一种U型钢管和直线型钢管焊接机器人的制作方法

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种U型钢管和直线型钢管焊接机器人。

背景技术：

钢管焊接是工业上不可缺少的一部分，U形钢管和直线钢管也占有较大比例，为了钢管焊接更精确，焊接速度更快，因此需要一种U型钢管和直线型钢管焊接机器人。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种U型钢管和直线型钢管焊接机器人，其通过多部分协作来完成焊接工作。

本发明所使用的技术方案是：一种U型钢管和直线型钢管焊接机器人，包括一个底板、一个U形钢管储存仓、一个直形钢管安放槽、一个焊接机械臂、一个移动机械臂、两个机械爪和四个驱动单元，其特征在于：所述的U形钢管储存仓底面固定安装在第一支柱的上端面，第一支柱的下端面固定安装在底板左上角部分；所述的直形钢管安放槽底面固定安装在四个第二支柱的上面，四个第二支柱的下面固定安装在底板的上半部分中间位置；所述的焊接机械臂安装在底板上面；所述的移动机械臂安装在底板上面的右下角；所述的四个驱动单元安装在底板的下面的四个角上，四个驱动单元前后两两对称；

所述的底板1上设有竖直安放的伺服电机，在伺服电机上面设有固定底盘，所述的固定底盘包括U形钢管固定圆板和旋转轴，所述的旋转轴位于U形钢管固定圆板的中心位置并固定安装在伺服电机的电机轴上，在固定底盘的上表面均布有十二个U形钢管固定圆孔和六个U形钢管固定底盘分割槽；

所述的U形钢管储存仓固定安装在第一支柱上，第一支柱上安装在底板上，U形钢管储存仓包括U形钢管储存仓外壳、光轴支架、两个第一光轴、两个弹簧、两个弹簧卡子、U形钢管安放架、第二光轴、第三光轴、U形钢管挤压头、第一液压缸、液压缸固定板，所述的两个第一光轴穿过U形钢管储存仓外壳的后面的孔，外面部分的顶端与光轴支架固定连接，里面部分顶端与弹簧卡子固定连接，弹簧安装在第一光轴里面部分，弹簧和光轴同心；所述的U形钢管安放架安装固定在U形钢管储存仓外壳里面的底板上；所述的两个钢管护板固定安装在U形钢管储存仓外壳的下面的前端位置；所述的第二光轴和第三光轴的一端固定安装在U形钢管储存仓外壳的突出支架上，另一端穿过U形钢管挤压头两侧的孔固定安装在液压缸固定板下面；所述的第一液压缸活塞杆端部固定安装在U形钢管挤压头的上面，缸体后端固定安装在液压缸固定板的中间位置；

所述的直形钢管安放槽通过四个第二支柱固定在底板上，直形钢管安放槽包括直形钢管安放槽外壳、第二液压缸支撑板、两个第二液压缸、两个直形钢管夹板固定架、两个直形钢管夹板、推压杆、第三液压缸、推压杆固定板，所述的直形钢管安放槽外壳底部是一个斜面，在斜面的最低处有一个方孔与钢管安放槽外壳的下面的圆筒相通；所述的第二液压缸支撑板的侧面固定安装在直形钢管安放槽外壳的右侧；所述的第二液压缸缸体后端固定安装在第二液压缸支撑板的支架上，第二液压缸活塞杆端部固定安装在直形钢管夹板固定架上面，所述的直形钢管夹板固定架固定安装在直形钢管夹板上；所述的第三液压缸活塞杆端部固定安装在推压杆固定板上面，第三液压缸缸体后端固定安装在直形钢管安放槽外壳左侧面，所述的推压杆一端固定安装在推压杆固定板右侧面，另一端滑动安装在直形钢管安放槽外壳的下面的圆筒部分；

