一种管道焊接机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种管道焊接机器人，包括末端运动组件（1）、车轮组合装置（2）、车轮组伸缩摇摆组件（3）、车轮组伸缩液压缸姿态调整组件（4）以及可伸缩式焊枪组件（5）；本发明专利技术是一种管道焊接机器人，该装置结构简单、操作灵活，能够在管道系统内全方位自如运动，快速到达指定位置，执行焊接任务；该装置能够实现拐弯、换道等复杂运动，同时可以有效防止坠落，还能适应不同尺寸、不同横截面形状的管道焊接需求。

Pipe welding robot

The invention discloses a pipeline welding robot, including the motion component (1), wheel combined device (2), wheel group (3), telescopic swing component wheel telescopic hydraulic cylinder assembly and attitude adjustment (4) retractable gun assembly (5); the invention is a kind of pipeline welding robot. The device has the advantages of simple structure, flexible operation, within the piping system to a full range of free movement, quickly arrived at the designated location, perform welding tasks; the device can realize the complex motion of turning and lane changing, and can effectively prevent falling, can adapt to different sizes and different pipe cross-sectional shape of welding requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种管道焊接机器人
本专利技术涉及一种机器人，具体是一种适用于管道系统的焊接机器人。
技术介绍
管道是流体的常用运输方式之一，具有占地空间小、成本低等优点。管道系统的焊接式组合与焊接修复通常采用人工的方式，具有成本高、危险性大、管道内交错变化多，行走变道难，工作难度大等不足，而现有的焊接机器人又无法满足管道系统多样性的需求。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种管道焊接机器人，该装置结构简单、操作灵活，能够在管道系统内全方位自如运动，快速到达指定位置，执行焊接任务；该装置能够实现拐弯、换道等复杂运动，同时可以有效防止坠落，还能适应不同尺寸、不同横截面形状的管道焊接需求。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种管道焊接机器人，包括末端运动组件、车轮组合装置、车轮组伸缩摇摆组件、车轮组伸缩液压缸姿态调整组件以及可伸缩式焊枪组件；车轮组合装置将四组末端运动组件有机结合起来，组合成可以支撑管道内壁面并沿管道轴线运动的车轮组；车轮组伸缩液压缸姿态调整组件和六组车轮组伸缩摇摆组件组合成管道焊接机器人的主体姿态变换机构，车轮组伸缩摇摆组件末端连接车轮组，从而构成能够在管道系统内全方位自如运动的运动装置，快速到达指定工作位置；该运动装置结构简单、操作灵活，能够实现拐弯、换道等复杂运动，同时可以有效防止坠落，还能适应不同尺寸、不同横截面形状的管道需求；工作时，机器人的工作端车轮组收回，其余五组车轮组展开以稳定支撑机器人机体；车轮组伸缩摇摆组件、车轮组伸缩液压缸姿态调整组件以及可伸缩式焊枪组件组合成位置与姿态均可灵活调整的焊接装置，高效地执行焊接式组装与焊接修复等工作；所述的末端运动组件包括车轮、车轮轴、车轮旋转从动链轮、轴套一、车轮轴旋转轴承、车轮轴旋转轴承定位件、轴套二、叉形车轮架、车轮旋转链条、车轮旋转电机固定件、车轮旋转双轴电机以及车轮旋转主动链轮；车轮与车轮轴通过花键连接，并经轴肩和轴套二轴向定位；车轮旋转从动链轮有两个，