一种塑料管道熔焊机的制作方法

1.本实用新型涉及塑料管道作业领域。


背景技术：

2.在海绵城市建设中，大量使用塑料管道，管道的直径一般在一米至数米不等。在铺设时与水泥管道类似，采用分段铺设方式，为保证使用性能，需要将分段的塑料管道从内部进行熔焊连接(也称熔接、焊接)，或者需要从管道接缝处打入胶水进行连接或密封。现有的作业中，这种熔焊连接、打胶连接均是采用人工进行。但是在管道内部这种环境中，人工作业存在很大的问题。一方面是作业环境恶劣，严重影响施工人员身心健康，管道直径与作业人员身高匹配时作业环境还算良好，但更多的是过大或过小的管道直径，导致人工作业很难稳定持续开展；另一方面，在这种环境中进行作业，施工质量很难保证，稍不注意就会留下质量隐患，质量检查和返工造成的成本较高。


技术实现要素：

3.鉴于以上情形，本实用新型提出一种塑料管道熔焊机，用于在塑料管道内部进行熔焊作业，可以在管道内部行走或固定，通过人工控制伺服电机的运作即可实现机械化或自动化作业，优化施工人员的作业环境，并提高作业质量，减小作业成本。
4.根据本实用新型的塑料管道熔焊机，设有主体，所述主体的周边均布设置若干用于支撑在管道内壁并可沿管道内壁行走的履带机构，还包括若干用于连接主体和履带机构并驱动所述履带机构相对于主体移动的伸展机构；所述主体的端部连接设置安装板，所述安装板上设有回转驱动机构，所述回转驱动机构上设有回转部，所述回转部上固定连接主回转臂，所述主回转臂上连接设置热焊枪。
5.进一步地，所述回转驱动机构包括回转部和驱动部，所述驱动部上连接设置主臂减速机，所述主臂减速机的输入端连接设置主臂伺服电机，主臂减速机的输出端与所述驱动部驱动连接。
6.所述回转部设有涡轮，所述驱动部设有蜗杆，所述驱动部处的蜗杆与所述回转部处的涡轮啮合，所述涡轮的侧壁上连接设置主回转臂。
7.优选地，所述主回转臂上还设有副回转臂，所述热焊枪安装在所述副回转臂上。
8.进一步地，所述副回转臂可相对转动地设置在所述主回转臂远离所述回转部旋转中心的一端。
9.优选地，所述主回转臂上通过轴承装置可相对转动地安装设置副臂驱动轴，所述副回转臂的一端固定在所述副臂驱动轴上，所述热焊枪安装在所述副回转臂的另一端。
10.进一步地，所述主回转臂上固定设置副臂减速机，所述副臂减速机的输入端连接设置副臂伺服电机，副臂减速机的输出端与所述副臂驱动轴驱动连接。
11.进一步地，所述副回转臂上还设有传感器安装板。
12.进一步地，所述副回转臂上还设有摄像头，所述摄像头朝向所述热焊枪的枪头。
13.在采取本实用新型提出的技术后，根据本实用新型的技术方案，具有以下的有益效果：在所述主体移动至作业位置后，将所述履带机构伸展至支撑在管道内壁，支撑好后旋转所述主回转臂使得其上安装的热焊枪到达作业位置，进行熔焊作业。通过回转部的旋转，使得热焊枪能够旋转作业，同时由于所述主体及履带机构的支持，所述热焊枪的旋转中心位于管道的中心处，能够更好更快地对管道接缝处进行作业。优化了熔焊作业施工人员的作业环境，并提高了作业质量，减小了作业成本。
附图说明
14.图1为本技术实施例所述塑料管道机器人作业平台(设有基于该平台的塑料管道熔焊机)结构示意图；
15.图2为履带机构向外伸展后状态下的结构图；
16.图3为丝杆驱动机构所在端结构图；
17.图4为履带机构去除一个履带侧板后的结构图；
18.图5为履带机构与主体连接结构图；
19.图6为驱动连杆与丝杆螺母连接处结构剖视图；
20.图7为主体端部安装热焊枪处结构图；
21.图8为图7中的机构另一方向的结构图；
22.图9为副臂驱动轴处结构剖视图。
23.附图标记说明：
24.主体1
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连杆轴固定螺钉3241
25.主体窗口10
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限位块3242
26.电气安装板101
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补偿弹簧325
27.主体窗口盖板11
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支撑连杆33
28.履带机构2
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丝杆螺母34
29.履带20
