[發明專利]一種管道切割機器人

有效

• 申請號: 202010571987.8
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111644735B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 錢華
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B23K10/00
• 分類號: B23K10/00;B25J11/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 顧煒

本發明公開了一種管道切割機器人，包括夾持機構、旋轉機構、夾具、割炬、框架結構、機器人殼體、擋板、電機控制電路、電壓控制電路。夾持機構包括減速電機、齒輪傳動系統、蝸輪蝸桿傳動系統、齒輪齒條傳動系統、V型塊及組件、直線導軌及組件、夾持機構殼體，通過傳動關系或裝配關系，用螺栓或螺絲固定在一起形成一個傳動機構的整體。旋轉機構包括夾具固定盤、外齒圈連接環、外齒圈、滾動軸承內圈連接環、滾動軸承內圈固定環、滾動軸承、滾動軸承外圈固定環、步進電機傳動齒輪、步進電機固定盤、定位銷、連接筋、步進電機。割炬夾具包括割炬固定塊、夾具連接座。電機控制電路和電壓控制電路包括控制板、驅動擴展板、電機驅動芯片、藍牙模塊、繼電器模塊、接線插座、電壓逆變器、等離子切割機。

技術領域

本發明涉及管道切割行業的切割設備。具體地說，涉及一種在常規環境或是在高溫真空環境下的管道切割機器人。

背景技術

目前已有的管道切割設備，不能滿足尺寸小、全自動、快速、高效的條件。所以針對目前的情況設計了一種方便、快速、高效的切管機器人用于滿足在常規的條件下切割管道。在核聚變裝置內高溫真空環境的運行過程中，一些零件需要定期拆除、維護、這些裝置連有各種管道，裝置內部或周邊空間狹小，不方便人員手持割炬切割。所以更換管道需要一種尺寸小，自動化高的管道切割機器人。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種管道切割機器人，可實現在常規環境或在核聚變裝置高溫真空環境、空間狹小區域內管道切割。管道切割機器人可以手持操作，也可以安裝在機械臂或由機械手夾持操作。

本發明根據機械原理、電機控制原理、電壓控制原理設計的。機器人包括夾持機構、旋轉機構、割炬夾具、割炬、框架結構、機器人外殼、電機控制電路、電壓控制電路。夾持機構是通過各級減速齒輪傳動，蝸輪蝸桿傳動，齒輪齒條傳動使V型塊有作用力作用在管道上而能夠夾住管道同時使V型塊具有自鎖功能不產生回彈，使夾持機構能夠夾緊管道而不需要減速電機提供持續的作用力。旋轉機構的原理是滾動軸承的內圈和外圈相當于于一個沿中心軸產生相互運動的兩個組成部分，在電機驅動下的部分相對固定一側部分有繞軸的運動。割炬固定在割炬夾具，割炬夾具固定在旋轉機構，旋轉機構帶動割炬運動。電機控制電路控制夾持機構，旋轉機構的運動。電壓控制電路通過控制220V接線插座零線的接通和斷開間接控制割炬工作。

具體的，本發明采用的技術方案為：一種管道切割機器人，包括：

夾持機構、旋轉機構、夾具、割炬、框架結構、機器人殼體、擋板、電機控制電路、電壓控制電路；

所述夾持機構包括傳動相關的減速電機、齒輪傳動系統、蝸輪蝸桿傳動系統、齒輪齒條傳動系統；具體包括：所述減速電機與傳動齒輪一連接再與傳動齒輪二相嚙合；所述傳動齒輪二所在的傳動軸作為主動軸，同軸的傳動齒輪三、傳動齒輪四與三級傳動軸的傳動齒輪五、傳動齒輪六相嚙合傳動，二級傳動軸的蝸桿軸套一、蝸桿軸套二與蝸輪一、蝸輪二相嚙合傳遞運動和動能；所述蝸輪一所在軸的傳動齒輪七、傳動齒輪八、傳動齒輪九、傳動齒輪十與傳動齒輪十一、傳動齒輪十二、傳動齒輪十三、傳動齒輪十四相嚙合傳遞運動和動能，四級傳動軸所在的蝸桿軸套三、蝸桿軸套四、蝸桿軸套五、蝸桿軸套六與蝸輪三、蝸輪四、蝸輪五、蝸輪六相嚙合進行傳動；所述蝸輪三、蝸輪四、蝸輪五、蝸輪六作為主動齒輪與齒條一、齒條二、齒條三、齒條四相嚙合傳遞運動和動能，通過V型塊進行夾持；