一种焊接模拟训练器的制作方法

1.本实用新型涉及焊接模拟设备技术领域，尤其涉及一种焊接模拟训练器。


背景技术：

2.在船舶建造中，焊接工种作为六大主要工种之一，焊接质量是船舶质量的重要组成部分，因此焊接技能是焊接质量的保障。焊接技能培训是提升船舶焊接质量的重要一环。目前焊接技能培训主要依托焊枪和焊材试板进行焊接实操训练，只能在上班期间进行实操训练，下班后及节假日等时间实操训练的机会少。并且，在进行焊接训练时，需要消耗焊条，成本较高，且由于焊枪带电作业，具有一定的危险性，需要老师的实时指导，不方便进行焊接训练。


技术实现要素：

3.本实用新型的一个目的在于：提供一种焊接模拟训练器，其不受场地限制，便于操作，且安全性高以及成本低。
4.本发明的另一个目的在于：提供一种焊接模拟训练方法，其便于操作，且训练效果佳。
5.为达到此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一方面，提供一种焊接模拟训练器，包括模拟器具，所述模拟器具包括模拟焊夹、驱动机构、模拟焊条及用于放置所述模拟焊条的放置件，所述放置件竖直设置在所述模拟焊夹的一端，所述模拟焊条活动穿设在所述放置件上，所述驱动机构设置在所述模拟焊夹上，所述驱动机构能够驱动所述模拟焊条相对于所述放置件升降，所述模拟焊夹的内部具有腔体，所述腔体用于灌注加重水。
7.作为所述的焊接模拟训练器的一种优选的技术方案，所述模拟焊夹包括下把手以及与所述上把手呈夹角设置的下把手，所述下把手和/或所述上把手的内部均设置所述腔体，所述放置件设置在所述下把手与所述上把手之间。
8.作为所述的焊接模拟训练器的一种优选的技术方案，所述模拟焊夹设置有与所述腔体相连通的开孔，所述开孔通过密封件选择性密封。
9.作为所述的焊接模拟训练器的一种优选的技术方案，所述模拟焊夹采用聚碳酸酯材质制成。
10.作为所述的焊接模拟训练器的一种优选的技术方案，所述驱动机构包括驱动电机以及与所述驱动电机的输出轴连接的驱动轮，所述模拟焊条的外周设置有齿结构，所述驱动轮与所述齿结构啮合连接，或，所述模拟焊条的外周有摩擦层，所述驱动轮与所述摩擦层摩擦配合。
11.作为所述的焊接模拟训练器的一种优选的技术方案，所述放置件具有设置的放置孔，所述模拟焊条插设在所述放置孔内，且所述放置件能够在所述放置孔内部滑动，所述驱动电机设置在所述下把手上，所述驱动轮靠近所述放置件的上端。
12.作为所述的焊接模拟训练器的一种优选的技术方案，还包括电机控制箱，所述电机控制箱包括箱体、电池和电机控制器，所述箱体设置在所述下把手上，所述电池为所述驱动电机供电，所述控制器与所述电池电连接，所述电池和所述控制器均设置在所述箱体的内部。
13.作为所述的焊接模拟训练器的一种优选的技术方案，所述下把手与所述上把手之间设置有支撑件，所述支撑件与所述放置件沿着所述下把手的长度方向间隔分布。
14.作为所述的焊接模拟训练器的一种优选的技术方案，还包括与所述模拟器具分开设置的模拟贴，所述模拟贴能够贴附在模拟操作平面上，所述模拟贴上设置有焊条模拟轨迹线，所述焊条模拟轨迹线用于模拟所述模拟焊条的运动轨迹，所述焊条模拟轨迹线上标注有多个运行时长标识。
15.另一方面，还提供一种焊接模拟训练方法，包括以下步骤：将模拟贴贴附在模拟焊接平面上，然后将所述模拟焊条根据模拟贴上的运行时长标识沿着所述模拟贴上的焊条模拟轨迹线运行，在所述模拟焊条沿着所述焊条模拟轨迹线运行的过程中，通过驱动机构驱动所述模拟焊条在所述放置件中逐渐上升。
16.作为所述的焊接模拟训练器的一种优选的技术方案，
17.本实用新型的有益效果为：模拟焊条穿设在放置件上，在模拟焊接的过程中，驱动机构驱动模拟焊条升降，以此模拟焊条在焊接时的消耗速度，在模拟训练时不需要消耗焊条，有利于节约成本，不需要带电焊接实操安全性得到保障，且不受场地限制，训练者可随时随地进行焊接模拟练习，安全性得到保障。通过在模拟焊夹内部设置腔体，可通过向腔体内部灌注加重水，以增加模拟焊夹的整体重量，使该焊接模拟训练器与真实焊枪的重量更加贴近，仿真度更高，效果更佳。此外，设置空心结构的模拟焊夹，通过向腔体灌注加重水，减少模拟训练材料的加工材料，有利于节约成本。
附图说明
18.下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
19.图1为实施例所述焊接模拟训练器的一视角立体结构示意图。
20.图2为实施例所述焊接模拟训练器的另一视角立体结构示意图。
