一种横向站立搬运焊接钢板用机器人的制作方法

1.本发明涉及桥梁施工设备技术领域，尤其涉及一种横向站立搬运焊接钢板用机器人。


背景技术：

2.桥梁施工按照设计内容，建造桥梁的过程；主要指桥梁施工技术与施工组织、施工管理、施工质量等内容。
3.现有的桥梁在施工焊接时大部分都是在地面上进行焊接结束后，在经过吊机进行吊取辅助焊接，尤其是针对两个桥墩之间桥面钢板模板的焊接工序，由于桥面受力最大，其桥面的钢筋混凝土总重量能够高达几十吨重，这就意味着桥面的钢板模板要最低承受住着几十吨的重量时还要保证其整体模板架构的变形量要在公差范围内，所以在 焊接时，需要使用圆管作为主要支撑柱，然后在其表面焊接上钢板，从而保证整体架构的承重力；而因焊接后的机构体积大笨重，在吊起焊接时很难对准限位，且吊起都是采用吊机吊起，在控制其对准时无法保证两个钢板接触在一起对准，以及两块钢板接触对准后在其表面焊接时会产生焊接变形力，还易导致两块钢板焊接变形，增加了焊接的操作难度，焊接难度大，操作繁琐，工作效率低，焊接易变形，影响焊接质量，所以需要一种横向站立搬运焊接钢板用机器人。


技术实现要素：

4.基于现有的桥梁在施工焊接时大部分都是在地面上进行焊接结束后，在经过吊机进行吊取辅助焊接，因焊接后的机构体积大笨重，在吊起焊接时很难对准限位，焊接难度大，操作繁琐，工作效率低，焊接易变形，影响焊接质量的技术问题，本发明提出了一种横向站立搬运焊接钢板用机器人。
5.本发明提出的一种横向站立搬运焊接钢板用机器人，包括桥梁立柱和机械手，所述桥梁立柱的圆弧表面设置有行走机构，所述行走机构用于驱动机械手上下行走，所述行走机构包括有卡盘，所述卡盘的一端圆弧表面开设有插接槽，所述插接槽的内壁与桥梁立柱的表面滑动插接，所述桥梁立柱的表面位于卡盘的内部；所述卡盘的表面设置有角度调节机构，所述角度调节机构用于驱动机械手搬运焊接辅助角度调节，所述角度调节机构包括有齿圈，所述齿圈的表面与卡盘的圆弧表面固定安装。
6.优选地，所述卡盘的内部开设有气压腔，所述气压腔的内壁开设有第一滑动孔，三个所述第一滑动孔的内壁滑动插接有伸缩杆，所述伸缩杆的一端固定安装有气压活塞，所述气压活塞的表面固定连接有密封垫，所述密封垫的表面与气压腔的内壁滑动插接；通过上述技术方案，达到了向气压腔内部添加气压，控制气压腔内部的气压增大，驱使气压挤压气压活塞向外运动，带动多个伸缩杆同时工作向外运动，以及设置密封垫达到了气压活塞运动中进行密封的效果，防止运动中泄露导致气压降低的效果。
7.优选地，所述气压活塞的一端表面固定安装有弹簧，所述弹簧的内壁与伸缩杆的圆弧表面活动套接，所述弹簧的另一端与气压腔的内壁固定安装；通过上述技术方案，设置弹簧达到了气压挤压气压活塞运动的同时带动气压活塞挤压弹簧使之产生弹力，当气压腔内部的气压降低后在弹簧的弹力作用下驱动伸缩杆缩回复位的效果。
8.优选地，所述气压腔的内底壁固定连通有进气管，所述进气管的进气端通过气管与气泵固定安装，所述进气管的表面分别固定安装有阀门和气压表，所述气压表位于卡盘与阀门之间；通过上述技术方案，设置阀门达到了气压腔内部的气压添加结束后进行关闭阀门，拔出气管进行控制气压腔内部密封的效果，以及设置气压表面达到了实时监测气压腔内部的气压，以及通过气压表面显示的气压多少，可以直观的知晓气压腔内部气压的状态。
9.优选地，所述伸缩杆的另一端固定安装有u型块，所述u型块的两侧相对内壁均通过轴承固定安装有转轴，三个所述转轴的表面固定安装有行走轮，所述行走轮的表面固定安装有倒齿，其中一个所述转轴的一端贯穿并延伸至u型块的一侧，且转轴的一端通过联轴器固定安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的安装表面与u型块的一侧表面固定安装，多个所述倒齿的表面均与桥梁立柱的圆弧表面滑动插接；通过上述技术方案，达到了行走操作时，通过驱动第一驱动电机工作带动转轴旋转，从而带动行走轮转动，通过行走轮工作控制倒齿抓桥梁立柱的圆弧表面，进行增大摩擦力，进行驱动卡盘向上移动。
