CN105008090A - 用于在导轨上安装牵引单元的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于将牵引单元(200)连接到导轨(100)的安装机构，所述安装机构包括固定块(F)和可移动的板(M；224；624)，所述固定块(F)具有第一组(B)滚动装置(210)，所述可移动的板(M；224；624)具有第二组(A)滚动装置(210)。第一组和第二组滚动装置之间的距离通过移动可移动的板是可调整的，以将牵引单元与导轨接合或解除接合。夹持组件(C；240；640)被提供有轴(S)，最后为凸轮弹簧和手柄，优选地为用于调整第一和第二滚动装置之间的距离的凸轮手柄。当手柄在打开位置时，滚动装置之间的距离大于导轨的宽度，并且当手柄在闭合位置时，滚动装置之间的距离近似等于导轨的宽度。

Description

用于在导轨上安装牵引单元的系统

优先权：本申请是2012年11月14日递交的美国非临时申请No.13/676,170的部分继续申请，所述美国非临时申请No.13/676,170要求2011年11月18日递交的美国临时专利申请No.61/561,811的优先权，所述美国非临时申请No.13/676,170和所述美国临时专利申请No.61/561,811的全部内容通过引用被并入本文。

技术领域

特定的实施方案涉及焊接系统、装置和工艺。更具体地，特定的实施方案涉及这样的系统和/或方法，即在钎焊、包覆、堆焊、填充、硬面堆焊、连接以及焊接应用中的任一，用于在导轨上安装牵引单元(tractor unit)、将牵引驱动装置与轨道齿轮接合、调整焊接头的角度和/或调整焊炬超前/滞后角度。

发明背景

本专利文件涉及焊接系统、装置和工艺。

在大型工业应用中的焊接(例如，以熔化极惰性气体保护焊(MIG)和惰性气体钨极保护焊(TIG)的管或板的焊接)，可以涉及在例如轨道焊接工艺中将非常厚的工件焊接在一起。例如，在轨道焊接工艺中电弧焊接头可以沿导轨围绕工件来旋转，例如围绕工件(例如管)连续将焊接头旋转360°，或者在管的一侧上将头围绕管旋转180°并且然后在管的另一侧上重复头的旋转。许多焊接应用，从小型的标准工件到较大规模的工件，要求精密焊接。焊接系统可以被设计来包括焊接头和导轨，其中焊接头被可移动地接合到所述导轨，例如，焊接头可以被安装在牵引驱动单元上，以沿导轨移动。例如，一些轨道焊接系统可以在环或轨道配置中具有导轨，所述导轨围绕工件被接合，以引导焊接头沿焊缝间隙移动。为了围绕工件装配导轨，若干轨道段可以被连接在一起，以形成完整的导轨并且将导轨(例如围绕工件360°)牢固地附接到工件。

从而，在常规的焊接系统中，焊缝的质量可以被这样的方式影响，即其中牵引单元被安装到导轨上，因为安装可以影响牵引单元将沿导轨如何平滑地行进。例如，当牵引单元围绕轨道环移动时，被不正确地安装在轨道环上的牵引单元可能弯曲。弯曲可以引起被附接到牵引单元的焊接头的钨电极移动，例如，当牵引单元处于“12点”位置时，钨电极可以以斜角进(angle in)并且当它处于“6点”位置时以斜角出(angle out)。当牵引单元没有被稳固地安装在导轨上时，这种情况可能发生，基于振动或断续引起“横移(crabbing)”。附加地，安装机构可能是脆弱的并且容易被损坏，例如由于过度紧固，对牵引单元部件的束缚和损坏可能发生。

此外，在牵引单元中的行进驱动齿轮与导轨的轨道齿轮的不正确对准也可能在焊接工艺中引起焊接质量和延误的问题。例如，如果由于例如轨道齿轮上的碎屑，焊接头的重心移位(shift)，行进驱动齿轮和轨道齿轮上的齿轮可能堵塞，特别地，如果系统没有被正确地对准。为了降低与行进驱动齿轮和轨道齿轮未对准相关联的问题，常规的牵引单元的行进速度可能需要被设定到慢速。

另外，由于牵引单元的重量，将牵引单元安装到导轨上可能是麻烦的。典型地，在辊/轮可以接合并且夹持到导轨上之前，牵引单元上的辊/轮需要被手动地对准。就是说，因为牵引单元被安装在导轨上，操作者可能需要人工地来回轻推牵引单元，同时调整接合机构直到牵引单元的辊/轮正确地对准于导轨。因为牵引单元是相对重的，安装工艺可能是身体上令人精疲力尽的，特别地，如果操作者在安装牵引单元时不得不抵抗重力。

进一步地，电极相对于焊接熔池的定向以及电弧长度对于产生适当的焊缝是重要的，特别地当机械振荡被使用时。然而，用于定向焊接头的常规的系统和方法是不理想的，因为它们可能产生质量差的焊缝。例如，图12图示说明使用气体保护钨极电弧焊(GTAW)系统(50)的用于执行角焊的现有技术系统。为简洁起见，仅图示说明与本次讨论有关的部件。GTAW系统(50)包括焊炬(10)，所述焊炬(10)被这样定向以使，如通过线(12)所示，焊炬(10)例如垂直于焊接熔池(40)的表面。焊炬(10)被连接到，如通过箭头(32)所示，提供机械振荡的焊接基础(30)。因为焊炬(10)被横贯焊接熔池(40)移动，电弧(5)的长度将改变，即钨电极(15)的尖端和焊接熔池(40)的表面之间的距离将改变。从而，为了维持正确的电弧长度，当机械振荡以一方向(32)移动焊炬(10)时，电弧电压控制(AVC)组件(20)以适当的方向沿箭头(22)移动焊炬(10)。就是说，AVC组件(20)调整焊炬(10)和焊接熔池(40)之间的距离，为了以所期望的长度维持电弧(5)。然而，因为如通过箭头(22)所图示说明的AVC组件行程方向不同于如通过线(12)所图示说明的焊炬(10)的定向，最终的焊接可能质量差。此外，质量差的焊缝也可能由于相对于焊接焊炬和/或工件(焊接熔池)受限的AVC行程(例如，限于近似1英寸AVC行程)和/或受限的AVC组件旋转(例如，限于近似40度)出现。进一步地，如果在焊接焊炬和AVC组件之间的附件和/或在AVC组件和基础单元之间的附件由于例如不牢靠和/或不牢固是不稳定的，和/或如果附件由于例如过度使用和/或缺乏耐久性而具有过度磨损，质量差的焊缝也可以出现。

而且，在常规的焊接系统中，焊炬电极超前/滞后角度(lead/lag angle)调整受限制，典型地在0°至5°(其中一些达12°)范围内。受限的超前/滞后角度调整还在装配焊接配置方面限制灵活性。此外，在常规的系统中焊炬超前/滞后角度调整机构具有很多的缺点，例如：焊接头部件的毁坏、焊接头设备由于不牢固的锁定机构的滑动、在触及超前/滞后角度设备机构方面的困难，以及不一致的超前/滞后角度设定——仅举几例。

参照附图如在本申请的剩余部分中所阐述的，通过这样的方法与本发明的实施方案的比较，常规的、传统的以及被提议的方法的进一步地限制和缺点对于本领域技术人员将变得清晰。

发明内容

用于使用导轨(例如具有弯曲的轨道轨轮廓的导轨)的焊接系统的示例性技术、系统和装置被描述。然而，下面所讨论的示例性实施方案不限于弯曲的轨道系统，并且可以被并入任何移动焊接系统中，无论它被安装在弯曲的轨道、直线轨道或一些其他类型的轨道上或者在静止的焊接头中。

为了最小化或甚至去除常规的、传统的和已提出的方法的限制和缺点，本发明提出根据权利要求1的用于将焊接牵引单元连接到导轨的安装机构。可以从从属权利要求中获取优选的实施方案。在一个实施方案中，用于将牵引单元连接到导轨的安装机构被提供。安装机构包括固定块和可移动的板，所述固定块具有第一组滚动装置，所述可移动的板具有第二组滚动装置。可移动的板可以被调整，由此调整第一和第二滚动装置之间的距离。夹持组件也可以被提供来相对于固定块调整可移动的板。夹持组件包括轴和凸轮弹簧，所述轴从固定块并且通过可移动的板延伸，所述凸轮弹簧在固定块和可移动的板之间，用于偏置可移动的板远离固定块。凸轮手柄被连接到轴并且在打开和闭合位置是可移动的。在打开位置，牵引单元与导轨解除接合，并且在闭合位置，牵引单元与导轨接合。当凸轮手柄在打开位置时，滚动装置之间的距离大于导轨的宽度。当凸轮手柄在闭合位置时，滚动装置之间的距离近似等于导轨的宽度。

在安装机构的变化中，轴被可调整地螺纹连接到固定块中。可替换地，在凸轮手柄和轴之间提供轴杆；轴杆可以被可调整地螺纹连接到轴上。

轴可以包括用于接合固定块的第一螺纹部分和用于接收轴杆的第二螺纹部分。在一种布置中，轴具有用于接合块的第一螺纹方向和用于接收轴杆的第二螺纹方向。可替换地，轴可以具有用于接合块的第一螺距和用于接收轴杆的第二螺距。

在又另一种布置中，可以在凸轮手柄和可移动的板之间提供过夹(over-clamp)弹簧。过夹弹簧可以具有大于凸轮弹簧的刚度的刚度。

第一和第二滚动装置被设计来在导轨上滚动，并且可以包括一个或更多个枢转块，其中在枢转块中的每个上具有一个或更多个辊。枢转块可以被配置来这样枢转，以使在牵引单元正接合导块时，枢转块中的每个上的辊能够符合导轨的轮廓。当夹持组件在闭合位置时，夹持组件被配置来可操作地连接枢转块中的每个的辊。

枢转块中的每个可以包括锁定机构，一旦牵引单元已经接合导轨，所述锁定机构被配置来防止各自的枢转块枢转。锁定机构可以是衬，所述衬被这样设置，以使当牵引单元已经接合导轨时，摩擦力防止所述枢转块枢转。导轨可以具有例如这样的轮廓，所述轮廓是凹的、凸的、直的或者它们的组合。导轨可以具有这样的轨，所述轨的尺寸是在1/16"至2"之间，包括1/16"和2"。导轨的第一轨和第二轨的形状可以是圆形的、方形的、三角形的或者八角形的。

附图的简要说明

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方案，本发明的上述和/或其他方面将会更加明显，在所述附图中：

