一种钢板双面搭接焊系统及方法与流程

1.本发明涉及自动化焊接技术领域，尤其涉及一种钢板双面搭接焊系统及方法。


背景技术：

2.箱型钢结构具有自重轻、塑性和韧性好、施工安装周期短等优势，在钢结构建筑和桥梁等领域应用越来越广泛。以国家体育场鸟巢为例，鸟巢独特的结构就是采用箱型钢焊接而成的，证明了箱型钢优异的结构特征和良好的力学性能。箱型钢结构的应用需要经过车间制造和现场安装两个环节，无论在哪个环节，焊接都是箱型钢连接过程中极为重要的技术。
3.伴随着制造业向自动化和智能化方向发展，越来越多的焊接机器人系统投入生产应用，焊接自动化水平不断提高。在箱型钢的车间制造环节，工作环境相对较好，工况简单固定，任务明确，通常不需要大范围移动，大多数焊接机器人均应用于箱型钢的车间制造，焊接自动化程度较高，可以保证制造精度和焊接质量，国内外已有多种自动化焊接机器人设备和系统，如北京石油化工学院研发的gdc系列全位置自动焊接机器人。但是在施工安装现场，由于现场环境的复杂性，焊接条件恶劣，目前仍以手工焊接为主，从而使焊接过程易受环境和人为因素的影响，焊接质量的稳定性难以保证，可能产生的焊接缺陷不仅严重影响钢结构建筑的使用寿命，也埋下了产生事故的潜在隐患，并且工人常常需要悬挂在高空进行焊接作业，对人身安全产生极大威胁，从而导致箱型钢结构的安装现场焊接普遍存在焊接自动化程度低、接头质量稳定性不足、工人劳动强度大和高空作业危险性高等问题。
4.随着工业技术的不断发展，工程中大型焊接结构的应用与日俱增，大量的焊接作业必须在安装现场进行，如地铁站、大型舰船舱体、船体甲板、大型球罐、箱型柱梁等。安装现场焊接作业的自动化对于提高焊接效率和焊接质量具有重要意义，而现场焊接机器人由于具有机构简单、适应性强、能够在非结构环境下进行焊接作业等特点，对于现场焊接工作来说，是提高生产效率和焊接质量的最佳方式，因此针对箱型钢的结构特征、安装现场的空间位姿多样化和焊接过程的复杂性研究开发适用于高层建筑和桥梁建设的箱型钢结构现场焊接机器人具有广阔的发展和应用前景。
5.现场焊接机器人一般由机器人本体、焊炬微调机构、焊缝跟踪传感器、控制器和焊接系统等多部分组成。现场焊接机器人一般分为轨道式和无轨道式两大类，而轨道式又分为刚性导轨和柔性导轨两类。
6.所谓刚性导轨焊接机器人，就是在待焊工件周围安装刚性导轨，小车搭载焊枪在导轨上移动，对待焊焊缝进行焊接。该类机器人中相对较为成熟的是管道全位置自动焊接设备，已有美国crc、德国vietz、荷兰的verawe ld等多家公司生产相关产品。现有技术中如北京石油化工学院研制的啮合式导轨管道焊接机器人机构，其行走机构在电机驱动下沿导轨行走，通过导轨与管道的契合实现管道的全位置焊接。国家体育中心鸟巢的主体工程的矩形立柱由厚壁板大型箱型钢构成，需要多层多道焊，北京石油化工学院研发了一款刚性直轨道式焊接机器人，用于鸟巢的钢结构焊接。该机器人使用铝制轻型刚性导轨，焊接小车
和轨道采用齿轮齿条传动，车体上载有焊枪，焊枪具有二维姿态调整模块和焊枪摆动模块，具有焊缝轨迹示教、焊接参数存储记忆、焊接电源联动控制等功能，可解决厚壁长焊缝、多种焊接位置钢结构的焊接。
7.刚性导轨机器人对待焊工件的形状要求高，通常为圆形管道或平面，难以满足钢结构形状复杂多样的需求，为此，北京石油化工科学院在刚性轨道的基础上开发出柔性轨道机器人，大大减少了轨道对焊接机器人应用的限制。柔性轨道使用可消磁的磁力座固定轨道，方便安装拆卸，轨道长度可以任意定制，机器人传动采用摩擦方法，运行平稳，可以适应不同曲率的变化，优于齿轮齿条传动的焊接机器人。此外，该机器人还具有记忆功能，可以修改焊接参数，适应不同条件的焊接。通过兼容采用刚性轨道和柔性轨道，机器人能够完成的焊接任务大大扩展，包括外圆管道环缝的焊接、内圆管道的焊接、内外球面的焊接、结构件的直缝和储罐的直缝焊接、s型渐变复杂曲面的焊接和w型复杂焊缝轨迹的焊接等。
8.考虑到轨道的现场安装问题，现在已开发出无导轨焊接机器人。无导轨焊接机器人采用轮式、履带式或轮履复合式传动代替导轨，可以适应各种平滑的表面，可以在各种空间实现全位置稳定爬行，部分机器人甚至已经开发出越过棱角的能力。为了解决船体内格子形框架体的焊接问题，韩国pukyo ng国立大学的kam b 0等研制了一款体积小巧的轮式智能移动焊接机器人，它能够在人比较难以达到的狭窄空间自主地实现焊接过程，能够自动寻找焊缝的起始点。遇到格子框架的拐角焊缝时，在保证焊接速度不变且焊炬准确对准焊缝的情况下，能够自动调整机器人本体和十字滑块的位置。机器人本体采用4轮行走机构，侧面2个驱动轮，前后各有1个自位轮，以稳定车体和使焊接小车能够转动；在小车的本体和焊炬上各有一个机械式的接触传感器，焊炬上的传感器用来检测焊炬的位置，而小车本体上的传感器对焊炬传感器的位置检测起补偿作用。在机器人的侧面还装有一个接近传感器，用来检测焊接起始点；控制策略采用模糊控制与pid联合控制。
9.目前如上述适用于箱型钢的焊接机器人，大多都是为解决箱型钢本体上的钢结构焊接需求所提出的。在修建地铁或者大型基础设施的时候，大多都采用箱型钢结构作为支撑主体结构，在这些箱体钢结构的侧壁上一般都会伸出一些筋板用于搭接钢筋的焊接，而如上述的焊接机器人无法满足此类搭接焊需求。为便于理解，如下以具体详细地公开了技术方案的若干现有技术为例进行说明。
10.现有技术中，如公开号为cn112643257a的专利文献所提出的一种钢筋自动焊接系统，该系统所采用的即为现有技术中通常所采用的：通过提供龙门架式结构来支持焊接机器人的来回移动以实现多位置焊接的结构。
11.龙门架式能够很好地适用于高度较低的待焊接装置，能够批量处理大量的相同待焊接装置，但由于其必须预铺轨道以及架设架体等的限制因素而通常仅适于车间内的焊接工作，箱型钢结构的竖向高度较高，并且多个箱型钢之间相邻布置而无法容置操作空间需求较大的焊接设备，因此此类结构不适于箱型钢施工现场的焊接需求。