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连接块340
30.履带侧板21
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脚轮支架4
31.履带轮22
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脚轮40
32.履带伺服电机220
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安装板5
33.履带减速机221
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回转驱动机构6
34.从动履带轮23
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回转部61
35.承载轮24
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驱动部62
36.伸展机构3
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主臂减速机63
37.丝杆伺服电机30
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主臂伺服电机64
38.丝杆主驱动带轮301
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主回转臂7
39.丝杆驱动带轮302
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副回转臂71
40.双面齿同步带303
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副臂驱动轴72
41.丝杆31
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副臂减速机73
42.驱动连杆32
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副臂伺服电机74
43.驱动连杆内孔320
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热焊枪8
44.驱动连杆座321
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枪头80
45.直线轴承322
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传感器安装板81
46.支撑套323
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摄像头82
47.驱动连杆轴324
具体实施方式
48.下面将结合附图给出的实施例对本实用新型作进一步详细的说明。所描述的实施例包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的，是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。同时，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。
49.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所述的“上”、“下”或者“上方”、“下方”是本技术附图所大致展示的上下关系。在放置状态发生变化时，例如翻转时，相应的位置关系也应随之转换以理解或实施本技术的技术方案。
50.因为在描述塑料管道机器人作业平台时需要举例说明作业器械的安装方式，在描述塑料管道熔焊机时也需要基于塑料管道机器人作业平台进行，所以本技术在附图中选用了带有塑料管道熔焊装置的塑料管道机器人作业平台进行参照说明。
