CN117048730A - 一种履带式爬壁焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种履带式爬壁焊接机器人，包括：箱体部分、焊缝检测部分、焊接部分和履带部分，焊缝检测部分，其固定设置在箱体部分的一端；焊接部分固定设置在箱体部分的另一端，履带部分设置在箱体部分的两侧，且驱动箱体部分沿焊缝方向移动；履带部分包括轮毂组件和磁块链条，轮毂组件包括驱动轮组件和从动轮组件，磁块链条组件包括链条和磁块组件，链条连接在驱动轮组件和从动轮组件上，多个磁块组件与链条固定连接；使用时，磁块链条吸附于待焊接的大型钢结构件；本发明通过履带部分带式箱体部分在大型钢结构件上移动，并通过焊接检测部分对待焊接的焊缝进行检测，再通过焊接部分对焊缝进行焊接，从而实现针对大型钢结构件的自动焊接。

Description

一种履带式爬壁焊接机器人

技术领域

本发明涉及焊接机器人技术领域，具体涉及一种履带式爬壁焊接机器人。

背景技术

由于大型钢结构件尺寸巨大、运输条件有限，一般情况下需要将焊接件运输至施工场地现场进行焊接。

传统的焊接方式为人工焊接，即由焊接工人爬至大型钢结构件上，再由焊接工人对钢结构进行焊接，此种焊接方式存在着效率低、任务繁重、焊缝质量不一、作业危险性高、作业环境差的情况，且因为焊接工程量大、焊接要求高、劳动密集程度高，导致愿意进入手工焊接行业的从业人员正在缓慢减少，因此在未来可能出现缺少足够的熟练焊接从业人员。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对大型钢结构采用的仍然为人工焊接，目的在于提供一种履带式爬壁焊接机器人，实现了大型钢结构的焊接自动化。

本发明通过下述技术方案实现：

一种履带式爬壁焊接机器人，包括：

箱体部分；

焊缝检测部分，其固定设置在所述箱体部分的一端；

焊接部分，其固定设置在所述箱体部分的另一端；

履带部分，其设置在所述箱体部分的两侧，且驱动所述箱体部分沿焊缝方向移动；

所述履带部分包括轮毂组件和磁块链条，所述轮毂组件包括驱动轮组件和从动轮组件，所述磁块链条组件包括链条和磁块组件，所述链条连接在所述驱动轮组件和所述从动轮组件上，多个所述磁块组件与所述链条固定连接；

使用时，所述磁块链条吸附于待焊接的大型钢结构件。

具体地，所述箱体部分包括：主箱体、驱动部分和履带张紧部分，所述履带张紧部分和所述驱动部分分别设置在所述主箱体的两端；

所述主箱体包括左右侧箱体板、左右侧连接杆、挡光板和后板，两个左右侧箱体板对称设置且通过所述左右侧连接杆固定连接，所述挡光板固定设置在所述左右侧箱体板的前端，所述后板固定设置在所述左右侧箱体板的后端；

所述履带张紧部分包括：从动轴、张紧滑块、张紧滑块定位螺杆和限位弹簧，所述左右侧箱体板的前段设置有前后朝向的滑槽，两个所述张紧滑块分别设置在两个所述滑槽内并可沿所述滑槽前后滑动，所述从动轴通过从动轮轴套与两个所述张紧滑块可转动连接，所述左右侧箱体板的前端端面连接有张紧滑块定位端，所述张紧滑块定位螺杆的后端与所述张紧滑块固定连接，所述张紧滑块定位螺杆的前端穿过所述张紧滑块定位端与所述限位弹簧连接，所述限位弹簧对所述张紧滑块定位螺杆施加向前的作用力；

所述驱动部分包括：驱动轴、驱动步进电机和减速机，两个所述驱动轴分别通过驱动轴轴套和深沟球轴承与所述左右侧箱体板的后端可转动连接，两个所述驱动步进电机的转矩输出轴通过所述减速机分别驱动两个所述驱动轴转动。

