本發(fā)明屬于水下焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輕量化全密封水下自動焊接送絲機。

背景技術(shù)：

隨著國民經(jīng)濟及海洋技術(shù)的高速發(fā)展，大量的海洋工程需要建設(shè)和維護，且海洋工程不斷地向深海推進，因此，對水下焊接需求迫切。水下焊接作為海洋工程建設(shè)和改造的關(guān)鍵技術(shù)，越來越被重視，學(xué)者和科研機構(gòu)將水下焊接技術(shù)作為課題研究，并且由于水下環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性，目前尚無完整的水下機器人焊接系統(tǒng)應(yīng)用于水下工程焊接，因此水下焊接的應(yīng)用需求越來越迫切。而焊接潛水送絲裝置作為水下焊接的關(guān)鍵裝備之一，潛水送絲裝置的研究，推動了水下機器人焊接系統(tǒng)的發(fā)展。工程應(yīng)用時，影響水下焊接質(zhì)量的因素很多，焊接過程電弧的穩(wěn)定燃燒是優(yōu)質(zhì)焊接的根本保證。要使水下電弧燃燒穩(wěn)定，就必須有相應(yīng)的電源與之匹配，有穩(wěn)定可靠的送絲設(shè)備，能夠建立穩(wěn)定的電源-電弧系統(tǒng)。目前，已經(jīng)出現(xiàn)一些穩(wěn)定的水下焊接送絲設(shè)備，這些水下焊接送絲設(shè)備通過對送絲機箱進行密封處理以保持箱體內(nèi)穩(wěn)定的環(huán)境。但是，現(xiàn)有的這些設(shè)備僅對送絲機箱進行密封處理，在對送絲機箱密封過程中會采用多處密封處理，多個密封處理相當于“串聯(lián)”，即使單個密封處理可靠性很高，但是多個密封處理可靠性卻往往不理想，因此設(shè)備有發(fā)生滲水的可能性，由此導(dǎo)致電機損壞、設(shè)備無法正常工作；并且，設(shè)備一旦發(fā)生滲水，導(dǎo)致設(shè)備損壞，修理難度較大、費用高。再者，目前現(xiàn)有的水下送絲裝置體積大、重量大，水下操作不太方便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種采用雙重密封防水處理且能有效減小設(shè)備水下工作因滲水發(fā)生故障可能性的輕量化全密封水下自動焊接送絲機。

輕量化全密封水下自動焊接送絲機，包括設(shè)有數(shù)個接口的送絲機箱及密封絕緣于送絲機箱內(nèi)的焊絲盤機構(gòu)、減速傳動機構(gòu)、齒輪傳動機構(gòu)、壓絲機構(gòu)、具有密封防水功能的密封電機，送絲機箱上的接口包括氣路接口、電力電纜接口和焊槍接口，通過氣路接口充入送絲機箱內(nèi)的保護氣體在送絲機箱內(nèi)形成與箱外水壓平衡的箱內(nèi)氣壓，密封電機、減速傳動機構(gòu)、齒輪傳動機構(gòu)依次相接，安裝后的壓絲機構(gòu)和齒輪傳動機構(gòu)之間形成壓力通道，卷繞在焊絲盤機構(gòu)上的焊絲經(jīng)壓力通道被壓緊、輸送至送絲機箱的焊槍接口。采用這種結(jié)構(gòu)，即使發(fā)生一次滲水也不會影響設(shè)備正常運轉(zhuǎn)、工作，維護也只需重新對送絲機箱重新做密封防水處理；雙重密封的密封防水效果更好，大大減少滲水對設(shè)備的影響，減少出現(xiàn)滲水故障，提升設(shè)備穩(wěn)定性，送絲更穩(wěn)定。

作為一種優(yōu)選，送絲機箱上設(shè)有密封絕緣處理的焊槍接口和電力電纜接口，焊槍接口和電力電纜接口在送絲機箱內(nèi)部通過電纜連接。采用這種結(jié)構(gòu)，在送絲機箱的接口處做好密封防水處理，做好設(shè)備防水的第一道防線，形成相對穩(wěn)定的機箱內(nèi)部工作環(huán)境。

