一种防堵高空焊接机器人的制作方法

1.本发明属于高空作业机器人领域，尤其涉及一种防堵高空焊接机器人。


背景技术：

2.高空焊接作业属于高危险作业，容易出现跌落，火星溅落引起火事等危险情况，常见的焊接机器人往往具有一下问题：
3.①
只能进行平面焊接不能适应和攀附复杂高空地形；
4.②
焊枪容易堵塞导致焊接效率不高；
5.因此本方案设计了一种能够自动清理焊枪头堵塞并且可以攀附高空钢结构从而提高焊接稳定性的同时适应不同的复杂环境，并且可以阻挡火星溅射以及维持焊接气流稳定的防堵高空焊接机器人以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是针对现有中技术存在的上述问题，提出了一种能够自动清理焊枪头堵塞并且可以攀附高空钢结构从而提高焊接稳定性的同时适应不同的复杂环境，并且可以阻挡火星溅射以及维持焊接气流稳定的防堵高空焊接机器人。
7.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
8.一种防堵高空焊接机器人，包括焊接机壳，所述焊接机壳两侧分别开设有一滑槽，每个所述滑槽内分别设置有一支撑机构，每个所述支撑机构一端分别设置有用于稳定机器人的稳定器，两个所述支撑机构之间转动连接有水平延长杆，所述水平延长杆外套设有平移套，所述平移套下端设置有焊接机构。
9.优选的，所述支撑机构包括水平扩展臂，所述水平扩展臂一端伸入焊接机壳内，所述水平扩展臂远离焊接机壳一端转动设置有一第一关节轴，所述第一关节轴与水平扩展臂呈
°
一侧固定连接有竖直扩展臂，所述竖直扩展臂远离第一关节轴一端外套设有交叉延长套，所述交叉延长套远离第一关节轴一端内套设有竖直延长臂，所述竖直延长臂远离交叉延长套一端固定设置有稳定器，所述稳定器上下端面分别设置有一支撑板，每个所述支撑板可分别在稳定器内滑动。
10.优选的，两个所述交叉延长套互相靠近一侧分别转动设置有一转轴，两个所述转轴互相靠近一侧分别固定设置有一水平延长套，两个所述水平延长套互相靠近一侧内连接有水平延长杆，所述水平延长杆外套设有一平移套，所述平移套上下两内端面上分别开设有两个沉槽，每个所述沉槽内分别滑动设置有一活动柱，每个所述活动柱远离水平延长杆一端分别固定设置有一活动弹簧，每个所述活动柱靠近水平延长杆一端分别固定设置有一滚轮轴，每个所述滚轮轴外分别套设有一滚轮，每个所述滚轮分别与水平延长杆贴合。
11.优选的，所述平移套下端面固定设置有一竖直套，所述竖直套内滑动套设有竖直延长杆，所述竖直延长杆下端外水平方向套设有焊接伸长杆，所述焊接伸长杆远离焊接机壳一端内滑动套设有焊枪延长柱限位，所述焊枪延长柱限位靠近焊接机壳一侧水平方向设
置有焊枪延长柱，所述焊枪延长柱伸入焊接伸长杆内，所述焊枪延长柱伸入焊接伸长杆内部分远离焊枪延长柱限位一端固定设置有延长柱复位弹簧，所述焊枪延长柱限位外固定设置有挡板连线，所述挡板连线穿过挡板转轴并与挡板末端固定连接，所述焊接伸长杆远离焊接机壳一端两侧外分别转动设置有挡板转轴，每个所述挡板转轴远离焊接伸长杆一侧分别固定连接有挡板，所述挡板可绕挡板转轴转动并与焊接伸长杆贴合。
12.优选的，所述焊枪延长柱限位远离焊接机壳一端转动连接有焊枪水平转轴，所述焊枪水平转轴下端安装有水平转轴电机可用于带动焊枪水平转轴转动，所述焊枪水平转轴远离焊接机壳一侧固定连接有焊枪转动块，所述焊枪转动块内固定安装有转动电机，所述焊枪转动块远离焊接机壳一侧设置有焊枪旋转块，所述焊枪旋转块靠近焊枪转动块一侧内固定设置有转动电机输出轴，所述转动电机输出轴一端伸入焊枪转动块内且与转动电机输出轴固定连接，所述焊枪旋转块远离焊接机壳一侧固定连接有焊枪管，所述焊枪管远离焊接机壳一侧外套设有推环，所述推环中部设置有可滑动的推环轴套，所述推环内端面圆周阵列固定设置有四个堵塞推块。