可选地，所述箱体部分还包括把手部分，所述把手部分与所述左右侧箱体板的中部固定连接；

所述左右侧箱体板的内侧面设置有走线环。

具体地，所述驱动轮组件与所述驱动轴连接，所述从动轮组件与所述从动轴连接；

所述驱动轮组件包括：驱动轮轮毂、驱动轮履带齿轮、驱动轮轮毂外圈和驱动轮轮毂内圈，所述驱动轮轮毂与所述驱动轴连接，两个驱动轮履带齿轮与所述驱动轮轮毂的两端固定连接，所述驱动轮轮毂内圈连接与所述驱动轮轮毂，所述驱动轮外圈连接与所述驱动轮轮毂内圈；

所述从动轮组件包括：从动轮轮毂、从动轮履带齿轮、从动轮轮毂外圈和从动轮轮毂内圈，所述从动轮轮毂与所述从动轴连接，两个从动轮履带齿轮与所述从动轮轮毂的两端固定连接，所述从动轮轮毂内圈连接与所述从动轮轮毂，所述从动轮轮毂外圈连接与所述从动轮轮毂内圈；

两个所述链条分别设置在所述驱动轮轮毂/所述从动轮轮毂的两侧，且两个所述驱动轮履带齿轮和两个所述从动轮履带齿轮分别连接两个所述链条。

具体地，多个所述磁块组件分别设置在两个所述链条之间，所述磁块组件包括：圆柱形磁铁、磁铁外壳、黄铜隔磁条和磁块链条连接板，两个所述磁铁外壳的相接面设置有与所述圆柱形磁铁适配的弧形槽，所述圆柱形磁铁槽固定设置在由所述弧形槽构成的圆柱腔内，且两个所述磁铁外壳之间设置有黄铜隔磁条，所述磁条外壳的两端通过所述磁块链条连接板与所述链条的链条节固定连接。

可选地，所述箱体部分还包括设置在所述左右侧箱体板两侧的磁块导向部分，所述磁块导向部分包括导向连接件和导向连接槽，所述导向连接槽水平设置在所述从动轮组件和所述驱动轮组件之间，且所述导向连接槽通过所述导向连接件与所述左右侧连接板固定连接，所述磁块组件上固定连接有与所述导向连接槽适配的磁块导向连接板。

具体地，所述焊缝检测部分包括：焊接检测支架、线结构光相机、线结构光相机支架、熔池相机和熔池相机支架，所述焊接检测支架与所述箱体部分固定连接，所述线结构光相机通过所述线结构光相机支架与所述焊接检测支架固定连接，所述熔池相机通过所述熔池相机支架与所述焊接检测支架固定连接；

所述线结构光相机设置在所述熔池相机的前方。

具体地，所述焊接部分包括：焊接连接板、Y轴方向导向机构、Z轴方向导向机构、焊枪俯仰夹持部分和焊枪，所述Y轴方向导向机构的固定端通过所述焊接连接板与所述箱体部分固定连接，所述Z轴方向导向机构的固定端与所述Y轴方向导向机构的移动端固定连接，所述焊枪俯仰夹持部分与所述Z轴方向导向机构的移动端固定连接，所述焊枪俯仰夹持部分用于夹持所述焊枪，且控制所述焊枪对准焊缝进行焊接；

所述Y轴方向导向机构的移动方向、所述Z轴方向导向机构的移动方向和机器人的前进方向之间两两垂直设置。

可选地，所述Y轴方向导向机构包括所述Y轴方向滚珠丝杠和Y轴方向步进电机，所述Z轴方向导向机构包括Z轴方向滚珠丝杠和Z轴方向步进电机；

所述Y轴方向导向机构用于调整焊枪沿焊缝宽度方向的移动，所述Z轴方向导向机构用于调整焊枪沿所述焊缝高度方向的移动，所述焊枪俯仰夹持部分用于调整焊枪相对于焊缝的角度。

可选地，所述后板上设置有航空插头接口，所述焊接机器人还包括控制柜，所述控制柜通过缆线和所述航空插头连接至所述航空插头接口，所述控制柜包括柜台、显示器、主机、输入元件、相关按钮、步进电机驱动器和电源组件，所述控制柜用于接受所述焊缝检测部分获取的信息，根据获取的信息控制所述驱动部分的动作，控制所述焊接部分的焊枪的位姿和焊接。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明通过履带部分带式箱体部分在大型钢结构件上移动，并通过焊接检测部分对待焊接的焊缝进行检测，再通过焊接部分对焊缝进行焊接，从而实现针对大型钢结构件的自动焊接，提高焊接效率和焊缝质量，提高施工安全性和施工效率；