图1A、图1B及图1C图示说明以管状轨道轨为特征的示例性导轨；

图1D图示说明与示例性管状轨道轨形成界面的焊接头牵引安装装置的示例性多点辊；

图2A和图2B图示说明用于焊接头牵引单元的示例性安装机构；

图3A和图3B图示说明用于焊接头牵引单元的示例性枢转行进齿轮接合装置；

图3C图示说明沿凹状、凸状、直线及可变的导轨行进的示例性焊接头牵引单元；

图4图示说明焊接头牵引单元的AVC组件的示例性的可调整焊接头角度机构；

图5A和图5B图示说明用于焊接系统的示例性枢转超前/滞后焊炬角度机构；

图6A和图6B图示说明可以被并入图2A和图2B的安装机构中的示例性锁定机构；

图7图示说明已被并入轨道型轨道焊接系统中的焊接头角度调整系统的示例性实施方案；

图8图示说明可以位于图7的焊接头角度调整系统中的角度调整机构的示例性实施方案；

图9图示说明可以被用于钎焊、包覆、堆焊、填充、硬面堆焊、连接和焊接应用中的任何应用的示例性焊接系统；

图10图示说明可以被并入图5A、图5B及图9的系统中的超前/滞后焊炬角度调整机构的示例性实施方案；

图11A至图11C图示说明可以被并入图5A、图5B及图9的系统中的超前/滞后焊炬角度调整机构的示例性实施方案；

图12图示说明现有技术焊接系统；

图13A和图13B图示说明针对图1A、图1B和图1C的轨道轨的辊接触线与接头界面的交叉；

图14A和图14B图示说明针对在图2A、图2B、图6A和图6B中所图示说明的示例性安装机构的枢转块的示例性枢转角度；

图15图示说明与本发明一致的示例性枢转块/辊布局；

图16A至图16D图示说明使用图15中的示例性枢转块/辊布局的牵引单元；

图17A至图17D图示说明可以被并入到图8的角度调整机构中的示例性锯齿状或齿状表面配置；

图18A图示说明具有在打开位置的可替换的安装机构的牵引单元的主视图；

图18B图示说明具有在闭合位置的图18A的可替换的安装机构的牵引单元的主视图；

图19图示说明在闭合位置的可替换的安装机构的闩机构组件的立体图；

图20A图示说明在打开位置的可替换的安装机构的闩机构组件的俯视剖面图；以及

图20B图示说明在闭合位置的可替换的安装机构的闩机构组件的俯视剖面图。

在各种附图中相似的参考符号和名称指示相似的元件。

示例性实施方案的详细描述

现在将在下面通过参照附图描述本发明的示例性实施方案。所描述的示例性实施方案意图帮助理解本发明，而不意图以任何方式限制本发明的范围。相似的参考编号在通篇中涉及相似的要素。

实施例被提供来图示说明用于焊接系统的各种技术、系统和装置，所述焊接系统使用具有两个或更多个轨道段的导轨以及焊接头牵引装置，所述两个或更多个轨道段被连接来引导焊接头，所述焊接头牵引装置沿导轨驱动焊接头来执行焊接。

具有两个或更多个轨道段的导轨可以被设计来允许导轨从工件(例如大型管)的简单解除接合。在连接两个或更多个轨道段来形成导轨方面的技术挑战中的一个是在两个被连接的轨道段之间存在不连续。这样的不连续可以通过在焊缝间隙中引起焊接头的连续运动的例如跳跃、中断或断续(stutter)而影响焊接头的行进运动。这可以不利地影响焊接操作的精度并且导致在焊接方面的不精确，例如在焊接接头的整体性和强度方面的下降。在焊接方面的不精确可能针对各种焊接应用具有剧烈的影响。不精确焊缝可以与焊接头牵引单元沿导轨(例如，围绕工件(例如管)被安装)的运动相关联。

所述运动可以在垂直接头处从一个轨道段到另一个轨道段的过渡期间被扰乱。例如，在轨道段过渡区处的轨道不连续可以导致单元跳跃或断续直到已经过了过渡点，这可以导致不正确的或不可接受的焊缝。将单点接触辊提供给轨道轨的焊接轨道可能易受沿导轨的不均匀区域的影响。

在一个方面，所公开的技术可以包括导轨，所述导轨被配置来提供沿导轨的与焊接头牵引单元(例如，用于轨道焊接应用的焊接头牵引装置)的平滑界面，包括平滑且弯曲的边缘，以确保焊接头的平滑运动以及在两个邻近导轨段之间的界面的平滑且连续的过渡。导轨的弯曲边缘可以是各种所期望的形状并且下面的实施例采用圆形边缘。

图1A示出示例性导轨(100)的三维视图，所述导轨(100)包括两个轨道轨(110)，所述两个轨道轨(110)被配置为具有圆形外表面的管状轨。形状为环形导轨的两个管状轨道轨(110)被定位在导轨(100)的外部，其可以被安装到圆柱形工件(例如管)。每个管状轨道轨(110)由两个或更多个段(111)和段(112)形成。轨道段(例如轨道段(111))通过至少一个轨道横向构件(120)连接每个轨道轨，所述至少一个轨道横向构件在两个轨道轨110上的各自的接合位置之间被接合。在两个轨道轨110之间，在例如两个轨道轨110之间的中间位置处提供轨道齿轮(130)，用于接合承载有焊接头的焊接头牵引装置。在这个实施例中，两个半圆轨道段(111)和(112)在两个接头(115)和(116)处被彼此连接。

图1B示出图1A中管状导轨(100)的侧视图。在这个实施例中，每个管状轨道轨(110)包括在接头(115)处的两个轨道段(111)和(112)之间的过渡，所述接头(115)相对于轨道成锐角的界面。图1B中的插入部分示出每个轨道段(111)或(112)的端面为倾斜面(angle facet)，并且轨道段(111)和(112)的两个相对的面彼此匹配形成倾斜连接界面(117)。这种设计提供横贯连接区域的平滑过渡。在以这样的轨道的焊接系统的操作中，沿管状轨道轨(110)行进的焊接头牵引单元横贯导轨(100)的两个轨道段的倾斜连接界面(117)过渡，倾斜连接界面(117)的非垂直对准便利从一个轨道段到邻近的轨道段的非陡峭的、平滑的过渡，以确保平滑且连续的焊缝被填充在焊接间隙中。如图13A和13B所图示说明的，非垂直过渡更平滑的原因是因为辊的接触点(或接触线)落在垂直于轨道的线上(参见图13A)。如果接头界面也是垂直的，则辊的所有接触点将同时碰上过渡并且引起跳越或断续。然而，在本发明中，接头界面(117)是倾斜的。从而，辊只在一个点处与接头界面(117)相交，同时仍然沿接触线在其他点处维持与轨道轨(110)接触。

可以用各种材料来形成图1A和图1B中的轨道。在所公开的技术的示例性轨道轨可以是金属、聚合物、陶瓷，或者复合材料。示例性轨道轨的形状可以包括具有圆形横截面的管状几何结构，所述管状几何结构可以是空心的、填充的或部分填充的。示例性轨道轨的其他形状可以包括具有弯曲的或圆形边缘的矩形或方形形状，其中一个、两个、三个或四个边缘被倒圆到众多弯曲度中的任何弯曲度，并且轨道轨可以是空心的、填充的或部分填充的。示例性轨道轨可以包括其他形状，其中前缘包括弯曲的轮廓。示例性轨道轨的弯曲轮廓形状可以增加轨道轨和牵引单元之间的表面面积(例如增加接触点的数量)，通过轨道轨为牵引单元提供更多的支撑。

图1C示出导轨(100)的另一侧视图，其示出包括在多个轨道轨之间(例如以轨道轨(110)为例的两个轨道轨)的轨道横向构件(120)的轨道段(111)。轨道横向构件(120)可以连接两个轨道轨(110)，以使它们基本上被对准为彼此平行。图1C所示的轨道段(111)包括连接轨道轨(110)的多个轨道横向构件。轨道横向构件(120)还可以附接轨道齿轮，例如如轨道齿轮(130)所示的齿轮环。轨道段(111)还包括连接轨道齿轮(130)的多个轨道横向构件。

图1D示出以成圆形的形状或几何结构为特征的示例性管状轨道轨(110)，其可以为焊接头牵引单元的安装部件(例如安装部件(150))提供多个接触点，用于沿轨道轨(110)移动焊接头。示例性安装部件(150)可以包括辊或轮(其与管状轨道轨(110)在多个接触点(或接触线)(161)处形成界面)。两个多点辊(160)在图1D中被示出，用于连接轨道轨(110)并且用于相对作为安装部件(150)的一部分的轨道轨(110)的弯曲表面滚动。在这个实施例中，多点辊(160)被连接到枢转块(170)，并且当沿轨道轨(110)滚动时，可以围绕它们各自的辊旋转轴(165)旋转。导轨(100)的示例性管状轨道轨(110)可以提供与焊接头牵引单元的多点连接，以使当单元横贯导轨的接头过渡时，便利一致的行进。轨道轨的管状几何结构可以使得允许安装部件(150)在多点处接触的界面成为可能，这可以防止牵引单元以不被期望的位置行进，例如跳跃、断续或者由于不连续而向左或向右转。例如，多点辊(160)可以沿具有多个接触点(161)的轨道行进，以使在从一个段向另一个段过渡处(如倾斜连接界面(117))，比起如果轨道段彼此垂直地被连接，可以有更少的干扰。

所公开的技术包括可以使用多点接触轮以及倾斜的和/或渐变的过渡接头的管状轨道，所述管状轨道提供被安装装置(例如焊接头牵引单元)的平滑过渡，这可以显著降低被安装装置的不被期望的运动，例如转弯、跳越和断续。这可以通过显著降低在焊接接头中的焊接头的突然的、不连续的运动而提供更高精度的焊接。附加地，示例性导轨可以通过使用由横向构件连接的管状构件而不是使用实心的矩形形状的轨道而具有降低的总重量。示例性导轨可以利用降低量的材料来制造(例如可以是空心的或者部分填充的)。例如，示例性导轨可以基于轨道轨的几何结构和/或材料通过降低整个导轨的体积和/或密度的量而具有降低的重量。降低重量的优点可以包括在将示例性导轨移动到下一个焊接位置方面更容易。附加地，降低的重量也可以提高可制造性，例如通过由多个、较小的、不太复杂的部件制成导轨，而不是一个复杂的部件。例如，示例性导轨的可制造性可以通过形成钢管而变得更简单，因为钢管可以在一个机加工操作中完成，而不是例如典型的一片式导轨所要求的三个机加工操作。横向构件部分可以被设计来针对例如只具有两个特征尺寸变化的任何直径工作。示例性导轨由于它的管状配置可以提供持久的耐久性。管状配置提供允许显著降低摩擦力的平滑的圆形接触表面。例如，示例性导轨可以是钢材，以使在恶劣的环境中示例性导轨可以抵抗弯折和裂纹，以致这样的对轨道(例如管状轨道轨)的弯折和裂纹不会影响被安装的焊接头牵引单元的运动。示例性导轨可以包括具有齿轮轮廓的轨道齿轮，所述轨道齿轮可以提供更平滑的牵引运动。同样，所公开的技术的示例性导轨可以降低焊接系统“装配”因素，例如时间和部件的数量及复杂性。

本发明的示例性实施方案可以包括用于焊接头牵引单元的牵引安装机构，所述牵引安装机构使得牵引单元能够被安装到可以具有不同形状和/或尺寸的轨道轨上。

图2A图示说明具有牵引安装机构的焊接头牵引单元(200)，所述焊接头牵引单元(200)包括轨道轨夹持组件(240)，其在图2A中以松开的(unclamped)位置被示出。如在该图的前视图中所看到的，在松开的位置，牵引单元(200)可以使用(一个或多个)滚动装置(例如，轮和/或辊)被可移动地安装到导轨(例如，导轨(100))。轨夹持组件(240)包括被可操作地连接到轮/辊装置(set)A的夹持机构(220)。为了安装或卸下牵引单元(200)，夹持机构(220)可以被转动，以使轨夹持组件(240)缩回轮/辊组A(参见图2A的前视图)。作为示例性安装机构的一部分，在一些实施方案中，牵引单元(200)可以随着单个夹持动作的使用被夹住或松开，例如通过转动夹持机构(220)来操作轮/辊组A。

