[发明专利]用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人

权利要求书

1.一种用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人，其特征在于：包括

焊接车，完成焊接任务的执行单元；

辅助车，完成焊接的前期任务和后期的处理任务；

智能监控单元，负责对焊接车、辅助车的监测与控制，实现焊接作业的可视化跟踪与人工干预；

电源单元，提供焊接过程的工作电源；

所述焊接车为两辆，辅助车为两辆，焊接车与辅助车间隔分布在管道的外侧，相邻之间的焊接车与辅助车通过弹性约束单元相连接，所述智能监控单元通过传输电缆分别与各焊接车、辅助车相连接。

2.根据权利要求1所述的用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人，其特征在于：所述焊接车包括行走机构、焊枪机构和送丝机构，所述行走机构为复合轮式机构，包括位于焊接车底部两侧的轮子，轮子分别通过金属杆活动连接至焊接车的车厢底部，金属杆绕焊接车车厢底部的连接支点360°转动，通过智能监控单元内的伺服电机控制轮子，实现焊接车正、反向360°行走。

3.根据权利要求2所述的用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人，其特征在于：所述焊枪机构包括焊枪、焊枪位置调整装置和焊枪摆动装置，所述焊枪上设有用于气体保护电弧焊的气体喷嘴、位置传感器、绝对角度传感器和摄像机，所述位置传感器、绝对角度传感器和摄像机均通过传输电缆与智能监控单元相连接；所述焊枪位置调整装置包括智能监控单元通过内部的三组步进电机来控制的左右调整机构、高低调整机构和焊枪角度调整机构；所述摄像机与左右调整机构构成与管道坡口平行的自动跟踪系统，完成管道坡口的多层多道的往复焊接；所述位置传感器与高低调整机构，用于实现焊枪高度的自动跟踪；所述绝对角度传感器与焊枪角度调整机构，用于控制焊枪角度位移的自动跟踪；所述焊枪摆动装置包括摆动中心传感器、滚珠丝杠、驱动滑块机构和焊枪夹持机构，所述摆动中心传感器与智能监控单元相连接，根据摆动中心传感器采集的数据，智能监控单元内的高速步进电机通过联轴器带动滚珠丝杠旋转，带动驱动滑块机构通过丝杠螺母作轴向直线运动，焊枪夹持机构与驱动滑块机相连接，实现焊枪的摆动运动。

4.根据权利要求2所述的用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人，其特征在于：所述送丝机构采用两轮送丝方式，包括主送丝轮、压紧轮和焊丝导向管，智能监控单元内的送丝电机驱动主送丝轮及其上的主齿轮旋转，通过主、从动齿轮啮合传到压紧轮上，焊丝经导向管贯穿主送丝轮、压紧轮，使进入焊枪的焊丝修整笔直。

5.根据权利要求1所述的用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人，其特征在于：所述辅助车包括行走机构、预热装置和测温装置，所述行走机构为复合轮式机构，包括位于辅助车底部两侧的轮子，轮子分别通过金属杆活动连接至辅助车的车厢底部，金属杆绕辅助车车厢底部的连接支点360°转动，通过智能监控单元内的伺服电机控制轮子，实现辅助车正、反向360°行走。

6.根据权利要求1所述的用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人，其特征在于：所述预热装置采用电磁加热方式，所述测温装置与智能监控单元相连接。

7.根据权利要求1所述的用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人，其特征在于：所述智能监控单元还包括可视化焊接跟踪模块、人工干预模块和PLC控制器，所述人工干预模块为控制面板，对焊接车进行人工调整控制，包括人工调整焊接车方向、车速；所述PLC控制器接收各传感器及摄像机采集的数据，并输出控制各电机的控制信号；所述可视化焊接跟踪模块与PLC控制器相连接。

8.根据权利要求1所述的用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人，其特征在于：所述弹性约束单元为弹簧，弹簧将各焊接车、辅助车连接，并将约束于管道的外表面。

9.根据权利要求1所述的用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人，其特征在于：所述电源单元为便携式的外置电源。

10.根据权利要求1所述的用于特殊钢材野外施工焊接的管道焊接机器人，其特征在于：还包括野外施工罩，所述野外施工罩罩套在各焊接车、辅助车的外侧。