矫形设备和作业机器人的制作方法

本申请属于自动化作业，具体地涉及一种矫形设备和作业机器人，特别是一种用于待加工件的矫形设备和作业机器人。

背景技术：

1、在目前的大型能源输送管道(如石油、天然气、氢气、二氧化碳等输送管道)建设过程中，需要将多根具有大通径、大长度且厚管壁的管道焊接成长输管道，达到能源输送的目的。由于施工地一般位于偏远郊区，管道在搬运过程中容易出现管口变形而无法焊接的情况，因此在焊接前必须通过强外力对管口进行矫形。

2、但现有针对大型能源输送管道的矫形方式多采用人工矫形，矫形过程中需人工多次调节，且靠肉眼判断观察，效率和精度均较低，严重拖慢施工进度，同时工人劳动强度会比较大。

3、类似地，在其他一些待加工件(如其他功能的厚壁管道、水管等薄壁管道、不规则截面管道、工程机械臂架、圆形或非圆形筒体等)的施工作业工况下，也或多或少地存在上述油气管道施工作业工况中遇到的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种矫形设备和作业机器人，能够大幅提高待加工件的矫形效率和精度，并极大节省人力。

2、为了实现上述目的，本申请一方面提供一种矫形设备，其包括：

3、骨架；

4、合抱机构，连接于所述骨架且可开合设置，并能够抱入待加工件；和

5、多个周向行走装置，在所述合抱机构的内周壁上沿周向依次间隔布置，各个所述周向行走装置均包括周向行走件、能够在所述周向行走件接触待加工件的外周壁的状态下驱动所述周向行走件沿待加工件的周向行走的周向行走动力装置以及能够驱动所述周向行走件沿所述合抱机构的径向移动以对待加工件矫形的矫形动力装置。

6、在一些实施方式中，所述矫形设备还包括：

7、第一径向位移传感器，用于检测所述周向行走件的第一径向位移量；

8、处理装置，与所述第一径向位移传感器和所述矫形动力装置通信，且配置为能够在所述矫形设备绕待加工件行走的过程中控制各个所述矫形动力装置调节各自对应的所述周向行走件的所述第一径向位移量。

9、在一些实施方式中，所述矫形设备还包括：

10、多个纵向行走装置，用于在待加工件上沿纵向行走且在所述合抱机构的内周壁上沿周向依次间隔布置，至少一个所述纵向行走装置形成为矫形触发装置，所述矫形触发装置能够在行走至待加工件的径向尺寸产生变化的位置时随动地产生径向位置变化；

11、第二径向位移传感器，用于检测所述矫形触发装置的第二径向位移量；

12、其中，所述处理装置与所述第二径向位移传感器和所述周向行走动力装置通信，且配置为能够在所述矫形设备沿纵向行走的过程中确定所述第二径向位移量产生变化时控制所述周向行走动力装置运行。

13、在一些实施方式中，所述周向行走装置还包括基座和导杆，所述导杆的一端连接于所述合抱机构的内周壁且另一端与所述基座滑动配合，所述周向行走件包括连接于所述基座的周向行走滚轮，所述矫形动力装置包括两端分别连接所述合抱机构的内周壁和所述基座的矫形伸缩动力装置。

14、在一些实施方式中，所述矫形设备还包括：

15、配重机构，包括分别连接在所述骨架的横向两端的多个活动配重装置，所述活动配重装置包括活动配重件以及用于移动所述活动配重件以调节所述活动配重件相对于待加工件的轴线的力臂大小的配重件移动结构。

16、在一些实施方式中，所述配重件移动结构包括滑移动力装置和多个滑移导向柱，多个所述滑移导向柱沿所述骨架的纵向间隔布置且各自穿连所述活动配重件，所述滑移动力装置设置为用于驱动所述活动配重件沿多个所述滑移导向柱滑移。