10.优选地，所述卡盘的底部开设有滑槽，所述滑槽的内壁滑动插接第一滑块，所述卡盘的顶部固定安装有导轨，所述导轨的表面滑动插接有第二滑块，所述第一滑块的底部和第二滑块的顶部均固定安装有连接块，所述连接块的表面呈u型形状；通过上述技术方案，连接块的u型相对两侧分别与第一滑块和第二滑块固定安装，从而连接块移动中同时带动第一滑块和第二滑块同时工作进行滑动，增强移动的效果防止卡死，以及卡盘的顶部和底部滑动设置，进行控制连接块表面的承重力进行分摊的效果。
11.优选地，所述导轨的表面、第一滑块的表面、第二滑块的表面、滑槽的内壁均呈圆弧形状，所述连接块的底端表面开设有安装槽，所述安装槽的内底壁固定安装有封板；通过上述技术方案，达到了圆弧的设置便于连接块以卡盘的轴心为圆心进行转动调节角度的效果，防止调节中因机械手和夹取工件的自重，导致转动角度卡涩的效果。
12.优选地，所述安装槽的内侧表面固定安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴通过联轴器固定安装有电机轴，所述电机轴的一端贯穿并延伸至连接块的u型槽内部，且电机轴的顶端固定安装有齿轮，所述齿轮的齿槽与齿圈的齿槽啮合；通过上述技术方案，角度调节时通过第二驱动电机工作带动电机轴转动，从而带动齿轮旋转通过啮合以及齿圈的固定安装，从而控制齿轮在齿圈的表面转动，带动连接块的角度发生变化调节的效果。
13.优选地，所述机械手由旋转底座、旋转底座的一端铰接的第一驱动壁、第一驱动壁的一端铰接的第二驱动壁和第二驱动壁的一端铰接的抓手构成，所述抓手用于夹紧装夹焊接钢板；通过上述技术方案，达到了焊接操作中通过抓手进行抓取夹紧带焊接工件，通过
第一驱动壁和第二驱动壁进行铰接调节纵向转动的角度，以及旋转底座进行旋转调节横向角度，进行辅助连接块调节的角度，来控制焊接工件对准焊接位置等待焊接的效果。
14.优选地，所述旋转底座的一侧表面与连接块的相对一侧表面固定安装，所述旋转底座用于驱动第一驱动壁以旋转底座的轴心为圆心进行旋转操作；通过上述技术方案，达到了机械手安装在连接块的一侧，通过连接块的角度变化带动机械手的焊接位置，进行调节机械手本身的角度表面，进一步增强了焊接调节的效果，增强了焊接的工作效率，降低了焊接的操作难度。
15.本发明中的有益效果为：1、通过设置行走机构和机械手达到了焊接时，通过机械手进行夹取，行走机构进行驱动控制机械手向上运动来到待焊接位置，通过调节机械手夹取工件的角度，进行控制带焊接工件与焊接位置对准持平，进行焊接，以及通过机械手的夹紧固定保证了焊接工件的限位，防止焊接过程中因焊接张力导致焊接变形，影响焊接质量，从而焊接简单，操作便携工作效率高的特点。
16.2、通过设置角度调节机构达到了机械手通过行走机构驱动上移后，经过角度调节机构进行控制连接块的位置，以桥梁立柱的轴心为圆心进行调节合适的焊接位置，增强了焊接辅助操作，降低了焊接的工作难度，加强了焊接的效果。
附图说明
17.图1为一种横向站立搬运焊接钢板用机器人的结构立体图；图2为一种横向站立搬运焊接钢板用机器人的行走机构示意图；图3为一种横向站立搬运焊接钢板用机器人的卡盘结构立体图；图4为一种横向站立搬运焊接钢板用机器人的安装槽结构主视图；图5为一种横向站立搬运焊接钢板用机器人的卡盘结构剖视图；图6为一种横向站立搬运焊接钢板用机器人的图5中a处结构放大图。
18.图中：1、桥梁立柱；2、机械手；21、旋转底座；22、第一驱动壁；23、第二驱动壁；24、抓手；3、卡盘；31、气压腔；32、第一滑动孔；33、伸缩杆；34、气压活塞；35、密封垫；36、弹簧；37、进气管；38、阀门；39、气压表；310、u型块；311、转轴；312、行走轮；313、倒齿；314、第一驱动电机；4、插接槽；5、齿圈；51、滑槽；52、第一滑块；53、导轨；54、第二滑块；55、连接块；56、安装槽；57、封板；58、第二驱动电机；59、电机轴；510、齿轮。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.参照图1