作為一種優(yōu)選，焊槍接口包括焊槍槍座、不銹鋼法蘭、絕緣套、o形密封圈、絕緣墊片、焊接電纜接線端子，焊槍槍座由送絲機箱外起依次穿過不銹鋼法蘭、絕緣套、送絲機箱壁、絕緣墊片再伸入送絲機箱內(nèi)，焊槍槍座通過帶密封圈套筒的螺栓連接法蘭固定在送絲機箱壁上，焊槍槍座位于送絲機箱外的一端安裝焊接電纜接線端子，在絕緣套和送絲機箱壁之間用o形密封圈密封。采用這種結(jié)構(gòu)，能有效地對焊槍接口密封防水和絕緣，能嚴密地密封送絲機箱，從而能保證送絲機箱內(nèi)穩(wěn)定的工作環(huán)境。

作為一種優(yōu)選，電力電纜接口包括導(dǎo)電柱體、絕緣套、絕緣密封套、o形密封圈、圓螺母、焊接電纜接線端子，導(dǎo)電柱由送絲機箱內(nèi)依次穿過絕緣套、送絲機箱壁、絕緣密封套再通過圓螺母固定，導(dǎo)電柱在送絲機箱內(nèi)的一端通過六角螺母擰緊，導(dǎo)電柱在送絲機箱外的一端安裝焊接電纜接線端子，在絕緣密封套和導(dǎo)電柱體、送絲機箱之間用o形密封圈密封。采用這種結(jié)構(gòu)，能有效地對電力電纜接口密封防水和絕緣，能嚴密地密封送絲機箱，從而能保證送絲機箱內(nèi)穩(wěn)定的工作環(huán)境。

作為一種優(yōu)選，密封電機包括電機機箱、定子、轉(zhuǎn)子、后蓋、前蓋，后蓋安裝于電機機箱底部，前蓋通過靜密封圈密封安裝于電機機箱開口端，定子固定于電機機箱內(nèi)，在定子內(nèi)部轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子位于定子內(nèi)且轉(zhuǎn)子一端安裝于后蓋，轉(zhuǎn)子另一端伸出前蓋并通過動密封圈密封安裝于前蓋。采用這種結(jié)構(gòu)，動、靜密封結(jié)合的方式對密封電機進行密封，能在電機進行動力輸出的同時有效地密封防水，是保證設(shè)備在水下正常運轉(zhuǎn)和工作的第二道防線，同時進一步地保護了電機，降低了電機發(fā)生滲水的概率。

作為一種優(yōu)選，減速傳動機構(gòu)包括減速機箱、蝸輪、蝸桿，蝸輪、蝸桿均在減速機箱內(nèi)，蝸桿和密封電機的輸出端相接，蝸輪和蝸桿相嚙合，蝸輪的輸出軸伸出減速機箱且和齒輪傳動機構(gòu)相連。采用這種結(jié)構(gòu)，能穩(wěn)定地傳遞力矩，對電機的輸出力矩進行減速，滿足工作要求。

作為一種優(yōu)選，齒輪傳動機構(gòu)包括齒輪支架和齒輪支架上的主動輪、從動輪組，主動輪安裝于蝸輪的輸出軸和齒輪傳動機構(gòu)相連的一端，由主動輪帶動的從動輪組和主動輪相嚙合；從動輪組包括兩個從動輪，從動輪一端設(shè)有和主動輪相嚙合的輪齒，從動輪另一端設(shè)有供焊絲通過的環(huán)形凹槽。采用這種結(jié)構(gòu)，齒輪傳動穩(wěn)定，有利于穩(wěn)定輸送焊絲；在利用齒輪傳動輸送焊絲的同時，將齒輪傳動的路徑和焊絲輸送的路徑分開，防止焊絲輸送時被攪拌入齒輪，進而影響送絲工作。

