[发明专利]一种气电立焊自主移动式机器人系统

权利要求书

1.一种气电立焊自主移动式机器人系统，包括机器人本体、控制系统和气电立焊系统，其特征在于：

机器人本体包括爬行机构（6）和操作机构（1）：所述爬行机构（6）包括采用驱动转向一体化磁轮的前轮模块（17）、采用永磁间隙吸附装置的后轮模块（20）、连接前后轮的车架（18）和安装在车架（18）上的电机驱动控制器（19）；所述的操作机构（1）包括十字滑块和摆动机构，摆动机构前端夹持气电立焊焊枪（3），水平和垂直两个方向的自由度由两个丝杠导轨组合单元组合而成的十字滑块实现，摆动机构采用步进电机搭配蜗轮蜗杆减速器（28）；

控制系统包括传感系统、机器人本体控制箱（8）和机器人主控系统（15）；

气电立焊焊接系统包括气电立焊焊枪（3）、气电立焊焊接电源（12）、送丝机（11）、保护气（13）和焊接冷却系统（14）；

机器人本体、控制系统和气电立焊焊接系统三者通过线缆（9）连接。

2.根据权利要求1所述的一种气电立焊自主移动式机器人系统，其特征在于：所述前轮模块（17）和后轮模块（20）分别安装在车架（18）两端，在后轮模块（20）处设置有后轮底盘（22），后轮底盘（22）上设置有永磁体（2）；

前轮模块（17）为驱动转向一体化磁轮，包括永磁体（2）和车轮（23），前轮的永磁体（2）采用沿厚度方向磁化的环形永磁体（2）；后轮模块（20）采用永磁间隙吸附方式，包括永磁间隙吸附装置和车轮（23），永磁间隙吸附装置包括环绕车轮（23）安装在后轮底盘（22）上的永磁体（2），永磁间隙吸附装置环绕后轮安装在底盘（22）上，所述永磁间隙吸附装置和导磁壁面间是非接触的，通过调节底盘（22）和导磁壁面之间的距离设定永磁吸附装置和导磁壁面间的气隙；

所述爬行机构（6）采用三轮结构，各车轮（23）均为驱动轮，依靠两后轮的差速及前轮的受控转向角实现在导磁壁面上的转向和直线运动；或两个后车轮（23）作为驱动轮，前轮采用万向滚动轮，采用后轮差动方式实现在导磁壁面上的转向和直行。

3.根据权利要求2所述的一种气电立焊自主移动式机器人系统，其特征在于：所述的操作机构（1）包括十字滑块横轴（51）、十字滑块纵轴（52）、连接臂（53）、焊缝跟踪传感器（55）连接件（54）、焊枪连接件（57），十字滑块横轴（51）与十字滑块纵轴（52）是分别由步进电机与精密滚珠丝杠导轨组成，焊缝跟踪传感器（55）安装在连接件的前端，焊枪连接件（57）安装在连接臂（53）的端部，操作机构（1）末端带有气电立焊焊枪（3）夹持及姿态调整机构。

4.根据权利要求3所述的一种气电立焊自主移动式机器人系统，其特征在于：所述传感系统包括激光跟踪传感器（4）、环境监控传感器，操作机构（1）及环境监控传感器安装在爬行机构（6）上，操作机构（1）末端安装激光跟踪传感器（4）和气电立焊焊枪（3），机器人本体控制箱（8）安装在爬行机构（6）上，机器人本体控制箱（8）与机器人主控系统（15）通过电缆相连，焊接电源、送丝机（11）、保护气（13）与机上部分的气电立焊焊枪（3）通过线缆（9）相连。

5.根据权利要求4所述的一种气电立焊自主移动式机器人系统，其特征在于：所述的机器人控制系统的工作方式为：机器人先由人工遥控至焊接作业起始点位置附近，再由机器人自主识别跟踪焊缝（5）实施焊接；机器人控制系统采用PCC或工业PC作为主控系统，各功能板块为模块化设计，利用激光跟踪传感器（4）的反馈控制机器人本体爬行机构（6）和操作机构（1）的运动；利用开关量控制焊接启动、停止等动作；具备远程焊接参数设置及在线调整功能；宏观焊接环境监控功能；采用手持式控制器实现机器人系统的远程遥控。

6.根据权利要求5所述的一种气电立焊自主移动式机器人系统，其特征在于：所述的机器人本体上设置有多自由度云台（7），实现宏观焊接环境的监控，所述云台属于传感系统。