一种管道焊接用机器人制造技术

本发明专利技术涉及机器人技术领域，尤其涉及一种管道焊接用机器人，包括履带、设于履带上方的底座、以及安装在底座上的第一支撑装置、线缆装置、机械臂固定装置、第二支撑装置、主控装置、保护气瓶、焊接回路伸缩装置和机械臂；履带能够带动底座沿管道母线方向前后移动，以实现长距离管道的焊接作业要求；线缆装置能够以其自身为中轴线做旋转运动，进而实现收集线缆和布放线缆；机械臂固定装置与第二支撑装置连接，且机械臂固定装置与线缆装置位于同一中轴线上，机械臂固定装置能够以其自身为中轴线做旋转运动，从而带动上方的机械臂围绕管道径向做旋转运动。本发明专利技术可从管道内部进行焊接，并设有多个自由度，能够独立完成长管道的焊接作业。业。业。

【技术实现步骤摘要】
一种管道焊接用机器人


[0001]本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种管道焊接用机器人。

技术介绍

[0002]优异的管道质量是保证石油与天然气长期安全、稳定运输的关键，近年来的部分管道事故由管道环焊缝质量较差导致，因此保证良好的管道焊接质量便成为了保证运输安全的关键要素。
[0003]目前，管道的焊接仍以人工焊接为主，但人工焊接作业的焊接质量会受到工作人员的熟练程度和疲劳程度等因素的影响，而使用焊接机器人进行焊接作业则能够在一定程度上规避以上问题。传统的管道焊接机器人以管道外壁爬壁机器人居多，从管道内部进行焊接的机器人仍为极度缺少。
[0004]因此，本申请提供一种管道焊接用机器人，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种管道焊接用机器人，可从管道内部进行焊接，并设有多个自由度，能够独立完成长管道的焊接作业。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种管道焊接用机器人，包括管道焊接用机器人，所述管道焊接用机器人包括履带、设于履带上方的底座、以及安装在底座上的第一支撑装置、线缆装置、机械臂固定装置、第二支撑装置、主控装置、保护气瓶、焊接回路伸缩装置和机械臂；
[0008]所述履带能够带动底座沿管道母线方向前后移动，以实现长距离管道的焊接作业要求；
[0009]所述线缆装置与第一支撑装置连接，所述线缆装置能够以其自身为中轴线做旋转运动，进而实现收集线缆和布放线缆；
[0010]所述机械臂固定装置与第二支撑装置连接，且机械臂固定装置与线缆装置位于同一中轴线上，所述机械臂固定装置能够以其自身为中轴线做旋转运动，从而带动上方的机械臂围绕管道径向做旋转运动；
[0011]所述第一支撑装置和第二支撑装置分别对称设于底座的左右两侧，且第一支撑装置和第二支撑装置的结构相同，并具备自由度，可以等效改变支撑面直径，以适应不同管道直径下的焊接需求；
[0012]所述保护气瓶内部充有氩弧焊保护气体；
[0013]所述焊接回路伸缩装置具备自由度，能够沿着管道径向直线运动；
[0014]所述机械臂具备自由度，所述机械臂的末端设有氩弧焊焊枪，可实现复杂结构的焊接作业；
[0015]所述主控装置内部设有伺服电机驱动器、中央处理器MCU以及若干个传感器，且主控装置设于底座的下方，所述主控装置与上述各装置电性连接，用于控制各装置动作。
[0016]优选地，所述第一支撑装置包括支撑臂安装底座、电机安装螺孔、第一支撑臂、第二支撑臂、第三支撑臂、底座安装槽和支撑装置动力模组；
[0017]所述第一支撑臂、第二支撑臂和第三支撑臂均通过螺栓与支撑臂安装底座固定连接，所述第一支撑臂设于支撑臂安装底座的上端部中间位置，所述第二支撑臂和第三支撑臂分别对称设于支撑臂安装底座的左端部和右端部，所述第一支撑臂、第二支撑臂和第三支撑臂的结构相同；