作為一種優(yōu)選，焊絲盤機構(gòu)包括焊絲盤、焊絲盤軸、焊絲盤支承架，焊絲盤軸一端固定在焊絲盤支承架，焊絲盤通過中間的通孔安裝在焊絲盤軸上，焊絲盤軸另一端用壓緊螺母鎖緊。采用這種結(jié)構(gòu)，將焊絲盤穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)式安裝在送絲機箱內(nèi)，且這種結(jié)構(gòu)有利于送絲機箱內(nèi)的零部件布局設(shè)計，節(jié)約空間、減少送絲機的體積。

作為一種優(yōu)選，壓絲機構(gòu)包括壓絲手柄和兩個壓絲輪組，壓絲輪組包括壓絲輪和壓絲輪安裝板，壓絲輪固定于壓絲輪安裝板上，壓絲輪安裝板一端安裝在送絲機箱上，兩個壓絲輪分別置于兩個從動輪上，用于將壓絲輪組壓緊于從動輪組的壓絲手柄安裝在兩個壓絲輪安裝板中間。采用這種結(jié)構(gòu)，在安裝調(diào)試裝置時，焊絲位于從動輪的槽中，通過調(diào)節(jié)壓絲手柄就可以調(diào)節(jié)壓絲輪在從動輪的環(huán)形凹槽中的深度，從而調(diào)節(jié)壓絲機構(gòu)對焊絲的壓緊程度。

作為一種優(yōu)選，還包括焊絲檢測機構(gòu)，焊絲檢測機構(gòu)包括導(dǎo)電柱、絕緣板、聯(lián)接板、軸、扭簧，軸一端固定在送絲機箱，另一端通過扭簧安裝聯(lián)接板，聯(lián)接板上安裝有和焊絲保持接觸的導(dǎo)電柱，在導(dǎo)電柱和聯(lián)接板之間安裝有絕緣板，導(dǎo)電柱和焊接電源輸出端電連接。采用這種結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電柱能保持和焊絲接觸，同時導(dǎo)電柱又和焊接電源輸出端連接，因此，焊絲、導(dǎo)電柱、焊接電源輸出端構(gòu)成回路，在焊接前及焊接過程，實時檢測回路連通與否即可判斷焊絲是否還有余量。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1、采用雙重密封防水處理的設(shè)計，即同時對送絲機箱和密封電機進行防水密封處理，因此，密封防水性能更好，即使發(fā)生一次滲水也不會影響設(shè)備正常運轉(zhuǎn)、工作，維護也只需重新對送絲機箱重新做密封防水處理；大大減少設(shè)備在水下工作時出現(xiàn)故障的概率，提升設(shè)備穩(wěn)定性，送絲更穩(wěn)定。

2、對電力電纜接口、焊槍接口等進行絕緣密封處理，有效地嚴密地密封了送絲機箱。

3、從動輪一端設(shè)有和主動輪相嚙合的輪齒，從動輪另一端設(shè)有供焊絲通過環(huán)形凹槽，在從動輪上將用于傳動的齒輪和用于輸送焊絲環(huán)形凹槽分開，因此在利用齒輪傳動輸送焊絲的同時，也能避免輸送的焊絲卷入齒輪，設(shè)備工作和運轉(zhuǎn)更穩(wěn)定、順暢。

4、設(shè)有焊絲檢測機構(gòu)，能檢測焊絲是否還有余量；因此，在不易觀察焊絲量情況下，焊絲檢測機構(gòu)能檢測焊絲余量。

5、焊絲校直機構(gòu)，能將卷繞的焊絲校直，并能起導(dǎo)向作用，使焊絲平穩(wěn)地進入齒輪傳動機構(gòu)。

附圖說明

圖1為輕量化全密封水下自動焊接送絲機的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為輕量化全密封水下自動焊接送絲機的俯視圖。

圖3為電力電纜接口的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為焊槍接口的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為焊絲檢測機構(gòu)的前視圖。