均与车轮轴键连接，其中一个经轴肩和轴套一轴向定位，另一个经轴套二和轴套一轴向定位；车轮轴旋转轴承定位件有两个，分别与叉形车轮架的两端螺栓连接；车轮轴旋转轴承有两个，其内圈与车轮轴末尾轴段紧配合，外圈与叉形车轮架和车轮轴旋转轴承定位件组合成的沉孔紧配合，并通过轴套一和叉形车轮架与车轮轴旋转轴承定位件组合成的沉孔壁面轴向定位；车轮旋转双轴电机通过叉形车轮架和车轮旋转电机固定件固定位置，两个电机输出轴均与车轮旋转主动链轮螺栓固定；车轮旋转从动链轮、车轮旋转链条、车轮旋转双轴电机以及车轮旋转主动链轮组合成齿形链同步传动装置，车轮旋转双轴电机输出轴的转动，经链传动转化为车轮轴绕其轴线的旋转运动，从而带动车轮绕其轴线转动；所述的车轮组合装置包括车轮伸缩保持杆、车轮伸缩液压缸活塞杆、车轮伸缩液压缸缸筒以及车轮组合件；车轮伸缩保持杆、车轮伸缩液压缸活塞杆以及车轮伸缩液压缸缸筒均有四组，分别位于车轮组合件的上、下、左、右四个侧面；车轮伸缩液压缸缸筒与车轮组合件焊接在一起，车轮伸缩液压缸活塞杆与末端运动组件中的叉形车轮架焊接在一起；车轮伸缩保持杆一组两根，一端焊接在叉形车轮架两侧，另一端穿过车轮伸缩液压缸缸筒上的对应通孔，以防止车轮伸缩液压缸活塞杆相对于车轮伸缩液压缸缸筒的转动；从而构成上、下、左、右四个方位均有可伸缩末端运动装置的车轮组，以实现支撑管道内壁面并沿其轴线的直线运动，同时四组末端运动组件的伸缩运动相互独立，可满足不同横截面形状的管道需求；所述的车轮组伸缩摇摆组件包括液压球铰一、车轮组伸缩保持杆、车轮组伸缩液压缸活塞杆以及车轮组伸缩液压缸缸筒；车轮组伸缩液压缸缸筒与液压球铰二的活动端焊接在一起，车轮组伸缩液压缸活塞杆与液压球铰一的活动端焊接在一起，液压球铰一的支座与车轮组合件螺栓固定；车轮组伸缩保持杆一组两根，一端焊接在车轮组伸缩液压缸活塞杆上，另一端穿过车轮组伸缩液压缸缸筒上的对应通孔，以防止车轮组伸缩液压缸活塞杆相对于车轮组伸缩液压缸缸筒的转动；从而构成能够带动车轮组伸缩以及绕液压球铰一球头中心点所在任意轴摇摆的车轮组伸缩摇摆组件，以协助实现机器人在拐弯、换道及工作过程中的姿态变换，同时能够有效防止机器人在运动过程中发生坠落现象；所述的车轮组伸缩液压缸姿态调整组件包括机器人主体基座和液压球铰二；液压球铰二有六个，其支座分别通过螺栓固定在机器人主体基座的前、后、左、右、上、下六个方位；液压球铰二的活动端与车轮组伸缩液压缸缸筒的一端焊接，从而构成能够带动车轮组伸缩摇摆组件及车轮组绕液压球铰二球头中心点所在任意轴线摇摆的车轮组伸缩液压缸姿态调整组件，以适应多种夹角与方位情况下的拐弯及换道需求，并协助实现焊接机器人工作过程中焊枪的位姿变换；所述的可伸缩式焊枪组件包括焊枪、直线电机以及焊枪固定件；直线电机与车轮组合件螺栓固定，其输出轴通过焊枪固定件和螺栓组与焊枪固定；直线电机输出轴带动焊枪沿其轴线运动，从而组合成可伸缩的焊枪结构，在运动时缩回以免损坏，工作时伸出，并结合车轮组伸缩摇摆组件和车轮组伸缩液压缸姿态调整组件灵活调整焊枪的位置与姿态，实现高效率的管道焊接。所述的液压球铰一和液压球铰二采用市面上标准的液压球铰结构，其活动端在支座内部多个液压力的驱动下能够绕球头中心点所在的任意轴摇摆。所述的叉形车轮架、车轮组合件以及机器人主体基座采用铸造工艺制作而成。所述的车轮伸缩液压缸活塞杆、车轮伸缩液压缸缸筒、车轮组伸缩液压缸活塞杆以及车轮组伸缩液压缸缸筒采用市面上常见的液压缸结构，并对末端进行相应处理以满足要求。所述的焊枪固定件采用钢板折弯而成。本专利技术是一种管道焊接机器人，该装置结构简单、操作灵活，能够在管道系统内全方位自如运动，快速到达指定位置，执行焊接任务；该装置能够实现拐弯、换道等复杂运动，同时可以有效防止坠落，还能适应不同尺寸、不同横截面形状的管道焊接需求，本专利技术的焊接有6组，安装在车轮组合装置外侧，能够可以不同位置的使用各种位置的焊枪，适应力及其位置调整力很强，车轮组合装置与车轮组伸缩摇摆组件组成的伸缩敢提即作为车轮支撑又作为焊枪固定，使得当焊枪不工作时即车轮支撑杆，当焊枪工作时即为焊枪臂，灵活自如，能够完成各种管道的焊接任务。附图说明图1为本专利技术实施例提供的管道焊接机器人原理示意图；图中：1、末端运动组件，2、车轮组合装置，3、车轮组伸缩摇摆组件，4、车轮组伸缩液压缸姿态调整组件，5、可伸缩式焊枪组件。