[0018]所述支撑装置动力模组设于支撑臂安装底座的下端部，所述支撑装置动力模组分别与第一支撑臂、第二支撑臂和第三支撑臂连接；所述支撑臂安装底座的下端部设有底座安装槽，所述支撑臂安装底座通过底座安装槽与底座固定连接，所述支撑臂安装底座的上设有电机安装螺孔。
[0019]优选地，所述支撑装置动力模组包括与支撑臂安装底座固定连接的第一伺服电机安装槽、以及与第一伺服电机安装槽连接的第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端通过第一梅花联轴器连接有动力输出轴，所述动力输出轴上间隔套接有两个动力轴支撑装置，所述动力输出轴的一端与第一梅花联轴器连接，所述动力输出轴的另一端与第一轴承连接；
[0020]所述第一轴承内安装有主锥齿，所述主锥齿与第一轴承配合连接，所述主锥齿的下方设有第一锥齿，所述主锥齿的上方设有第二锥齿，所述主锥齿的右侧设有动力反向装置。
[0021]优选地，所述第一支撑臂包括与支撑装置动力模组连接的第一支撑臂动力输入轴，所述第一支撑臂动力输入轴通过第二梅花联轴器与伺服电缸连接，所述伺服电缸的顶部连接有支撑面，所述支撑面上分别设有第一辅助支撑轨道和第二辅助支撑轨道，所述第一辅助支撑轨道和第二辅助支撑轨道关于伺服电缸左右对称设置；
[0022]所述伺服电缸的左右两侧分别设有第一辅助弹性支撑臂和第二辅助弹性支撑臂，所述第一辅助弹性支撑臂和第二辅助弹性支撑臂关于伺服电缸左右对称设置，且所述第一辅助弹性支撑臂可在第一辅助支撑轨道上滑动，所述第二辅助弹性支撑臂可在第二辅助支撑轨道上滑动。
[0023]优选地，所述线缆装置包括与支撑臂安装底座固定连接的线缆装置外壳，所述线缆装置外壳上设有线缆收集装置，所述线缆装置外壳内设有线缆装置底座，所述线缆装置底座的左右两端分别设有线缆装置第一固定臂和线缆装置第二固定臂，所述线缆装置第一固定臂和线缆装置第二固定臂的结构相同，所述线缆装置第一固定臂和线缆装置第二固定臂用于将线缆装置与底座固定连接；
[0024]所述线缆装置底座内安装有真空机，所述真空机的一侧设有第一支撑法兰，所述第一支撑法兰依次通过第二轴承和第一安装法兰与线缆装置第一固定臂连接；所述真空机的另一侧设有双行星齿轮系，所述双行星齿轮系通过第三轴承与线缆装置第二固定臂连接。
[0025]优选地，所述线缆收集装置包括与支撑臂安装底座固定连接的第二伺服电机安装槽、以及安装在第二伺服电机安装槽上的第二伺服电机，所述第二伺服电机通过第三梅花联轴器与丝杆连接，所述丝杆上套接有线缆滑动槽，所述丝杆的一端与第三梅花联轴器连接，所述丝杆的另一端套接有第四轴承。
[0026]优选地，所述双行星齿轮系包括两个结构相同的第一行星齿轮组，两个第一行星齿轮组之间通过太阳轮连接法兰和行星轮连接法兰连接，且左侧的第一行星齿轮组的一侧设有第一行星架，所述第一行星架的左侧通过螺丝分别连接有第一直齿和第二直齿，所述第一直齿和第二直齿啮合，所述第一行星架的右侧与第一行星齿轮组的三个行星轮轴连接；
[0027]所述第一行星齿轮组包括第一齿圈、以及设于第一齿圈中间位置的太阳轮，所述太阳轮的外侧与第一齿圈之间分别设有第一行星齿、第二行星齿和第三行星齿，所述第一行星齿、第二行星齿和第三行星齿呈圆周状等间距分布，所述第一行星齿、第二行星齿和第三行星齿均分别与太阳轮和第一齿圈啮合。
[0028]优选地，所述机械臂固定装置包括机械臂底座转台、以及设于机械臂底座转台上的机械臂安装座，所述机械臂底座转台内设有两个结构相同的第二行星齿轮组，两个第二行星齿轮组之间通过机械臂固定装置中轴连接，左侧的第二行星齿轮组的一侧设有第二行星架，所述第二行星架的左侧分别设有第四直齿和第三直齿，所述第四直齿和第三直齿分别通过第二安装法兰和第五轴承与机械臂固定装置第一支撑臂连接，右侧的第二行星齿轮组分别通过第三安装法兰和第六轴承与机械臂固定装置第二支撑臂连接。