12.针对上述技术方案之不足，现有技术中大量现有技术提出了贴壁式焊接结构，例如公开号为cn107052518a的专利文献就提出了一种无轨焊接机器人，其包括用于控制焊接动作的焊接主体和用于吸附在焊接工件表面的驱动装置，所述焊接主体安装在驱动装置上；所述驱动装置包括底板和均布在底板四角的磁轮箱，所述磁轮箱内设有用于吸附在焊接工件表面的磁轮。
13.然而，在该技术方案中，磁轮的结构与焊接件都是点接触，吸附力差，容易出现掉落的风险。针对此类吸附式贴壁焊接的技术方案的不足，公开号为cn103537785b的专利文献提出了一种挂壁式自动埋弧横焊设备，包括电源系统、用于自动焊接的焊接设备本体系统及控制焊接设备本体系统进行焊接工作的控制系统，焊接设备本体系统包括框体机架、行走动力装置、供框体机架滑行的导轨、用于输送焊丝的送丝机构及焊枪，所述导轨固定设置在待焊接的工件壁面上，行走动力装置、送丝机构及焊枪固定设置在框体机架上。
14.但该技术方案的实现，必须在待焊接的工件壁面预设导轨，在焊接完成后再拆除，就箱型钢结构而言，待焊接位置往往在较高的位置，轨道以及焊接设备的装拆都需要人工手动完成，装拆过程非常麻烦；并且，在焊接过程中，焊接设备仅位于某一侧并需要来回移动，将致使待焊接工件受到非平衡的外力作用而发生局部形变或甚至重心不稳发生倾斜，同时，轨道的稳定性必须要足够支撑焊接设备及其移动，因此轨道的安装及使用过程中均难以避免会对待焊接工件造成不可逆的影响；此外，就该技术方案而言，送丝机构、焊剂回收系统以及行走动力装置均与焊枪共同固定在待焊接工件上，加重了人工装配时的难度以及待焊接工件的不稳定性。
15.此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。


技术实现要素：

16.针对现有技术之不足，本发明提供了一种钢板双面搭接焊系统，尤其是用于箱型钢上筋板与钢筋之间搭接焊的系统，至少包括：箱型钢，其以立柱式固定定位在地面上；至少一个筋板，其分别固定在箱型钢的不同侧壁上，且其板体均延伸出箱型钢；至少一个钢筋，其部分筋体可搭放在筋板上；以及焊接装置，其特征在于，焊接装置以其非贴壁式支撑于箱型钢上的方式对形成于钢筋与筋板之间的待焊接位置进行焊接操作。
17.相比于采用龙门架式结构、无轨焊接结构以及吸附式焊接结构的现有技术，在本技术所提出的钢板双面搭接焊系统中，焊接装置是以非贴壁的方式支撑设立在待焊接对象上的，以此来对位于待焊接对象上的待焊接位置进行焊接操作。在该设置下，本技术不同于现有技术中如独立于待焊接对象架设龙门架的技术方案，本技术所提出的焊接装置直接借助于待焊接对象的稳定性实现的稳定支撑，能够更好地适用于待焊接位置较高的箱型钢结构的焊接任务，并且直接支撑在箱型钢结构上，缩小了焊接所需空间，能够很好地在彼此相邻布置而可提供的操作空间有限的多个箱型钢之间进行操作。上述非贴壁式是相对于贴壁式而言的，贴壁式可以是指类似于上述现有技术所提出的预设导轨式以及吸附贴壁式等焊接装置重心设于待焊接对象侧壁面上的方式。上述非贴壁式也可以指待焊接装置支撑于待焊接对象上所形成的支撑点位于待焊接对象的中心轴线上。在该设置下，既不存在吸附贴壁式所存在的掉落风险以及高成本问题，也最大程度地规避了焊接装置对待焊接对象所造成的稳定性问题以及人工装配难度。
18.根据一种优选实施方式，焊接装置至少包括旋转骨架和位于旋转骨架上的焊接机器人，旋转骨架可转动地支撑于箱型钢上而使得焊接机器人可在旋转骨架的支撑位置不变
的情况下对箱型钢上不同侧壁上的不同待焊接位置进行焊接操作。
19.根据一种优选实施方式，箱型钢的顶部端面上开设有第一凹槽，旋转骨架至少包括导向块，导向块与第一凹槽为非完全形状匹配，通过导向块对准插接至第一凹槽内的方式可将焊接装置初步定位在箱型钢上。
20.根据一种优选实施方式，旋转骨架上还包括至少一个第一伸缩杆，至少两个第一伸缩杆彼此相对设置，可通过驱动第一伸缩杆伸缩而使其端部抵接至箱型钢的侧壁上的方式对焊接装置进行二次定位。
21.根据一种优选实施方式，旋转骨架还包括按重量匹配的方式分别设于其架体上的机器人仓和电器仓。
22.根据一种优选实施方式，旋转骨架还包括设于导向块上方的且彼此转动连接的上回转盘和下回转盘，通过导向块置入第一凹槽的方式可使下回转盘抵接并相对固定在箱型钢的顶部端面上。
23.根据一种优选实施方式，机器人仓内至少包括焊接机器人、防护罩以及设于防护罩内的电动滑台，焊接机器人滑动连接在电动滑台上用以分别对并列布置的多根钢筋进行焊接。
24.根据一种优选实施方式，钢筋的两端分别搭放在彼此间隔设置的两个箱型钢所分别对应的不同筋板上。
25.钢筋与筋板之间形成分布于钢筋左右两侧的两个待焊接位置，焊接机器人被配置为先执行位于同一侧的所有待焊接位置的焊接后再执行另一侧的所有待焊接位置的焊接。
26.本技术还提出了一种钢板双面搭接焊方法，至少包括：将箱型钢以立柱式固定定位在地面上；在箱型钢的不同侧壁上分别固定一筋板；将至少一个钢筋搭放在筋板上；钢筋与筋板之间形成待焊接位置；将焊接装置以非贴壁式支撑于箱型钢上；控制焊接装置对形成于箱型钢上的待焊接位置进行焊接操作。
27.本技术还提出了一种钢板双面搭接焊系统，至少包括：箱型钢，其以立柱式固定定位在地面上；至少一个筋板，其分别固定在箱型钢的不同侧壁上，且其板体均延伸出箱型钢；至少一个钢筋，其部分筋体可搭放在筋板上；以及焊接装置，其特征在于，所述筋板上在平行于其所在的侧壁的两侧分别设置有挡板，所述焊接装置包括悬置于钢筋上方的机械抓手和焊接机器人，其中，机械抓手可借助形成于两个挡板之间的光通路以第一工作姿态将钢筋移动至规定位置，并在释放钢筋后以第二工作姿态将钢筋相对固定在当前位置，以此辅助焊接机器人对钢筋与筋板之间形成的待焊接位置进行焊接。优选地，第一工作姿态可以是指保持抓取住钢筋的机械抓手的姿态，第二工作姿态可以是指未抓取任何部件时的机械抓手的姿态。
附图说明
28.图1是本发明提供的一种优选实施方式的钢板双面搭接焊系统的简化整体框架结构示意图；
29.图2是本发明提供的一种优选实施方式的旋转骨架的简化整体框架结构示意图；