示例性安装机构还可以包括多个相对的轮和/或辊(210)，例如轮和/或辊组A和B，所述轮和/或辊(210)可以符合轨道轨(例如，轨道轨(110))，所述轨道轨可以是管状的或实心的。在牵引单元(200)上的轮和/或辊(210)的总数量可以是例如八个。然而，牵引单元可以具有更多或更少的轮和/或辊(210)。在一些实施方案中，轮和/或辊(210)可以被安装在枢转块(211)上。每个枢转块(211)可以具有至少一个轮或辊(210)。例如，在一些实施方案中，每个枢转块(211)具有两个轮或辊(210)。因此，示例性八个轮/辊(210)可以包括具有安装在每个块处的两个轮/辊的四组枢转块(211)。当然，枢转块(211)的数量和相应的轮/辊(210)的数量将取决于许多因素，例如牵引单元(200)的尺寸和重量、导轨的轨(110)的直径尺寸、轮/辊(210)的尺寸等等。然而，对于典型的安装轨道的焊接应用(例如，轨道型焊接应用)，考虑的是，四个枢转块(211)将被使用，每个块(211)具有两个轮/辊(210)并且被设置在例如牵引单元(200)的角上(参见，例如，图6B)。枢转块(211)每个包括中心轴承，所述中心轴承在牵引单元(200)松开时允许各自的枢转块(211)枢转。枢转的角度不是限制性的。然而，为了便利牵引单元(200)到轨道轨(110)上的安装，枢转块(211)可以相对于两个枢转块(211)之间的中心线被限制到直至26°的向内枢转角(pivot angle)(参见图14A)以及直至10°的向外枢转角(参见图14B)。这个枢转运动可以允许辊(210)立即符合任何轮廓的轨道轨(110)，例如凹状、凸状、直线或其中的任何组合。轨道轨(110)的尺寸和形状不是限制性的并且轨道轨(110)的尺寸范围可以从(例如)1/16英寸到2英寸并且形状可以是(例如)圆的、方的、三角的、八角的或一些其他形状。当然，轮和/或辊(210)的形状可以基于轨道轨(110)的尺寸和形状改变。此外，轨道轨(110)可以是管状的或实心的。进一步地，导轨(100)配置不限于环并且可以是(例如)图3C中所图示说明的任何轨道配置，例如，凸状导轨(391)、凹状导轨(392)、直线导轨(393)以及可变导轨(394)，或者一些其他类型的轨道配置。

当牵引单元(200)被夹住，示例性安装机构可以包括锁定机构来将枢转块(211)锁定在适当位置。例如，在一些实施方案中，每个枢转块(211)可以具有锁定衬(213)，这使得无压力的自由移动成为可能(例如，当牵引单元(200)松开时)并且一旦牵引单元(200)被夹住，则向下锁定到牢固的位置。例如，在一些实施方案中，衬(213)可以被这样设置，以使当牵引单元(200)被夹住时，衬被压在牵引单元(200)的侧壁和辊(210)之间，如图6A和6B所图示说明的。当被夹住时，在衬(213)上的力是这样的，以使当辊(210)在轨道轨(110)上滚动时摩擦力在适当位置保持相应的枢转块(211)。在一些实施方案中，锁定衬(213)可以由青铜或一些其他合适的材料制成。当牵引单元(200)松开时，枢转块(211)自由枢转并且符合轨道轨(110)的任何轮廓，例如凹状、凸状、直线或其中的任何组合。这种设计便利牵引单元(200)与轨道轨(110)的完全接触以及牵引单元(200)的平滑移动。附加地，在一些实施方案中，牵引驱动齿轮(310)的接合点(还参见图3A)可以被直接与两个前枢转块(例如，位于行进驱动齿轮(310)旁边的枢转块(211))的枢转轴承的轴对准。这个特征使得牵引单元(200)能够符合任何轨道轨，其中不需要对牵引单元(200)的附加的调整或修改。行进驱动齿轮(310)到前支撑枢转块(例如枢转块(211))的定向可以被配置来在所有轨道配置上保持相同。

如上面所讨论的以及在图2A的侧视图和横截俯视图中所看到的，轨夹持组件(240)的夹持机构(220)可以接合轮/辊装置A的枢转块(211)。在一些实施方案中，夹持机构(220)被手动地操作并且可以包括旋转手柄(221)来便利快速的手动转动。在一些实施方案中，夹持组件(240)可以包括高负载螺丝(222)。夹持组件(240)可以包括离合器或等同机构，以使螺丝(222)不能被(手动地或以其他方式)过度紧固。轨夹持组件(240)还可以包括(例如)轮/辊装置A的两个枢转块(211)被安装在其上的可移动的侧板(224)。在一些实施方案中，可移动的侧板(224)可以被配置来在线性轴承(例如四个线性轴承(230))上精确地滑动。当然，本发明不限于使用线性轴承(230)和/或螺丝(222)来接合与解除接合辊组A并且其他方法可以被使用。

在完全松开的位置，从示例性安装机构的可移动的侧板(224)到示例性导轨(100)的距离足够宽，以使轮/辊(210)不接触轨道轨(110)。就是说，在完全松开的位置，在轮/辊(210)和轨道轨(110)之间存在足够的空隙(clearance)，以使牵引单元(200)可以被卸下，其中与轨道轨(110)没有干涉。为了将轮/辊(210)夹持到轨道轨(110)或将轮/辊(210)与轨道轨(110)接合，如在图2B中所看到的，夹持机构(220)可以被这样操作，以使包括辊(210)的枢转块(211)朝向轨道轨(110)移动。一旦轮和/或辊(210)接触轨道轨(110)，枢转块(211)自由枢转，以使轮和/或辊(210)符合任何轮廓的轨道轨(110)，例如凹状、凸状、直线或其中的任何组合。一旦夹持机构(220)将轨夹持组件(240)与轨道轨(110)完全接合，锁定衬(213)如上面所讨论的防止枢转块(211)移动。在一些实施方案中，当被夹住时，每个轮/辊(210)的表面可以具有与轨道轨(110)接触的多个点(215)，例如从两个点到接触线。当然，在其他实施方案中，轮/辊(210)可以仅在一个点处接触轨道轨(110)。在上面的实施方案中，轮/辊组A被移动来从导轨(100)夹持或松开牵引单元(200)。然而，本发明不限于仅移动轮/辊组A，并且轮/辊组B或轮/辊组A和B二者可以被夹持机构(220)操作来将牵引单元(200)夹持到导轨(100)，或从导轨(100)松开牵引单元(200)。

所公开的技术的示例性安装机构可以提供焊接头到不同轮廓、形状和尺寸的导轨的方便且容易的安装，这可以排除针对每个轨道配置执行多个调整的需要。如上面所讨论的示例性安装机构包括快速且简洁(elegant)的方法来利用单个调整(例如使用夹持机构(220)的轨道轨夹持机构(240))安装牵引单元(200)，以使没有附加的调整是必需的。上面所讨论的安装机构的示例性实施方案可以提供这样的优点，例如降低和/或移除在焊接头牵引单元和其他部件上的弯曲(flexing)和磨损，以及使得焊接头牵引单元沿导轨以任何速度(例如以低速和高速)的非常平滑的移动成为可能。附加地，上面所讨论的安装机构的示例性实施方案的实现方式可以允许任何尺寸/重量的牵引单元在极其恶劣的或处于高危滥用的条件中被安装、处理，并且容易相对导轨被夹住和松开。

在另一方面，所公开的技术可以包括牵引安装机构，所述牵引安装机构能够将焊接头牵引单元安装到多种形状和尺寸的焊接轨道轨。

基于牵引单元沿导轨的移动的平滑程度，焊接头牵引单元被安装到导轨上的方式可以与焊接的质量相关联。例如，焊接头可以在轨道环上弯曲，这可以导致钨极在“12点”处以斜角进，并且在“6点”处以斜角出。基于振动或断续引起“横移(crabbing)”，这在焊接头没有被牢固地安装在导轨上时可能发生。附加地，安装机构可能是脆弱的并且容易被损坏，例如由于过度紧固，对于焊接头部件的束缚和损坏可能发生。

图2A示出示例性焊接头牵引单元(200)的示例性安装机构，所述示例性安装机构包括侧轮轨道辊夹持组件，以松开的位置被示出。如在该图的前视图中所看到的，牵引单元(200)可以利用单个夹持动作作为示例性安装机构的一部分被安装到导轨(例如导轨(100))。示例性安装机构可以包括多个相对的轮和/或辊(例如八个相对的轮和/或辊(210))，这可以符合轨道轨(例如管状的轨道轨(100))。示例性八个轮/辊(210)可以包括具有安装在每个块上的两个轮/辊的四组枢转块(211)。每个在它们自己的中心轴承上的枢转块可以立即符合任何尺寸和形状的轨道。每个枢转块可以具有锁定青铜衬，所述锁定青铜衬使得无压力的自由移动成为可能并且一旦被夹住则向下锁定到牢固位置。这种设计便利牵引单元与轨道轨的完全接触以及牵引单元的平滑移动。附加地，牵引驱动齿轮的接合点可以被直接与两个前枢转块的枢转轴承的轴对准。这个特征使得牵引装置能够符合任何轨道，其中不需要对牵引装置的附加调整或修改。驱动轮到前支撑枢转块(例如枢转块(211))的定向可以被配置来在所有轨道配置上保持相同。如在图2A的侧视图和横截俯视图中所看到的，具有两个旋转手柄的夹持机构(220)可以以快速的手动转动来接合四个枢转块(211)。夹持机构(220)可以包括不能被手动地过度紧固的高负载螺丝。两个枢转块被安装在其上的可移动的侧板可以被配置来在四个线性轴承(例如线性轴承(230))上精确地滑动。在松开的位置，从示例性安装机构到示例性导轨(100)的距离足够宽，以使轮/辊(210)不接触轨道轨(110)。为了将辊(210)夹持到轨道轨(110)，如在图2B中所看到的，夹持机构(220)可以使得包括轮/辊(210)的枢转块(211)朝向轨道轨(110)。当被夹住时，轮与轨道轨形成具有多个接触点的界面。安装机构可以被配置来将所有轮/辊(210)夹持在一起。

所公开的技术的示例性安装机构可以提供焊接头到不同轮廓、形状和尺寸的轨道环的方便且容易的安装，这可以排除针对每个轨道配置执行多个调整的需要。示例性安装机构包括快速且简洁的方法来利用单个螺丝轮(例如安装手柄(220))安装牵引单元，以使没有附加的调整是必需的。这可以提供这样的优点，例如降低和/或移除弯曲和磨损，以及使得焊接头牵引单元沿导轨以任何速度(例如以低速和高速)的非常平滑的移动成为可能。附加地，安装机构的实现方式可以允许任何尺寸/重量的牵引装置在极其恶劣的或处于高危滥用的条件中被安装、处理，并且容易相对于导轨被夹住和松开。

