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专利号: 2018113651653
申请人: 石家庄铁道大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种环形焊接机,其特征在于:包括环形导轨(7)、行走小车(8)、机械臂(5)、焊枪(6)、链式驱动轨道(1)、驱动小车(3)和送丝管(4),所述焊枪(6)借助于机械臂(5)安装在行走小车(8)一侧,行走小车(8)借助于Y形支架连接在环形导轨(7)外表面,行走小车(8)用于限制焊枪(6)沿环形导轨(7)的外缘行走,所述链式驱动轨道(1)与环形导轨(7)并列安装,驱动小车(3)卡装在链式驱动轨道(1)外侧、且驱动小车(3)与链式驱动轨道(1)啮合安装,驱动小车(3)与行走小车(8)并列安装、且通过两根传动轴(8‑2)连接,链式驱动轨道(1)用于将驱动小车(3)固定在焊接工件外侧、且链式驱动轨道(1)围成的驱动轨迹为与环形导轨(7)同轴的圆形轨迹;

所述链式驱动轨道(1)包括若干借助于销轴首尾相接的单元链节(1‑1),单元链节(1‑

1)为端面呈T形的块状结构,其两端分别对应设置凸块和凹槽,位于后端的单元链节(1‑1)的凸块插入位于前端的单元链节(1‑1)凹槽内、且水平穿设销轴,位于链式驱动轨道(1)最前端的单元链节(1‑1)的开放端设置倒齿状插杆(1‑3),位于链式驱动轨道(1)最末端的单元链节(1‑1)的开放端设置有倒齿状插孔(1‑4),插杆(1‑3)和插孔(1‑4)用于在链式驱动轨道(1)围成环形轨道时插接;

所述环形导轨(7)为外壁开设有导槽(7‑2)和限位槽(7‑3)环形结构,环形导轨(7)用于套装在待焊接钢管外侧,环形导轨(7)的内径与待焊接钢管的外径相等,环形导轨(7)外侧设置环形的导槽(7‑2),环形导槽(7‑2)的截面呈上中部开口的矩形,环形导轨(7)外表面还设有两道限位槽(7‑3),两道限位槽(7‑3)分别位于导槽(7‑2)的两侧;

所述驱动小车(3)包括壳体(3‑1)、驱动电机(3‑5)、主动齿轮(3‑4)、从动齿轮(3‑3)和导向轮组(3‑2),所述壳体(3‑1)包括侧板、端板和顶板,两块侧板、两块端板和一块顶板围成半封闭结构,端板的长度为侧板长度的一半,驱动电机(3‑5)固定安装在半封闭结构内,驱动电机(3‑5)动力输出端固定安装主动齿轮(3‑4),半封闭结构内还安装从动齿轮(3‑3),从动齿轮(3‑3)与主动齿轮(3‑4)啮合,从动齿轮(3‑3)用于和链式驱动轨道(1)啮合,两块侧板内侧固定安装导向轮组(3‑2),导向轮组(3‑2)包括四套导向轮,每块侧板内侧下端固定安装两套导向轮,四套导向轮的周线位于同一水平面;

所述行走小车(8)包括车架(8‑4)、行走轮(8‑5)、定位块(8‑3)和两根传动轴(8‑2),两根传动轴(8‑2)平行安装、且两端分别与驱动小车(3)和车架(8‑4)轴承连接,行走轮(8‑5)包括两套,两套行走轮(8‑5)借助于转轴安装在车架(8‑4)外侧,两套行走轮(8‑5)卡接在环形轨道外侧的限位槽(7‑3)内;

所述传动轴(8‑2)中部固定安装链轮(8‑1),与链轮(8‑1)啮合安装链条(2),链条(2)用于焊接钢管时将驱动小车(3)和行走小车(8)捆绑在待焊接钢管外侧;

所述环形轨道的导槽(7‑2)内卡装限位架(9),限位架(9)包括横轴、U形支架、卡爪和限位轮,U形支架开口端内侧对称安装用于连接车架(8‑4)中部的卡爪,卡爪与车架之间采用柔性连接,竖向连杆外侧套装复位弹簧,复位弹簧下端与竖向连杆连接,上端顶紧U形支架下端,U形支架下端借助于竖向连杆安装横轴,横轴两端设置限位轮,横轴和限位轮位于导槽(7‑2)内侧,横轴的周线与导槽(7‑2)侧壁垂直;

所述机械臂(5)包括基座(5‑1)、第一摆臂(5‑2)、第二摆臂(5‑3)、关节销轴(5‑4)和关节臂(5‑5),基座(5‑1)包括底板、回转装置和铰支座,铰支座借助于回转装置安装在底板上,铰支座上端通过销轴连接第一摆臂(5‑2),第一摆臂(5‑2)末端通过摆动机构连接第二摆臂(5‑3),第二摆臂(5‑3)末端通过关节销轴(5‑4)连接关节臂(5‑5),关节臂(5‑5)末端固定连接焊枪(6);

所述焊枪(6)包括送丝管(4)、枪头(6‑4)、转接块、固定臂(6‑1)、摆架(6‑3)和液压缸(6‑2),所述摆架(6‑3)与关节臂(5‑5)末端固定连接,摆架(6‑3)中部借助于销轴连接转接块,枪头(6‑4)固定安装在转接块下方,摆架(6‑3)上表面固定安装呈L形的固定臂(6‑1),所述转接块上表面铰接液压缸(6‑2)的缸体尾端,液压缸(6‑2)的活塞杆末端与固定臂(6‑1)开放端铰接,液压缸(6‑2)用于驱动枪头(6‑4)绕转接块和摆架(6‑3)之间的销轴的轴线摆动;

所述枪头(6‑4)包括外壳、固定板(6‑4‑1)、导丝管(6‑4‑2)、送丝机构(6‑4‑3)、伸缩电机(6‑4‑4)、丝杠螺母(6‑4‑5)、伸缩套管(6‑4‑6)和焊接头(6‑4‑7),所述外壳为圆管状结构、且其末端与转接块固定连接,外壳中部通过导管与送丝管连接,固定板(6‑4‑1)竖向安装在外壳内,固定板(6‑4‑1)上自上而下固定设置导丝管(6‑4‑2)、送丝机构(6‑4‑3)和伸缩机构,伸缩机构末端安装焊接头(6‑4‑7),穿过送丝管和导管的焊丝穿入送丝机构(6‑4‑3),送丝机构(6‑4‑3)用于将焊丝送至焊接头(6‑4‑7),送丝机构包括两个转向相反的对搓轮,对搓轮由电机驱动,焊丝加持在两个对搓轮之间,通过控制电机的转速来调节送丝速度,伸缩机构包括在固定板(6‑4‑1)同一面左右对称安装的两套伸缩电机(6‑4‑4)、两套丝杠、两套丝杠螺母(6‑4‑5)和两套伸缩套管(6‑4‑6),两套丝杠螺母(6‑4‑5)与固定板(6‑4‑1)连接,两套丝杠螺母(6‑4‑5)分别于两套丝杠螺母(6‑4‑5)螺纹安装,丝杠末端螺纹连接伸缩套管(6‑4‑6),焊接头(6‑4‑7)固定安装在伸缩套管(6‑4‑6)末端,伸缩电机(6‑4‑4)动力输出端通过齿轮传动机构连接对应侧的丝杠末端,两根伸缩套管(6‑4‑6)之间设置联接板,联接板与固定板(6‑4‑1)表面滑动配合。