[发明专利]一种全方位移动式管道焊接机器人

权利要求书

1.一种全方位移动式管道焊接机器人，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）、车轮组折叠架姿态调整组件（4）以及可折叠式焊枪组件（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；车轮组折叠架姿态调整组件（4）和六组车轮组伸缩摇摆组件（3）组合成全方位移动式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，从而构成能够在管道系统内全方位自如运动的运动装置。

2.根据权利要求1所述的一种全方位移动式管道焊接机器人，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）包括车轮伸缩多级液压缸（2.1）和车轮组合件（2.2）；车轮伸缩多级液压缸（2.1）有四组，分别位于车轮组合件（2.2）的上、下、左、右四个侧面；车轮伸缩多级液压缸（2.1）的缸筒端与车轮组合件（2.2）焊接在一起，车轮伸缩多级液压缸（2.1）的活塞杆端与末端运动组件（1）中的叉形车轮架（1.8）焊接在一起，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（1）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（3）包括液压球铰一（3.1）、折叠式伸缩架活动端（3.2）、多级伸缩轴（3.3）、折叠轴（3.4）、折叠杆（3.5）、折叠驱动电机（3.6）以及折叠架固定端（3.7）；一系列的折叠轴（3.4）、折叠杆（3.5）及双头螺柱有机结合并经螺母定位，构成折叠式伸缩架；位于折叠式伸缩架两端的折叠轴（3.4）分别处于折叠式伸缩架活动端（3.2）和折叠架固定端（3.7）的槽形孔内；折叠驱动电机（3.6）有两个，其电机座与折叠架固定端（3.7）经螺栓组铰接，输出轴与处于折叠架固定端（3.7）槽形孔内的折叠轴（3.4）轴孔连接；两个折叠驱动电机（3.6）的输出轴同步运动，驱动处于折叠架固定端（3.7）槽形孔内的两个折叠轴（3.4）以相同的速度相向或相背运动，实现折叠式伸缩架的展开与折叠收回动作；液压球铰一（3.1）的活动端与折叠式伸缩架活动端（3.2）焊接在一起，多级伸缩轴（3.3）有三个，一端焊接在折叠式伸缩架活动端（3.2）上，另一端与位于折叠式伸缩架活动端（3.2）一侧中心的第一个折叠轴（3.4）轴孔连接，以保证折叠架运动过程中折叠式伸缩架活动端（3.2）不发生错动，从而使得液压球铰一（3.1）活动端轴线始终处于折叠架的中心位置；液压球铰一（3.1）的支座又与车轮组合装置（2）的车轮组合件（2.2）螺栓固定，从而构成能够带动车轮组伸缩以及绕液压球铰一（3.1）球头中心点所在任意轴摇摆的车轮组伸缩摇摆组件（3），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。