充气气囊12之间。

下面具体介绍实现本实用新型自动充气的相关原理和控制：

参见图3，整个装置的自动充气部分由电源电路、控制电路和气泵三大部分组成。

电源电路将交流电变为单片机和微型直流电机使用的直流电，通过电源线11实现与外部电源连接。气泵由微型直流电机和活塞气缸组成，控制电路由单片机、微型直流电机驱动电路和数字气压传感器组成。

工作时，首先通过压力设定按钮10对单片机进行参数设置，设定工作所需压力。之后单片机对驱动电路发出控制指令，使微型直流电机运行，带动活塞气缸往复运动产生气流为充气气囊12充气。数字气压传感器实时监测气缸出口的气压值，并将信号反馈至单片机。当信号值达到设定值时，单片机对驱动电路发出关闭指令，微型直流电机停止运行，气压不再上升。当信号值低于设定值时，单片机重新发出指令使微型直流电机运行，从而维持气压恒定。

下面具体介绍系统硬件部分：

如图4所示，单片机系统硬件部分主要由单片机、按键接口电路、气压信号采集、时钟电路、复位电路、显示电路和电机驱动电路组成。

如图5所示，单片机的型号选择AT89S52，其具有低功耗、高性能、价格便宜等优点。其引脚图如图5所示

如图6所示为本实施例的按键接口电路，本装置的功能设定键盘设有两个开关按钮，采用独立式按键。如图6所示，将按键分别与单片机P1口的P1.0和P1.1相连，按下S1，设定气压值加1；按下S2，设定气压值减1。

如图7所示为压力传感器连接电路，本装置选用ma18e系列工业压力传感器，直径为18mm，测量范围为0～200bar，综合精度≤±0.3％FS，其内部集成了信号变送电路，可以直接输出电压信号。使用中采用外部电源供电方式(5V)，连接方式如图7所示，其2号输出针脚与单片机P1.7口相连。

如图8所示为时钟电路，采用内部时钟方式，由晶振和电容构成自激振荡电路，为单片机提供时钟源。

如图9所示为复位电路，采用上电按键复位形式，用于启动/复位。系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，增加电容C3，使电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。S3为复位按钮，当按下S3时，RST端产生高电平，使单片机立刻复位。S3安装在电路板上，仅供调试维修时使用，装置的操作面板上无此按键。

如图11所示为显示电路，显示屏选用LCD1602型液晶显示屏(图10)，能够同时显示16x2即32个字符。其与单片机连接如图11所示，其中RS为寄存器选择引脚；RW为读写选择引脚；E为读写操作选择引脚，下降沿时，数据被写入1602液晶，E＝1时，对1602液晶进行读数据操作；D0～D7为数据总线引脚。

如图12所示为驱动电路，由于单片机不能直接驱动电机，所以驱动电路主要由NPN型三极管S8050、继电器K1和二极管IN4007组成，由单片机P2.7口控制。当P2.7口输出高电平时，S8050导通，K1接通，K1使直流电机通电，电机运行。IN4007为续流二极管，为K1的反向电动势提供释放通道，保护S8050不被损坏。R6为下拉电阻，防止S8050误动作。原理图如图12所示。

其中单片机的I/O分配表如表1。

表1单片机I/O分配表

端口	功能说明
		P0.0-P0.7	LCD数据口
P1.0-P1.1	按键输入
		P1.7	气压数据输入
P2.0	LCD寄存器选择
		P2.1	LCD读/写控制
P2.2	LCD使能控制
		P2.7	电机控制输出

整个系统电路原理图如图13所示。

下面具体介绍系统软件部分：

系统软件部分按硬件设置，主要划分为5个模块：主程序、显示程序、按键扫描程序、气压控制程序和其它子程序。软件系统框图如图14所示。

如图15为主程序流程图，主程序内容主要包括单片机初始化、相关部件初始化和一些子程序调用等，其流程图如图15所示。

如图16为显示子程序流程图，显示程序主要是完成设定值和实际测量值的显示。单片机需要对LCD1602进行初始化，然后检测其是否忙碌，能否接受命令或数据。检测到LCD空闲时是则写入数据进行显示。流程图如图16所示。

如图17为按键扫描子程序流程图，按键扫描子程序主要是扫描按键状态，在确认有按键按下后读取键值。其流程图如图17所示。

如图18为按键扫描子程序流程图，气压控制子程序主要功能是是与气压传感器通讯，读取气压信息，并与设定初始阈值进行比较，当达到设定值时停止电动机运行。低于设定阈值时接通电动机运行。这里初始化时首先给单片机P2.7口赋值“1”，使其高电平输出，使电动机运行。当达到设定阈值时给P2.7口赋值“0”，使其低电平输出，电动机停止运行。当再次比较小于阈值时，给单片机P2.7口赋值“1”，使其高电平输出。如此反复以保持气压恒定。其程序流程图如图18所示。

本装置的使用过程为：

使用时，首先在起重机上需要修复的部位胶粘上相应的补片。然后将本装置放置在其上，筒体应尽量对准补片中心区域，之后放下支腿。接通电源，打开电源开关9，电磁吸盘工作使装置固定，设定工作压力，气泵工作实施加压作业。当达到工艺要求的压力值时气泵自动停止工作，并按工艺要求的时间持续保持。完成后关闭电源，收好支腿。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种起重机金属结构现场胶接再制造电动加压固定装置，其特征在于，所述装置包括显示屏(1)、操作面板(2)、多个固定支腿(3)、调节螺栓(4)、吸附装置(5)、筒体(6)、气泵(7)、支腿转轴(8)、电源开关(9)、压力设定按钮(10)和充气气囊(12)，所述筒体(6)的底端设置有所述充气气囊(12)，所述筒体(6)的顶端连接有操作面板(2)，每个所述固定支腿(3)能够围绕设置在筒体(6)下端的支腿转轴(8)旋转，每个所述固定支腿(3)通过调节螺栓(4)与一个吸附装置(5)连接，所述气泵(7)设置于筒体(6)内，所述操作面板(2)内设置有控制装置，所述操作面板(2)上设置有与控制装置电连接的显示屏(1)和压力设定按钮(10)，筒体(6)内还设置有数字压力传感器，所述数字压力传感器一端与充气气囊(12)连接、另一端与控制装置连接，所述气泵(7)与控制装置连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制装置是单片机。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述气泵(7)包括微型直流电机和活塞气缸。

4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述固定支腿(3)为3个。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，3个固定支腿(3)关于筒体(6)中轴线对称设置。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述筒体(6)材料为金属。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述吸附装置(5)为电磁铁吸附装置。

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述数字压力传感器位于筒体(6)内气泵(7)与充气气囊(12)之间。