本发明的履带部分通过轮毂组件驱动磁块链条移动，磁块组件内的永磁体能够吸附在大型钢结构上，拥有了小范围的越障能力，提高了履带式爬壁机器人的灵活性、安全性和控制精度。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1为本发明所述的一种履带式爬壁机器人的总结构示意图。

图2为本发明所述的一种履带式爬壁机器人的工作状态示意图。

图3为本发明所述的一种履带式爬壁机器人的焊缝检测部分示意图。

图4为本发明所述的一种履带式爬壁机器人的箱体示意图。

图5为本发明所述的一种履带式爬壁机器人的箱体后侧示意图。

图6为本发明所述的一种履带式爬壁机器人的履带示意图。

图7为本发明所述的一种履带式爬壁机器人的履带的结构示意图。

图8为本发明所述的一种履带式爬壁机器人的磁块链条的结构示意图。

图9为本发明所述的一种履带式爬壁机器人的焊接部分示意图。

附图标记：1-焊缝检测部分；2-箱体部分；3-履带部分；4-焊接部分；5-大型钢结构件；

11-线结构光相机；12-线结构光相机支架；13-焊接检测支架；14-熔池相机；15-熔池相机支架；

23-把手部分；211-左右侧箱体板；212-左右侧连接杆；213-挡光板；214-走线环；215-导向连接件；216-导向连接槽；217-后板；221-从动轴；222-从动轮轴套；223-张紧滑块；224-张紧滑块定位螺杆；225-张紧滑块定位端；226-限位弹簧； 241-驱动轴；242-驱动轴轴套；243-深沟球轴承；244-驱动步进电机；245-减速机；

31-轮毂组件；32-磁块链条；311-从动轮轮毂外圈；312-从动轮轮毂内圈；313-驱动轮轮毂外圈；314-驱动轮轮毂内圈；315-驱动轮履带齿轮；316-驱动轮轮毂；317-从动轮轮毂；321-链条；322-磁块导向连接板；323-黄铜隔磁条；324-磁铁外壳；325-圆柱型磁块；326-磁块链条连接板；

41-焊接连接板；42-Y轴方向导向机构；43-Z轴方向导向机构；44-焊枪俯仰夹持部分；45-焊枪。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，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。

在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

实施例一，如图1和图2所示，一种履带式爬壁焊接机器人，包括：箱体部分2、焊缝检测部分1、焊接部分4和履带部分3。

箱体部分2作为整个机器人的支架，用于安装履带式爬壁机器人的各个组件，焊缝检测部分1固定设置在箱体部分2的一端，用于检测焊缝和检测焊接质量，引导履带式爬壁机器人沿着焊缝工作。焊接部分4固定设置在箱体部分2的另一端，且位于箱体部分2中部，并且可以调整焊枪45的位姿，使焊枪45能够以最好的角度对准焊缝，保证焊缝质量。

履带部分3设置在箱体部分2的两侧，且驱动箱体部分2沿焊缝方向移动；用于吸附大型钢结构件5，并使履带式爬壁机器人能够沿着焊缝移动。

如图6所示，履带部分3包括轮毂组件31和磁块链条32，轮毂组件31包括驱动轮组件和从动轮组件，磁块链条32组件包括链条321和磁块组件，链条321连接在驱动轮组件和从动轮组件上，多个磁块组件与链条321固定连接；使用时，磁块链条32吸附于待焊接的大型钢结构件5。通过驱动轮组件驱动链条321转动，并通过链条321带动磁块组件移动，通过磁块组件中的永磁铁对大型钢结构件5进行吸附，从而实现整个机器人与大型钢结构件5之间的固定。

实施例二，如图4所示，箱体部分2包括：主箱体、驱动部分和履带张紧部分，履带张紧部分和驱动部分分别设置在主箱体的两端。

主箱体包括左右侧箱体板211、左右侧连接杆212、挡光板213和后板217，两个左右侧箱体板211对称设置且通过左右侧连接杆212固定连接，挡光板213固定设置在左右侧箱体板211的前端，后板217固定设置在左右侧箱体板211的后端；