所述的焊接机械臂包括焊接机械臂底座、第一步进电机、第二步进电机、第一机械臂杆、第三步进电机、两个第二机械臂杆、焊机头、焊条、机械臂支座、两个旋转板，所述的焊接机械臂固定安装在底板上；所述的焊接机械臂底座固定安装在底板上面；所述的第一步进电机竖直安放，其固定安装在焊接机械臂底座的凹槽里，第一步进电机的电机轴与机械臂支座固定连接；所述的第二步进电机水平安放，其侧面固定安装在机械臂支座的上面，第二步进电机的电机轴与第一机械臂杆固定连接，第二步进电机的电机轴转动安装在机械臂支座的上面支架上；所述的旋转板固定安装在第一机械臂杆的上端的两侧；所述的第三步进电机水平放置，其固定安装在旋转板的左侧，第三步进电机的电机轴穿过旋转板上面的孔与第二机械臂杆固定连接；所述的焊机头固定安装在第二机械臂杆的前端，所述的焊条固定安装在焊机头的前面；

所述的移动机械臂包括第四步进电机、第一伸缩臂、第四液压缸、第一摆臂、第五液压缸、第二摆臂、第二伸缩臂、第六液压缸、机械爪底板、机械爪固定板、舵机，所述的第四步进电机竖直向上固定安装在底板上面，第四步进电机的电机轴与第一伸缩臂的前端相连，所述的第一伸缩臂滑动安装在第一摆臂的里面，所述的第四液压缸缸体后端固定安装在第一摆臂侧面的支架上，活塞杆端部固定安装在第一伸缩臂侧面的支架上；所述的第五液压缸活塞杆端部铰接安装在第二摆臂的侧面，缸体后端铰接安装在第一摆臂的侧面；所述的第二摆臂铰接安装在第一摆臂一侧；所述的第二伸缩臂滑动安装在第二摆臂里面，所述的第六液压缸活塞杆端部固定安在第二伸缩臂的上面的支架上，第六液压缸缸体后端固定安装在第二摆臂的上面的支架上；所述的机械爪底板固定安装在第二伸缩臂的前端，所述的机械爪固定板一侧固定安装在机械爪底板的上面，所述的舵机固定在械爪底板前部；

所述的个机械爪对称安装在机械爪固定板上面，每个机械爪包括机械爪半齿轮、机械爪轴、机械爪臂，所述的机械爪半齿轮固定安装在机械爪臂上，所述的机械爪轴固定安装在机械爪半齿轮的孔上，其中右侧机械爪的机械爪轴与舵机的舵机轴连接；

所述驱动单元、四个轮子、四个轮子固定架、四个轴、四个轮子固定轴，所述的四个驱动单元固定安装在底板的下面；所述的轴固定安装在轮子固定架上的小孔里；所述的轮子转动安装在在轴上；所述的轮子固定轴一端固定安装在轮子固定架的上面，另一端固定安装在底板的下面四个角上的圆孔里。