在一些实施方案中，辊(210)被确定尺寸来便利牵引单元(200)到导轨(100)上的安装。例如，如图15所图示说明的，在每个枢转块(211)上轮/辊(210)可以具有不同的宽度。轮/辊(210B)可以具有小于辊(210A)的宽度(W1)的宽度(W2)。宽度(W2)和宽度(W1)被这样设定，以使当夹持机构(220)将牵引单元(200)置于松开的位置时，导轨(100)的轨道轨(110)可以滑过轮/辊(210B)，但不滑过轮/辊(210A)。

例如，如图16A所图示说明的，轮/辊(210A)位于牵引单元(200)的内部位置并且轮/辊(210B)位于外部位置上。当牵引单元(200)处于松开的位置时，相对的内部轮/辊(210A)之间的距离是D1，并且相对的外部轮/辊(210B)之间的距离是D2。因为外部轮/辊(210B)的宽度被设定为小于内部轮/辊(210A)的宽度，距离D1小于距离D2。距离D2被这样设定，以使它稍微大于轨道轨(110)的最宽部分并且距离D1稍微小于轨道轨(110)的最宽部分。

例如，如图16A所示，轨道轨(110)被这样设定，以使轨道轨(110)的最外面部分之间的距离是D3。从而，牵引单元(110)的松开位置被这样设定，以使距离D2大于距离D3并且距离D1小于距离D3。因此，如图16B所示，当牵引单元(200)最初被安装在导轨(100)上时，外部轮/辊(210B)将在导轨的轨(110)之上配合(fit)。如图16C所示，当它们接触轨道轨(100)时，则牵引单元(200)将靠在内部轮/辊(210A)上。内部辊(210A)的宽度(W1)被这样设定，以使牵引单元(200)可以安全地靠在轮/辊(210A)与导轨(110)接触的部分上。一旦牵引单元(200)靠在轨道轨(110)上，夹持机构(220)可以被操作来将牵引单元(200)夹持到导轨(100)。当夹持机构(220)正被操作时，如图16D所示，由于内部轮/辊(210A)的一头逐渐变小的(tapered)形状，轨道轨(110)和轮/辊(210A)及(210B)将被引导到正确的对准。当正被夹住时，具有轮/辊(210A)和(210B)的枢转块(211)将如上面所讨论的操作。当然，轮/辊(210B)的宽度(W2)被这样设定，以使当被夹住时，在轮/辊(210B)和轨道轨(110)之间存在足够的接触面积，以使牵引单元(200)可以被安全地操作。

夹持机构(220)可以被这样配置，以使松开的位置针对具有宽度D3的导轨的轨(110)在轮/辊(210A)和(210B)上分别设定正确的距离D1和D2。在一些实施方案中，夹持机构(220)具有对应于不同宽度D3的轨道轨(110)的多个松开的设定。就是说，单个牵引单元(200)可以被配置来夹持到具有变化宽度D3的导轨(100)上，其范围可以从(例如)2英寸到12英寸。单个牵引单元(200)可以被配置来夹持到属于这个范围的所有导轨(100)或只是一些导轨(100)上。当然，其他宽度和范围是可能的。在一些实施方案中，指示器或操作者可配置的止挡器(stop)(未示出)可以被并入到夹持机构(220)中，以使夹持机构(220)可以对于对应宽度D3的不同导轨(100)被可靠地打开。因此，本发明的示例性实施方案允许牵引单元(200)被夹持到导轨(100)，其中最初不必将牵引单元辊(210)与轨道轨(110)对准。此外，操作者不必担心牵引单元滑过内部轮/辊以及在安装或卸下牵引单元时对行进驱动齿轮和/或轨道齿轮造成损坏。

在一些示例性实施方案中，本发明可以包括用于焊接头牵引单元的行进驱动齿轮接合机构，所述行进驱动齿轮接合机构除了其他事情以外，可以容易地将牵引单元的行进驱动齿轮与轨道齿轮接合及解除接合，以使操作者可以迅速地定位焊接头牵引单元并且以任何所期望的速度(例如慢或快)操作牵引单元。图3A图示说明可以被安装在如图1A-图1C所图示说明的导轨(例如导轨(100))上的牵引单元(300)。导轨(100)包括轨道齿轮(130)，其可以被牵引单元(300)的行进驱动齿轮(310)接合。行进驱动齿轮(310)和轨道齿轮(130)可以具有最优的啮合配置来沿导轨(100)平滑地移动牵引单元(300)。应该注意的是，尽管示例性实施方案根据安装在导轨(100)上的牵引单元(300)被描述，本发明不限于这种方式，因为示例性行进驱动齿轮接合机构可以被并入其他类型的牵引单元中，不仅是安装在图1所图示说明的类型的导轨上的那些。附加地，本发明可以被用在各种配置的导轨上。例如，如图3C所图示说明的，包括如下面进一步所讨论的行进齿轮接合机构的示例性实施方案的牵引单元可以沿凸状导轨(391)、凹状导轨(392)、直线导轨(393)以及可变导轨(394)(—仅举几例)呈现平滑的行进。

如图3A和3B所图示说明的，行进驱动齿轮接合机构可以包括离合器杆(320)，当被操作时，快速地将行进驱动齿轮(310)接合到轨道齿轮(130)或从轨道齿轮(130)解除接合。例如，在一些实施方案中，当离合器杆(320)被旋转到第一位置(参见图3A)时，连接构件(311)将行进驱动齿轮(310)接合到轨道齿轮(130)，并且当离合器杆(320)被旋转到第二位置(参见图3B)时，连接构件(311)将行进驱动齿轮(310)从轨道齿轮(130)解除接合。在一些实施方案中，连接构件(311)包括枢转点和枢转销(312)。枢转销(312)被可操作地连接到连接构件(311)，以使连接构件(311)以摆动状(rocking-like)的运动围绕枢转销(312)枢转，以将行进驱动齿轮(310)接合到轨道齿轮(130)或将行进驱动齿轮(310)从轨道齿轮(130)解除接合。例如，连接构件(311)的第一端可以被离合器臂(321)枢转，同时被可操作地连接到行进驱动齿轮(310)的连接构件(311)的第二端将行进驱动齿轮(310)接合到轨道齿轮(130)或将行进驱动齿轮(310)从轨道齿轮(130)解除接合。在再其他的示例性实施方案中，离合器杆(320)包括从它细长的部分的中心偏移的偏心凸轮部分(320A)(参见图3A和3B)。在一些实施方案中，离合器臂(321)在凸轮部分(320A)的细长部分的中心线上的一点处被连接到凸轮部分(320A)。从而，由于这种偏移凸轮配置，当离合器杆(320)被移动到第一位置时，离合器臂(321)枢转连接构件(311)，以使驱动齿轮(310)被接合。类似地，由于偏移凸轮配置，当离合器杆(320)被移动到第二位置时，连接构件(311)将解除接合。因此，示例性离合器杆(320)配置允许操作者快速地释放牵引单元(300)并且如果必需，在任何时间在导轨(100)上重新定位它。此外，当凸轮部分(320A)被移动到第一位置时，凸轮越过它的细长部分的中心线，以使离合器杆(320)的趋势是相对牵引单元(300)停留而不是朝向第二位置打开。从而，凸轮(320A)可以被这样确定形状，以使如果牵引单元(300)(例如)由于在轨道齿轮(130)上的碎屑被震动，离合器杆(320)不被无意地从位置移出。在一些实施方案中，离合器杆(320)对于操作者是容易触及的，例如，位于焊接头牵引单元(300)的顶部上。然而，离合器杆(320)可以位于牵引单元(300)上的任何地方，只要位置不干扰牵引单元(300)的行进或焊接操作。此外，尽管接合机构的一些实施方案使用单个枢转点，本发明不限于这种方式并且在离合器杆(320)和驱动齿轮(310)之间的联接机构可以包括任何数量的枢转点或没有枢转点。

在一些实施方案中，行进齿轮接合机构可以包括接合偏置机构(313)，所述接合偏置机构(313)将偏置力置于驱动齿轮(310)上，以使它保持与轨道齿轮(130)接合。在一些实施方案中，接合偏置机构(313)允许驱动齿轮(310)充分缩回来驱动越过轨道齿轮(130)上的碎屑以帮助减轻这样的问题，例如齿轮堵塞和/或焊接头在牵引单元(300)上移位。在驱动齿轮(310)清理碎屑之后，接合偏置机构(313)可以帮助驱动齿轮(310)与轨道齿轮(130)重新接合。在一些实施方案中，接合偏置机构(313)被这样定位，以使它被可操作地连接到离合器臂(321)被附接(参见图3A)的连接构件(311)。当然，接合偏置机构(313)可以位于行进齿轮接合机构中的其他点处，只要偏置力被施加于驱动齿轮(310)上来与轨道齿轮(130)接合。在一些实施方案中，接合偏置机构(313)可以由至少一个弹簧构成，但在其他实施方案中，其他类型的偏置装置可以被使用。在一些实施方案中，行进齿轮接合机构还可以包括缩回偏置机构(314)来确保驱动齿轮(310)保持从轨道齿轮(130)解除接合。在一些实施方案中，缩回偏置机构(314)被这样设置，以使它被可操作地连接到离合器臂(321)被附接(参见图3B)的连接构件(311)。当然，就像接合偏置机构(313)一样，缩回偏置机构(314)可以位于行进齿轮接合机构中的其他点处，只要存在偏置力，所述偏置力确保驱动齿轮(310)在处于解除接合位置时保持从轨道齿轮(130)解除接合。在一些实施方案中，缩回偏置机构(314)可以由至少一个弹簧构成，但在其他实施方案中，其他类型的偏置装置可以被使用。