左右侧箱体板211通过左右侧连接杆212连接，箱体部分2内有足够的空间安放焊接检测部分、焊接部分4和驱动部分，并可以有足够的空间用于焊接，避免焊接时产生的热量降低磁块的吸附力。

左右侧箱体板211中部的开孔用于减重，并且可以使焊接情况能够被人直接观测到，用于人为确定焊接的顺利进行。挡光板213设置于箱体部分2前段，在履带式爬壁机器人中处在线结构光相机11之后，用于阻挡焊接时产生的光亮对线结构光相机11的影响。

履带张紧部分包括：从动轴221、张紧滑块223、张紧滑块定位螺杆224和限位弹簧226，左右侧箱体板211的前段设置有前后朝向的滑槽，两个张紧滑块223分别设置在两个滑槽内并可沿滑槽前后滑动，从动轮通过从动轮轴套222与两个张紧滑块223可转动连接，左右侧箱体板211的前端端面连接有张紧滑块定位端225，张紧滑块定位螺杆224的后端与张紧滑块223固定连接，张紧滑块定位螺杆224的前端穿过张紧滑块定位端225与限位弹簧226连接，限位弹簧226对张紧滑块定位螺杆224施加向前的作用力；

履带张紧部分连接于箱体部分2的前部，用于张紧履带部分3，使履带部分3的运行稳定。张紧滑块定位端225连接于左右侧箱体板211前段，通过张紧滑块定位螺杆224与张紧滑块223连接，并完成对履带部分3的张紧，限位弹簧226限制张紧滑块223的移动并保证张紧部分的稳定。从动轴221连接于左右侧箱体板211的张紧滑块223上。

驱动部分包括：驱动轴241、驱动步进电机244和减速机245，两个驱动轴241分别通过驱动轴轴套242和深沟球轴承243与左右侧箱体板211的后端可转动连接，两个驱动步进电机244的转矩输出轴通过减速机245分别驱动两个驱动轴241转动。

驱动部分连接于箱体部分2的后部，履带式爬壁焊接机器人为后驱驱动，使其有利于爬壁移动。驱动轴241上设置有两个键槽，用于更为稳定的传递动力，键槽为对称分布、十字分布或其它键槽形式，键槽形式不限于双键槽。

由于焊接部分4位于箱体部分2中部，箱体部分2内侧空间不够，驱动步进电机244朝上安装。驱动步进电机244通过集中于航空插头的缆线与控制柜连接，获取由控制柜传输的电源和控制信号，完成对履带部分3的驱动。蜗轮蜗杆减速机245具备自锁性能，防止履带式爬壁机器人因自重出现移动的情况。

在履带式爬壁机器人工作时，转向依靠履带部分3的差速完成，驱动部分提供履带部分3运动的动力，在履带式爬壁机器人转向时，履带部分3左右侧的运动方向并不一致，左右侧的从动轮轮毂317转向或转速不同，从动轴221并不需跟随从动轮轮毂317一起转动，通过轴承及其组件于从动轮轮毂317连接。

箱体部分2还包括把手部分23，把手部分23与左右侧箱体板211的中部固定连接；考虑加工的难易程度，把手部分23分为握持部分和连接部分，组合连接于左右侧箱体板211。

左右侧箱体板211的内侧面设置有走线环214。走线环214固定于左右侧箱体板211靠内的一侧，用于收拢焊缝检测部分1衍生出的线，防止干扰焊接部分4的工作。

实施例三，如图7所示，驱动轮组件与驱动轴241连接，从动轮组件与从动轴221连接；

驱动轮组件包括：驱动轮轮毂316、驱动轮履带齿轮315、驱动轮轮毂外圈313和驱动轮轮毂内圈314，驱动轮轮毂316与驱动轴241连接，两个驱动轮履带齿轮315与驱动轮轮毂316的两端固定连接，驱动轮轮毂内圈314连接与驱动轮轮毂316，驱动轮外圈连接与驱动轮轮毂内圈314；

从动轮组件包括：从动轮轮毂317、从动轮履带齿轮、从动轮轮毂外圈311和从动轮轮毂内圈312，从动轮轮毂317与从动轴221连接，两个从动轮履带齿轮与从动轮轮毂317的两端固定连接，从动轮轮毂内圈312连接与从动轮轮毂317，从动轮轮毂外圈311连接与从动轮轮毂内圈312；