30.图3是本发明提供的一种优选实施方式的箱型钢的简化俯视结构示意图；
31.图4是本发明提供的一种优选实施方式的箱型钢顶部的简化局部框架结构示意
图；
32.图5是本发明提供的一种优选实施方式的机器人仓的一侧的简化结构示意图；
33.图6是本发明提供的一种优选实施方式的机器人仓的另一侧的简化结构示意图；
34.图7是本发明提供的一种优选实施方式的运动轨道与机械抓手的简化结构示意图；
35.图8是本发明提供的一种优选实施方式的机械抓手的简化结构示意图；
36.图9是本发明提供的一种优选实施方式的装配槽的简化结构示意图。
37.附图标记列表
38.1：箱型钢
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2：钢筋
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3：焊接装置
39.4：装配板
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5：下端面
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6：顶部端面
40.7：开口
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8：第一凹槽
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9：吊耳
41.10：侧壁
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11：筋板
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12：待焊接位置
42.13：旋转骨架
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14：机器人仓
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15：电器仓
43.16：第一支撑架
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17：第二支撑架
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18：第三支撑架
44.19：回转支撑
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20：导向块
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21：支撑柱
45.22：主框架
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23：侧框架
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24：连接杆
46.25：第一伸缩杆
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26：焊接机器人
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27：电动滑台
47.28：防护罩
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29：安装架
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30：挡板
48.31：延伸板
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32：光发射器
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33：光通路
49.34：抓取机械臂
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35：视觉识别模块
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36：y轴轨道
50.37：第一x轴轨道
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38：第二x轴轨道
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39：机械抓手
51.40：第二伸缩杆
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41：第一夹钳
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42：第二夹钳
52.43：自由端
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44：第一端面
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45：夹持空间
53.46：第二端面
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47：第二凹槽
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48：第一滚动体
54.49：装配槽
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50：弹性部件
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51：滚珠底座
55.52：第一壁面