13.优选的，所述推环轴套上端竖直方向固定设置有一推环连杆，所述推环连杆远离焊接机壳一端外套设有推环触发杆，所述推环触发杆内开设有滑道，所述滑道远离焊接机壳一端内设置有推环复位弹簧，所述推环复位弹簧与推环连杆固定连接，所述推环连杆靠近焊接机壳一端外套设有推环顶杆，所述推环顶杆内开设有短滑道，所述推环连杆伸入推环顶杆部分可在短滑道内滑动，所述推环顶杆靠近竖直延长杆一端固定连接有推环转轴套，所述推环转轴套内套设有推环转轴，所述推环转轴与竖直延长杆转动连接。
14.优选的，所述焊枪管下方固定安装有焊接气体腔，所述焊枪管上方在焊枪管内部开设有焊接气道，所述焊枪管后端内部开设有送丝道，所述送丝道伸出焊枪管外，所述焊枪管在送丝道上下两侧分别设置有一送丝轮轴，每个所述送丝轮轴外分别套设有一送丝轮，所述焊枪管前端开设有空腔，所述空腔内水平方向固定设置有焊丝夹持柱用于固定焊丝，所述焊丝夹持柱外固定套设有抽气泵，所述抽气泵下端与焊接气道连通。
15.优选的，所述焊接机壳内远离平移套一侧开设有空腔，所述空腔内固定设置有焊丝轴，所述焊丝轴外设置有焊丝罩用于限制焊丝移动，所述焊丝轴下端面安装有焊丝保护板，所述焊丝保护板中段开设有焊丝孔，所述焊接机壳靠近平移套一侧内部在水平扩展臂下方安装有液压给油机，所述液压给油机上端竖直方向开设有液压给油道，所述液压给油道呈l型且末端开设有水平扩展液压道，所述水平扩展臂可在水平扩展液压道内滑动。
16.有益效果
17.1.在焊枪伸出展开时打开两侧的挡板，在焊接过程中起到保护作用维持焊接气体稳定外，可以防止焊接产生的火花溅射到易燃物上造成不必要的损失；
18.2.利用两侧手爪的液压结构展开在钢结构内部形成支撑，进行通电的同时完成对自身稳定性的保障，提高工作效率以及美观程度，减少人力成本的消耗，保障操作人员的安全；
附图说明
19.图1为本发明结构示意图；
20.图2为本发明俯视结构示意图；
21.图3为本发明左视结构示意图；
22.图4为图2中a-a处剖视图；
23.图5为图4中d处放大示意图；
24.图6为图4中e处放大示意图；
25.图中：焊接机壳10、水平扩展臂11、第一关节轴12、竖直扩展臂13、交叉延长套14、竖直延长臂15、稳定器16、转轴17、支撑板18、水平延长套19、水平延长杆20、平移套21、竖直套22、竖直延长杆23、焊接伸长杆24、挡板25、推环转轴26、推环转轴套27、推环顶杆28、推环触发杆29、推环连杆30、推环31、推环轴套32、挡板转轴33、挡板连线34、焊枪延长柱限位35、焊枪水平转轴36、焊枪转动块37、水平转轴电机38、焊枪旋转块39、焊接气体箱40、焊枪管41、焊丝罩42、焊丝轴43、焊丝保护板44、焊丝孔45、水平扩展液压道46、液压给油机47、活动柱48、活动弹簧49、滚轮轴50、滚轮51、送丝轮轴52、送丝轮53、送丝道54、焊接气体腔55、抽气泵56、焊丝夹持柱57、焊接气道58、焊枪头59、堵塞推块60、焊枪延长柱61、推环复位弹簧62、转动电机63、转动电机输出轴64、液压给油道65、延长柱复位弹簧66。
具体实施方式
26.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.结合附图1，一种防堵高空焊接机器人，包括焊接机壳10，焊接机壳10两侧分别开设有一滑槽，每个滑槽内分别设置有一支撑机构，每个支撑机构一端分别设置有用于稳定机器人的稳定器16，两个支撑机构之间转动连接有水平延长杆20，水平延长杆20外套设有平移套21，平移套21下端设置有焊接机构。
29.进一步的结合附图4，支撑机构包括水平扩展臂11，水平扩展臂11一端伸入焊接机壳10内，水平扩展臂11远离焊接机壳10一端转动设置有一第一关节轴12，第一关节轴12与水平扩展臂11呈90