用于行进驱动齿轮(310)和轨道齿轮(130)的齿轮配置的类型不是限制性的，例如正齿轮、蜗轮等等，只要驱动齿轮(310)可以沿导轨(100)移动牵引单元(300)。在一些实施方案中，如图6A所看到的，行进驱动齿轮(310)包括驱动齿轮部分(315)以及在驱动齿轮部分(315)的至少一侧上的至少一个驱动辊部分(316)。驱动辊部分(316)和驱动齿轮部分(315)的构造不是限制性的，其中驱动齿轮部分(315)和至少一个驱动辊部分(316)可以是一体单元或已被可操作地附接的分开部件。在一些实施方案中，齿轮部分(315)是正齿轮并且辊部分(一个或多个)的尺度对应正齿轮的节圆直径。如图1C所图示说明的，轨道齿轮(130)可以包括轨道齿轮部分(131)，所述轨道齿轮部分(131)被配置来与驱动齿轮部分(315)(例如行进驱动齿轮(310)的正齿轮)啮合。在一些实施方案中，轨道齿轮(130)包括台肩部分(132)。台肩部分(132)可以位于齿轮部分(131)的一侧或两侧上。在一些实施方案中，台肩部分(一个或多个)(132)和/或驱动辊部分(一个或多个)(316)被这样配置，以使当行进驱动齿轮(310)被接合到轨道齿轮(130)时，驱动辊部分(一个或多个)(316)与台肩部分(一个或多个)(132)接触。在一些实施方案中，对于弯曲导轨，台肩部分(一个或多个)(132)将对应轨道齿轮部分(131)的节圆直径，或者对于直线导轨，台肩部分(一个或多个)(132)将对应轨道齿轮部分(131)的节线。在一些实施方案中，台肩部分(一个或多个)(132)和驱动辊部分(一个或多个)(316)的尺度对应各自的节圆直径(一个或多个)/节线，因此，当被接合时确保驱动齿轮部分(315)到轨道齿轮部分(131)的正确的对准。就是说，对于弯曲轨道齿轮部分(131)，台肩部分(132)的直径将对应驱动辊部分(316)的直径，所述台肩部分(132)的直径等于轨道齿轮部分(131)的节圆直径，所述驱动辊部分(316)的直径等于驱动齿轮部分(315)的节圆直径。对于直线轨道齿轮部分(131)，台肩部分(132)的尺寸将对应驱动辊部分(316)的直径，所述台肩部分(132)的尺寸等于轨道齿轮部分(131)的节线，所述驱动辊部分(316)的直径等于驱动齿轮部分(315)的节圆直径。正确的对准确保不存在齿轮间隙并且牵引单元(300)实现以所有操作速度进行平滑、稳定的操作。此外，在台肩部分(一个或多个)(132)上滚动的驱动辊(316)也防止驱动齿轮部分(315)由于来自接合偏置机构(313)的偏置力或由于过度紧固而轧住轨道齿轮(130)。这防止驱动机构的过度磨损和束缚。在一些实施方案中，行进驱动单元(310)被这样配置，以使它在驱动辊部分(315)的每侧上包括驱动辊部分(316)，并且轨道齿轮(130)被这样配置，以使一个台肩部分(132)位于齿轮部分(313)的一个侧上。这样的配置维持与驱动齿轮(310)正确的配合(mate)并且使得牵引单元(300)能够相对于轨道引导(100)以任何定向被安装。

在另一方面，所公开的技术可以包括用于将焊接头牵引单元与导轨接合及解除接合的牵引单元的驱动枢转行进齿轮接合机构。在被安装到导轨的焊接头牵引单元的齿轮驱动中的过度的废油或间隙可能引起不正确的行进移动，当焊接头位置移动并且在驱动齿轮上的负载方向改变时，这可能导致不一致的行进速度。为了避免不正确的移动，一些方法可以包括消除驱动齿轮和轨道齿轮之间的间隙。

示例性的驱动枢转行进齿轮接合机构可以允许行进马达来被容易地与快速释放杆接合及解除接合，以使操作者可以迅速地将焊接头设置在导轨上。此外，快速释放机构在最优化牵引装置的行进速度方面允许更大的灵活性，因为牵引单元的齿轮不再必须以快的行进速度被设定用于设置焊接头。就是说，如果牵引单元不具有快速释放单元，马达齿轮被设定来非常快地驱动牵引单元，从而最小化将焊接头正确定位在轨道上用于(例如)焊接操作的开始的时间。然而，当齿轮被设定用于非常快的行进时，可能在以较低的速度驱动牵引单元时存在问题。利用本发明的快速释放杆，牵引单元可以与被解除接合的行进齿轮一起被设置在轨道上的正确位置(或非常接近于正确的位置)处。这样，行进齿轮可以被最优化用于(例如)焊接操作而不是用于在轨道上设置焊接头。图3A示出示例性焊接头牵引单元(300)，所述示例性焊接头牵引单元(300)具有安装在导轨(例如包括轨道齿轮(130)的导轨(100))例如被接合的位置上的示例性的驱动枢转行进齿轮接合机构。示例性的驱动枢转行进齿轮接合机构可以包括在焊接头牵引单元(300)的顶部上通过偏心凸轮的杆(320)，所述偏心凸轮升高和降低驱动齿轮(310)。如在图3A的前视图和侧视图中所看到的，驱动齿轮(310)可以与作为轨道齿轮(130)的一部分的驱动组件被接合，以使所述接合可以在单个枢转杆(311)上的驱动齿轮(310)的摆动状运动中发生，所述单个枢转杆(311)可以沿枢转销(312)枢转。示例性的枢转行进齿轮接合机构还可以包括弹簧(313)，例如如图3A所示，当它与导轨(例如轨道齿轮(130))接合时，来保持驱动齿轮(310)上的压力。如在图3B的前视图和侧视图中所看到的，驱动齿轮(310)可以通过升高杆(320)从导轨缩回，这可以引起弹簧(314)释放压力并且从接合状态旋转开。驱动齿轮(310)可以包括多个节距的突起物(spoke)。突起物的节圆直径不是限制性的并且可以是任何所期望的节圆直径，并且可以从一个牵引单元到另一个牵引单元变化。节距的突起物的几何结构可以是(例如)渐开线，以使在节距的突起物的顶点处的横截面的直径小于在节突起物的底部处的横截面的直径。然而，节距的突起物的几何结构不是限制性的并且节距的突起物可以具有其他几何结构，例如圆锥形。附加地，驱动齿轮(310)可以在驱动齿轮的两侧上以及在轨道齿轮的一侧上包括节圆直径辊，其可以被配置来维持与驱动齿轮正确的配合并且使得牵引装置能够安装在轨道的任一侧上。

示例性的驱动枢转行进齿轮接合机构可以呈现下面的特征和优点，其包括在导轨上通过使用容易触及的杆(例如杆(320))快速释放和重新定位焊接头；具有示例性的驱动枢转行进齿轮接合机构的牵引单元可以越过轨道齿轮(例如轨道齿轮(130))上的碎屑而不堵塞，并且然后返回到它正确的位置中；以及具有示例性的驱动枢转行进齿轮接合机构的牵引单元可以被配置来在齿轮之间维持准确的齿轮节圆直径距离，因此在各种位置处存在最小的齿轮间隙。例如，基本上零间隙可以导致以缓慢和迅速的速度非常平滑稳定的行进。附加地，如在图3C所看到的，示例性的驱动枢转行进齿轮接合机构可以允许沿各种配置的导轨行进。例如，包括示例性的驱动枢转行进齿轮接合机构的牵引单元(300)可以呈现沿凸状导轨(391)、凹状导轨(392)、直线导轨(393)以及可变导轨(394)的平滑的行进。

在一些示例性实施方案中，本发明可以包括用于焊接头的焊接头角度调整机构，以在焊接头和工件(例如工件上的焊接熔池)之间设定角度。如图7所图示说明的，焊接头角度调整机构的示例性实施方案可以被并入焊接头(760)中，所述焊接头角度调整机构被可操作地连接到焊接基础单元(750)。焊接基础单元(750)可以与工件(705A和705B)具有固定的关系。从而，焊接头(760)和工件(705A和705B)的焊接熔池(740)的表面之间的角度可以通过调整焊接头(760)和焊接基础单元(750)之间的角度被调整。焊接头(760)可以包括AVC组件(710)和焊接焊炬(715)。AVC组件(710)被可操作地连接到焊接焊炬(715)，并且可以包括AVC组件控制单元(未示出)，所述AVC组件控制单元被配置来维持从焊炬电极(717)的尖端到工件(705A和705B)的焊接熔池(740)的表面延伸的所期望的电弧长度(x)，在这个示例性实施方案中，所述工件是不同直径的管。当然，本发明不限于在管上使用，而可以在任何所期望的工件上被使用。AVC组件控制单元通过以箭头(712)的方向移动焊炬(715)来维持电弧长度(x)。电弧长度(x)不是限制性的并且可以是适合于焊接参数的任何所期望的长度。在一些实施方案中，焊接头(760)可以包括其他部件，例如焊丝送进器和焊丝引导装置(均未示出)，但是为简洁起见，仅与本发明相关的那些部件将被讨论。

焊接头(760)包括调整焊接头(760)和焊接基础单元(750)之间角度的焊接头角度调整机构(720)。在一些实施方案中，角度调整机构(720)在单个枢转点(765)处将焊接头(760)连接到焊接基础单元(750)。焊接基础单元(750)可以是驱动单元(例如轨道牵引驱动装置)，所述驱动单元被配置来沿由工件(705A和705B)创建的环形焊接接头移动具有焊炬(715)的焊接头(760)。当然，在其中当工件移动时焊接头(760)保持静止的情况中，调整机构(720)可以将焊接头(760)连接到静止的焊接基础单元(未示出)，而不是连接到移动驱动单元(例如焊接基础单元(750))。焊接基础单元(750)(或一些其他装置)可以被配置，如通过箭头(752)所示出的，来提供机械振荡以提供所期望的焊接组织图形(weave pattern)。

角度调整机构(720)可以被设计来调整焊接头(760)和焊接基础单元(750)之间的角度α。焊接头(760)的移动的自由度可以是任何所期望的范围，例如直至90度、直至140度或直至180度。在一些实施方案中，角度调整机构(720)可以从-30度到+150度调整焊接头(760)和焊接基础单元(750)之间的角度α，并且在其他实施方案中，从-30度到+110度调整焊接头(760)和焊接基础单元(750)之间的角度α。如图8所图示说明的，在本发明的示例性实施方案中，角度调整机构(720)包括螺栓(722)。螺栓(722)被可操作地连接到焊接头(760)和基础单元(750)，以使当螺栓(722)被紧固时，焊接头(760)相对于基础单元(750)的角度位置是固定的，并且当螺栓(722)被松开时，焊接头(760)和基础单元(750)之间的角度α可以被调整。在一些实施方案中，螺栓(722)可以具有螺纹连接到焊接头(760)和/或基础单元(750)中的螺纹(724)。在一些示例性实施方案中，角度调整机构(720)、焊接头(760)和/或基础单元(750)可以包括锁定机构，以使焊接头(760)相对于基础单元(750)的角度位置保持牢固地固定(例如当螺栓(722)被紧固时)，并且维持准确的角度，即使在重负载或滥用情况下。例如，锁定机构可以包括互锁表面，例如当被压在一起时互锁的锯齿状或齿状的表面(721)。在一些实施方案中，至少一个锯齿状或齿状的表面(721)被内置到调整机构(720)(例如螺栓(722))、焊接头(760)以及基础单元(750)中的至少一个中。例如，如图8所图示说明的，焊接头(760)和基础单元(750)每个具有被内置的(built-in)锯齿状或齿状的表面(721)。在一些实施方案中，锯齿状或齿状的表面(721)可以直接彼此互锁。在一些实施方案中，垫圈或板(725)被设置在锯齿状或齿状的表面(721)之间。在一些实施方案中，垫圈或板(725)可以由软于锯齿状或齿状的表面(721)的材料(例如黄铜、铜、塑料、尼龙等等)制成，以使锯齿状部分嵌入到垫圈或板(725)中来牢固地将焊接头(760)锁定到基础单元(750)。因为垫圈或板(725)由较软的材料制成，在锁定机构中的任何磨损迹象将首先通过垫圈或板(725)而不是锯齿状或齿状的表面(721)被看到。从而，因为垫圈或板(725)可以由在显示出磨损迹象之后可以被容易地替换的便宜材料制成，锁定机构将保持耐用和稳定，即使在重复使用之后。螺栓(722)关于尺寸和材料的设计将取决于焊接头(760)的尺寸和重量以及本发明将在其中操作的焊接环境。然而，考虑的是，在大多数情况下，将使用由高强度碳钢、不锈钢或其他高强度材料制成的大的、高负载螺栓。

