CN114749836A - 一种输电线路铁塔塔身焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路铁塔塔身焊接装置，包括焊接头和底座，底座的上方转动连接有圆盘，焊接头安装于焊板上，焊板的外侧设置有摆框，摆框的侧壁开设有滑槽供焊板滑动；还包括：驱动摆框摆动的主驱机构，主驱机构设置于摆框侧方，可在焊接时带动摆框做60度的摆动；辅助焊接头定位的定位机构，定位机构设置于主驱机构侧方，可在焊接前带动焊板运动，使得焊接头对准至焊点位；单面焊接完成后可带动定位机构部件回位的回程机构，回程机构设置于摆框侧方；单面焊接完成后带动圆盘转动的联转机构，可带动圆盘旋转90度；实现对立杆和等边角钢的自动焊接，无需人工手动进行焊接操作，有效缓解人工疲劳度，并加快加工效率。

Description

一种输电线路铁塔塔身焊接装置

技术领域

本发明涉及输电线路铁塔焊接设备技术领域，具体涉及一种输电线路铁塔塔身焊接装置。

背景技术

输电线路铁塔是输电用的塔状建筑物。它们的结构特点是各种塔型均属空间桁架结构，杆件主要由等边角钢或组合角钢组成，材料一般使用Q235(A3F)和Q345(16Mn)两种，杆件间连接采用粗制螺栓，靠螺栓受剪力连接，整个塔由角钢、连接钢板和螺栓组成，个别部件如塔脚等由几块钢板焊接成一个组合件。

现有的大部分输电线路铁塔中部结构主要由四根立杆筑起作为基础，各立杆之间对立焊接两根等边角钢，即四根立杆形成的四个面均焊接两根等边角钢形成连接，竖向排列焊接多层组成稳定体。

为维持铁塔本体稳定性，四根立杆往往由下至上逐渐往中部倾斜设置，在对立杆间进行焊接等边角钢操作时，由于焊接点位由下至上逐渐往中部靠拢，往往是通过人工立于平台上通过人工焊接，尚无自动焊接设备辅助实现该功能，而铁塔设置一般非常高，一直通过人工焊接极为疲惫，尤其是在天气炎热等环境下，劳动强度大，人工焊接效率会逐渐降低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种输电线路铁塔塔身焊接装置，包括焊接头和底座，底座的上方转动连接有圆盘，焊接头安装于焊板上，焊板的外侧设置有摆框，摆框的侧壁开设有滑槽供焊板滑动；还包括：

驱动摆框摆动的主驱机构，主驱机构设置于摆框侧方，可在焊接时带动摆框做60度的摆动；

辅助焊接头定位的定位机构，定位机构设置于主驱机构侧方，可在焊接前带动焊板运动，使得焊接头对准至焊点位；

单面焊接完成后可带动定位机构部件回位的回程机构，回程机构设置于摆框侧方；

单面焊接完成后带动圆盘转动的联转机构，联转机构设置于圆盘上，可带动圆盘旋转90度。

进一步的，摆框的侧壁开设有内置槽，主驱机构包括设置于圆盘上的安装座，安装座的顶部安装有步进电机，步进电机的输出端连接有驱动杆，内置槽内设置有凸盘，驱动杆与凸盘的短轴端固定连接，凸盘的长轴端为以与驱动杆连接处为轴心的圆弧段；驱动杆的下方设置有固定于安装座上的承重座，驱动杆与承重座转动连接。

进一步的，安装座的顶部固定有辅助座，摆框远离焊板的一端固定有连接炳，连接炳远离摆框的一端与辅助座转动连接，连接炳与摆框的衔接处固定有摆杆，辅助座的侧壁开设有供摆杆限位摆动的摆槽。

进一步的，定位机构包括设置于摆框一侧的定位座，定位座固定于圆盘顶部，定位座的侧壁活动安装有直线驱动器，定位座上开设有通槽供直线驱动器活动，直线驱动器的伸缩端固定有连杆，焊板的侧壁贯穿开设有供连杆穿过的通孔，焊板远离焊接头一端的侧壁固定有压缩弹簧，压缩弹簧的另一端与滑槽内壁相固定。

进一步的，摆框开设滑槽的一端呈朝摆框中线延伸的三角状，焊板设置于该端中部；焊板靠近定位座的一端延伸一段距离，当直线驱动器收缩至尾端时，连杆仍处于通孔内。

进一步的，回程机构包括设置于直线驱动器一侧的衔接座，衔接座固定于圆盘顶部，衔接座由前座、中座和后座组成，前座、中座和后座位置关系为距定位座由近及远设置，前座的长度长于后座的长度，中座为衔接前座和后座的梯形状，连杆的外侧面固定有延伸块，中座靠近连杆的侧壁开设有可供延伸块顺滑转动的弧面。