图2为本专利技术实施例提供的末端运动组件原理示意图；图中：1.1、车轮，1.2、车轮轴，1.3、车轮旋转从动链轮，1.4、轴套一，1.5、车轮轴旋转轴承，1.6、车轮轴旋转轴承定位件，1.7、轴套二，1.8、叉形车轮架，1.9、车轮旋转链条，1.10、车轮旋转电机固定件，1.11、车轮旋转双轴电机，1.12、车轮旋转主动链轮。图3为本专利技术实施例提供的车轮组合装置原理示意图；图中：2.1、车轮伸缩保持杆，2.2、车轮伸缩液压缸活塞杆，2.3、车轮伸缩液压缸缸筒，2.4、车轮组合件。图4为本专利技术实施例提供的车轮组伸缩摇摆组件原理示意图；图中：3.1、液压球铰一，3.2、车轮组伸缩保持杆，3.3、车轮组伸缩液压缸活塞杆，3.4、车轮组伸缩液压缸缸筒。图5为本专利技术实施例提供的车轮组伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道焊接机器人，包括末端运动组件（1）、车轮组合装置（2）、车轮组伸缩摇摆组件（3）、车轮组伸缩液压缸姿态调整组件（4）以及可伸缩式焊枪组件（5）；车轮组合装置（2）将四组末端运动组件（1）有机结合起来，组合成可以支撑管道内壁面并沿管道轴线运动的车轮组；车轮组伸缩液压缸姿态调整组件（4）和六组车轮组伸缩摇摆组件（3）组合成管道焊接机器人的主体姿态变换机构，车轮组伸缩摇摆组件（3）末端连接车轮组。

【技术特征摘要】
1.一种管道焊接机器人，包括末端运动组件（1）、车轮组合装置（2）、车轮组伸缩摇摆组件（3）、车轮组伸缩液压缸姿态调整组件（4）以及可伸缩式焊枪组件（5）；车轮组合装置（2）将四组末端运动组件（1）有机结合起来，组合成可以支撑管道内壁面并沿管道轴线运动的车轮组；车轮组伸缩液压缸姿态调整组件（4）和六组车轮组伸缩摇摆组件（3）组合成管道焊接机器人的主体姿态变换机构，车轮组伸缩摇摆组件（3）末端连接车轮组。2.根据权利要求1所述的一种管道焊接机器人，其特征在于，所述的末端运动组件（1）包括车轮（1.1）、车轮轴（1.2）、车轮旋转从动链轮（1.3）、轴套一（1.4）、车轮轴旋转轴承（1.5）、车轮轴旋转轴承定位件（1.6）、轴套二（1.7）、叉形车轮架（1.8）、车轮旋转链条（1.9）、车轮旋转电机固定件（1.10）、车轮旋转双轴电机（1.11）以及车轮旋转主动链轮（1.12）；车轮（1.1）与车轮轴（1.2）通过花键连接，并经轴肩和轴套二（1.7）轴向定位；车轮旋转从动链轮（1.3）有两个，均与车轮轴（1.2）键连接，其中一个经轴肩和轴套一（1.4）轴向定位，另一个经轴套二（1.7）和轴套一（1.4）轴向定位；车轮轴旋转轴承定位件（1.6）有两个，分别与叉形车轮架（1.8）的两端螺栓连接；车轮轴旋转轴承（1.5）有两个，其内圈与车轮轴（1.2）末尾轴段紧配合，外圈与叉形车轮架（1.8）和车轮轴旋转轴承定位件（1.6）组合成的沉孔紧配合，并通过轴套一（1.4）和叉形车轮架（1.8）与车轮轴旋转轴承定位件（1.6）组合成的沉孔壁面轴向定位；车轮旋转双轴电机（1.11）通过叉形车轮架（1.8）和车轮旋转电机固定件（1.10）固定位置，两个电机输出轴均与车轮旋转主动链轮（1.12）螺栓固定；车轮旋转从动链轮（1.3）、车轮旋转链条（1.9）、车轮旋转双轴电机（1.11）以及车轮旋转主动链轮（1.12）组合成齿形链同步传动装置，车轮旋转双轴电机（1.11）输出轴的转动，经链传动转化为车轮轴（1.2）绕其轴线的旋转运动，从而带动车轮（1.1）绕其轴线转动；所述的车轮组合装置（2）包括车轮伸缩保持杆（2.1）、车轮伸缩液压缸活塞杆（2.2）、车轮伸缩液压缸缸筒（2.3）以及车轮组合件（2.4）；车轮伸缩保持杆（2.1）、车轮伸缩液压缸活塞杆（2.2）以及车轮伸缩液压缸缸筒（2.3）均有四组，分别位于车轮组合件（2.4）的上、下、左、右四个侧面；车轮伸缩液压缸缸筒（2.3）与车轮组合件（2.4）焊接在一起，车轮伸缩液压缸活塞杆（2.2）与末端运动组件（1）中的叉形车轮架（1.8）焊接在一起；车轮伸缩保持杆（2.1）一组两根，一端焊接在叉形车轮架（1.8）两侧，另一端穿过车轮伸缩液压缸缸筒（2.3）上的对应通孔，以防止车轮伸缩液压缸活塞杆（2.2）相对于车轮伸缩液压缸缸筒（2.3）的转动；从而构成上、下、左、右四个方位均有可伸缩末端运动装置的车轮组，以实现支撑管道内壁面并沿其轴线的直线运...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙世康，
申请(专利权)人：徐州乐泰机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32