17、在一些实施方式中，所述合抱机构包括两个夹爪和两个开合伸缩动力装置，所述夹爪的两端分别形成为夹爪铰接端和夹爪开合端，所述夹爪铰接端铰接于所述骨架的横向中部，所述开合伸缩动力装置的两端分别铰接于所述骨架的横向端部和所述夹爪开合端，两个所述开合伸缩动力装置设置为能够驱动两个所述夹爪的所述夹爪开合端开合，所述周向行走装置连接在所述夹爪的内周壁。

18、本申请第二方面还提供一种作业机器人，其包括上述的矫形设备。

19、在一些实施方式中，所述作业机器人还包括焊接机构，所述焊接机构包括：

20、弧形板架，连接于所述骨架且与所述合抱机构同轴布置；

21、弧形导向结构，包括在所述弧形板架上呈内外环间隔布置的内环滚轮组和外环滚轮组；

22、弧形轨道，与所述内环滚轮组和所述外环滚轮组滚动配合；

23、轨道移动装置，设置在所述弧形板架上且用于驱动所述弧形轨道绕待加工件旋转；以及

24、焊接装置，连接于所述弧形轨道。

25、在一些实施方式中，所述弧形导向结构的圆心角与所述弧形轨道的圆心角之和大于360°。

26、通过上述技术方案，在采用本申请的矫形设备对待加工件矫形时，可先通过合抱机构抱紧待加工件，然后通过周向行走动力装置驱动周向行走件绕待加工件行走至其变形位置，再通过矫形动力装置驱动周向行走件沿合抱机构的径向移动，从而对该变形位置施加径向矫形力以实现矫形。如此，待加工件矫形的自动化程度得到大大提升，能够大幅提高待加工件矫形效率，避免严重拖慢施工进度，而且还能极大地节省人力，降低施工成本。此外，矫形自动化程度的提高也有利于同时提高矫形精度。

27、本申请实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

1.矫形设备，其特征在于，所述矫形设备包括：

2.根据权利要求1所述的矫形设备，其特征在于，所述矫形设备还包括：

3.根据权利要求2所述的矫形设备，其特征在于，所述矫形设备还包括：

4.根据权利要求1所述的矫形设备，其特征在于，所述周向行走装置(12)还包括基座(17)和导杆(18)，所述导杆(18)的一端连接于所述合抱机构(9)的内周壁且另一端与所述基座(17)滑动配合，所述周向行走件(16)包括连接于所述基座(17)的周向行走滚轮，所述矫形动力装置(19)包括两端分别连接所述合抱机构(9)的内周壁和所述基座(17)的矫形伸缩动力装置。

5.根据权利要求1所述的矫形设备，其特征在于，所述矫形设备还包括：

6.根据权利要求5所述的矫形设备，其特征在于，所述配重件移动结构包括滑移动力装置(6)和多个滑移导向柱(7)，多个所述滑移导向柱(7)沿所述骨架(5)的纵向间隔布置且各自穿连所述活动配重件(8)，所述滑移动力装置(6)设置为用于驱动所述活动配重件(8)沿多个所述滑移导向柱(7)滑移。

7.根据权利要求1所述的矫形设备，其特征在于，所述合抱机构(9)包括两个夹爪(11)和两个开合伸缩动力装置(10)，所述夹爪(11)的两端分别形成为夹爪铰接端和夹爪开合端，所述夹爪铰接端铰接于所述骨架(5)的横向中部，所述开合伸缩动力装置(10)的两端分别铰接于所述骨架(5)的横向端部和所述夹爪开合端，两个所述开合伸缩动力装置(10)设置为能够驱动两个所述夹爪(11)的所述夹爪开合端开合，所述周向行走装置(12)连接在所述夹爪(11)的内周壁。

8.作业机器人，其特征在于，所述作业机器人包括根据权利要求1至7中任意一项所述的矫形设备。

9.根据权利要求8所述的作业机器人，其特征在于，所述作业机器人还包括焊接机构(21)，所述焊接机构(21)包括：

10.根据权利要求9所述的作业机器人，其特征在于，所述弧形导向结构的圆心角与所述弧形轨道(25)的圆心角之和大于360°。