图17A和17D图示说明与本发明一致的示例性锯齿状或齿状的表面(721)配置。图17A图示说明这样的配置，其中齿状配置是V形的。如在截面A-A所示的，每个V形的槽通过保持切割工具的深度恒定而被直线穿过地切割。因为切割工具的深度是常量，制造图17A中的锯齿状或齿状的配置是相对容易的。

锯齿状或齿状的表面配置的另一示例性实施方案在图17B中被图示说明。如在之前的实施方案中，齿状配置是V形的。然而，在这个实施方案中，如在截面A-A所示的，V形槽以角度(θ)被切割。角度θ取决于齿的数量以及V形槽切割工具角度。例如，如果齿状的表面(721)具有40个齿并且槽的角度是60度，大约3.89度的角度θ将导致理想的啮合。当然，如果齿的数量改变或槽的角度改变，则θ将是不同的。结果是，如在界面B-B所示的，相对的齿沿整个长度彼此接触，这导致增加的强度。这种近乎完美的啮合通过在切割工具切割槽时改变它的深度来完成。

在又另一实施方案中，如图17C所图示说明的，V形槽以角度(θ)被切割，导致齿的顶部边缘位于相同的平面上。如在截面A-A所示出的，这通过以一角度切割V形槽完成。与之前一样，对于这个实施方案的角度θ也将取决于齿的数量以及V形槽切割工具角度。例如，再次假设40个齿以及60度的槽角度，大约7.76度的角度θ将导致理想的啮合并且齿的顶部边缘位于相同的平面上。如在截面B-B所示，如果垫圈或板(725)被设置在相对的齿之间，这样的设计是理想的，因为齿将被均匀地嵌入到垫圈或板(725)中，这创建更好的紧固并且甚至夹持。

在其他实施方案中，如图17D所图示说明的，V形槽被切割成弯曲路径。在一些实施方案中，弯曲的形状是保持齿的宽度恒定的渐开线。在切割期间，如截面A-A所示，深度被保持为常量，即槽的底部是平坦的。通过保持齿的宽度和深度恒定，这种配置导致齿的顶部位于相同的平面上并且允许相对的齿具有近乎完美的啮合。因此，齿每个沿整个长度接触。恒定的齿深度使得制造简单并且近乎完美的啮合导致增加的锁定强度。如果被期望来在齿状的表面(721)之间使用垫圈或板(725)，齿位于相同的平面上的事实导致齿均匀地嵌入到垫圈或板(725)中，这创建更好的紧固并且甚至夹持。当然，锯齿状的或齿状的表面(721)配置不限于上面的实施方案并且其他实施方案可以被使用。

因为单个螺栓(或类似的装置)被用于上面实施方案的角度调整机构(720)，本发明使得焊接焊炬(715)的迅速且精确的角度调整成为可能，这在各种困难的角度情形下对于具体的焊接应用可能是特别重要的。然而，本发明不限于单个螺栓设计并且任何数量的螺栓(或一些其他设计)可以被使用，只要焊接头(760)和基础单元(750)之间的角度α可以被调整。在一些实施方案中，角度调整机构(720)、焊接头(760)和/或基础单元(750)可以包括划线(723)，以使得针对可重复建立的准确角度α的简单识别成为可能。例如，如图8所图示说明的，划线(723)被设置在焊接头(760)和基础单元(750)上。当然，划线(723)不限于图8所图示说明的位置并且可以被设置在焊接头(760)和/或基础单元(750)上的任何位置，只要划线(723)识别角度α。

在一些实施方案中，角度调整机构(720)可以使得AVC组件(710)行程方向能够与焊炬(715)的定向对准。就是说，AVC组件(710)与焊炬(715)被这样定向，以使如在图7中通过箭头712所图示说明的AVC组件(710)行程方向垂直于焊接熔池(740)的表面的方向。当然，取决于应用，AVC组件(710)和焊炬(715)中的一个或二者可以相对于焊接熔池(740)和/或工件(705A和705B)以任何所期望的定向被设定。在本发明的示例性实施方案中，当焊接头(760)和基础单元(750)之间的角度α被调整时，相对于AVC组件(710)的定向，焊炬(715)的定向保持固定。如上面所讨论的，示例性角度调整机构(720)使得焊接头(760)的宽的摆动(swing)或旋转范围(例如-30°至11°)成为可能。在一些实施方案中，焊接头(760)可以被设定具有多个焊炬伸出设定(例如，两个或更多个设定)，以使焊炬(715)可以延伸至非常长的距离和/或提供大的行程(例如，3¹/₂AVC行程)。此外，如上面所讨论的角度调整机构(720)的实施方式也可以降低和/或消除角度调整机构上的损坏性磨损。

在示例性实施方案中，如图7所图示说明的，角度调整机构(720)在角焊应用中可以被用于设定焊接焊炬(715)相对于焊接熔池(740)的定向。在这种情况中，角度α和AVC组件(710)相对于焊炬(715)的定向被这样设定，以使AVC组件(710)行程方向和对应的焊炬(715)的移动垂直于焊接熔池(740)的表面，如通过箭头712所图示说明的。因为基础单元(750)(或一些其他装置)机构，如通过箭头752所图示说明的，机械地振荡焊接头(760)来产生所期望的焊接组织图形，如果留着不纠正的话，电弧长度(x)将改变。如在上面所讨论的常规系统中，AVC组件(710)可以调整焊接焊炬(715)的位置来维持所期望的电弧长度(x)。然而，与常规的系统不同，AVC组件(710)行程方向被这样对准，以使AVC组件(710)以垂直于焊接熔池(740)的表面的方向移动焊接焊炬(715)，这允许横贯焊接熔池(740)的整个表面更好的控制电弧长度(x)。此外，因为AVC组件(710)行程方向可以保持垂直于焊接熔池(740)，AVC行程的灵敏度和速度不需要基于角度α被调整(因为如果AVC行程方向保持垂直，它们会调整)。从而，最终的焊接具有更好的质量。

在另一方面，所公开的技术可以包括可调整的角焊角度(fillet angle)，所述可调整的角焊角度可以使得电弧电压控制(AVC)组件的移动自由度(例如，直至180度)成为可能。例如，单个调整可以使得焊接焊炬的迅速且精确的角度调整成为可能，这在各种困难的角度的情形下对于具体的焊接应用可能是特别重要的。

当AVC被定向为与焊炬的角度分开，这可以导致质量差的角焊缝。质量差的焊缝还可以基于与AVC组件角焊角度有关的的各种原因发生，这可以包括例如装置的不足的稳定性(例如是不稳定或不牢固的)、过度使用磨损及缺乏耐久性、受限的AVC行程(例如限于近似1英寸的AVC行程)，以及AVC组件受限的转动(例如限于近似40度)。

图4示出焊接头牵引单元(400)的AVC组件(410)的示例性的可调整角焊角度的机构。示例性的可调整角焊角度的机构可以包括内置的锯齿状锁定机构(420)，因此即使在重负载或滥用情况下维持准确的角度。示例性锁定机构使得通过单个调整(例如通过紧固或松开螺栓(422)(例如大的高负载螺栓))的角焊角度调整成为可能，以使齿状的表面(421)以可以对应于划线增量(423)对准的方式连接。示例性的可调整角焊角度的机构的划线增量(423)可以使得针对可重复装置的准确角度的简单识别成为可能。示例性的可调整角焊角度的机构的实现方式可以使得AVC定向成为可能，以使它与焊炬角度对准。示例性的可调整角焊角度的机构也可以使得具有用于增加焊炬伸出的多个设定(例如三个设定)的整个焊炬组件摆动或旋转所期望的角度α(例如140°)成为可能，以使焊炬可以延伸到非常长的距离并且提供大的行程(例如3¹/₂AVC行程)。可调整角焊角度的机构的实现方式也可以降低和/或消除AVC组件的角度调整的损坏性磨损。

在一些示例性实施方案中，本发明可以包括用于焊接头的超前/滞后焊炬角度调整系统，以调整电极的超前角/滞后角。如图9所图示说明的，超前/滞后焊炬角度调整系统的示例性实施方案可以被并入焊接系统(900)的焊接头(905)中，其可以被用于钎焊、包覆、堆焊、填充、硬面堆焊、连接和焊接应用。为简洁起见，只有被需要来解释焊接头的超前/滞后焊炬角度调整系统的示例性实施方案的那些部件被图示说明和讨论。焊接系统(900)包括焊接头(905)以及焊接基础单元(940)。焊接头(905)包括焊炬组件(920)、焊炬头鼓组件(910)以及焊炬头支撑装置(930)，所述焊炬头支撑装置(930)在AVC被需要时可以是电弧电压控制(930)组件。在下面的说明中，焊炬头支撑装置(930)作为AVC组件(930)被描述。然而，支撑装置(930)可以是另外的部件(例如，安装板)。焊炬组件(920)包括焊炬头(921)以及电极(925)，并且被可操作地连接到焊接头鼓组件(910)。焊炬头鼓组件(910)包括焊炬安装装置(912)、超前/滞后焊炬角度调整机构(914)以及至少一个鼓夹持器(916)。焊炬头鼓组件(910)可操作地将焊炬组件(920)连接到AVC组件(930)，AVC组件(930)依次被可操作地连接到焊接基础单元(940)。本领域的技术人员将意识到，基于应用，其他部件(例如焊丝送进器和焊丝引导装置)可以被连接到焊炬组件(920)和/或焊炬头鼓组件(910)(参见例如图5B)。焊炬组件(920)可以是在气体保护钨极电弧焊(GTAW)或等离子电弧焊(PAW)上使用的类型，在这样的情况中，电极(925)可以是钨电极。然而，本发明不限于GTAW和PAW系统并且可以被并入其他系统(例如气体保护金属极弧焊(GMAW)系统、激光焊接系统等等)中。

AVC组件(930)可以包括AVC基础单元(936)、AVC滑板(932)以及AVC组件控制单元(未示出)，所述AVC组件控制单元被配置来维持从电极(925)的尖端到工件(906)延伸的所期望的电弧长度(x)。AVC组件控制单元通过以箭头(938)的方向移动AVC侧板(932)(和焊炬头鼓组件(910))，维持所期望的电弧长度(x)。焊接基础单元(940)可以是移动单元(例如在轨道/轨系统上的牵引单元)或静止单元。例如，如果工件(906)是要被焊接的管，焊接基础单元(940)可以是轨道牵引驱动装置，所述轨道牵引驱动装置被配置来沿导轨(例如图1A-1C的导轨(100))移动焊接头(905)，所述焊接头(905)包括焊炬组件(920)，所述导轨围绕(例如)管(管的内部或外部)的圆周的焊接接头被设置。当然，在其中当工件(906)移动时焊接头(940)保持静止的情况中，焊接基础单元(940)可以是静止单元而不是驱动单元。焊接基础单元(940)(或一些其他装置)可以被配置，如通过箭头(942)所示，来提供机械振荡以提供所期望的焊接组织图形。