进一步的，前座靠近连杆的侧壁安装有控制直线驱动器伸长的接触开关B，接触开关B的触碰端朝远离定位座的一侧设置。

进一步的，联转机构包括固定于连杆靠近直线驱动器一侧底部的棘爪板，棘爪板的下方设置有可与棘爪板相适配的棘轮，棘轮的底部固定有方座，方座呈矩形状且插设于圆盘内。

进一步的，方座的轴心与圆盘的轴心同轴设置。

本发明有益效果如下：

通过定位机构适应倾斜立杆的不同位置，主驱机构带动焊接头对焊位进行精准焊接，回程机构辅助定位机构复位，联转机构带动装置整体自动快速运转至后一焊接位，各部件联动配合下，实现对立杆和等边角钢的自动焊接，无需人工手动进行焊接操作，有效缓解人工疲劳度，并加快加工效率。

附图说明

图1为本发明的正视结构示意图；

图2为本发明中定位机构和回程机构的结构示意图；

图3为本发明中联转机构的结构示意图；

图4为本发明的部分俯视结构示意图；

图5为本发明中立杆和等边角钢的结构示意图。

附图标记说明如下：1、焊接头；2、底座；3、圆盘；4、焊板；5、摆框；501、滑槽；502、内置槽；601、安装座；602、步进电机；603、驱动杆；604、凸盘；605、辅助座；606、连接炳；607、摆杆；608、摆槽；609、承重座；701、定位座；702、直线驱动器；703、连杆；704、压缩弹簧；705、接触开关A；801、前座；802、中座；803、后座；804、延伸块；805、接触开关B；901、棘爪板；902、棘轮；903、方座；10、立杆；11、等边角钢。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相正对地重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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发明中的具体含义。

下面结合说明书附图对本发明做进一步说明：

如图1至图5所示，一种输电线路铁塔塔身焊接装置，包括焊接头1和底座2，底座2的上方转动连接有圆盘3，焊接头1安装于焊板4上，焊板4的外侧设置有摆框5，摆框5的侧壁开设有滑槽501供焊板4滑动；还包括：

驱动摆框5摆动的主驱机构，主驱机构设置于摆框5侧方，可在焊接时带动摆框5做60度的摆动；单次摆动期间，使得焊接头1分别对应移动至等边角钢11与立杆10的两个焊接点，完成一根立杆10的焊接；

辅助焊接头1定位的定位机构，定位机构设置于主驱机构侧方，可在焊接前带动焊板4运动，使得焊接头1对准至焊点位；通过定位机构使得焊接头1适应性调整位置，以应对立杆10倾斜而导致的焊点偏移；

单面焊接完成后可带动定位机构部件回位的回程机构，回程机构设置于摆框5侧方；单根立杆10焊接完成后，在直线驱动器702收缩的同时，通过回程机构带动焊板4压缩压缩弹簧704，以适应后一位置定位；

单面焊接完成后带动圆盘3转动的联转机构，联转机构设置于圆盘3上，可带动圆盘3旋转90度；圆盘3转动后即可对下一根立杆10进行焊接，转动三次即焊接四根立杆10完成。

本实施例中，摆框5的侧壁开设有内置槽502，主驱机构包括设置于圆盘3上的安装座601，安装座601的顶部安装有步进电机602，步进电机602的输出端连接有驱动杆603，内置槽502内设置有凸盘604，驱动杆603与凸盘604的短轴端固定连接，凸盘604的长轴端为以与驱动杆603连接处为轴心的圆弧段；驱动杆603的下方设置有固定于安装座601上的承重座609，驱动杆603与承重座609转动连接；安装座601的顶部固定有辅助座605，摆框5远离焊板4的一端固定有连接炳606，连接炳606远离摆框5的一端与辅助座605转动连接，连接炳606与摆框5的衔接处固定有摆杆607，辅助座605的侧壁开设有供摆杆607限位摆动的摆槽608。