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53：第二壁面
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54：第三壁面
具体实施方式
56.下面结合附图进行详细说明。
57.在修建地铁或者大型基础设施的时候，大多都是采用箱型钢1结构作为支撑主体结构，在这些箱体钢结构的侧壁10上一般都会伸出一些筋板11用于搭接钢筋2的焊接。传统的把钢筋2焊接到筋板11上都是通过人工进行手工焊接，对于工人来说焊接的工作强度大，并且这种焊接环境都是在室外，在天气炎热的时非常不适合人工焊接，并且人工的焊接效率与焊接质量比较差，焊接的人工成本也非常高。对此，本技术提出了针对箱型钢1结构上筋板11与钢筋2的搭接焊处理技术的钢板双面搭接焊系统，该系统具备能够实现空中钢筋2与钢板间的双面搭接焊的功能，尤其适用于环境复杂的施工安装现场，高自动化的搭接焊机器人能够有效避免人工焊接所导致的诸多弊端。
58.本技术提出了一种钢板双面搭接焊系统，包括箱型钢1、待搭接至箱型钢1上的至少一个钢筋2以及焊接装置3。
59.箱型钢1的主体部分为长方体结构，且其在钢筋2焊接过程中处于直立姿态。箱型钢1主体部分具有沿其长度方向分布在其两端的下端面5和顶部端面6。箱型钢1主体部分的下端面5上具有装配板4，装配板4按照其板面与箱型钢1的长度方向相垂直的方式设于箱型钢1主体部分的下端面5上。装配板4的板体重心位于箱型钢1的在其长度方向上的中心轴线的延长线上，并且其板面面积大于装配板4主体部分的下端面5的面积，以使得箱型钢1能够通过装配板4稳定装配在地面上或平台上的方式保持其整体的相对稳定。
60.在箱型钢1进入施工现场后，可以通过角钢支架将其固定在沟槽地面，角钢支架通过地脚螺栓固定在地面上。角钢支架通过焊接连接在箱型钢1上。箱型钢1在焊接过程中保持相对稳定。
61.箱型钢1主体部分的顶部端面6与下端面5彼此相互平行。箱型钢1主体部分的顶部端面6为开设有一开口7的非完全封闭状。箱型钢1主体部分具有沿该开口7向主体部分的内部延伸的第一凹槽8。该第一凹槽8可以是按虚拟圆柱体状在箱型钢1主体部分的上端形成挖空部的方式得到的。
62.箱型钢1主体部分上形成于其上下端面5之间的至少一个侧壁10上设置有吊耳9。吊耳9为板状结构，且其是按照其板体与侧壁10相垂直的方式固接在该侧壁10上。箱型钢1主体部分上设置有四个吊耳9，四个吊耳9两两成对地分别设置在箱型钢1主体部分上彼此互为相对面的两个侧壁10上。成对的两个吊耳9分别设置在其所对应的侧壁10上相对靠近箱型钢1主体部分的顶部端面6的两端上。所有吊耳9相对箱型钢1主体部分所具有的高度相一致。
63.箱型钢1还包括至少一个筋板11，其用于搭接钢筋2。在进行焊接之前，筋板11就预先通过焊接的方式固定在箱型钢1主体部分上。筋板11设置在箱型钢1主体部分上位于其上下端面5之间的侧壁10上。箱型钢1主体部分的所有侧壁10上均对应设置有一筋板11，各筋板11在箱型钢1主体部分上的高度位置均固定且相一致。筋板11按照其板体垂直于侧壁10的方式朝向远离侧壁10的方向延伸。
64.优选地，各筋板11可以分别相对独立。优选地，每两个筋板11可彼此连接或两者为同一装配板4上不同位置处的两部分板体。
65.钢筋2为长条柱体结构，箱型钢1的至少一个侧壁10需对应地搭接多个钢筋2。
66.对于单个箱型钢1而言，其各侧壁10所在侧分别对应有一箱型钢1，搭接钢筋2时，钢筋2的两端可分别搭接在两个箱型钢1上，并通过焊接实现相对固定。每两个相对的箱型钢1之间的间隔有限而无法容置大型焊接设备，往往依赖于人工手动焊接。
67.针对箱型钢1的单个侧壁10而言，与该侧壁10相对应的多个钢筋2按照彼此并列且彼此间保留有一定间隔的方式搭接在筋板11上。多个筋板11沿该侧壁10的宽度方向彼此并列。钢筋2的部分筋体搭接在筋板11上。各钢筋2间保留的间隔用于允许焊接用部件进入以对该间隔内钢筋2与筋板11间形成的待焊接位置12进行焊接。各钢筋2间保留的间隔无法容置大型焊接设备。
68.任一钢筋2在搭接至筋板11上的同时在该钢筋2的两侧形成有位于其筋体与筋板11之间的左右两个待焊接位置12。即进行焊接时，针对同一钢筋2需要进行双面焊接。
69.焊接装置3以非贴壁式支撑于待焊接对象上，用以对位于待焊接对象上的待焊接位置12进行焊接操作。相比于现有技术，在本技术所提出的钢板双面搭接焊系统中，焊接装
置3是以非贴壁的方式支撑设立在待焊接对象上的，以此来对位于待焊接对象上的待焊接位置12进行焊接操作。在该设置下，本技术不同于现有技术中如独立于待焊接对象架设龙门架的技术方案，本技术所提出的焊接装置3直接借助于待焊接对象的稳定性实现的稳定支撑，能够更好地适用于待焊接位置12较高的箱型钢1结构的焊接任务，并且直接支撑在箱型钢1结构上，缩小了焊接所需空间，能够很好地在彼此相邻布置而可提供的操作空间有限的多个箱型钢1之间进行操作。上述非贴壁式是相对于贴壁式而言的，贴壁式可以是指类似于上述现有技术所提出的预设导轨式以及吸附贴壁式等焊接装置3重心设于待焊接对象侧壁10面上的方式。上述非贴壁式也可以指待焊接装置3支撑于待焊接对象上所形成的支撑点位于待焊接对象的中心轴线上。在该设置下，既不存在吸附贴壁式所存在的掉落风险以及高成本问题，也最大程度地规避了焊接装置3对待焊接对象所造成的稳定性问题以及人工装配难度。
70.焊接装置3包括旋转骨架13、机器人仓14和电器仓15。待焊接对象以及待焊接工件均指的是箱型钢1或称箱型钢1结构。
71.机器人仓14和电器仓15分别设置在旋转骨架13上彼此互为相对侧的两侧。
72.旋转骨架13至少包括第一支撑架16、第二支撑架17与第三支撑架18，第一支撑架16与第三支撑架18之间通过第二支撑架17彼此连接。
73.第一支撑架16的一端抵接在箱型钢1的顶部端面6上，用以借助于箱型钢1为整个焊接装置3提供稳定支撑作用。
74.第一支撑架16至少包括回转支撑19，以及设于回转支撑19下方的导向块20。导向块20固接在回转支撑19的下方。