21.图3为一实施例所述模拟贴的结构示意图。
22.图4为另一实施例所述模拟贴的结构示意图。
23.图中：
24.1、模拟焊夹；11、下把手；12、上把手；2、放置件；3、驱动机构；31、驱动电机；32、驱动轮；33、电机控制箱；4、弹性层；5、模拟焊条；6、支撑件；7、焊条模拟轨迹线；8、校准线；9、运行时长标识；10、模拟贴。
具体实施方式
25.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新
型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
28.如图1和图2所示，本实用新型提供一种焊接模拟训练器，包括模拟器具，模拟器具包括模拟焊夹1、驱动机构3、模拟焊条5及用于放置模拟焊条5的放置件2，放置件2设置在模拟焊夹1的一端，模拟焊条5活动穿设在放置件2上，驱动机构3设置在模拟焊夹1上，驱动机构3能够驱动模拟焊条5相对于放置件2升降，模拟焊夹1的内部具有腔体，腔体用于灌注加重水。模拟焊条5穿设在放置件2上，在模拟焊接的过程中，驱动机构3驱动模拟焊条5升降，以此模拟焊条5在焊接时的消耗速度，在模拟训练时不需要消耗焊条，有利于节约成本，不需要带电焊接实操安全性得到保障，且不受场地限制，训练者可随时随地进行焊接模拟练习，安全性得到保障。通过在模拟焊夹1内部设置腔体，可通过向腔体内部灌注加重水，以增加模拟焊夹1的整体重量，使该焊接模拟训练器与真实焊枪的重量更加贴近，仿真度更高，效果更佳。此外，设置空心结构的模拟焊夹1，通过向腔体灌注加重水，减少模拟训练材料的加工材料，有利于节约成本。
29.模拟焊夹1包括下把手11以及与上把手12呈夹角设置的下把手11，下把手11和上把手12的内部均设置腔体，放置件2设置在下把手11与上把手12 之间。呈夹角设置上把手12和下把手11，在外形结构上更贴近真实的焊枪，有利于提升焊接训练的效果。
30.在其他的实施例中，也可以仅在上把手12或仅在下把手11上设置腔体。
31.本实施例中，腔体的壁厚为2mm。
32.一实施例中，模拟焊夹1设置有与腔体相连通的开孔，开孔通过密封件选择性密封。开孔可以向腔体内部灌注加重水还可以将腔体内部的加重水排出，通过设置开孔，当需要搬运焊接模拟训练器时可先将内部的加重水排空，使用时再向腔体内部灌注加重水，方便搬运。具体地，密封件可以为密封塞或者密封盖，密封盖与开孔螺纹连接。
33.优选地，模拟焊夹1采用聚碳酸酯材质制成，聚碳酸酯材质具有机械性能、强度高、耐疲劳性、尺寸稳定和耐热老化性，保证焊接模拟训练器的使用功能寿命，降低成本。当然在其他的实施例中，模拟焊夹1也可使用不锈钢或铝合金材质制成。
34.具体地，模拟焊条5采用长375mm，直径4mm的铸钢加工而成。
35.驱动机构3包括驱动电机31以及与驱动电机31的输出轴连接的驱动轮32，模拟焊条5的外周设置有齿结构，驱动轮32与齿结构啮合连接，驱动轮32被驱动电机31驱动时，也带动模拟焊条5沿移动。在其他的实施例中，也可以模拟焊条5的外周设置摩擦层，驱动轮32
与摩擦层摩擦配合，通过摩擦层与驱动轮32之间的摩擦力带动模拟焊条5移动。
36.优选地，驱动电机31设置在下把手11上，驱动轮32靠近放置件2的上端，且驱动轮32位于放置件2的一端，这样驱动轮32不会与模拟焊条5的位置造成干涉，不影响模拟焊接训练。此外，将驱动电机31设置下把手11上，通过驱动电机31增加下把手11的重量，避免上重下轻而发生侧翻。
37.放置件2具有设置的放置孔，模拟焊条5插设在放置孔内，且放置件2能够在放置孔内部滑动，驱动电机31设置在下把手11上，驱动轮32靠近放置件 2的上端。模拟焊条5穿设放置孔时，模拟焊条5的上端和下端分别外露在放置孔的外部，模拟焊条5的下端作为模拟焊接端，在模拟焊接的过程中，驱动机构3不断地驱动模拟焊条5上升，模拟焊条5上升的速度即为焊条消耗的速度。此外，驱动电机31设置在下把手11上，这样驱动轮32不会与模拟焊条5的位置造成干涉，不影响模拟焊接训练。将驱动电机31设置下把手11上，通过驱动电机31增加下把手11的重量，避免上重下轻而发生侧翻。
38.本实施例中，放置件2的内径为5mm，外径为10mm，长度为40mm，在其他实施例中，放置件2的尺寸可根据实际需要灵活调整。
39.进一步地，放置孔的内侧壁设置有弹性层4，弹性层4与模拟焊条5弹性接触，在弹性层4的弹性作用下模拟焊条5被夹持在放置孔内，当驱动机构3向模拟焊条5施加驱动力时带动模拟焊条5上升。