圖6為焊絲檢測機構(gòu)的俯視圖。

圖7為焊絲盤機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1為焊槍接口，2為送絲機箱，3為從動輪，4為主動輪，5為絕緣墊，6為齒輪支架，7為密封電機，8為安裝接口，9為焊絲盤機構(gòu)，10為電力電纜接口，11為壓絲輪安裝板，12為壓絲輪，13為壓絲手柄，14為焊絲校直機構(gòu)，15為手柄軸，16為焊絲檢測機構(gòu)，17為氣路接口，18為減速傳動機構(gòu)，19為電機驅(qū)動接口，20為焊絲導(dǎo)管，21為手柄螺母，22六角螺母，23為導(dǎo)電柱體，24為絕緣套，25為絕緣密封套，26為圓螺母，27為焊接電纜接線端子，28為o形密封圈，29為焊槍槍座，30為不銹鋼法蘭，31為絕緣套，32為o形密封圈，33為內(nèi)六角圓柱頭螺釘，34為絕緣套墊片，35為導(dǎo)電柱，36為絕緣套，37為聯(lián)接板，38為扭簧，39為軸，40六角螺母，41為焊絲盤支承架，42為焊絲盤，43為焊絲盤軸，44為壓緊螺母。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的具體說明。

輕量化全密封水下自動焊接送絲機，包括送絲機箱、焊絲盤機構(gòu)、減速傳動機構(gòu)、齒輪傳動機構(gòu)、壓絲機構(gòu)、焊絲校直機構(gòu)、焊絲檢測機構(gòu)，焊絲盤機構(gòu)、減速傳動機構(gòu)、齒輪傳動機構(gòu)、壓絲機構(gòu)、焊絲校直機構(gòu)、焊絲檢測機構(gòu)均密封于送絲機箱內(nèi)，通過送絲機箱上的氣路接口充入送絲機箱內(nèi)的保護氣體在送絲機箱內(nèi)形成與箱外水壓平衡的箱內(nèi)氣壓，密封電機、減速傳動機構(gòu)、齒輪傳動機構(gòu)依次相接，安裝后的壓絲機構(gòu)和齒輪傳動機構(gòu)之間形成壓力通道，卷繞在焊絲盤機構(gòu)上的焊絲經(jīng)壓力通道被壓緊、輸送至送絲機箱的焊槍接口。

本實施例中，送絲機箱呈長方體形，由鈦合金制成，在送絲機箱左側(cè)板上設(shè)有焊槍接口及氣路接口，送絲機箱右側(cè)板上電力電纜接口，焊槍接口和電力電纜接口都絕緣處理、密封處理，焊槍接口和電力電纜接口在送絲機箱內(nèi)部通過電纜連接。

本實施例中，送絲機箱的上側(cè)板上設(shè)有可視面板，送絲機箱上設(shè)有數(shù)個接口，包括焊槍接口、氣路接口、電力電纜接口、電機驅(qū)動電纜接口、安裝接口，為實現(xiàn)對送絲機箱內(nèi)的組件的密封，對送絲機箱的可視面板密封、焊槍接口密封、氣路接口密封、電力電纜接口密封、電機驅(qū)動電纜接口密封、安裝接口密封，均采用靜密封圈密封并采用絕緣處理。更換焊絲只需將可視面板拆卸，維護簡單方便，能應(yīng)用于各種場合的焊接。與傳統(tǒng)送絲機一樣，往送絲機箱里充入等同水壓的氣體，送絲機箱體內(nèi)部的氣壓與箱體外部的水壓相互抵消，減小了送絲機箱等部件的壓力。

如圖4，焊槍接口包括焊槍槍座、不銹鋼法蘭、絕緣套、o形密封圈、絕緣墊片、焊接電纜接線端子，焊槍槍座由送絲機箱外起依次穿過不銹鋼法蘭、絕緣套、送絲機箱壁、絕緣墊片再伸入送絲機箱內(nèi)，焊槍槍座通過帶密封圈套筒的螺栓連接法蘭固定在送絲機箱壁上，焊槍槍座位于送絲機箱外的一端安裝焊接電纜接線端子，在絕緣套和送絲機箱壁之間用o形密封圈密封。焊槍槍座通過內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定。

