[發明專利]一種氣電立焊自主移動式機器人系統

有效

• 申請號: 201210185382.0
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN102672311A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 桂仲成;李永龍;董娜;陳博翁;肖唐杰;張帆;姜周;盛仲曦;馮濤;吳建東
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: B23K9/12
• 分類號: B23K9/12;B23K9/127;B23K9/28;B25J5/00;B62D57/024
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

1.一種氣電立焊自主移動式機器人系統，包括機器人本體、控制系統和氣電立焊系統，其特征在于：

機器人本體包括爬行機構（6）和操作機構（1）：所述爬行機構（6）包括采用驅動轉向一體化磁輪的前輪模塊（17）、采用永磁間隙吸附裝置的后輪模塊（20）、連接前后輪的車架（18）和安裝在車架（18）上的電機驅動控制器（19）；所述的操作機構（1）包括十字滑塊和擺動機構，擺動機構前端夾持氣電立焊焊槍（3），水平和垂直兩個方向的自由度由兩個絲杠導軌組合單元組合而成的十字滑塊實現，擺動機構采用步進電機搭配蝸輪蝸桿減速器（28）；

控制系統包括傳感系統、機器人本體控制箱（8）和機器人主控系統（15）；

氣電立焊焊接系統包括氣電立焊焊槍（3）、氣電立焊焊接電源（12）、送絲機（11）、保護氣（13）和焊接冷卻系統（14）；

機器人本體、控制系統和氣電立焊焊接系統三者通過線纜（9）連接。

2.根據權利要求1所述的一種氣電立焊自主移動式機器人系統，其特征在于：所述前輪模塊（17）和后輪模塊（20）分別安裝在車架（18）兩端，在后輪模塊（20）處設置有后輪底盤（22），后輪底盤（22）上設置有永磁體（2）；

前輪模塊（17）為驅動轉向一體化磁輪，包括永磁體（2）和車輪（23），前輪的永磁體（2）采用沿厚度方向磁化的環形永磁體（2）；后輪模塊（20）采用永磁間隙吸附方式，包括永磁間隙吸附裝置和車輪（23），永磁間隙吸附裝置包括環繞車輪（23）安裝在后輪底盤（22）上的永磁體（2），永磁間隙吸附裝置環繞后輪安裝在底盤（22）上，所述永磁間隙吸附裝置和導磁壁面間是非接觸的，通過調節底盤（22）和導磁壁面之間的距離設定永磁吸附裝置和導磁壁面間的氣隙；

所述爬行機構（6）采用三輪結構，各車輪（23）均為驅動輪，依靠兩后輪的差速及前輪的受控轉向角實現在導磁壁面上的轉向和直線運動；或兩個后車輪（23）作為驅動輪，前輪采用萬向滾動輪，采用后輪差動方式實現在導磁壁面上的轉向和直行。

3.根據權利要求2所述的一種氣電立焊自主移動式機器人系統，其特征在于：所述的操作機構（1）包括十字滑塊橫軸（51）、十字滑塊縱軸（52）、連接臂（53）、焊縫跟蹤傳感器（55）連接件（54）、焊槍連接件（57），十字滑塊橫軸（51）與十字滑塊縱軸（52）是分別由步進電機與精密滾珠絲杠導軌組成，焊縫跟蹤傳感器（55）安裝在連接件的前端，焊槍連接件（57）安裝在連接臂（53）的端部，操作機構（1）末端帶有氣電立焊焊槍（3）夾持及姿態調整機構。

4.根據權利要求3所述的一種氣電立焊自主移動式機器人系統，其特征在于：所述傳感系統包括激光跟蹤傳感器（4）、環境監控傳感器，操作機構（1）及環境監控傳感器安裝在爬行機構（6）上，操作機構（1）末端安裝激光跟蹤傳感器（4）和氣電立焊焊槍（3），機器人本體控制箱（8）安裝在爬行機構（6）上，機器人本體控制箱（8）與機器人主控系統（15）通過電纜相連，焊接電源、送絲機（11）、保護氣（13）與機上部分的氣電立焊焊槍（3）通過線纜（9）相連。

5.根據權利要求4所述的一種氣電立焊自主移動式機器人系統，其特征在于：所述的機器人控制系統的工作方式為：機器人先由人工遙控至焊接作業起始點位置附近，再由機器人自主識別跟蹤焊縫（5）實施焊接；機器人控制系統采用PCC或工業PC作為主控系統，各功能板塊為模塊化設計，利用激光跟蹤傳感器（4）的反饋控制機器人本體爬行機構（6）和操作機構（1）的運動；利用開關量控制焊接啟動、停止等動作；具備遠程焊接參數設置及在線調整功能；宏觀焊接環境監控功能；采用手持式控制器實現機器人系統的遠程遙控。

6.根據權利要求5所述的一種氣電立焊自主移動式機器人系統，其特征在于：所述的機器人本體上設置有多自由度云臺（7），實現宏觀焊接環境的監控，所述云臺屬于傳感系統。