75.由于箱型钢1的顶部端面6上本身就开设有一第一凹槽8，该导向块20被预配为能够置入该第一凹槽8内以使得回转支撑19抵接在箱型钢1上的形状。回转支撑19抵接在箱型钢1的顶部端面6上而形成焊接装置3的支撑点或支撑部位。
76.该导向块20优选地可预配为倒锥体结构，或其他非完全与该第一凹槽8形成形状配合的结构。导向块20与第一凹槽8非完全形状配合，降低了装配焊接装置3时对装配精确度的要求，可使焊接装置3快速地匹配到大致位置处，初步定位。虽然导向块20与第一凹槽8之间为非完全形状配合，但导向块20插入第一凹槽8后不会相对第一凹槽8在水平方向上左右移动。第一凹槽8内部形状不会影响导向块20的转动运动。
77.回转支撑19可以是圆盘状结构。回转支撑19可包括彼此转动连接至同一中心轴上的上回转盘与下回转盘。下回转盘将直接抵接在箱型钢1的顶部端面6上。下回转盘与箱型钢1的顶部端面6之间的摩擦力较大而不易发生相对滑动。
78.上回转盘与下回转盘之间的相对摩擦较小而易于发生相对滑动。只需人工推动即可驱使上回转盘相对下回转盘发生转动。通过该相对转动，即可改变位于旋转骨架13两侧的机器人仓14以及电器仓15在箱型钢1上的相对位置，对箱型钢1上不同位置处的待焊接位置12进行焊接。
79.箱型钢1结构的四个侧壁10都有需要焊接的钢筋2，通过设计回转支撑19，可以使整个焊接装置3能够旋转，满足四个侧面的钢筋2焊接需求，在一次吊装安装后就可以完成一个箱型钢1的四个侧壁10的搭接钢筋2的全部焊接工作。
80.第一支撑架16还包括一端固接于回转支撑19上方的支撑柱21，支撑柱21的另一端
用于连接第二支撑架17。
81.第三支撑架18包括主框架22和位于其两侧的两个侧框架23。主框架22形成环绕箱型钢1的框架结构，并且其具有在轴向上呈上下贯通的空腔。该空腔允许主框架22绕焊接装置3的支撑点转动且不会触及位于其空腔内的箱型钢1。主框架22上具有足够大的空腔，以保证焊接装置3能够顺利地进行相对转动。
82.两个侧框架23分别用于装配机器人仓14以及电器仓15。
83.第三支撑架18位于第一支撑架16的下方，第二支撑架17的两端分别连接在第一支撑架16的顶端与第三支撑架18的顶端。
84.优选地，支撑柱21可以为伸缩结构，通过控制支撑柱21的伸缩可以调节侧框架23相对箱型钢1的高度位置。优选地，第三支撑架18上包括至少一个伸缩方向为竖向的伸缩结构，通过控制伸缩结构的伸缩可以调节侧框架23相对箱型钢1的高度位置。进一步优选地，通过在第三支撑架18上设置伸缩结构，可驱使第三支撑架18上用于连接侧框架23的部分架体在第三支撑架18上沿竖向上下移动。第三支撑架18的竖向高度可调节，进而可缩短焊接装置3的整体竖向高度，有利于吊机等在吊装焊接装置3时实现更短的行程。
85.第二支撑架17可以包括多根连接杆24，多根连接杆24以放射状排布方式设于第一支撑架16与第三支撑架18之间。
86.优选地，第三支撑架18为长方体型框架，第二支撑架17包括八根连接杆24，八根连接杆24分别对应于第三支撑架18的顶部方形框架的四个顶点位置处及四条边上的四个中点位置处。第二支撑架17的设置可进一步地降低焊接装置3的整体重量，同时保证了焊接装置3的结构稳定性，保障现场施工安全。
87.旋转骨架13还包括设于第三支撑架18上的至少一个第一伸缩杆25。第一伸缩杆25的杆体垂直于轴向。第一伸缩杆25的一端固接在第三支撑架18上面向其空腔的一侧上。第一伸缩杆25的长度可控，当将第三支撑架18由上至下装配至箱型钢1外部时，第一伸缩杆25较短，不会影响装配过程。当第一支撑架16抵接至箱型钢1的顶部端面6，可驱使第一伸缩杆25伸长，第一伸缩杆25的一端抵在箱型钢1的侧壁10上，可使得第一支撑架16与箱型钢1之间保持相对稳定。即使是在相对恶劣的环境下施工，例如大风天气下，也可以保障施工进行顺利，不易受到环境影响。并且在需要转动该支撑架时，或是需要取出整个焊接装置3时，可驱使第一伸缩杆25缩短，取消第一支撑架16与箱型钢1之间的相对稳定关系。应当理解的是，本技术所提及的支撑点或称支撑位置主要是指形成于箱型钢1上为焊接装置3提供主要支撑作用的点或位置，其他与箱型钢1相接触的点或位置例如第一伸缩杆25不应视为本技术所提及的支撑点或支撑位置。
88.第一支撑架16上至少包括两个伸缩杆，两个第一伸缩杆25分别设置在两个侧框架23所在侧。优选地，设置有四个第一伸缩杆25，四个第一伸缩杆25两两成对地分别设置在两个侧框架23所在侧。在该设置下，多个第一伸缩杆25将压力分散至箱型钢1的多处位置，避免应力过于集中而影响箱型钢1的稳定性。多个第一伸缩杆25同时形成了多个支撑点，第一支撑架16与箱型钢1之间的稳定性增强。
89.至少一个支撑架所包含的至少一个杆体具有空腔，可以用于布置走线。
90.机器人仓14内包括焊接机器人26、电动滑台27以及防护罩28。
91.防护罩28具有朝向主框架22所在侧的开放端。电动滑台27为长条形结构，其装配
在防护罩28内，用以支撑焊接机器人26以及为焊接机器人26提供其在钢筋2并列方向上的移动轨道。焊接机器人26的一端滑动连接在电动滑台27上，其为可折叠结构，在需要进行焊接时展开并沿着防护罩28的开放端伸出，在无需焊接时折叠以缩回至防护罩28的罩体内。焊接机器人26可以是由机器人手臂总成、控制器总成、示教系统三部分组成的多轴联动的柔性机构。机器人手臂总成可主要包括工业六轴机器人和焊枪。
92.电器仓15内用于安装各种电器和焊机。电器仓15的外侧壁10上设置有用于安装气瓶的安装架29。气瓶主要是用于提供焊接用气。气瓶设置在电器仓15外侧壁10，有利于气瓶的移动和搬运。
93.旋转骨架13的两侧分别安装机器人仓14以及电器仓15，通过重量匹配，可以使整个焊接装置3在下放固定到箱型钢1上时的稳定性更好。方便人工推动整个装置的旋转。重量匹配可以是指通过设计机器人仓14与电器仓15的重量使两者重量大致相等而有利于装置平衡的方式。