40.为了方便控制驱动电机31的运动，焊接模拟训练器还包括电机控制箱33，电机控制箱33包括箱体、电池和电机控制器，箱体设置在下把手11上，电池为驱动电机31供电，控制器与电池电连接，电池和控制器均设置在箱体的内部。通过电机控制器可以控制驱动电机31的转速，以此控制模拟焊条5的上升速度；通过在箱体内部设置电池，不需要从外部额外拉设电源线为驱动电机31供电，便于使用。本实施例中，电池为5v电压的电池。
41.下把手11与上把手12之间设置有支撑件6，支撑件6与放置件2沿着下把手11的长度方向间隔分布，利用支撑件6为上把手12提供支撑力，提供模拟焊夹1的结构强度。
42.参照图3和图4，焊接模拟训练器还包括与模拟器具分开设置的模拟贴10，模拟贴10能够贴附在模拟操作平面上，模拟贴10上设置有焊条模拟轨迹线7，焊条模拟轨迹线7用于模拟模拟焊条5的运动轨迹，焊条模拟轨迹线7上标注有多个运行时长标识9。具体模拟焊接训练时，将模拟焊条5的下端沿着焊条模拟轨迹线7运动，并且按照焊条模拟轨迹线7上对应的运行时长标识9运行，有利于训练者控制模拟焊条5在模拟帖上的运动，使训练者进行规范的焊条运动速度以及焊条摆动幅度训练。实际训练时，训练者可以通过默念节拍或呼吸默读的方法控制时间控制模拟焊条5的运动速度，更贴近焊接实况。
43.优选地，模拟贴10上设置有至少两条焊条模拟轨迹线7，每条焊条模拟轨迹线7上均设置有运行时长标识9，在同一个模拟贴10上可以进行焊条模拟轨迹线7训练，不需要设置多个模拟贴10，使用方便。当然，在其他的实施例中，也可以在一个模拟贴10仅设置一条焊条模拟轨迹线7，通过设置多个模拟贴10 同样可以满足不同的训练焊条模拟轨迹线7的要求。
44.图3中示出了其中一种模拟贴10，模拟贴10中设置有一条焊条模拟轨迹线 7，焊条模拟轨迹线7的中部设置由校准线8，在模拟训练时为训练者提供参考的作用，有利于自校准，提升训练效果，沿着焊条模拟轨迹线7的延伸方向，焊条模拟轨迹线7的一侧设置有运行
时长标识9，在第一个运行时长标识9上标记“开始”，第二个运行时长标识9和第三个运行时长标识9上分别标记“2秒”和“4秒”。
45.图4中示出了另一种模拟贴10，模拟贴10中设置由一条焊条模拟轨迹线7，焊条模拟轨迹线7的中部设置由校准线8，沿着焊条模拟轨迹线7的延伸方向，焊条模拟轨迹线7的一侧设置有运行时长标识9，在第一个运行时长标识9上标记“开始”，第二个运行时长标识9、第三个运行时长标识9、第四个运行时长标识9和第五个运行时长标识9上分别标记“2秒”、“4秒”、“6秒”、“8秒”。
46.在设计时，可根据需要训练的焊接项目具体设置模拟贴10上的焊条模拟轨迹线和运行时长标识9。
47.具体设计时，在纸张上打印焊条模拟轨迹线7，形成模拟贴10。
48.可以理解的是，在实际的焊接施工时，施工现场难免会有电缆线和电源线灯障碍物影响焊接施工，因此可以在模拟贴10上设置障碍模拟线，训练者在焊接训练时可以进行躲避障碍模拟线，以使焊接训练更加贴近实际焊接操作。
49.具体地，障碍模拟线采用采用直径10mm长1m的弹力橡筋线。
50.一实施例中，还提供一种焊接模拟训练方法，在本方法中，提供有上述任一种结构的焊接模拟训练器，包括以下步骤：将模拟贴10贴附在模拟焊接平面上，然后将模拟焊条5根据模拟贴10上的运行时长标识9沿着模拟贴10上的焊条模拟轨迹线运行，在模拟焊条5沿着焊条模拟轨迹线运行的过程中，通过驱动机构3驱动在放置件2中逐渐上升。在此种焊接模拟训练方法中，通过模拟器具和模拟贴10相配合，能够在焊条运动轨迹、焊条运动速度和焊条运动摆动幅度等方面进行有效训练，规范焊接要素。
51.具体操作时，可通过默念节拍法或呼吸默数法控制模拟焊条5在模拟焊接平面上运动速度，提升焊接训练的效果。
52.在此种焊接模拟训练方法，当模拟焊条5运动至障碍模拟线对应的位置时，模拟焊条5要避让障碍模拟线，以模拟焊枪遇到的障碍物。
53.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
54.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
55.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
56.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。