两个链条321分别设置在驱动轮轮毂316/从动轮轮毂317的两侧，且两个驱动轮履带齿轮315和两个从动轮履带齿轮分别连接两个链条321。

如图8所示，多个磁块组件分别设置在两个链条321之间，磁块组件包括：圆柱形磁铁、磁铁外壳324、黄铜隔磁条323和磁块链条32连接板，两个磁铁外壳324的相接面设置有与圆柱形磁铁适配的弧形槽，圆柱形磁铁槽固定设置在由弧形槽构成的圆柱腔内，且两个磁铁外壳324之间设置有黄铜隔磁条323，磁条外壳的两端通过磁块链条32连接板与链条321的链条节固定连接。

箱体部分2还包括设置在左右侧箱体板211两侧的磁块导向部分，磁块导向部分包括导向连接件215和导向连接槽216，导向连接槽216水平设置在从动轮组件和驱动轮组件之间，且导向连接槽216通过导向连接件215与左右侧连接板固定连接，磁块组件上固定连接有与导向连接槽216适配的磁块导向连接板322。

磁块导向部分通过磁块导向部分连接件连接于左右侧箱体板211靠外的一侧，用于限制磁块的位置，使履带部分3的运行稳定。

链条321有两种链节，其中一种是一般链节，另一种的一端伸出外链节较多，形成类似销的形状，这一伸出端连接于磁块链条32连接板。圆柱形磁块为钕铁硼材料，通过磁铁外壳324保护圆柱形磁块，并起着导磁的作用，磁块导向连接板322配合磁块导向部分，用于限位磁块的方向，使履带部分3运行更平稳，同时起着固定磁铁外壳324的作用。在履带部分3运作时，两侧履带有着固定数量的磁块吸附于大型钢结构件5，磁块之间间隔固定距离安装于链条321上，对小障碍物有越障能力，使履带式爬壁焊接机器人可以自行从一个焊缝达到另一个焊缝。

实施例四，如图3所示，焊缝检测部分1包括：焊接检测支架13、线结构光相机11、线结构光相机支架12、熔池相机14和熔池相机支架15，焊接检测支架13与箱体部分2固定连接，线结构光相机11通过线结构光相机支架12与焊接检测支架13固定连接，熔池相机14通过熔池相机支架15与焊接检测支架13固定连接；线结构光相机11设置在熔池相机14的前方。

在履带式爬壁焊接机器人工作时，履带部分3吸附于大型钢结构件5，使履带式爬壁机器人能够吸附于壁面，并进行移动。线结构光相机11检测大型钢结构件5的焊缝，使履带式爬壁焊接机器人沿着焊缝工作。焊接部分4调整焊枪45位姿，完成焊接工作，同时熔池相机14检测熔池情况，确保焊缝质量达标。

线结构光相机11设置于履带式爬壁机器人的最前端，用于检测焊缝相对于箱体部分2的位置，通过集中于航空插头的缆线与控制柜连接，传递电源和信息数据，控制柜获取信息后，主机处理信息数据，转换为相应的控制信号，通过缆线，将控制信号传输给驱动步进电机244、Y轴方向导向机构42和Z轴方向导向机构43，控制履带部分3的运动方向和焊枪45的位姿。在焊枪45进行焊接时，熔池相机14实时检测熔池情况，将获取的数据信息通过缆线传输给控制柜中的主机，主机判断熔池情况是否处于可以获取高质量焊缝的情况，如果出现需要调整焊枪45相对于焊缝位置的情况，生成对应的控制信号，通过缆线将控制信号传递给Y轴方向导向机构42和Z轴方向导向机构43，调整焊枪45位姿。

如图3所示，在上述的履带式爬壁焊接机器人中，线结构相机通过线结构光相机支架12连接于焊接检测支架13，熔池相机14通过熔池相机支架15连接于焊接检测支架13。线结构相机和熔池相机14通过缆线与控制柜连接，传输电源和信息数据。本实施例中线结构相机和熔池相机14的型号并不固定，用于连接的支架根据不同的型号的安装方式改变。焊缝检测部分1连接于箱体部分2前部。