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6，一种横向站立搬运焊接钢板用机器人，如图1所示，包括桥梁立柱1和机械手2，桥梁立柱1的圆弧表面设置有行走机构，行走机构用于驱动机械手2上下行走，行走机构包括有卡盘3，卡盘3的一端圆弧表面开设有插接槽4，插接槽4的内壁与桥梁立柱1的表面滑动插接，桥梁立柱1的表面位于卡盘3的内部,通过设置插接槽4便于安装时，插接槽4插接桥梁立柱1的表面，以保证桥梁立柱1可以位于卡盘3的内部，便于行走机构在桥梁立柱上行走；
如图5所示，为了控制卡盘3的内部进行调节驱动行走机构伸缩调节，在卡盘3的内部开设有气压腔31，气压腔31的内壁开设有第一滑动孔32，三个第一滑动孔32的内壁滑动插接有伸缩杆33，便于伸缩杆33在第一滑动孔32的内壁滑动，从而调节伸缩操作，伸缩杆33的一端固定安装有气压活塞34，气压活塞34的表面固定连接有密封垫35，通过气压活塞34运动控制气压腔31内部压力增大或者降低的效果，密封垫35的表面与气压腔31的内壁滑动插接，通过上述技术方案，达到了向气压腔31内部添加气压，控制气压腔31内部的气压增大，驱使气压挤压气压活塞34向外运动，带动多个伸缩杆33同时工作向外运动，从而带动行走机构向外运动调节行走机构与桥梁立柱1接触行走，以及设置密封垫35达到了气压活塞34运动中进行密封的效果，防止运动中泄露导致气压降低的效果；如图6所示，为了驱动气压腔31内部气压降低了控制伸缩杆33自动复位，在气压活塞34的一端表面固定安装有弹簧36，弹簧36的内壁与伸缩杆33的圆弧表面活动套接，弹簧36的另一端与气压腔31的内壁固定安装，通过上述技术方案，设置弹簧36达到了气压挤压气压活塞34运动的同时带动气压活塞34挤压弹簧36使之产生弹力，当气压腔31内部的气压降低后在弹簧36的弹力作用下驱动伸缩杆33缩回复位的效果；如图4所示，为了实时监测气压腔31内部的气压，以及向气压腔31内部添加气压操作，在气压腔31的内底壁固定连通有进气管37，进气管37的进气端通过气管与气泵固定安装，进气管37的表面分别固定安装有阀门38和气压表39，气压表39位于卡盘3与阀门38之间，通过上述技术方案，设置阀门38达到了气压腔31内部的气压添加结束后进行关闭阀门，拔出气管进行控制气压腔31内部密封的效果，以及设置气压表39面达到了实时监测气压腔31内部的气压，以及通过气压表39面显示的气压多少，可以直观的知晓气压腔31内部气压的状态；为了控制行走机构如何在桥梁立柱的表面进行行走，在伸缩杆33的另一端固定安装有u型块310，u型块310的两侧相对内壁均通过轴承固定安装有转轴311，三个转轴311的表面固定安装有行走轮312，达到了转轴311转动带动行走轮312在桥梁立柱1的表面行走，行走轮312的表面固定安装有倒齿313，通过设置倒齿313达到了行走机构行走时，倒齿313的表面与桥梁立柱1的表面增大摩擦力，防止行走中在行走机构本身自重的条件下下滑，其中一个转轴311的一端贯穿并延伸至u型块310的一侧，且转轴311的一端通过联轴器固定安装有第一驱动电机314，通过第一驱动电机314转动提供动力自动控制转轴311转动工作效果，第一驱动电机314的安装表面与u型块310的一侧表面固定安装，多个倒齿313的表面均与桥梁立柱1的圆弧表面滑动插接，通过上述技术方案，达到了行走操作时，通过驱动第一驱动电机314工作带动转轴311旋转，从而带动行走轮312转动，通过行走轮312工作控制倒齿313抓桥梁立柱的圆弧表面，进行增大摩擦力，进行驱动卡盘向上移动；通过设置行走机构和机械手达到了焊接时，通过机械手2进行夹取，行走机构进行驱动控制机械手2向上运动来到待焊接位置，通过调节机械手2夹取工件的角度，进行控制带焊接工件与焊接位置对准持平，进行焊接，以及通过机械手2的夹紧固定保证了焊接工件的限位，防止焊接过程中因焊接张力导致焊接变形，影响焊接质量，从而焊接简单，操作便携工作效率高的特点；为了控制行走机构焊接角度调节，在卡盘3的表面设置有角度调节机构，角度调节机构用于驱动机械手2搬运焊接辅助角度调节，角度调节机构包括有齿圈5，齿圈5的表面与