如圖3，電力電纜接口包括導(dǎo)電柱體、絕緣套、絕緣密封套、o形密封圈、圓螺母、焊接電纜接線端子，導(dǎo)電柱體由送絲機箱內(nèi)起依次穿過絕緣套、送絲機箱壁、絕緣密封套再通過圓螺母固定，導(dǎo)電柱體在送絲機箱內(nèi)的一端通過六角螺母擰緊，導(dǎo)電柱體在送絲機箱外的一端安裝焊接電纜接線端子，在絕緣密封套和導(dǎo)電柱體、送絲機箱之間用o形密封圈密封。

本實施例中，密封電機固定在送絲機箱的底板上，密封電機包括電機機箱、定子、轉(zhuǎn)子、后蓋、前蓋，后蓋安裝于電機機箱底部，前蓋通過靜密封圈密封安裝于電機機箱開口端，定子固定于電機機箱內(nèi)，在定子內(nèi)部轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子位于定子內(nèi)且轉(zhuǎn)子一端安裝于后蓋，轉(zhuǎn)子另一端伸出前蓋并通過動密封圈密封安裝于前蓋。減速傳動機構(gòu)包括減速機箱、蝸輪、蝸桿，蝸輪、蝸桿均在減速機箱內(nèi)，蝸桿和密封電機的輸出端相接，蝸輪和蝸桿相嚙合，蝸輪的輸出軸伸出減速機箱且和齒輪傳動機構(gòu)相連。齒輪傳動機構(gòu)包括齒輪支架和齒輪支架內(nèi)的主動輪、從動輪組，主動輪安裝于蝸輪的輸出軸和齒輪機構(gòu)相連的一端，由主動輪帶動的從動輪組和主動輪相嚙合；從動輪組包括兩個從動輪，從動輪一端設(shè)有和主動輪相嚙合的輪齒，從動輪另一端設(shè)有供焊絲通過的環(huán)形凹槽。壓絲機構(gòu)包括壓絲手柄和兩個壓絲輪組，壓絲輪組包括壓絲輪和壓絲輪安裝板，壓絲輪固定于壓絲輪安裝板上，壓絲輪安裝板一端安裝在送絲機箱上，兩個壓絲輪分別置于兩個從動輪上，壓絲手柄用于將壓絲輪組壓緊于從動輪組，壓絲手柄安裝在兩個壓絲輪安裝板中間。壓絲手柄包括手柄軸、手柄螺母。在送絲機箱內(nèi)，兩個從動輪之間且在從動輪上方設(shè)于手柄軸安裝端，手柄軸安裝端在豎直方向開設(shè)有容納安裝手柄軸的豎腔，在橫向方向上開設(shè)有供焊絲通過的通道。手柄軸從兩壓絲輪安裝板之間伸出并在端部安裝手柄螺母，擰緊手柄螺母從而將壓絲輪組壓緊于從動輪組。在送絲機箱的前側(cè)板上安裝焊絲盤機構(gòu)。焊絲盤機構(gòu)包括焊絲盤軸、焊絲盤、壓緊螺母、焊絲盤支承架，焊絲盤支承架安裝送絲機箱內(nèi)，焊絲盤軸一端通過六角螺母固定在焊絲盤支承架，用于卷繞焊絲的焊絲盤中間開設(shè)有和焊絲盤軸相匹配的通孔，焊絲盤軸穿過焊絲盤的通孔，在焊絲盤軸另一端通過彈簧套和黃色模具彈簧安裝焊絲盤，在通過壓緊螺母壓緊從而將焊絲盤壓住在焊絲盤軸上。齒輪支架與送絲機箱的底板連接處采用絕緣螺栓套與絕緣墊復(fù)結(jié)合的方式，使與送絲機箱的底板連接的螺栓和齒輪支架不直接接觸連接，實現(xiàn)齒輪支架、送絲機箱內(nèi)部和外部的絕緣。