超前/滞后焊炬角度调整机构(914)可以被可操作地连接到焊接头装置(905)上的支撑装置(930)，例如当AVC被需要时的AVC组件。在一些实施方案中，如图10和图11A所图示说明的，超前/滞后焊炬角度调整机构(914A/B)的一个端(部分(916))被附接到焊炬安装装置(912)，或者是焊炬安装装置(912)的一体部分。超前/滞后焊炬角度鼓机构(914A/B)的另一端(部分(915A/B))被附接到AVC安装板(934A/B)。调整机构(914A)和(914B)以及安装板(934A)和(934B)表征调整机构(914)/安装板(934)界面的不同实施方案。在调整机构(914)和安装板(934A)中，端部分(915A)和安装板(934A)没有锯齿，而在调整机构(914B)和安装板(934B)中，段部分(915B)和安装板(934B)具有锯齿(951)(下面进一步被讨论)。在一些实施方案中，端部分(915/A/B)和/或至少一个鼓夹持器(917)(或类似的装置)被这样配置，以使至少一个鼓夹持器(917)横贯端部分(915/A/B)的横向移动在部分(915/A/B)上产生力，以使调整机构(914A/B)相对于AVC安装板(934A/B)被挤压并且以用于相对于工件的电极(925)的所期望的超前/滞后角度来锁定。例如，如在图10中所最好看到的，调整组件(914A)的部分(915A)的形状可以是圆锥形，并且鼓夹持器(917)(或类似的装置)可以被配置来接受调整机构(914A)的圆锥形状部分(915A)。从而，当鼓夹持器(917)(或类似的装置)被附接到AVC组件(930)时，夹持器(917)相对于AVC安装板(934A)压迫超前/滞后焊炬角度调整机构(914A)，并且以所期望的超前/滞后角度锁定。鼓夹持器(917)(或类似的装置)可以被附接到AVC安装板(934/A/B)，所述安装板(934/A/B)通过使用(例如)夹持螺丝或螺栓(918)(或其他装置)被附接到AVC滑板(932)或是AVC滑板(932)的一体部分。通过松开夹持螺丝或螺栓(918)(或者其他装置)，超前/滞后焊炬角度调整机构(914/A/B)可以被旋转来提供用于电极(925)的所期望的超前/滞后角度。在一些实施方案中，超前和滞后角度中的至少一个可以具有0到至少15°、0到至少90°或者0到180°的范围(即，调整机构(914/A/B)的完整的360度调整)。当然，对于调整机构(914/A/B)的端部分(915/A/B)，本发明不限于圆锥形状，并且其他形状可以被使用。此外，如果焊接系统没有使用AVC组件(930)，则调整机构(914/A/B)的端部分(915/A/B)可以被附接到其他类型的支撑装置(例如安装板(或类似的装置))，然后被附接到焊接基础单元(940)。

为了帮助设定超前/滞后角度，在一些实施方案中，调整机构(914/A/B)和/或AVC安装板(934/A/B)(或其他装置)可以分别具有对准线(952)和(953)(参见例如图10，11A和11B)，对准线(952)和(953)可以(例如)被刻划到调整机构(914/A/B)和/或AVC安装板(934/A/B)上。对准线(952)和/或(953)可以被指定为指针(例如参见线(952))或可以指示所期望的增量(参见线(953))。所期望的增量可以是(例如)每0.5度或以一些其他增量。当然，其他方法可以被用来显示对准线(953)。例如，插入件可以被安装并且清楚地以数字被标记，指定超前/滞后角度，例如1°、1.5°、3°、5°等等。在一些实施方案中，调整机构(914/A/B)可以将具有电极(925)的焊炬组件(920)旋转完整的360°，以在获得所期望的焊接配置设备方面提供相当大的灵活性，即，相比于常规的系统扩大焊接设备配置的范围(breadth)。此外，在一些实施方案中，调整机构(914/A/B)和/或AVC安装板(934/A/B)可以被这样配置，以使在每个方向存在锁定位置，使具有超前/滞后角度的双重焊接变得非常简单。如上面所示，示例性超前/滞后焊炬角度调整机构(914/A/B)可以被容易地触及来调整焊炬组件(920)的超前/滞后角度，而不损坏焊接头部件。此外，当夹持螺丝/螺栓(918)被紧固时，鼓夹持器(917)提供固定超前/滞后角度的稳固的锁定机构。

在一些示例性实施方案中，可以包括附加的锁定机构以使焊炬头鼓组件(910)相对于AVC组件(930)/支撑装置的角位置保持牢固地固定，并且即使在重负载或滥用情况下维持所期望的超前/滞后角度。例如，附加的锁定机构可以包括在被压到一起时互锁的锯齿状的或齿状的表面。在一些实施方案中，至少一个锯齿状的或齿状的表面被内置到超前/滞后焊炬角度调整机构(914)和AVC安装板(634)/支撑装置中的至少一个中。例如，如图11A和11C所示，调整机构(914B)的端部分(915B)和AVC安装板(934B)每个具有内置的锯齿状的或齿状的表面(951)。在一些实施方案中，锯齿状的或齿状的表面(951)可以直接彼此互锁。在其他实施方案中，垫圈或板(950)被设置在锯齿状的或齿状的表面(951)之间。在一些实施方案中，垫圈或板(950)可以由软于锯齿状的或齿状的表面(951)材料的材料(例如黄铜、铜、塑料、尼龙等等)制成，以使锯齿嵌入到垫圈或板(950)中来将调整机构(914B)牢固地锁定到AVC安装板(934B)。因为垫圈或板(950)可以由软于锯齿状的或齿状的表面(951)材料的材料制成，在锁定机构中的任何磨损迹象将首先通过垫圈或板(950)被看到。从而，因为垫圈或板(950)可以由在示出磨损迹象之后可以被容易地替换的便宜的材料制成，锁定机构将保持耐用和稳定，即使在重复使用之后。因此，本发明的示例性实施方案可以提供进一步的优点，包括更通用的、更稳固的向下锁定以及固定的超前/滞后设定，例如被指定的(划线的)角度。

因为超前/滞后焊炬角度调整机构(914/A/B)可以通过单个调整来转动，例如通过简单松开夹持螺丝/螺栓(918)(或类似的装置)，本发明使得焊炬超前/滞后角度的快速且精确的角度调整和/或具有电极(925)的焊炬组件(920)的重新定向成为可能，这在各种困难的角度的情况下，对于具体的焊接应用可能是特别重要的。进一步地，在一些实施方案中，夹持螺丝/螺栓(918)(或类似的装置)可以被完全拧下(被移除)以使超前/滞后焊炬角度调整机构(914/A/B)(和焊炬头鼓组件(910))可以被容易地附接或者解除附接。

在另一方面，所公开的技术在焊接头装置上可以包括焊炬头鼓组件的枢转超前/滞后焊炬角度机构。图5A示出包括示例性枢转超前/滞后焊炬角度机构(510)的示例性焊接头系统(500)的多个视图。枢转超前/滞后焊炬角度装置(510)可以通过采用旋转角度锁定机构使得整个焊炬(520)的360度摆动成为可能，所述旋转角度锁定机构在焊炬头鼓组件(521)与焊头系统(500)的剩余部分的界面处。然而，焊炬头鼓组件可以包括插入件(525)来限制超前/滞后角度机构(510)的旋转。例如，图5A的标记为“5°”的插入件(525)，防止焊炬(520)旋转多于“5°”。图5B示出示例性焊接头系统的多个视图，所述多个视图包括示出枢转超前/滞后焊炬角度机构(510)的横截俯视图。枢转超前/滞后焊炬角度机构(510)可以包括在焊炬头鼓组件(521)与焊头系统(500)的剩余部分的界面处的齿状表面。界面两侧上的齿状表面可以以这样的方式连接，所述方式可以对应于划线对准(511)的对准。枢转超前/滞后焊炬角度机构(510)可以通过单个调整(例如通过紧固或松开夹持螺丝(512))旋转。划线对准(511)可以允许所期望的对准。例如，机构可以被划线来容易地调整到具体的角度。插入件可以被安装并且清楚地以数字被标记，指定超前/滞后角度，例如1°、1.5°、3°、5°等等，以使在每个方向存在硬止挡器(hard stop)，使具有超前角的双重焊接变得非常简单。枢转超前/延迟焊炬角度机构(510)也可以允许夹持螺丝(512)从焊接头系统(500)完全拧下，这可以允许焊炬头鼓组件(521)被附接或解除附接。

除了其他限制之外，常规的超前/滞后调整组件(鼓组件)可以与受限的角度调整、部件的毁坏、焊接装置的滑动(例如由于焊炬角度部件机构的不牢固机构)、难于触及来作出角度调整以及不一致的超前/滞后角度设定相关联。示例性枢转超前/滞后焊炬角度鼓组件可以提供基本上360度的摆动而没有任何损坏、固定超前/滞后角的稳固的锁定机构，以及容易触及来调整角度设定。枢转超前/滞后焊炬角度机构(510)可以扩大焊接装置配置的范围。这可以提供进一步的优点，所述优点包括更通用，更强的锁固，以及例如以指定的(划线的)角度固定超前/滞后角。

可替换的轨道轨夹持实施方案

用于安装在导轨(100)上的焊接头牵引单元(600)的可替换的实施方案在图18A-20中被图示说明并且包括牵引安装机构，所述牵引安装机构包括轨道轨夹持组件。焊接头牵引单元(600)在图18A中以松开的位置被示出并且在图18B中以夹住的位置被示出。

图18A图示说明具有牵引安装机构的焊接头牵引单元(600)，所述焊接头牵引单元(600)包括轨道轨夹持组件(640)，其在图18A中以松开的位置被示出。如在该图的前视图中所看到的，在松开的位置，牵引单元(600)具有固定块(622)以及被可操作地连接到轮/辊组A的可移动的板(624)。焊接头牵引单元(600)可以使用(一个或多个)滚动装置(例如，轮和/或辊)被可移动地安装到导轨(例如，导轨(100))。轨夹持组件(640)包括被可操作地连接到可移动的板(624)的夹持机构(640)。为了安装或卸下牵引单元(600)，夹持机构(640)在打开和闭合位置之间被移动，由此调整轨的夹持组件(640)以缩回轮/辊组A(参见图18A)。作为示例性安装机构的一部分，在一些实施方案中，牵引单元(600)可以随着单个夹持动作的使用而被夹住或松开，例如通过调整夹持机构(640)来移动轮/辊组A。

在图20A-B中所图示说明的夹持机构(640)包括被固定到焊接头牵引单元(600)的块(622)以及相对于块(622)是可移动的可移动的板(624)。可移动的板(624)通过螺纹轴(626)和一个或更多个凸轮弹簧(628)被连接到块(622)，所述一个或更多个凸轮弹簧(628)迫使可移动的板(624)远离块(622)。本文术语“弹簧”的使用将包括能够施加偏置力的任何组件，包括但不限于，线性弹簧、螺旋弹簧、气动或液压缸、可充气的囊袋、弹性结构或材料等等。因此，附图中所示出的以及本文所描述的特定的实施方案不应当被认为是限制性的。同样地，对“弹簧”弹力或“弹簧”常数的涉及将被理解为包括偏置力(其可以是恒定的或可变的)和偏置常数，当恒定时，偏置力由特定的偏置组件、部件或结构提供。