°
一侧固定连接有竖直扩展臂13，竖直扩展臂13远离第一关节轴12一端外套设有交叉延长套14，交叉延长套14远离第一关节轴12一端内套设有竖直延长臂15，竖直延长臂15远离交叉延长套14一端固定设置有稳定器16，稳定器16上下端面分别设置有一支撑板18，每个支撑板18可分别在稳定器16内滑动。
30.进一步的结合附图4、附图5，两个交叉延长套14互相靠近一侧分别转动设置有一转轴17，两个转轴17互相靠近一侧分别固定设置有一水平延长套19，两个水平延长套19互相靠近一侧内连接有水平延长杆20，水平延长杆20外套设有一平移套21，平移套21上下两内端面上分别开设有两个沉槽，每个沉槽内分别滑动设置有一活动柱48，每个活动柱48远离水平延长杆20一端分别固定设置有一活动弹簧49，每个活动柱48靠近水平延长杆20一端分别固定设置有一滚轮轴50，每个滚轮轴50外分别套设有一滚轮51，每个滚轮51分别与水平延长杆20贴合。
31.进一步的结合附图4，平移套21下端面固定设置有一竖直套22，竖直套22内滑动套设有竖直延长杆23，竖直延长杆23下端外水平方向套设有焊接伸长杆24，焊接伸长杆24远离焊接机壳10一端内滑动套设有焊枪延长柱限位35，焊枪延长柱限位35靠近焊接机壳10一侧水平方向设置有焊枪延长柱61，焊枪延长柱61伸入焊接伸长杆24内，焊枪延长柱61伸入焊接伸长杆24内部分远离焊枪延长柱限位35一端固定设置有延长柱复位弹簧66，焊枪延长柱限位35外固定设置有挡板连线34，挡板连线34穿过挡板转轴33并与挡板25末端固定连接，焊接伸长杆24远离焊接机壳10一端两侧外分别转动设置有挡板转轴33，每个挡板转轴33远离焊接伸长杆24一侧分别固定连接有挡板25，挡板25可绕挡板转轴33转动并与焊接伸长杆24贴合。
32.进一步的结合附图4，焊枪延长柱限位35远离焊接机壳10一端转动连接有焊枪水平转轴36，焊枪水平转轴36下端安装有水平转轴电机38可用于带动焊枪水平转轴36转动，焊枪水平转轴36远离焊接机壳10一侧固定连接有焊枪转动块37，焊枪转动块37内固定安装有转动电机63，焊枪转动块37远离焊接机壳10一侧设置有焊枪旋转块39，焊枪旋转块39靠近焊枪转动块37一侧内固定设置有转动电机输出轴64，转动电机输出轴64一端伸入焊枪转动块37内且与转动电机63输出轴固定连接，焊枪旋转块39远离焊接机壳10一侧固定连接有焊枪管41，焊枪管41远离焊接机壳10一侧外套设有推环31，推环31中部设置有可滑动的推环轴套32，推环31内端面圆周阵列固定设置有四个堵塞推块60。
33.进一步的结合附图4，推环轴套32上端竖直方向固定设置有一推环连杆30，推环连杆30远离焊接机壳10一端外套设有推环触发杆29，推环触发杆29内开设有滑道，滑道远离焊接机壳10一端内设置有推环复位弹簧62，推环复位弹簧62与推环连杆30固定连接，推环连杆30靠近焊接机壳10一端外套设有推环顶杆28，推环顶杆28内开设有短滑道，推环连杆30伸入推环顶杆28部分可在短滑道内滑动，推环顶杆28靠近竖直延长杆23一端固定连接有推环转轴套27，推环转轴套27内套设有推环转轴26，推环转轴26与竖直延长杆23转动连接。
34.进一步的结合附图4，焊枪管41下方固定安装有焊接气体腔55，焊枪管41上方在焊枪管41内部开设有焊接气道58，焊枪管41后端内部开设有送丝道54，送丝道54伸出焊枪管41外，焊枪管41在送丝道54上下两侧分别设置有一送丝轮轴52，每个送丝轮轴52外分别套设有一送丝轮53，焊枪管41前端开设有空腔，空腔内水平方向固定设置有焊丝夹持柱57用于固定焊丝，焊丝夹持柱57外固定套设有抽气泵56，抽气泵56下端与焊接气道58连通。