实施例五，焊接部分4包括：焊接连接板41、Y轴方向导向机构42、Z轴方向导向机构43、焊枪俯仰夹持部分44和焊枪45，Y轴方向导向机构42的固定端通过焊接连接板41与箱体部分2固定连接，Z轴方向导向机构43的固定端与Y轴方向导向机构42的移动端固定连接，焊枪俯仰夹持部分44与Z轴方向导向机构43的移动端固定连接，焊枪俯仰夹持部分44用于夹持焊枪45，且控制焊枪45对准焊缝进行焊接；

Y轴方向导向机构42的移动方向、Z轴方向导向机构43的移动方向和机器人的前进方向之间两两垂直设置。

可选地，Y轴方向导向机构42包括Y轴方向滚珠丝杠和Y轴方向步进电机，Z轴方向导向机构43包括Z轴方向滚珠丝杠和Z轴方向步进电机；

Y轴方向导向机构42用于调整焊枪45沿焊缝宽度方向的移动，Z轴方向导向机构43用于调整焊枪45沿焊缝高度方向的移动，焊枪俯仰夹持部分44用于调整焊枪45相对于焊缝的角度。

焊接部分4包括焊接部分4连接板、Y轴方向导向机构42、Z轴方向导向机构43、焊枪俯仰夹持部分44和焊枪45。Y轴方向导向机构42和Z轴方向导向机构43通过集中于航空插头的缆线与控制柜连接，获取控制柜传输的电源和信息数据，控制焊枪45的位姿。焊枪俯仰夹持部分44用于控制焊枪45头离焊缝的距离和相对于焊缝的角度。Y轴方向导向机构42用于控制焊枪45沿着焊缝宽度方向的位置，Z轴方向导向机构43用于控制焊枪45沿焊缝高度的位置。Y轴方向导向机构42和Z轴方向导向机构43串联工作，用于应对不便于履带式爬壁焊接机器人转向的小幅度弯曲焊缝，或用于切口原因，宽度不一的焊缝，或基于不同的焊接方式，需要焊枪45沿着焊缝宽度或焊缝高度不断移动的焊接情况。基于线结构光相机11好熔池相机14获取的数据，控制柜发出控制型号，控制Y轴方向导向机构42和Z轴方向导向机构43的步进电机驱动，完成焊接，满足不同焊缝的工艺要求。

本实施例中的缆线不限制长度，根据不同的大型钢结构件5的尺寸安排合适的缆线长度，以免过长的缆线影响到履带式爬壁焊接机器人的工作。

控制柜通过缆线提供电力、获取焊缝信息，基于焊缝检测部分1获取的信息，传输给主机，经由相关的程序处理为对应的控制信号，发送控制信号给履带式爬壁焊接机器人，控制履带式爬壁焊接机器人沿着焊缝移动，控制焊接部分4对于焊缝的焊接满足工艺要求。

如图5所示，后板217上设置有航空插头接口，焊接机器人还包括控制柜，控制柜通过缆线和航空插头连接至航空插头接口，控制柜包括柜台、显示器、主机、输入元件、相关按钮、步进电机驱动器和电源组件，控制柜用于接受焊缝检测部分1获取的信息，根据获取的信息控制驱动部分的动作，控制焊接部分4的焊枪45的位姿和焊接。

安装航空插头的后板217连接于箱体部分2后侧，焊缝检测部分1和焊接部分4的线集中于安装航空插头的后板217上的航空插头上，汇集成缆线，从履带式爬壁机器人后部衍生出，减少缆线的数量。

实施例六，履带式爬壁焊接机器人的实际使用操作过程如下：

步骤1：检查焊缝检测部分1和履带部分3的设备和器件是否能正常工作，连接是否稳固。检查箱体部分2和履带部分3的连接是否稳固，是否有缺损。检查控制柜是否能够正常运行，航空插头的连接是否有问题。检查焊枪俯仰夹持部分44是否处于预设的位置。

步骤2：将履带式爬壁焊接机器人吸附于大型钢结构件5。

步骤3：将航空插头连接于安装航空插头的后板217的航空插头上。

步骤4：启动控制柜中的相关程序。

步骤5：通过控制柜控制履带式爬壁焊接机器人到达大型钢结构件5的焊缝起始位置。

步骤6：开始运行焊接程序，让履带式爬壁焊接机器人开始自主焊接，人员观察控制柜界面，确保履带式爬壁焊接机器人处于正常工作状态。

步骤7：焊接完毕后，通过控制台控制履带式爬壁焊接机器人到装卸位置，或移动到下一个焊接任务的起始位置，重复步骤6，直到完成焊接任务，控制履带式爬壁焊接机器人到装卸区。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述发明的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种履带式爬壁焊接机器人，其特征在于，包括：