51.如图1和图2所示，一种塑料管道机器人作业平台，设有主体1，所述主体1的周边均布设置若干用于支撑在管道内壁并可沿管道内壁行走的履带机构2；还包括若干用于连接主体1和履带机构2并驱动所述履带机构2相对于主体1移动的伸展机构3，所述伸展机构3设有丝杆31、驱动连杆32以及支撑连杆33，所述丝杆31上设有丝杆螺母34；所述驱动连杆32的一端通过转轴与所述履带机构2连接，驱动连杆32的另一端通过转轴与所述丝杆螺母34连接；所述支撑连杆33的一端通过转轴与所述履带机构2连接，支撑连杆33的另一端通过转轴与所述主体1外壁连接。通过在主体周边均布设置履带机构，例如设置三组履带机构，可以通过履带机构支撑在塑料管道内壁上，从而便于主体上加装的作业器械进行作业，同时履带机构也可以在管理内壁行走，在一个位置作业完成后可以移动到下一个位置，不需要反复布置。通过设置伸展机构，可以驱动所述履带机构相对于主体进行伸展或收缩，在较大直径的管道内作业时，可以驱动履带机构向外伸展至具有较大支撑半径，在较小直径的管道内作业时，可以驱动履带机构向内收缩至更接近所述主体从而具有较小的支撑半径。在不需要作业时，可以将履带机构收缩至贴于所述主体外壁，从而便于移动或存放整机。所述丝杆转动时，丝杆螺母在丝杆上移动，此时驱动连杆的端部改变位置，推动驱动连杆的另一端也改变位置；同时由于支撑连杆的存在，两者配合使得履带机构向外伸展或向内收缩。
52.每组伸展机构3设有两组支撑连杆33，所述两组支撑连杆33平行设置。通过设置两组支撑连杆，有利于履带机构的运动保持平稳，保持平行于主体亦即管道内壁，避免在履带机构的长度方向产生翻转。
53.如图3所示，所述主体1的端部设有丝杆伺服电机30，所述丝杆伺服电机30的输出轴上设有丝杆主驱动带轮301，在所述丝杆主驱动带轮301的周围均布设置若干丝杆驱动带轮302，且所述丝杆驱动带轮302分别安装在所述丝杆31的端部；所述丝杆主驱动带轮301和丝杆驱动带轮302上安装设置双面齿同步带303。
54.通过丝杆驱动机构的同步设置，使得多组履带机构的伸缩运动保持同步，从而使得所述主体位于塑料管道的中心处，便于在主体上加装的作业器械可以管道中心为作业回转中心，使得作业效率及作业质量较高。
55.如图4所示，所述履带机构2设有履带侧板21，所述履带侧板21的两端分别设有履带轮22以及从动履带轮23，在所述履带轮22和从动履带轮23之间还设有若干承载轮24，所述履带轮22、承载轮24和从动履带轮23上安装设置履带20。
56.所述履带侧板21上设有履带伺服电机220以及履带减速机221，所述履带伺服电机220与所述履带减速机221连接，所述履带减速机221与所述履带轮22驱动连接。通过在履带机构上直接设置伺服电机，一方面使得结构简洁，避免过多的传动机构，减小自重，便于维护；另一方面可以利用伺服电机便于精确控制的性能，从而实现更精准的行走运动控制。
57.如图5和图6所示，所述丝杆螺母34的两侧分别设有驱动连杆32，所述驱动连杆32的另一端分别与所述履带机构2两侧设置的履带侧板21连接。
58.所述履带机构2两侧设置的履带侧板21上分别连接设置支撑连杆33，所述支撑连杆33的另一端分别与所述主体1外壁连接。
59.所述履带机构2两侧设置的支撑连杆33相对于所述丝杆31的中心轴对称设置。通过驱动连杆及支撑连杆的对称设置，使得履带机构伸缩运动时更加平稳，结构更加稳定，避免产生主体周向的偏转或变形，提高产品质量。
60.所述丝杆螺母34上固定设置连接块340，所述连接块340上通过转轴可转动地连接设置驱动连杆座321；所述驱动连杆32的端部设有驱动连杆内孔320，所述驱动连杆内孔320的孔口处固定连接设置直线轴承322和支撑套323，所述直线轴承322固定在所述驱动连杆32端部和所述支撑套323之间；所述直线轴承322中设有驱动连杆轴324，所述驱动连杆轴324的一端位于所述驱动连杆内孔320中，驱动连杆轴324的另一端固定在所述驱动连杆座321上。通过驱动连杆轴的设置，使得驱动连杆和丝杆螺母的连接具备了可调整性，利于根据实际需要进行调整。
61.所述支撑套323与所述驱动连杆座321之间设有补偿弹簧325。通过补偿弹簧的设置，能够实现针对特殊情况下的驱动连杆和丝杆螺母之间连接长度的自动调整或自动补偿，例如在管道内壁行走或支撑时遇到局部的凹凸不平处、管道自身变形处、压力导致管道变形处，可以自动调节该处的驱动连杆工作长度，从而便于行走，在支撑时也更利于所述主体位于塑料管道的中心部位。
62.所述直线轴承322的内径小于所述驱动连杆内孔320的内径。
63.所述驱动连杆轴324的两端分别设有螺纹孔，驱动连杆轴324的一端通过连杆轴固定螺钉3241连接固定在所述驱动连杆座321上，驱动连杆轴324的另一端通过螺纹连接固定一个限位块3242，所述限位块3242的直径大于所述直线轴承322的内径且小于所述驱动连杆内孔320的内径。
64.如图1和2所示，所述主体1上还设有若干脚轮支架4，所述脚轮支架4上设有若干用于在所述履带机构2收缩时移动主体1的脚轮40。所述脚轮便于在不需要作业时，可以将履带机构收缩至贴于所述主体外壁，通过脚轮移动整机。
