[發明專利]一種全方位移動式管道焊接機器人

在審

• 申請號: 201710254044.0
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN106984920A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 沙世康
• 申請（專利權）人: 徐州樂泰機電科技有限公司
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K37/02;B25J5/00;B25J11/00
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及一種機器人，具體是一種適用于管道系統的全方位移動式焊接機器人。

背景技術

管道是流體的常用運輸方式之一，具有占地空間小、成本低等優點。管道系統的焊接式組合與焊接修復通常采用人工的方式，具有成本高、危險性大、工作難度大等不足，而現有的焊接機器人又無法滿足管道系統多樣性的需求。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種全方位移動式管道焊接機器人，該裝置結構簡單、操作靈活，能夠在管道系統內全方位自如運動，快速到達指定位置，執行焊接任務；該裝置能夠實現拐彎、換道等復雜運動，同時可以有效防止墜落，還能適應不同尺寸、不同橫截面形狀的管道焊接需求。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種全方位移動式管道焊接機器人，包括末端運動組件、車輪組合裝置、車輪組伸縮搖擺組件、車輪組折疊架姿態調整組件以及可折疊式焊槍組件；車輪組合裝置將四組末端運動組件有機結合起來，組合成可以支撐管道內壁面并沿管道軸線運動的車輪組；車輪組折疊架姿態調整組件和六組車輪組伸縮搖擺組件組合成全方位移動式管道焊接機器人的主體姿態變換機構，車輪組伸縮搖擺組件末端連接車輪組，從而構成能夠在管道系統內全方位自如運動的運動裝置，快速到達指定工作位置；該運動裝置結構簡單、操作靈活，能夠實現拐彎、換道等復雜運動，同時可以有效防止墜落，還能適應不同尺寸、不同橫截面形狀的管道需求；工作時，機器人的工作端車輪組收回，其余五組車輪組展開以穩定支撐機器人機體；車輪組伸縮搖擺組件、車輪組折疊架姿態調整組件以及可折疊式焊槍組件組合成位置與姿態均可靈活調整的焊接裝置，高效地執行焊接式組裝與焊接修復等工作；

所述的末端運動組件包括車輪、車輪軸、車輪旋轉從動鏈輪、軸套一、車輪軸旋轉軸承、車輪軸旋轉軸承定位件、軸套二、叉形車輪架、車輪旋轉鏈條、車輪旋轉電機固定件、車輪旋轉雙軸電機以及車輪旋轉主動鏈輪；車輪與車輪軸通過花鍵連接，并經軸肩和軸套二軸向定位；車輪旋轉從動鏈輪有兩個，均與車輪軸鍵連接，其中一個經軸肩和軸套一軸向定位，另一個經軸套二和軸套一軸向定位；車輪軸旋轉軸承定位件有兩個，分別與叉形車輪架的兩端螺栓連接；車輪軸旋轉軸承有兩個，其內圈與車輪軸末尾軸段緊配合，外圈與叉形車輪架和車輪軸旋轉軸承定位件組合成的沉孔緊配合，并通過軸套一和叉形車輪架與車輪軸旋轉軸承定位件組合成的沉孔壁面軸向定位；車輪旋轉雙軸電機通過叉形車輪架和車輪旋轉電機固定件固定位置，兩個電機輸出軸均與車輪旋轉主動鏈輪螺栓固定；車輪旋轉從動鏈輪、車輪旋轉鏈條、車輪旋轉雙軸電機以及車輪旋轉主動鏈輪組合成齒形鏈同步傳動裝置，車輪旋轉雙軸電機輸出軸的轉動，經鏈傳動轉化為車輪軸繞其軸線的旋轉運動，從而帶動車輪繞其軸線轉動；

所述的車輪組合裝置包括車輪伸縮多級液壓缸和車輪組合件；車輪伸縮多級液壓缸有四組，分別位于車輪組合件的上、下、左、右四個側面；車輪伸縮多級液壓缸的缸筒端與車輪組合件焊接在一起，車輪伸縮多級液壓缸的活塞桿端與末端運動組件中的叉形車輪架焊接在一起，從而構成上、下、左、右四個方位均有可伸縮末端運動裝置的車輪組，以實現支撐管道內壁面并沿其軸線的直線運動，同時四組末端運動組件的伸縮運動相互獨立，可滿足不同橫截面形狀的管道需求；

所述的車輪組伸縮搖擺組件包括液壓球鉸一、折疊式伸縮架活動端、多級伸縮軸、折疊軸、折疊桿、折疊驅動電機以及折疊架固定端；一系列的折疊軸、折疊桿及雙頭螺柱有機結合并經螺母定位，構成折疊式伸縮架；位于折疊式伸縮架兩端的折疊軸分別處于折疊式伸縮架活動端和折疊架固定端的槽形孔內；折疊驅動電機有兩個，其電機座與折疊架固定端經螺栓組鉸接，輸出軸與處于折疊架固定端槽形孔內的折疊軸軸孔連接；兩個折疊驅動電機的輸出軸同步運動，驅動處于折疊架固定端槽形孔內的兩個折疊軸以相同的速度相向或相背運動，實現折疊式伸縮架的展開與折疊收回動作；液壓球鉸一的活動端與折疊式伸縮架活動端焊接在一起，多級伸縮軸有三個，一端焊接在折疊式伸縮架活動端上，另一端與位于折疊式伸縮架活動端一側中心的第一個折疊軸軸孔連接，以保證折疊架運動過程中折疊式伸縮架活動端不發生錯動，從而使得液壓球鉸一活動端軸線始終處于折疊架的中心位置；液壓球鉸一的支座又與車輪組合裝置的車輪組合件螺栓固定，從而構成能夠帶動車輪組伸縮以及繞液壓球鉸一球頭中心點所在任意軸搖擺的車輪組伸縮搖擺組件，以協助實現機器人在拐彎、換道及工作過程中的姿態變換，同時能夠有效防止機器人在運動過程中發生墜落現象；