35.进一步的结合附图4，焊接机壳10内远离平移套21一侧开设有空腔，空腔内固定设置有焊丝轴43，焊丝轴43外设置有焊丝罩42用于限制焊丝移动，焊丝轴43下端面安装有焊丝保护板44，焊丝保护板44中段开设有焊丝孔45，焊接机壳10靠近平移套21一侧内部在水平扩展臂11下方安装有液压给油机47，液压给油机47上端竖直方向开设有液压给油道65，液压给油道65呈l型且末端开设有水平扩展液压道46，水平扩展臂11可在水平扩展液压道46内滑动。
36.工作原理
37.首先由工作人员将该机器人放置在需要焊接的目标区域，启动设置在焊接机壳10内部的液压给油机47并通过液压给油道65向水平扩展液压道46内输送液压油，在液压油的作用下两侧的水平扩展臂11逐渐向外伸出从而延长支撑机构的宽度，转动竖直扩展臂13更改支撑机构的角度，拉动交叉延长套14和竖直延长臂15调整支撑机构形状从而适应不同的
焊接环境，当支撑机构形状合适时，驱动设置在稳定器16内部的电控部件从而推动上下两个支撑板18分别伸出并最终与工字钢上下分别形成支撑从而对机器人进行稳定同时利用设置在支撑板18表面的导电部件对待焊接部分进行通电方便后续工作进行；
38.由于支撑结构调整过程中，设置在两个交叉延长套14之间的水平延长套19跟随转动，因此水平延长套19之间连接的水平延长杆20也转过一定角度，从而保证水平延长杆20的轨道始终保持与需要焊接的目标产生平行轨道，此时驱动平移套21内的滚轮51即可水平移动焊枪调整焊接位置，并且由于活动弹簧49的存在使得滚轮51在移动过程中即使碰到水平延长套19也可以通过挤压活动弹簧49达到无视高度差的目的，当平移套21移动到需要的位置后可以调节下方的竖直延长杆23和焊接伸长杆24从而竖直方向调整焊枪的高度，当完成高度的调整后焊枪即可通过远程控制伸出，此时由于焊枪延长柱限位35向外伸出因此焊枪延长柱限位35拉动挡板连线34，由于挡板连线34另一端与挡板25末端固定连接因此在焊枪延长柱限位35移动同时挡板25向外翻转并在焊枪延长柱限位35停止伸长后挡板25对焊枪两侧进行遮挡减少风力干扰并且阻挡两侧火星，在焊枪延长柱限位35完成移动后，可通过远程设备控制焊枪水平转轴36转动，从而使其可以水平转动，由于焊枪管41外套设有推环31并且推环31中部的推环轴套32可转动，推环轴套32上方固定连接的推环连杆30可以保持始终位于焊枪管41上方，当焊枪延长柱限位35向外伸长时由于推环连杆30可在推环顶杆28内滑动因此一并伸长，若此时转动焊枪水平转轴36，则推环连杆30会带动推环顶杆28转动，使得推环顶杆28绕推环转轴26转动，并且可以通过远程设备控制焊枪旋转块39转动从而提高焊枪的角度适应范围；
39.当焊枪到达指定位置后，启动电机后焊丝与目标地点接触此时通过抽气泵56从焊接气体腔55内通过焊接气道58抽取焊接气体并输送到焊枪头对目标进行焊接，由于焊丝的不断使用，设置在送丝道54上下两侧的送丝轮53持续转动，通过送丝道54从焊丝孔45的孔内抽取缠绕在焊丝轴43外的焊丝从而进行焊接，在焊接过程中工作人员可以找安全地点进行操作，并且可以利用远程设备实时调整焊接轨迹；
40.当焊接完成后可以控制各关节轴复位，在焊枪延长柱限位35复位过程中由于挡板转轴33内部设置有卷簧因此挡板25回到原位，并且挡板25回到原位后由于推环连杆30较长与推环顶杆28互相挤压，因此推环连杆30会向前移动一小段距离，因此与推环连杆30连接的推环31整体向前移动使得固定设置在内圈的四个堵塞推块60向外移动从而对焊枪口进行一次清理，完成清理动作后由于推环连杆30前端的推环复位弹簧62压力因此推环连杆30回到初始位置。
41.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。