94.进行焊接时，在焊接一个箱型钢1的一侧的筋板11上搭接的所有钢筋2的时候，通过机器人示教边上的一个钢筋2所对应的焊缝位置，通过自动化的编程方式完成单侧所有钢筋2焊缝位置的焊接。
95.在无需预装辅助部件的情况下，焊接装置3即能够以非贴壁式支撑于待焊接对象上。用以对位于待焊接对象上的待焊接位置12进行焊接操作。
96.待焊接对象具有互不共面的至少两个端面且该至少两个端面上分别具有至少一个待焊接位置12，待焊接对象无需运动且焊接装置3的支撑位置无需改变，焊接装置3即能够对各待焊接位置12分别进行焊接操作。
97.通过单次固定安装即能够完成单个箱型钢1的多个面所对应的焊接任务。
98.焊接装置3整体框架的设置应不影响将焊接机器人26对钢筋2进行双面焊接。
99.通过工地现场的吊车或者其他起吊工具，可以将本技术所提出的焊接装置3整体起吊。起吊后，通过焊接装置3上的导向块20，将整个焊接装置3初步定位至箱型钢1上。将机器人仓14推动至需焊接的箱型钢1的一侧。驱使第一伸缩杆25伸出，顶住箱型钢1的该侧面。
100.根据一种优选实施方式，通过机器人示教箱型钢1的一侧面需要焊接的待焊接位置12，通过编程可生成一侧所有需要焊接的钢筋2的焊接轨迹，据此来自动化完成该侧搭接钢筋2的焊接工作。驱使第一伸缩杆25缩回。人工可推动整个焊接装置3以支撑点为旋转点进行回转。将机器人仓14转动至另一侧面，按照同样的操作完成所有箱体钢侧面上搭接钢筋2的焊接。
101.当完成某一个箱体钢上所有搭接钢筋2的焊接任务后，驱使第一伸缩杆25缩回，通过吊车或者其他起吊工具将焊接装置3再吊运安装到其他箱体钢的顶部，按照上述相同操作完成焊接工作。
102.优选地，钢筋2可以是通过吊机等设备批量式地被放置在两个箱型钢1之间的筋板11上。多根钢筋2同时下放至筋板11上，若未进行人工捆扎固定，在下放过程中钢筋2易滑脱出筋板11甚至掉落。对此，优选地，在本技术中，在搭放钢筋2之前，筋板11上沿钢筋2的排列方向分布的两侧分别设置有挡板30。挡板30可以是人工预先装配在筋板11上的。挡板30以可拆卸的方式固定在筋板11上。挡板30可以是通过夹持、形状配合、捆绑、插接等方式进行固定。挡板30的板体垂直于筋板11而形成用以限制钢筋2意外滑脱出筋板11的情况。固定在
筋板11上的挡板30在竖向上的高度应不小于待焊接钢筋2的直径。固定在筋板11上的挡板30在竖向上的高度应不小于待焊接钢筋2的直径的两倍。进而无需进行人工捆扎固定，也能够极大地避免意外掉落，保障施工安全，减轻人力工作负担。
103.优选地，至少一个挡板30的竖向顶面上装配有至少一个万向滚珠。万向滚珠能够自由地相对挡板30的板体转动。万向滚珠的至少部分珠体露出挡板30的竖向顶面。侧框架23的底部设置有压力探测用光纤。在调整侧框架23的高度位置时，侧框架23向下放，当侧框架23抵接至万向滚珠，光纤探测到压力，可指示停止调整侧框架23。通过设置该挡板30，可在无需视觉识别的基础上实现侧框架23的可靠的定位，保障施工安全。
104.侧框架23的两侧可装配有延伸板31，延伸板31的板体垂直于竖向。将焊接装置3由上至下装配至箱型钢1上时，延伸板31在竖向上的投影至少可以覆盖挡板30所在位置。以此可进一步控制焊接装置3的体积，减轻载重。延伸板31可用于装配光纤以及抵接至挡板30。
105.万向滚珠与侧框架23之间的摩擦较小，人工推动侧框架23转动更加容易，并且在万向滚珠滚动起来后形成促进侧框架23转动的辅助作用力，减轻操作负担。
106.优选地，光纤可以是以沿钢筋2的排列方向来回折绕的方式进行布置。
107.在本技术中，彼此相对设置的两个挡板30之间设置有光通路33。光通路33可以是通过挡板30上设置有光发射器32的方式形成的。由于挡板30为预先安装的，即该光通路33相对筋板11所形成的高度以及在筋板11上的位置均已知。若已知另一部件与光通路33之间的相对位置关系，则可计算得知该部件相对筋板11所形成的高度以及在筋板11上的位置。优选地，两个挡板30上分别设置有一光发射器32。多根钢筋2同时下放至筋板11上，多根钢筋2未对应至规定位置，此时往往需要人工手动进行调整，逐一地将其对准规定位置。或还需要手工捆扎，将多根钢筋2逐一地固定在规定位置上。对此，在本技术中，在机器人仓14上背离主框架22的一侧也为开放端，其机器人仓14内具有可沿该开放端伸出的抓取机械臂34。抓取机械臂34的一端设置为爪状结构，其爪状结构尤其适用于抓取钢筋2。
108.优选地，挡板30可以采用内置电池供电，工作人员可以替换挡板30中的电池。挡板30内可包括电源管理模块，工作人员可通过遥控的方式指示光发射器32的启闭。
109.作为一种优选实施方式，挡板30可以直接设置在侧框架23的延伸板31上。两个延伸板31分别设置有一挡板30。两个挡板30可设置在延伸板31的竖向底端。挡板30也可以设置在两延伸板31面向彼此的内侧端面上。在该设置下，无需预装挡板30即可实现光通路33的提供。对应地，光纤可以设置在延伸板31或挡板30的竖向底端上。优选地，压力探测用光纤也可以换为距离探测器，例如微型激光测距传感器。
110.抓取机械臂34相对焊接机器人26更靠近该钢筋2上远离待焊接位置12的一端。通过视觉智能识别的方式可确定至少一个钢筋2，生成该钢筋2的相对位置，指示抓取机械臂34运动以抓住该钢筋2的部分筋体。
111.机器人仓14的底部设置有运动轨道以及机械抓手39。运动轨道用以支持机械抓手39在机器人仓14底部的相对运动。
112.作为一种优选实施方式，运动轨道至少包括一y轴轨道36与两x轴轨道，x轴指的是与两侧框架23并列布置的方向，y轴指的是机器人仓14内电动滑台27的长度方向。第一x轴轨道37固定在机器人仓14的底部，一y轴轨道36可控地滑动连接在该第一x轴轨道37的底部，第二x轴轨道38可控地滑动连接在该y轴轨道36的底部。机械抓手39可控地滑动连接在
该第二x轴轨道38的底部。通过调控横纵向轨道以及机械抓手39的相对运动，机械抓手39具有较大的活动范围。