本实施例中，定位机构包括设置于摆框5一侧的定位座701，定位座701固定于圆盘3顶部，定位座701的侧壁活动安装有直线驱动器702，定位座701上开设有通槽供直线驱动器702活动(如开设弧形槽供直线驱动器702摆动，开设与弧形槽连通的直槽供直线驱动器702横向移动，弧形槽和直槽整体呈T形)，直线驱动器702的伸缩端固定有连杆703，焊板4的侧壁贯穿开设有供连杆703穿过的通孔，焊板4远离焊接头1一端的侧壁固定有压缩弹簧704，压缩弹簧704的另一端与焊槽内壁相固定；摆框5开设焊槽的一端呈朝摆框5中线延伸的三角状，焊板4设置于该端中部；焊板4靠近定位座701的一端延伸一段距离，当直线驱动器702收缩至尾端时，连杆703仍处于通孔内。

本实施例中，回程机构包括设置于直线驱动器702一侧的衔接座，衔接座固定于圆盘3顶部，衔接座由前座801、中座802和后座803组成，前座801、中座802和后座803位置关系为距定位座701由近及远设置，前座801的长度长于后座803的长度，中座802为衔接前座801和后座803的梯形状，连杆703的外侧面固定有延伸块804，中座802靠近连杆703的侧壁开设有可供延伸块804顺滑转动的弧面；前座801靠近连杆703的侧壁安装有控制直线驱动器702伸长的接触开关B805，接触开关B805的触碰端朝远离定位座701的一侧设置。

本实施例中，联转机构包括固定于连杆703靠近直线驱动器702一侧底部的棘爪板901，棘爪板901的下方设置有可与棘爪板901相适配的棘轮902，棘轮902的底部固定有方座903，方座903呈矩形状且插设于圆盘3内；方座903的轴心与圆盘3的轴心同轴设置。

本发明工作原理如下：

预先将两个等边角钢11的闭合端焊接为一体，即两个等边角钢11预先焊接为呈X状的组合体，将相邻两面焊接成一体的两组等边角钢11置于两根立杆10之间，将装置整体置于焊接平台上，启动直线驱动器702伸长(此时棘爪板901不推动单向运转的棘轮902运行)，在压缩弹簧704和延伸块804的作用下，延伸块804抵着衔接座移动并逐渐穿过立杆10与等边角钢11间形成的三角空间，由于压缩弹簧704的回弹力使得连杆703逐渐靠近立杆10，并最终与立杆10抵接，由于压缩弹簧704的作用使得连杆703抵住立杆10。

初始状态时摆框5与圆盘3平面保持平行，凸盘604圆弧端的边缘点即将与内置槽502壁接触，启动步进电机602使其缓慢转动一圈，由于凸盘604长轴端的推动使得摆框5整体转动，当摆框5整体向上摆动30度时，凸盘604的圆弧端与摆框5的内置槽502内壁接触，使得摆框5保持该位置状态一段时间，且此时摆框5外壁与其中一个接触开关A705接触，焊接头1对单根立杆10和两组X形等边角钢11的一端进行焊接；当凸盘604圆弧端脱离内置槽502壁后，焊接头1自动停止运行，凸盘604带动摆框5整体反转60度，此时凸盘604圆弧段与另一侧内置槽502壁接触，且摆框5外壁与其中另一个接触开关A705接触，焊接头1对单根立杆10和两组X形等边角钢11的另一端进行焊接，而后凸盘604回到初始位置，至此步进电机602带动凸盘604旋转一圈完成，同时即完成单根立杆10与等边角钢11的焊接。

单根立杆10焊接完成后，启动直线驱动器702收缩，由于衔接座的中座802与延伸块804接触，使得压缩弹簧704逐渐受压缩，连杆703逐渐朝着远离等边角钢11的方向移动，以防止下次定位时与下一等边角钢11卡住；当延伸块804移动至与前座801侧壁接触时，延伸块804做直线位移，此时延伸块804底部的棘爪板901逐渐向棘轮902运动并最终带动棘轮902运转，当棘爪板901刚好通过棘轮902带动方座903和圆盘3转动90度时，直线驱动器702收缩至与接触开关B805接触，直线驱动器702开始伸长，即回到重复刚开始准备焊接时的运转状态，而此时由于圆盘3转动90度带动其上部件均转动90度，圆盘3上所有部件处于为另一角钢焊接的初始状态；如此重复自动运作，当圆盘3转动三次即对四根立杆10焊接完成。

通过主驱机构、定位机构、回程机构和联转机构等部件的联动配合，实现对立杆10和等边角钢11的自动焊接，无需人工手动进行焊接操作，有效缓解人工疲劳度，并加快加工效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种输电线路铁塔塔身焊接装置，包括焊接头(1)和底座(2)，其特征在于：所述底座(2)的上方转动连接有圆盘(3)，所述焊接头(1)安装于焊板(4)上，所述焊板(4)的外侧设置有摆框(5)，摆框(5)的侧壁开设有滑槽(501)供焊板(4)滑动；还包括：