本實施例中，還包括焊絲校直機構(gòu)、焊絲檢測機構(gòu)。焊絲校直機構(gòu)安裝在齒輪支架的外側(cè)，且焊絲校直機構(gòu)位于焊絲盤機構(gòu)和齒輪支架之間，焊絲校直機構(gòu)為一圓柱體，圓柱體中心開設(shè)和焊絲直徑相匹配的通孔，焊絲校直機構(gòu)安裝在齒輪支架的外側(cè)。焊絲檢測機構(gòu)包括導(dǎo)電柱、絕緣板、聯(lián)接板、軸、扭簧，軸一端固定在焊絲盤內(nèi)，另一端通過扭簧安裝聯(lián)接板，聯(lián)接板上安裝有和焊絲保持接觸的導(dǎo)電柱，在導(dǎo)電柱和聯(lián)接板之間安裝有絕緣板，導(dǎo)電柱和焊接電源輸出端電連接。在焊絲充足時，導(dǎo)電柱和焊絲、焊接電源輸出端連通形成回路；若焊絲不足，則回路斷開。因此，可以通過檢測焊絲的檢測電路是否連通來判斷焊絲是否還有余量。

送絲機箱、電機機箱、減速機箱、齒輪支架等均采用鈦合金制成，對于其他組成零部件充分采用密度小、耐腐蝕的鈦合金材料制作，因此顯著減小設(shè)備的重量和體積，且具有較好的耐腐蝕性。其次，設(shè)計時盡量縮減空間，焊絲則采用一公斤量級的，壓絲手柄也設(shè)計采用小型化。因此，輕量化全密封水下自動焊接送絲機還具有體積小、質(zhì)量輕的優(yōu)點。

本發(fā)明的工作過程和原理：將密封電機密封防水處理并安裝于送絲機箱內(nèi)，焊絲盤安裝在焊絲盤軸上。調(diào)松壓絲手柄的手柄螺母，使得壓絲輪微小幅度上移，從而減小壓絲輪和從動輪上環(huán)形凹槽對焊絲的壓力。牽出焊絲進入焊絲導(dǎo)管，再將焊絲穿過焊絲校直機構(gòu)，再進入齒輪支架；焊絲經(jīng)過一個從動輪上的環(huán)形凹槽，焊絲再穿過手柄軸安裝端的通道，再經(jīng)過另一個從動輪上的環(huán)形凹槽后進入焊槍接口，焊槍接口安裝有焊槍。此時，再將焊絲調(diào)整使得在環(huán)形凹槽中的焊絲同時位于壓絲輪下方，擰緊手柄螺母，壓絲輪向下壓在焊絲上，焊絲位于壓絲輪和從動輪之間，即焊絲通過壓絲輪和從動輪之間形成的壓力通道，手柄螺母擰的越緊，焊絲所受壓力越大，可在安裝時將手柄螺母的松緊程度調(diào)整合適，使焊絲的壓力較為合適。將各個接線端子之間需要連接的均連接好，蓋上可視面板，并對可視面板做好密封和絕緣處理。再檢查送絲機箱的各個接口的密封性和絕緣性，若密封性和絕緣性都沒問題，再檢測焊絲的檢測回路是否連通，若回路通則說明焊絲還有余量。此時，通過氣路接口給送絲機箱內(nèi)充入保護氣體，以平衡箱體內(nèi)部氣壓與外部水壓。啟動焊槍、密封電機，電機將動力傳給減速傳動機構(gòu)，蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動，主動輪跟隨轉(zhuǎn)動，從動輪受主動輪驅(qū)動也開始轉(zhuǎn)動，焊絲往焊槍接口方向移動，從而后續(xù)的焊絲盤也會不斷轉(zhuǎn)動釋放出卷繞的焊絲，為焊接提供所需的焊絲。

除了本實施例提及的方式外，上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。