本发明有益效果：本发明可以通过焊接机械臂和移动机械臂自动把U形钢管和直钢管焊接在一起，焊接精度和自动化程度都比手工要高。

附图说明

图1为本发明的安装完成后的结构示意图。

图2、图3为本发明的U形钢管储存仓的结构示意图。

图4为本发明的U形钢管固定底盘的结构示意图。

图5为本发明的直形钢管安放槽的结构示意图。

图6为本发明的焊接机械臂的结构示意图。

图7为本发明的移动机械臂和第二机械爪的结构示意图。

图8为本发明的机械爪的结构示意图。

图9为本发明的驱动单元的结构示意图。

图10为本发明焊接出来结构的结构示意图。

附图标号：1-底板、2-第一支柱、3-U形钢管储存仓、301-U形钢管储存仓外壳、302-光轴支架、303-第一光轴、304-弹簧、305-弹簧卡子、306-U形钢管安放架、307-第二光轴、308-第三光轴、309-U形钢管挤压头、310-第一液压缸、311-液压缸固定板、4-钢管护板、5-伺服电机、6-U形钢管固定底盘、601-U形钢管固定圆孔、602-U形钢管固定底盘分割槽、603-旋转轴、604-U形钢管固定圆板、7-第二支柱、8-直形钢管安放槽、801-直形钢管安放槽外壳、802-第二液压缸支撑板、803-第二液压缸、804-直形钢管夹板固定架、805-直形钢管夹板、806-第三液压缸、807-推压杆固定板、808-推压杆、9-焊接机械臂、901-焊接机械臂底座、902-第一步进电机、903-第二步进电机、904-第一机械臂杆、905-第三步进电机、906-第二机械臂杆、907-焊机头、908-焊条、机械臂支座909、旋转板910、10-移动机械臂、1001-第四步进电机、1002-第一伸缩臂、1003-第四液压缸、1004-第一摆臂、1005-第五液压缸、1006-第二摆臂、1007-第二伸缩臂、1008-第六液压缸、1009-机械爪底板、1010-机械爪固定板、1011-舵机、11-机械爪、1101-机械爪半齿轮、1102-机械爪轴、1104-机械爪臂、13驱动单元、1301轮子、1302-轮子固定架、1303-轴、1304-轮子固定轴。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10所示，一种U型钢管和直线型钢管焊接机器人，包括一个底板1、一个U形钢管储存仓3、一个直形钢管安放槽8、一个焊接机械臂9、一个移动机械臂10、两个机械爪11和四个驱动单元13，其特征在于：所述的U形钢管储存仓3底面固定安装在第一支柱2的上端面，第一支柱2的下端面固定安装在底板1左上角部分；所述的直形钢管安放槽8底面固定安装在四个第二支柱7的上面，四个第二支柱7的下面固定安装在底板1的上半部分中间位置；所述的焊接机械臂9安装在底板1上面；所述的移动机械臂10安装在底板1上面的右下角；所述的四个驱动单元13安装在底板1的下面的四个角上，四个驱动单元13前后两两对称；

所述的底板1上设有竖直安放的伺服电机5，在伺服电机5上面设有固定底盘6，所述的固定底盘6包括U形钢管固定圆板604和旋转轴603，所述的旋转轴603位于U形钢管固定圆板604的中心位置并固定安装在伺服电机5的电机轴上，在固定底盘6的上表面均布有十二个U形钢管固定圆孔601和六个U形钢管固定底盘分割槽602；

所述的U形钢管储存仓3固定安装在第一支柱2上，第一支柱2上安装在底板1上，U形钢管储存仓3包括U形钢管储存仓外壳301、光轴支架302、两个第一光轴303、两个弹簧304、两个弹簧卡子305、U形钢管安放架306、第二光轴307、第三光轴308、U形钢管挤压头309、第一液压缸310、液压缸固定板311，所述的两个第一光轴303穿过U形钢管储存仓外壳301的后面的孔，外面部分的顶端与光轴支架302固定连接，里面部分顶端与弹簧卡子305固定连接，弹簧304安装在第一光轴303里面部分，弹簧304和光轴303同心；所述的U形钢管安放架306安装固定在U形钢管储存仓外壳301里面的底板上；所述的两个钢管护板4固定安装在U形钢管储存仓外壳301的下面的前端位置；所述的第二光轴307和第三光轴308的一端固定安装在U形钢管储存仓外壳301的突出支架上，另一端穿过U形钢管挤压头309两侧的孔固定安装在液压缸固定板311下面；所述的第一液压缸310活塞杆端部固定安装在U形钢管挤压头309的上面，缸体后端固定安装在液压缸固定板311的中间位置；

所述的直形钢管安放槽8通过四个第二支柱7固定在底板1上，直形钢管安放槽8包括直形钢管安放槽外壳801、第二液压缸支撑板802、两个第二液压缸803、两个直形钢管夹板固定架804、两个直形钢管夹板805、推压杆808、第三液压缸806、推压杆固定板807，所述的直形钢管安放槽外壳801底部是一个斜面，在斜面的最低处有一个方孔与钢管安放槽外壳801的下面的圆筒相通；所述的第二液压缸支撑板802的侧面固定安装在直形钢管安放槽外壳801的右侧；所述的第二液压缸803缸体后端固定安装在第二液压缸支撑板802的支架上，第二液压缸803活塞杆端部固定安装在直形钢管夹板固定架804上面，所述的直形钢管夹板固定架804固定安装在直形钢管夹板805上；所述的第三液压缸806活塞杆端部固定安装在推压杆固定板807上面，第三液压缸806缸体后端固定安装在直形钢管安放槽外壳801左侧面，所述的推压杆808一端固定安装在推压杆固定板807右侧面，另一端滑动安装在直形钢管安放槽外壳801的下面的圆筒部分；

