[发明专利]一种仿伞状结构的管道焊接机器人

摘要

本发明公开了一种仿伞状结构的管道焊接机器人，包括末端运动组件（1）、仿伞状车轮组合装置（2）、车轮组伸缩摇摆组件（3）、车轮组伸缩液压缸姿态调整组件（4）以及焊枪组件（5）；本发明是一种仿伞状结构的管道焊接机器人，该装置结构简单、操作灵活，能够在管道系统内全方位自如运动，快速到达指定位置，执行焊接任务；该装置能够实现拐弯、换道等复杂运动，同时可以有效防止坠落，还能适应不同尺寸、不同横截面形状的管道焊接需求；此外，该装置的车轮组还采用伞状结构，运动时打开，保护焊枪不受损坏；工作时收拢，露出焊枪进行焊接。

主权项

一种仿伞状结构的管道焊接机器人，包括末端运动组件（1）、仿伞状车轮组合装置（2）、车轮组伸缩摇摆组件（3）、车轮组伸缩液压缸姿态调整组件（4）以及焊枪组件（5）；仿伞状车轮组合装置（2）将四组末端运动组件（1）有机结合起来，组合成在打开状态下可以支撑管道内壁面并沿管道轴线运动的车轮组；车轮组伸缩液压缸姿态调整组件（4）和六组车轮组伸缩摇摆组件（3）组合成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，快速到达指定工作位置；焊枪组件（5）固定在仿伞状车轮组合装置（2）上，运动时机器人的所有车轮组打开，保护焊枪不受损坏；工作时，机器人的工作端车轮组收拢，露出焊枪头，其余五组车轮组展开以稳定支撑机器人机体；车轮组伸缩摇摆组件（3）、车轮组伸缩液压缸姿态调整组件（4）以及焊枪组件（5）组合成位置与姿态均可灵活调整的焊接装置，所述的仿伞状车轮组合装置（2）包括车轮伸缩多级液压缸（2.1）、车轮组开合连杆（2.2）、车轮组开合电机固定件（2.3）、车轮组开合驱动电机（2.4）、车轮组合件（2.5）、车轮组开合丝杠螺母（2.6）、车轮组开合驱动圈（2.7）、车轮组开合丝杠轴承固定件（2.8）、车轮组开合丝杠单边轴承（2.9）、车轮组开合滚珠丝杠（2.10）以及车轮组开合联轴器（2.11）；车轮伸缩多级液压缸（2.1）有四组，分别位于车轮组合件（2.5）的上、下、左、右四个方位；车轮伸缩多级液压缸（2.1）的缸筒端与车轮组合件（2.5）经销轴和开口销连接，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；车轮组开合连杆（2.2）两端分别与车轮伸缩多级液压缸（2.1）的缸筒和车轮组开合驱动圈（2.7）上的耳孔经销轴和开口销连接，车轮组开合驱动圈（2.7）又套在车轮组合件（2.5）上，从而构成曲柄滑块机构；车轮组开合电机固定件（2.3）和车轮组开合丝杠轴承固定件（2.8）都通过螺栓固定在车轮组合件（2.5）上，车轮组开合丝杠单边轴承（2.9）和车轮组开合驱动电机（2.4）分别通过螺栓固定在车轮组开合丝杠轴承固定件（2.8）和车轮组开合电机固定件（2.3）上；车轮组开合联轴器（2.11）两端分别连接车轮组开合滚珠丝杠（2.10）和车轮组开合驱动电机（2.4）的输出轴，车轮组开合滚珠丝杠（2.10）另一端又与车轮组开合丝杠单边轴承（2.9）的内圈紧配合；车轮组开合丝杠螺母（2.6）内侧与车轮组开合滚珠丝杠（2.10）配合，外侧通过螺栓固定在车轮组开合驱动圈（2.7）上；车轮组开合驱动电机（2.4）输出轴的转动，经滚珠丝杠传动带动车轮组开合丝杠螺母（2.6）沿其轴线移动，进而带动车轮组开合驱动圈（2.7）直线运动；车轮组开合驱动圈（2.7）的直线运动再经曲柄滑块机构转换为车轮伸缩多级液压缸（2.1）的摇摆运动，进而带动车轮组合件（2.5）四周的末端运动组件（1）实现同步的打开与收拢运动；运动时车轮组打开，通过四组车轮伸缩多级液压缸（2.1）相互独立的伸缩运动，实现支撑不同截面状况的管道内壁并沿其轴线的直线运动，同时保护焊枪组件（5）不受损坏；工作时非工作端车轮组打开，稳定支撑机器人机体，工作端车轮组收拢，露出焊枪头进行焊接。