卡盘3的圆弧表面固定安装；如图3所示，为了防止机械手在夹取钢板后产生的重力下使机械手角度调节卡涩，在卡盘3的底部开设有滑槽51，滑槽51的内壁滑动插接第一滑块52，通过第一滑块52与滑槽51滑动配合，增强移动防止运动卡涩不顺畅的效果，卡盘3的顶部固定安装有导轨53，导轨53的表面滑动插接有第二滑块54，第一滑块52的底部和第二滑块54的顶部均固定安装有连接块55，连接块55的表面呈u型形状，通过上述技术方案，连接块55的u型相对两侧分别与第一滑块52和第二滑块54固定安装，从而连接块55移动中同时带动第一滑块52和第二滑块54同时工作进行滑动，增强移动的效果防止卡死，以及卡盘3的顶部和底部滑动设置，进行控制连接块55表面的承重力进行分摊的效果；为了便于安装角度调节的动力机构，在导轨53的表面、第一滑块52的表面、第二滑块54的表面、滑槽51的内壁均呈圆弧形状，连接块55的底端表面开设有安装槽56，安装槽56的内底壁固定安装有封板57，通过上述技术方案，达到了圆弧的设置便于连接块55以卡盘3的轴心为圆心进行转动调节角度的效果，防止调节中因机械手2和夹取工件的自重，导致转动角度卡涩的效果；为了便于机械手角度转动调节，在安装槽56的内侧表面固定安装有第二驱动电机58，第二驱动电机58的输出轴通过联轴器固定安装有电机轴59，电机轴59的一端贯穿并延伸至连接块55的u型槽内部，且电机轴59的顶端固定安装有齿轮510，齿轮510的齿槽与齿圈5的齿槽啮合，通过上述技术方案，角度调节时通过第二驱动电机58工作带动电机轴59转动，从而带动齿轮510旋转通过啮合以及齿圈5的固定安装，从而控制齿轮510在齿圈5的表面转动，带动连接块55的角度发生变化调节的效果；如图2所示，为了便于机械手操作夹取钢板，在机械手2由旋转底座21、旋转底座21的一端铰接的第一驱动壁22、第一驱动壁22的一端铰接的第二驱动壁23和第二驱动壁23的一端铰接的抓手24构成，抓手24用于夹紧装夹焊接钢板，通过上述技术方案，达到了焊接操作中通过抓手进行抓取夹紧带焊接工件，通过第一驱动壁22和第二驱动壁23进行铰接调节纵向转动的角度，以及旋转底座21进行旋转调节横向角度，进行辅助连接块55调节的角度，来控制焊接工件对准焊接位置等待焊接的效果；旋转底座21的一侧表面与连接块55的相对一侧表面固定安装，旋转底座21用于驱动第一驱动壁22以旋转底座21的轴心为圆心进行旋转操作，通过上述技术方案，达到了机械手2安装在连接块55的一侧，通过连接块55的角度变化带动机械手2的焊接位置，进行调节机械手2本身的角度表面，进一步增强了焊接调节的效果，增强了焊接的工作效率，降低了焊接的操作难度；通过设置角度调节机构达到了机械手2通过行走机构驱动上移后，经过角度调节机构进行控制连接块55的位置，以桥梁立柱1的轴心为圆心进行调节合适的焊接位置，增强了焊接辅助操作，降低了焊接的工作难度，加强了焊接的效果。
21.工作原理：焊接操作中，首先通过气泵的出气管连接进气管37，向气压腔31内部填充气压，气压持续添加中增大，控制气压挤压气压活塞34推动，带动多个伸缩杆33向外运动，带动u型块310向桥梁立柱1的圆弧表面靠近使之接触挤压通过观察气压表39的气压参数，进行辅助气压多少，便于调节多个行走轮312挤压桥梁立柱1圆弧表面的挤压力，调节后当抓手24进行夹取待焊接工件，夹取后通过第一驱动电机314工作带动转轴311旋转，从而带动行走轮312转动，控制倒齿313抓住桥梁立柱1的圆弧表面，驱动向上运动，带动机械手2
来到焊接位置，通过第二驱动电机58工作，进行带动电机轴59转动，从而带动齿轮510旋转，控制连接块55移动带动第一滑块52和第二滑块54滑动，来调节焊接位置，调节结束后，通过旋转底座21和第一驱动壁22、第二驱动壁23带动待焊接工件来到焊接位置，进行对准持平，等待焊接操作。
22.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。