驱动所述摆框(5)摆动的主驱机构，所述主驱机构设置于摆框(5)侧方，可在焊接时带动摆框(5)做60度的摆动；

辅助焊接头(1)定位的定位机构，所述定位机构设置于主驱机构侧方，可在焊接前带动焊板(4)运动，使得焊接头(1)对准至焊点位；

单面焊接完成后可带动所述定位机构部件回位的回程机构，所述回程机构设置于摆框(5)侧方；

单面焊接完成后带动所述圆盘(3)转动的联转机构，所述联转机构设置于圆盘(3)上，可带动圆盘(3)旋转90度。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路铁塔塔身焊接装置，其特征在于：所述摆框(5)的侧壁开设有内置槽(502)，所述主驱机构包括设置于圆盘(3)上的安装座(601)，安装座(601)的顶部安装有步进电机(602)，步进电机(602)的输出端连接有驱动杆(603)，内置槽(502)内设置有凸盘(604)，驱动杆(603)与凸盘(604)的短轴端固定连接，凸盘(604)的长轴端为以与驱动杆(603)连接处为轴心的圆弧段；驱动杆(603)的下方设置有固定于安装座(601)上的承重座(609)，驱动杆(603)与承重座(609)转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种输电线路铁塔塔身焊接装置，其特征在于：所述安装座(601)的顶部固定有辅助座(605)，所述摆框(5)远离焊板(4)的一端固定有连接炳(606)，所述连接炳(606)远离摆框(5)的一端与辅助座(605)转动连接，连接炳(606)与摆框(5)的衔接处固定有摆杆(607)，辅助座(605)的侧壁开设有供摆杆(607)限位摆动的摆槽(608)。

4.根据权利要求1所述的一种输电线路铁塔塔身焊接装置，其特征在于：所述定位机构包括设置于摆框(5)一侧的定位座(701)，定位座(701)固定于圆盘(3)顶部，定位座(701)的侧壁活动安装有直线驱动器(702)，定位座(701)上开设有通槽供直线驱动器(702)活动，直线驱动器(702)的伸缩端固定有连杆(703)，焊板(4)的侧壁贯穿开设有供连杆(703)穿过的通孔，焊板(4)远离焊接头(1)一端的侧壁固定有压缩弹簧(704)，压缩弹簧(704)的另一端与滑槽(501)内壁相固定。

5.据权利要求4所述的一种输电线路铁塔塔身焊接装置，其特征在于：所述摆框(5)开设滑槽(501)的一端呈朝摆框(5)中线延伸的三角状，所述焊板(4)设置于该端中部；焊板(4)靠近定位座(701)的一端延伸一段距离，当直线驱动器(702)收缩至尾端时，连杆(703)仍处于通孔内；当直线驱动器(702)收缩至尾端时，连杆(703)仍处于通孔内；定位座(701)的侧壁上下安装有两个控制焊接头(1)通断的接触开关A(705)，两个接触开关A(705)分别位于摆框(5)转动的两个终点处。

6.根据权利要求4所述的一种输电线路铁塔塔身焊接装置，其特征在于：所述回程机构包括设置于直线驱动器(702)一侧的衔接座，衔接座固定于圆盘(3)顶部，衔接座由前座(801)、中座(802)和后座(803)组成，前座(801)、中座(802)和后座(803)位置关系为距定位座(701)由近及远设置，前座(801)的长度长于后座(803)的长度，中座(802)为衔接前座(801)和后座(803)的梯形状，连杆(703)的外侧面固定有延伸块(804)，中座(802)靠近连杆(703)的侧壁开设有可供延伸块(804)顺滑转动的弧面。

7.根据权利要求6所述的一种输电线路铁塔塔身焊接装置，其特征在于：所述前座(801)靠近连杆(703)的侧壁安装有控制直线驱动器(702)伸长的接触开关B(805)，所述接触开关B(805)的触碰端朝远离定位座(701)的一侧设置。

8.根据权利要求4所述的一种输电线路铁塔塔身焊接装置，其特征在于：所述联转机构包括固定于连杆(703)靠近直线驱动器(702)一侧底部的棘爪板(901)，棘爪板(901)的下方设置有可与棘爪板(901)相适配的棘轮(902)，所述棘轮(902)的底部固定有方座(903)，方座(903)呈矩形状且插设于圆盘(3)内。

9.根据权利要求8所述的一种输电线路铁塔塔身焊接装置，其特征在于：所述方座(903)的轴心与圆盘(3)的轴心同轴设置。。

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