箱体部分（2）；

焊缝检测部分（1），其固定设置在所述箱体部分（2）的一端；

焊接部分（4），其固定设置在所述箱体部分（2）的另一端；

履带部分（3），其设置在所述箱体部分（2）的两侧，且驱动所述箱体部分（2）沿焊缝方向移动；

所述履带部分（3）包括轮毂组件（31）和磁块链条（32），所述轮毂组件（31）包括驱动轮组件和从动轮组件，所述磁块链条（32）组件包括链条（321）和磁块组件，所述链条（321）连接在所述驱动轮组件和所述从动轮组件上，多个所述磁块组件与所述链条（321）固定连接；

使用时，所述磁块链条（32）吸附于待焊接的大型钢结构件（5）。

2.根据权利要求1所述的一种履带式爬壁焊接机器人，其特征在于，所述箱体部分（2）包括：主箱体、驱动部分和履带张紧部分，所述履带张紧部分和所述驱动部分分别设置在所述主箱体的两端；

所述主箱体包括左右侧箱体板（211）、左右侧连接杆（212）、挡光板（213）和后板（217），两个左右侧箱体板（211）对称设置且通过所述左右侧连接杆（212）固定连接，所述挡光板（213）固定设置在所述左右侧箱体板（211）的前端，所述后板（217）固定设置在所述左右侧箱体板（211）的后端；

所述履带张紧部分包括：从动轴（221）、张紧滑块（223）、张紧滑块定位螺杆（224）和限位弹簧（226），所述左右侧箱体板（211）的前段设置有前后朝向的滑槽，两个所述张紧滑块（223）分别设置在两个所述滑槽内并可沿所述滑槽前后滑动，所述从动轴（221）通过从动轮轴套（222）与两个所述张紧滑块（223）可转动连接，所述左右侧箱体板（211）的前端端面连接有张紧滑块定位端（225），所述张紧滑块定位螺杆（224）的后端与所述张紧滑块（223）固定连接，所述张紧滑块定位螺杆（224）的前端穿过所述张紧滑块定位端（225）与所述限位弹簧（226）连接，所述限位弹簧（226）对所述张紧滑块定位螺杆（224）施加向前的作用力；

所述驱动部分包括：驱动轴（241）、驱动步进电机（244）和减速机（245），两个所述驱动轴（241）分别通过驱动轴轴套（242）和深沟球轴承（243）与所述左右侧箱体板（211）的后端可转动连接，两个所述驱动步进电机（244）的转矩输出轴通过所述减速机（245）分别驱动两个所述驱动轴（241）转动。

3.根据权利要求2所述的一种履带式爬壁焊接机器人，其特征在于，所述箱体部分（2）还包括把手部分（23），所述把手部分（23）与所述左右侧箱体板（211）的中部固定连接；

所述左右侧箱体板（211）的内侧面设置有走线环（214）。

4.根据权利要求2所述的一种履带式爬壁焊接机器人，其特征在于，所述驱动轮组件与所述驱动轴（241）连接，所述从动轮组件与所述从动轴（221）连接；

所述驱动轮组件包括：驱动轮轮毂（316）、驱动轮履带齿轮（315）、驱动轮轮毂外圈（313）和驱动轮轮毂内圈（314），所述驱动轮轮毂（316）与所述驱动轴（241）连接，两个驱动轮履带齿轮（315）与所述驱动轮轮毂（316）的两端固定连接，所述驱动轮轮毂内圈（314）连接与所述驱动轮轮毂（316），所述驱动轮外圈连接与所述驱动轮轮毂内圈（314）；

所述从动轮组件包括：从动轮轮毂（317）、从动轮履带齿轮、从动轮轮毂外圈（311）和从动轮轮毂内圈（312），所述从动轮轮毂（317）与所述从动轴（221）连接，两个从动轮履带齿轮与所述从动轮轮毂（317）的两端固定连接，所述从动轮轮毂内圈（312）连接与所述从动轮轮毂（317），所述从动轮轮毂外圈（311）连接与所述从动轮轮毂内圈（312）；