65.所述主体1为圆管状，主体1内安装设置用于控制驱动各个伺服电机的电气安装板101。
66.所述主体1上设有若干用于组装、调试、操控和维修工作的主体窗口10，所述主体窗口10上设有主体窗口盖板11。
67.所述丝杆31通过丝杆支座组件固定于所述主体1表面。
68.根据本技术的一种塑料管道机器人作业平台，通过在主体周边均布设置履带机构，例如设置三组履带机构，可以通过履带机构支撑在塑料管道内壁上，从而便于主体上加装的作业器械进行作业，同时履带机构也可以在管理内壁行走，在一个位置作业完成后可以移动到下一个位置，不需要反复布置。通过设置伸展机构，可以驱动所述履带机构相对于主体进行伸展或收缩，在较大直径的管道内作业时，可以驱动履带机构向外伸展至具有较大支撑半径，在较小直径的管道内作业时，可以驱动履带机构向内收缩至更接近所述主体从而具有较小的支撑半径。在不需要作业时，可以将履带机构收缩至贴于所述主体外壁，从而便于移动或存放整机。可以通过人工控制伺服电机的运作即可实现机械化或自动化作业，优化施工人员的作业环境，并提高作业质量，减小作业成本。
69.下面请在图1至6的基础上参照图7、8所示，一种塑料管道熔焊机，基于前述塑料管道机器人作业平台，设有主体1，所述主体1的周边均布设置若干用于支撑在管道内壁并可沿管道内壁行走的履带机构2，还包括若干用于连接主体1和履带机构2并驱动所述履带机构2相对于主体1移动的伸展机构3；所述主体1的端部连接设置安装板5，所述安装板5上设有回转驱动机构6，所述回转驱动机构6上设有回转部61，所述回转部61上固定连接主回转臂7，所述主回转臂7上连接设置热焊枪8。通过设置回转驱动机构并将该回转驱动机构设置于所述主体上，可以在所述主体移动至作业位置后，将所述履带机构伸展至支撑在管道内壁，支撑好后旋转所述主回转臂使得其上安装的热焊枪到达作业位置，进行熔焊作业。通过回转部的旋转，使得热焊枪能够旋转作业，同时由于所述主体及履带机构的支持，所述热焊枪的旋转中心位于管道的中心处，能够更好更快地对管道接缝处进行作业。所述安装板安装在主体上与丝杆驱动机构所在端即所述丝杆伺服电机所在端相对的另一端。
70.所述回转驱动机构6包括回转部61和驱动部62，所述驱动部62上连接设置主臂减速机63，所述主臂减速机63的输入端连接设置主臂伺服电机64，主臂减速机63的输出端与所述驱动部62驱动连接。
71.所述回转部61设有涡轮，所述驱动部62设有蜗杆，所述驱动部62处的蜗杆与所述回转部61处的涡轮啮合，所述涡轮的侧壁上连接设置主回转臂7。
72.所述主回转臂7上还设有副回转臂71，所述热焊枪8安装在所述副回转臂71上。通过副回转臂的设置，一方面使得热焊枪的作业半径更大，另一方面由主回转臂执行作业时的围绕管道中心的主回转运动，副回转臂则可以通过自身相对于主回转臂的旋转运动，使得热焊枪能够旋转至更合适的作业角度位置，不再需要人手动进行设置或调整，仅需要控制伺服电机的运转即可。
73.所述副回转臂71可相对转动地设置在所述主回转臂7远离所述回转部61旋转中心的一端。一方面便于加大热焊枪的作业半径，在不作业时又可以旋转折叠收缩至较小的尺寸，并于整机移动和存放；另一方面，该位置设置也便于副回转臂自身旋转调节热焊枪的工作角度。
74.所述主回转臂7上通过轴承装置可相对转动地安装设置副臂驱动轴72，所述副回转臂71的一端固定在所述副臂驱动轴72上，所述热焊枪8安装在所述副回转臂71的另一端。
75.所述主回转臂7上固定设置副臂减速机73，所述副臂减速机73的输入端连接设置副臂伺服电机74，副臂减速机73的输出端与所述副臂驱动轴72驱动连接。示例结构请参照图9所示。
76.所述副回转臂71上还设有传感器安装板81。通过设置传感器安装板，提供了传感器等设备的安装位置，便于监控施工质量。
77.所述副回转臂71上还设有摄像头82，所述摄像头82朝向所述热焊枪8的枪头80。通过设置摄像头，便于监控施工质量，记录施工过程。
78.根据本技术的一种基于塑料管道机器人作业平台的塑料管道熔焊机，在所述主体移动至作业位置后，将所述履带机构伸展至支撑在管道内壁，支撑好后旋转所述主回转臂使得其上安装的热焊枪到达作业位置，进行熔焊作业。通过回转部的旋转，使得热焊枪能够旋转作业，同时由于所述主体及履带机构的支持，所述热焊枪的旋转中心位于管道的中心处，能够更好更快地对管道接缝处进行作业。优化了熔焊作业施工人员的作业环境，并提高了作业质量，减小了作业成本。