113.进一步优选地，运动轨道可包括固定设置在机器人仓14底部的闭合轨道。闭合轨道的形状可以是圆形、椭圆形以及矩形等形状。运动轨道还包括条形轨道。条形轨道滑动连接在该闭合轨道上。条形轨道可以是通过设于其顶部的至少两个滑块滑接在闭合轨道内的方式固定在闭合轨道上。条形轨道可以相对闭合轨道沿y轴方向移动。机械抓手39滑动连接在条形轨道上。机械抓手39可以是可折叠展开式的机械抓手39。机械抓手39可借助于运动轨道进行大位移的调整，并通过自身的可折叠展开式结构进行小位移的调整。条形轨道沿x轴方向延伸。为便于描述，本技术中以一y轴轨道36与两x轴轨道为运动轨道，但应理解的是其并非对运动轨道的限定，涉及一y轴轨道36与两x轴轨道的内容可按照运动轨道包括闭合轨道和条形轨道的方式进行适应性的调整，该调整是本领域技术人员完全能够按照本技术记载内容来得到的。为便于理解，例如，驱使机械抓手39相对第一x轴轨道37或第二x轴轨道38移动，万向滚珠与钢筋2之间滚动摩擦，从而机械抓手39能够顺利地抓取以及摆正钢筋2。其可以对应地调整为，驱使机械抓手39相对闭合轨道或条形轨道移动，万向滚珠与钢筋2之间滚动摩擦，从而机械抓手39能够顺利地抓取以及摆正钢筋2。
114.在进行焊接前，机械抓手39位于靠近抓取机械臂34的一侧。
115.当通过视觉智能识别的方式确定至少一个钢筋2，生成该钢筋2的相对位置，可指示抓取机械臂34与机械抓手39动作，抓取住该钢筋2的不同位置。抓取机械臂34与机械抓手39可以是同步或异步动作。抓取机械臂34相对机械抓手39更靠近钢筋2的端部。抓取机械臂34与机械抓手39保持在同一高度位置上，以使得钢筋2相对处于水平姿态。
116.保持抓取机械臂34的相对位置，驱使机械抓手39继续沿x轴移动。从而使得被抓取住的钢筋2被迫地沿着x轴摆正。
117.机械抓手39在y轴上的两侧分别具有一光接收器。当机械抓手39沿x轴移动至经过两个挡板30时，两侧挡板30上的发出光被光接收器检测到，并可基于光接收位置确定机械抓手39与挡板30之间的相对位置关系。通过计算可确定机械抓手39相对筋板11所形成的高度以及在筋板11上的位置。或可确定被抓取住的钢筋2相对筋板11所形成的高度以及在筋板11上的位置。
118.按照挡板30的相对位置以及钢筋2的预计划布置位置，可以预先计算确定与每个钢筋2的布置位置处所分别对应的机械抓手39上两光接收器的预设光接收位置信息。优选地，本技术中所采用的光发射器32以及光接收器的数量可以分别为一个或两个或多个。
119.可根据预设光接收位置信息指示机械抓手39进行位置调节。抓取机械臂34与机械抓手39同步调节，以保障钢筋2沿x轴摆正。
120.当机械抓手39符合预设光接收位置信息，机械抓手39可继续沿x轴移动。由于机械抓手39继续沿x轴移动，将脱离出侧框架23的底部，此时可以是通过调控第一x轴轨道37来支持机械抓手39的继续移动。其也可以是通过机械抓手39自身的折叠展开式结构来驱使其抓手部分继续沿x轴移动。或部分第二x轴轨道38与机械抓手39向外延伸出侧框架23的底部，由于第二x轴轨道38与钢筋2延伸方向一致而不会影响到焊接机器人26的操作。
121.指示机械抓手39沿x轴移动预设位移，并在完成该预设位移后释放钢筋2。抓取机械臂34与机械抓手39同步释放钢筋2。被释放的钢筋2位于规定位置。可以指示机械抓手39
与抓取机械臂34将钢筋2按照从左往右或从右往左的多个规定位置依次摆正。
122.夹钳主要为板体结构。并列的两个夹钳的板体相互平行。
123.第一夹钳41上用以形成该夹持空间45的侧壁10上设置有第二凹槽47。该第二凹槽47在垂直于该夹钳的板体的方向上呈前后贯通。
124.作为一种优选实施方式，该第二凹槽47至少具有彼此依次连接的第一壁面52、第二壁面53以及第三壁面54。第二壁面53与该第二凹槽47的面向夹持空间45的开放端彼此相对。第一壁面52与第三壁面54彼此相对。第三壁面54相对第一壁面52更靠近夹钳的自由端43。第一夹钳41上在第一壁面52、第二壁面53以及第三壁面54中的至少一个上分别开设有至少一个装配槽49。
125.作为一种优选实施方式，该第二凹槽47的内壁面为一弧形面。该弧形面朝向背离夹持空间45的方向拱起。该第二凹槽47上开设有至少一个装配槽49。由于第二凹槽47的内壁面形状具有诸多变形，诸多变形下的第二凹槽47均可实现其在本技术中的辅助夹持作用，因而对其形状结构仅举例说明，在本技术所提出的技术方案中对该第二凹槽47的形状结构并不单一限定。
126.第一夹钳41上还包括至少一个第一滚动体48。第一滚动体48设于装配槽49中。滚动体可优选为万向滚珠。
127.优选地，万向滚珠可以是通过滚珠底座51设于装配槽49内。万向滚珠按照可转动的方式装配在滚珠底座51上。滚珠底座51通过弹性部件50活动连接在装配槽49的内壁上。通过弹性部件50的弹力，滚珠底座51与万向滚珠可在受到外力作用时向装配槽49内部回缩，或在外力作用撤除后向装配槽49外部伸出。当夹持空间45中置入钢筋2后，钢筋2不会直接与第二凹槽47的内壁面相接触，而是抵接在万向滚珠上。
128.当机械抓手39抓取住钢筋2后，钢筋2通过万向滚珠支撑在夹持空间45中。驱使机械抓手39相对第一x轴轨道37或第二x轴轨道38移动，万向滚珠与钢筋2之间滚动摩擦，从而机械抓手39能够顺利地抓取以及摆正钢筋2。
129.机械抓手39可包括位于夹钳上方的第二伸缩杆40。通过调控该第二伸缩杆40可控制夹钳在竖向上相对y轴轨道36的高度位置。机械抓手39可驱使夹钳朝向钢筋2移动。
130.第一夹钳41的自由端43具有第一端面44。第一端面44位于第一夹钳41上背离夹持空间45所在侧的另一侧。第一端面44可以是自由端43上距离第一夹钳41的第一固定端最远的端面。即向下放机械抓手39时，第一端面44首先接触至平台或其他部件例如钢筋2。第一端面44可以为平面或为曲面。
131.优选地，第一端面44为朝向第一固定端弯曲的曲面形。第一端面44在其垂直于夹钳的板体的方向上的两侧为曲线边。该设置下可增大第一端面44与圆柱体状的部件之间接触面积。