[0029]优选地，所述底座包括并行设置的两根底座第一支撑杆，两根底座第一支撑杆之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道焊接用机器人，包括管道焊接用机器人，其特征在于，所述管道焊接用机器人包括履带、设于履带上方的底座、以及安装在底座上的第一支撑装置、线缆装置、机械臂固定装置、第二支撑装置、主控装置、保护气瓶、焊接回路伸缩装置和机械臂；所述履带能够带动底座沿管道母线方向前后移动，以实现长距离管道的焊接作业要求；所述线缆装置与第一支撑装置连接，所述线缆装置能够以其自身为中轴线做旋转运动，进而实现收集线缆和布放线缆；所述机械臂固定装置与第二支撑装置连接，且机械臂固定装置与线缆装置位于同一中轴线上，所述机械臂固定装置能够以其自身为中轴线做旋转运动，从而带动上方的机械臂围绕管道径向做旋转运动；所述第一支撑装置和第二支撑装置分别对称设于底座的左右两侧，且第一支撑装置和第二支撑装置的结构相同，并具备自由度，可以等效改变支撑面直径，以适应不同管道直径下的焊接需求；所述保护气瓶内部充有氩弧焊保护气体；所述焊接回路伸缩装置具备自由度，能够沿着管道径向直线运动；所述机械臂具备自由度，所述机械臂的末端设有氩弧焊焊枪，可实现复杂结构的焊接作业；所述主控装置内部设有伺服电机驱动器、中央处理器MCU以及若干个传感器，且主控装置设于底座的下方，所述主控装置与上述各装置电性连接，用于控制各装置动作。2.根据权利要求1所述的一种管道焊接用机器人，其特征在于，所述第一支撑装置包括支撑臂安装底座、电机安装螺孔、第一支撑臂、第二支撑臂、第三支撑臂、底座安装槽和支撑装置动力模组；所述第一支撑臂、第二支撑臂和第三支撑臂均通过螺栓与支撑臂安装底座固定连接，所述第一支撑臂设于支撑臂安装底座的上端部中间位置，所述第二支撑臂和第三支撑臂分别对称设于支撑臂安装底座的左端部和右端部，所述第一支撑臂、第二支撑臂和第三支撑臂的结构相同；所述支撑装置动力模组设于支撑臂安装底座的下端部，所述支撑装置动力模组分别与第一支撑臂、第二支撑臂和第三支撑臂连接；所述支撑臂安装底座的下端部设有底座安装槽，所述支撑臂安装底座通过底座安装槽与底座固定连接，所述支撑臂安装底座的上设有电机安装螺孔。3.根据权利要求2所述的一种管道焊接用机器人，其特征在于，所述支撑装置动力模组包括与支撑臂安装底座固定连接的第一伺服电机安装槽、以及与第一伺服电机安装槽连接的第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端通过第一梅花联轴器连接有动力输出轴，所述动力输出轴上间隔套接有两个动力轴支撑装置，所述动力输出轴的一端与第一梅花联轴器连接，所述动力输出轴的另一端与第一轴承连接；所述第一轴承内安装有主锥齿，所述主锥齿与第一轴承配合连接，所述主锥齿的下方设有第一锥齿，所述主锥齿的上方设有第二锥齿，所述主锥齿的右侧设有动力反向装置。4.根据权利要求3所述的一种管道焊接用机器人，其特征在于，所述第一支撑臂包括与支撑装置动力模组连接的第一支撑臂动力输入轴，所述第一支撑臂动力输入轴通过第二梅
花联轴器与伺服电缸连接，所述伺服电缸的顶部连接有支撑面，所述支撑面上分别设有第一辅助支撑轨道和第二辅助支撑轨道，所述第一辅助支撑轨道和第二辅助支撑轨道关于伺服电缸左右对称设置；所述伺服电缸的左右两侧分别设有第一辅助弹性支撑臂和第二辅助弹性支撑臂，所述第一辅助弹性支撑臂和第二辅助弹性支撑臂关于伺服电缸左右对称设置，且所述第一辅助弹性支撑臂可在第...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾菊平，赵佳皓，言淳恺，徐一鸣，朱建红，周伯俊，赵凤申，蒋凌，程天宇，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：