两个所述链条（321）分别设置在所述驱动轮轮毂（316）/所述从动轮轮毂（317）的两侧，且两个所述驱动轮履带齿轮（315）和两个所述从动轮履带齿轮分别连接两个所述链条（321）。

5.根据权利要求4所述的一种履带式爬壁焊接机器人，其特征在于，多个所述磁块组件分别设置在两个所述链条（321）之间，所述磁块组件包括：圆柱形磁铁、磁铁外壳（324）、黄铜隔磁条（323）和磁块链条（32）连接板，两个所述磁铁外壳（324）的相接面设置有与所述圆柱形磁铁适配的弧形槽，所述圆柱形磁铁槽固定设置在由所述弧形槽构成的圆柱腔内，且两个所述磁铁外壳（324）之间设置有黄铜隔磁条（323），所述磁条外壳的两端通过所述磁块链条（32）连接板与所述链条（321）的链条节固定连接。

6.根据权利要求2所述的一种履带式爬壁焊接机器人，其特征在于，所述箱体部分（2）还包括设置在所述左右侧箱体板（211）两侧的磁块导向部分，所述磁块导向部分包括导向连接件（215）和导向连接槽（216），所述导向连接槽（216）水平设置在所述从动轮组件和所述驱动轮组件之间，且所述导向连接槽（216）通过所述导向连接件（215）与所述左右侧连接板固定连接，所述磁块组件上固定连接有与所述导向连接槽（216）适配的磁块导向连接板（322）。

7.根据权利要求1所述的一种履带式爬壁焊接机器人，其特征在于，所述焊缝检测部分（1）包括：焊接检测支架（13）、线结构光相机（11）、线结构光相机支架（12）、熔池相机（14）和熔池相机支架（15），所述焊接检测支架（13）与所述箱体部分（2）固定连接，所述线结构光相机（11）通过所述线结构光相机支架（12）与所述焊接检测支架（13）固定连接，所述熔池相机（14）通过所述熔池相机支架（15）与所述焊接检测支架（13）固定连接；

所述线结构光相机（11）设置在所述熔池相机（14）的前方。

8.根据权利要求1所述的一种履带式爬壁焊接机器人，其特征在于，所述焊接部分（4）包括：焊接连接板（41）、Y轴方向导向机构（42）、Z轴方向导向机构（43）、焊枪俯仰夹持部分（44）和焊枪（45），所述Y轴方向导向机构（42）的固定端通过所述焊接连接板（41）与所述箱体部分（2）固定连接，所述Z轴方向导向机构（43）的固定端与所述Y轴方向导向机构（42）的移动端固定连接，所述焊枪俯仰夹持部分（44）与所述Z轴方向导向机构（43）的移动端固定连接，所述焊枪俯仰夹持部分（44）用于夹持所述焊枪（45），且控制所述焊枪（45）对准焊缝进行焊接；

所述Y轴方向导向机构（42）的移动方向、所述Z轴方向导向机构（43）的移动方向和机器人的前进方向之间两两垂直设置。

9.根据权利要求8所述的一种履带式爬壁焊接机器人，其特征在于，所述Y轴方向导向机构（42）包括所述Y轴方向滚珠丝杠和Y轴方向步进电机，所述Z轴方向导向机构（43）包括Z轴方向滚珠丝杠和Z轴方向步进电机；

所述Y轴方向导向机构（42）用于调整焊枪（45）沿焊缝宽度方向的移动，所述Z轴方向导向机构（43）用于调整焊枪（45）沿所述焊缝高度方向的移动，所述焊枪俯仰夹持部分（44）用于调整焊枪（45）相对于焊缝的角度。

10.根据权利要求2所述的一种履带式爬壁焊接机器人，其特征在于，所述后板（217）上设置有航空插头接口，所述焊接机器人还包括控制柜，所述控制柜通过缆线和所述航空插头连接至所述航空插头接口，所述控制柜包括柜台、显示器、主机、输入元件、相关按钮、步进电机驱动器和电源组件，所述控制柜用于接受所述焊缝检测部分（1）获取的信息，根据获取的信息控制所述驱动部分的动作，控制所述焊接部分（4）的焊枪（45）的位姿和焊接。