132.优选地，第一端面44上可设置有弹性部。弹性部可适应于与第一端面44相接触的部件的形状而发生形变，增大接触面积。弹性部可以是由耐高温聚氨酯弹性材料、耐高温低介电弹性体材料等现已公开的材料制备得到。
133.第二夹钳42与第一夹钳41的结构特征相同。第二夹钳42的自由端43具有第二端面46。第二端面46同第一端面44，可为平面或为曲面。第二端面46优选为曲面形。
134.第一夹钳41与第二夹钳42彼此相对面上各自设置有第一滚动体48和第二滚动体。
在滚动体对准待夹持对象时，驱使两个夹钳彼此靠拢，滚动体贴近待夹持对象。滚动体可相对装配槽49发生位移，从而适应待夹持对象即钢筋2的结构形状。
135.通过该设置，待夹持对象可同时与若干个滚动体抵接支撑，可以达到较好的稳定的夹持目的。
136.由于当第一夹钳41与第二夹钳42两者的自由端43靠拢时，第一端面44与第二端面46均不是与钢筋2的正上方对准，故而第一端面44与第二端面46均相对于筋板11所在平面而言具有一定倾斜角度。以便于更好地辅助机械抓手39实现其对钢筋2的稳定作用。
137.释放钢筋2至规定位置后，指示第一夹钳41与第二夹钳42两者的自由端43靠拢，第一端面44与第二端面46从钢筋2的两侧靠近彼此，两者均位于钢筋2的上方。通过驱使机械抓手39的第二伸缩杆40伸长，使第一端面44与第二端面46共同向下移动，直至抵接在钢筋2上。优选地，机械抓手39可借助于压力探测用部件来确定停止驱动第二伸缩杆40伸长的时机。另一种优选实施方式下，由于机械抓手39与筋板11之间的高度距离以及钢筋2的尺寸均已知，因此机械抓手39可基于上述已获知的数据进行计算，预先就可确定其夹钳在释放钢筋2后的位移方案。
138.由于钢筋2较长，因此当将其两端分别搭放在不同筋板11上，其中间部分筋体处于悬空状态时，钢筋2的两头易翘起，部分筋体未完全与筋板11之间充分接触，无法保障焊接的可靠性以及准确性。现有技术中如公开号为cn204366234u的专利文献提出的一种船体格子间机器人柔性焊接设备，此类焊接设备在对钢筋2进行焊接时直接对放置好的钢筋2进行焊接，均未额外固定钢筋2，大多依赖于人工手动调节钢筋2的位置，或设置人工辅助固定住钢筋2以便机器人焊接，实用性差。即使采用现常见的钢筋2捆扎将钢筋2固定在筋板11上，一是增大工作人员任务量，二是捆扎处可能影响焊接机器人26的焊接操作，或甚至会造成焊接机器人26的损坏。
139.对此，在本技术中，由于第一端面44与第二端面46至少从钢筋2的两侧限制了钢筋2的相对位置，因此进行焊接时，焊接机器人26可更好地进行焊接操作。优选地，为提高焊接效率，当在机械抓手39发出释放钢筋2或已完成其钢筋2定位操作的信息时，焊接机器人26可先采取分点焊接。焊接点可沿钢筋2的同一侧的长度方向间隔布置。焊接点即可将钢筋2先稳定在筋板11上，有利于焊接机器人26进行可靠焊接。同时，机械抓手39无需再保持其对钢筋2施加的稳定作用。机械抓手39可退回至主框架22下方，继而与抓取机械臂34协作来抓取并定位下一钢筋2。在该设置下，钢筋2的定位效率以及焊接效率均可有效提升。
140.该钢板双面搭接焊系统还包括视觉识别模块35。视觉识别模块35主要是用于获取及分析位于焊接装置3下方的钢筋2的布置情况。视觉识别模块35尤其是用于获取及分析钢筋2上搭接在另一箱型钢1的筋板11上的布置情况。
141.视觉识别模块35可设置在机器人仓14所在侧。视觉识别模块35优选地设置在机器人仓14中的抓取机械臂34上。视觉识别模块35辅以抓取机械臂34实现准确可靠的钢筋2抓取目的。
142.在将焊接装置3由上至下装配至箱型钢1上的过程中，抓取机械臂34处于第一工作位置，并使得视觉识别模块35可获取到搭放在筋板11上的钢筋2的布置情况。
143.视觉识别模块35可以设置在抓取机械臂34的抓取端。处于第一工作位置下的抓取机械臂34，其抓取端部分延伸出机器人仓14。部分延伸出机器人仓14的抓取机械臂34以及
视觉识别模块35不会影响到焊接装置3的顺利装配。
144.由于焊接装置3由上至下进行装配，而视觉识别模块35位于机器人仓14的外部，因此在进行焊接前，视觉识别模块35可提前采集到箱型钢1的一侧壁10所对应的所有钢筋2的布置情况。
145.第一工作位置可以是指抓取机械臂34的抓取端位于机器人仓14的一最外侧的附近位置。在该位置上，抓取机械臂34可按顺序地从左往右或从右往左地来抓取钢筋2。
146.在抓取钢筋2的过程中，抓取机械臂34可借助于视觉识别模块35所采集到的钢筋2信息确定下一个需要抓取的钢筋2，和/或确定下一个需要抓取的钢筋2的位置信息，和/或抓取机械臂34的调控位移。钢筋2信息至少包括所有钢筋2的布置情况。
147.当完成箱型钢1一侧壁10的焊接工作后，抓取机械臂34位于第二工作位置。第二工作位置可以是指抓取机械臂34的抓取端位于机器人仓14的另一最外侧的附近位置。
148.第一工作位置与第二工作位置均可设置在机器人仓14或侧框架23的转角棱处。优选地，视觉识别模块35可以具有万向旋转摄像头。
149.在进行箱型钢1一侧壁10的钢筋2焊接工作时，视觉识别模块35可实时获取到钢筋2上搭接在另一箱型钢1的筋板11上的一端的钢筋2信息。
150.当完成箱型钢1一侧壁10的焊接工作后，焊接装置3需要转动，将机器人仓14置于另一侧壁10进行焊接。在转动焊接装置3的过程中，视觉识别模块35可以对下一侧壁10所对应的所有钢筋2的布置情况进行获取及分析。
151.优选地，在借助于吊机等设备将多根钢筋2吊放至筋板11上时，尤其将多根钢筋2按照偏向筋板11的一最外侧堆放的方式进行吊放。筋板11的最外侧指的是筋板11上与x轴相平行的侧边。在该放置方式下，钢筋2堆放在一起，不易受到风力等影响而挪动位置。在该放置方式下，钢筋2排列整齐度高，便于抓取以及排列放置。
152.需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。