所述的焊接机械臂9包括焊接机械臂底座901、第一步进电机902、第二步进电机903、第一机械臂杆904、第三步进电机905、两个第二机械臂杆906、焊机头907、焊条908、机械臂支座909、两个旋转板910，所述的焊接机械臂9固定安装在底板1上；所述的焊接机械臂底座901固定安装在底板1上面；所述的第一步进电机902竖直安放，其固定安装在焊接机械臂底座901的凹槽里，第一步进电机902的电机轴与机械臂支座909固定连接；所述的第二步进电机903水平安放，其侧面固定安装在机械臂支座909的上面，第二步进电机903的电机轴与第一机械臂杆904固定连接，第二步进电机903的电机轴转动安装在机械臂支座909的上面支架上；所述的旋转板910固定安装在第一机械臂杆904的上端的两侧；所述的第三步进电机905水平放置，其固定安装在旋转板910的左侧，第三步进电机905的电机轴穿过旋转板910上面的孔与第二机械臂杆906固定连接；所述的焊机头907固定安装在第二机械臂杆906的前端，所述的焊条908固定安装在焊机头907的前面；

所述的移动机械臂10包括第四步进电机1001、第一伸缩臂1002、第四液压缸1003、第一摆臂1004、第五液压缸1005、第二摆臂1006、第二伸缩臂1007、第六液压缸1008、机械爪底板1009、机械爪固定板1010、舵机1011，所述的第四步进电机1001竖直向上固定安装在底板1上面，第四步进电机1001的电机轴与第一伸缩臂1002的前端相连，所述的第一伸缩臂1002滑动安装在第一摆臂1004的里面，所述的第四液压缸1003缸体后端固定安装在第一摆臂1004侧面的支架上，活塞杆端部固定安装在第一伸缩臂1002侧面的支架上；所述的第五液压缸1005活塞杆端部铰接安装在第二摆臂1006的侧面，缸体后端铰接安装在第一摆臂1004的侧面；所述的第二摆臂1006铰接安装在第一摆臂1004一侧；所述的第二伸缩臂1007滑动安装在第二摆臂1006里面，所述的第六液压缸1008活塞杆端部固定安在第二伸缩臂1007的上面的支架上，第六液压缸1008缸体后端固定安装在第二摆臂1006的上面的支架上；所述的机械爪底板1009固定安装在第二伸缩臂1007的前端，所述的机械爪固定板1010一侧固定安装在机械爪底板1009的上面，所述的舵机1011固定在械爪底板1009前部；

所述的2个机械爪11对称安装在机械爪固定板1010上面，每个机械爪11包括机械爪半齿轮1101、机械爪轴1102、机械爪臂1104，所述的机械爪半齿轮1101固定安装在机械爪臂1104上，所述的机械爪轴1102固定安装在机械爪半齿轮1101的孔上，其中右侧机械爪的机械爪轴1102与舵机1011的舵机轴连接；

所述驱动单元13、四个轮子1301、四个轮子固定架1302、四个轴1303、四个轮子固定轴1304，所述的四个驱动单元13固定安装在底板1的下面；所述的轴1303固定安装在轮子固定架1302上的小孔里；所述的轮子1301转动安装在在轴1303上；所述的轮子固定轴1304一端固定安装在轮子固定架1302的上面，另一端固定安装在底板1的下面四个角上的圆孔里。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明工作原理：本发明在使用时首先将机器放到工作场地，然后把U形钢管放到U形钢管储存仓3里面，把直形钢管放到直形钢管安放槽8里面，通过第一液压缸310工作带动U形钢管挤压头309把U形钢管出去，U形钢管掉到U形钢管固定底盘6里，通过U形钢管固定圆孔601固定，同时直形钢管通过第三液压缸806工作带动推压杆808运动，把直形钢管带到直形钢管夹板805里面夹住，然后伺服电机5转动带动U形钢管固定底盘6转动一定角度，U形钢管被U形钢管固定底盘6带到直形钢管下方，通过驱动焊接机械臂9，把钢管焊在一起，然后底盘6继续转动，通过驱动移动机械臂10把焊接好的钢管取下来。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、

“左”、“右”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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。