轴(626)包括第一端和第二端，所述第一端被螺纹连接到固定块(622)中，所述第二端通过可移动的板(624)延伸并且具有穿过所述第二端的轴杆(630)。凸轮手柄(632)被附接到轴杆(630)并且在第一打开位置(图20A)和第二闭合位置(图20B)之间是可移动的。如图20A-B所示，凸轮手柄(632)在打开和闭合位置之间绕轴杆(630)旋转180°，但其他旋转角度是可考虑的。

当凸轮手柄(632)在打开位置时(图20A)，凸轮部分允许可移动的板更远离固定块(624)，因为凸轮弹簧(628)迫使可移动的板(624)远离固定块(622)。在该位置，轮/辊组(A,B)之间的距离被最大化并且焊接头牵引单元(600)可以被连接到导轨(100)。

当凸轮手柄(632)被移动到闭合位置时(图20B)，凸轮部分迫使可移动的板(624)朝向固定块(622)。这导致轮/辊组(A,B)之间的距离减少，压缩凸轮弹簧(628)并且由此如上面所描述的将焊接头牵引单元(600)连接到导轨(100)。

附加的过夹(over-clamping)弹簧(634)可以在凸轮手柄(632)和可移动的板(6240之间被提供，如果可移动的板(624)与固定块(622)直接毗接或者如果在凸轮已经达到闭合位置之前辊已经与导轨接触，所述附加的过夹弹簧(634)防止凸轮降到最低并且允许凸轮手柄(632)完全闭合。过夹弹簧(634)典型地具有相对于凸轮弹簧(628)的弹簧弹力非常高的弹簧弹力，以使凸轮弹簧(628)在过夹弹簧(634)之前被压缩。过夹弹簧(634)将被提供有足够的刚度，以使当凸轮手柄(632)在闭合位置时焊接头仍然稳固地紧贴到导轨。过夹弹簧(634)也可以在允许牵引单元(600)被附接到这样的导轨(100)方面是有用的，所述导轨(100)在导轨宽度上具有一些变化。在该实例中，牵引单元(600)被放置在最窄的导轨宽度上并且凸轮手柄(632)是闭合的。随着导轨(100)变宽，过夹弹簧(634)将压缩，补偿导轨宽度上的差值。

线性轴承组件(由轴和线性轴承构成)(636)也可以在固定块(622)和可移动的板(624)之间被提供，以在可移动的板(624)相对于固定块(622)的移动期间引导线性运动并且降低摩擦力和磨损。

固定块(622)和可移动的板(624)之间的距离的调整可以通过调整螺纹轴(626)和轴杆(630)相对于固定块(622)的位置来提供。

在第一可调整的实施方案中，螺纹轴(626)可以被螺纹连接到可移动的块(622)中并且具有可调整的螺纹深度。当凸轮手柄(632)在闭合位置时，为了增加固定块(622)和可移动的板(624)之间的距离，轴(626)可以被螺纹连接到固定块(622)或者从固定块(622)移除。通过转动该轴，轴杆(630)和固定块(622)之间的距离可以增加或减少，在闭合位置固定轮/辊(A,B)之间的距离。

可以期望的是，轴杆(630)以优选的取向(例如，垂直于导轨(100))被提供。根据第一可调整的实施方案，采用相对于轴(626)在固定的取向的轴杆(630)，轴(626)可以仅以半个旋转的增量被拧到固定块(622)中或者从固定块(622)中拧出，以将轴杆(630)保持在优选的取向。对于具有32TPI(0.03125英寸/转)(0.8mm/转)的螺距的轴(626)，轴杆(628)和固定块(622)之间的距离可以仅以0.015625"(0.4mm)的增量被调整。这种调整的水平对于精密控制而言可能是不可接受的，因此其他精密调整的方法可以被提供。

在第二可调整的实施方案中，轴(626)可以具有第一螺纹端和第二螺纹端，其中轴杆(630)被螺纹连接到第二螺纹端上。第一螺纹端和第二螺纹端被提供有相反的(右旋的和左旋的)螺纹，以使当轴(626)被螺纹连接到固定块(622)中时，轴杆(630)可以在相反的方向上被螺纹连接，保持优选的取向。这种布置考虑到对轴杆(630)的更精密的调整，因为轴(626)不限于固定的增量。

在第三可调整的实施方案中，轴(626)可以具有第一螺纹端和第二螺纹端，其中轴杆(630)被螺纹连接到第二螺纹端上。第一螺纹端和第二螺纹端被提供有不同的螺距。采用不同的螺距配置，轴杆(626)的位移等于螺距的差值。在一种情况中，第一螺距可以是32TPI(0.03125英寸/转)并且第二螺距可以是24TPI(0.04167英寸/转)，因此位移是每转0.01042英寸(等于96TPI)。通过使每个端上的螺距更接近，调整将是更精密的。

上面所描述的所有可调整的实施方案还可以被提供有锁定特征，一旦调整已被设定，所述锁定特征用于将轴和轴杆锁定在适当的位置。处于这个目的，定位螺丝可以被使用，尽管明晰的是，其他锁定特征可以被使用。

尽管本专利文件包含许多细节，这些不应该被理解为限制任何发明或可以被要求的范围，更确切地说是作为可以针对具体发明的具体实施方案的特征的说明。在本发明文件分开的实施方案的内容中所描述的某些的特征也可以在单个实施方案中以组合的方式被实现。相反地，在单个实施方案的内容中所描述的各种特征也可以在多个实施方案中分别地或以任何合适的子组合方式被实现。而且，尽管特征在上面可以被描述为在某些组合中起作用并且甚至最初被如此要求，来自所要求的组合的一个或更多个特征可以在一些情况中从所述组合除去，并且所要求的组合可以意在子组合或子组合的变体。

类似地，当操作在附图中以具体的顺序被描述，这不应该被理解为要求这样的操作以所示的具体的顺序或以连续的顺序被执行，或者要求所有图示说明的操作被执行来获得合乎期望的结果。而且，在上面所描述的实施方案中，各种系统部件的分开不应该被理解为在所有的实施方案中要求这样的分开。

只有几个实现方式和实施例被描述，而基于在本专利文件中所描述和图示说明的内容可以作出其他实现方式、增强和变体。

总之，尽管本发明已经参照特定的实施方案被描述，本领域技术人员将理解的是，可以作出各种改变并且等同物可以被替代，而不背离本发明的范围。此外，可以作出许多更改，以使具体的状况或材料适合于本发明的教导，而不背离它的范围。因此，意图的是，本发明不限于所公开的具体实施方案，而是本发明将包括落入所附的权利要求书的范围内的所有实施方案。

参考标号

5   电弧           230  线性轴承

10  焊炬           240  夹持组件

12  线             300  牵引单元

20  组件           310  驱动齿轮

22  箭头           311  连接构件

30  焊接基础       312  枢转针

32  箭头或方向     313  偏置机构

40  焊接熔池       314  偏置机构

50  系统           315  齿轮部分

100 导轨           316  辊部分

110 轨道轨         320  离合器杆

111 轨道段         320A 凸轮部分

112 轨道段         321  离合器臂

115 接头           391  凸导轨

116 接头           392  凹导轨

117 接头界面       393  直导轨

120 轨道横向构件   394  可变导轨

130 轨道齿轮       400  焊接头牵引单元

131 轨道齿轮部分   410  AVC组件

132 台肩部分       420  锁定机构

150 安装部件       421  齿状的表面

160 点辊           422  螺栓

161 接触点         423  划线增量

165 旋转轴         500  焊接头系统

170  枢转块          510   焊炬角度机构

200  牵引单元        511   线对准装置

210  辊或滚动装置    512   夹持螺丝

210A 轮/辊           520   整个焊炬

210B 轮/辊           521   鼓组件

211  枢转块          525   插入件

213  锁定衬          600   焊接头牵引单元

215  接触点          622   固定块

220  夹持机构        624   可移动的板

221  旋转把手        626   轴

222  螺丝            626A  第一螺纹部分

224  可移动的板      626B  第二螺纹部分

628  凸轮弹簧        918   螺栓

630  轴杆            920   焊炬组件

632  凸轮手柄        921   焊炬头

634  过夹弹簧        925   电极

640  轨道轨夹持组件  930   支撑装置

705A 工件            932   侧板

705B 工件            934   安装板

710  AVC组件         934A  AVC安装板

712  箭头            934B  AVC安装板

715  焊炬            936   AVC基础单元

717  焊炬电极        938   箭头

720  调整机构        940   基础单元

721  齿状的表面      942   箭头

722  螺栓            950   垫圈或板

723  划线            951   齿状的表面

724  螺纹            952   对准线

725  垫圈或板        953   对准线

740  焊接熔池

750  基础单元        AVC   电弧电压控制

752  箭头            A     轮/辊组

760  焊接头          B     轮/辊组

765  枢转点          C     夹持组件

900  焊接系统        D1    距离

905  焊接头          D2    距离

906  工件            D3    距离

910  鼓组件          F     固定块

912  焊炬安装装置    GMAW  气体保护金属极弧焊

914  调整机构    GTAW 气体保护钨极弧焊

914A 调整机构    M    可移动的板

914B 调整机构    PAW  等离子弧焊

915A 部分        S    轴

915B 部分        W1   宽度

916  鼓夹持器    W2   宽度

917  鼓夹持器    x    电弧长度

Claims (15)

1.一种用于将焊接头牵引单元(200)连接到导轨(100)的安装机构，所述安装机构包括：

固定块(F)，所述固定块(F)具有第一组(B)滚动装置；如辊(210；210A,210B)；

可移动的板(M)，所述可移动的板(M)具有第二组(A)滚动装置，所述可移动的板可移动来调整所述第一和第二滚动装置之间的距离；

夹持组件(C；240；640)，所述夹持组件(C；240；640)具有：

轴(S)，所述轴(S)从所述固定块(F)并且通过所述可移动的板(M)延伸；

手柄，所述手柄被连接到所述轴并且在打开位置和闭合位置之间是可移动的，所述打开位置用于将所述牵引单元与所述导轨解除接合，所述闭合位置用于将所述牵引单元与所述导轨接合，所述导轨包括第一轨和第二轨(110)；并且

其中，当所述手柄在打开位置时，所述第一和第二滚动装置之间的第一距离大于所述导轨的宽度；

其中，当所述手柄在闭合位置时，所述第一和第二滚动装置之间的第一距离近似等于所述导轨的所述宽度。

2.如权利要求1所述的安装机构，其中所述夹持组件(S；640)还包括在所述固定块和所述可移动的板之间的至少一个凸轮弹簧(628)，并且其中所述手柄是凸轮手柄(632)。

3.如权利要求2所述的安装机构，其中所述轴(S；626)被可调整地螺纹连接到所述固定块(F；622)中。

4.如权利要求2或3所述的安装机构，其中所述夹持组件(C；640)包括在所述凸轮手柄和所述轴之间的轴杆(630)，并且优选地，其中所述轴杆被可调整地螺纹连接到所述轴。

5.如权利要求4所述的安装机构，其中所述轴包括用于接合所述固定块的第一螺纹部分(626A)和用于接收所述轴杆的第二螺纹部分(626B)，并且优选地，其中所述第一螺纹部分和所述第二螺纹部分中的一个是右旋螺纹，并且所述第一螺纹部分和所述第二螺纹部分中的另一个是左旋螺纹，并且甚至更优选地，其中所述第一螺纹部分具有第一螺距并且所述第二螺纹部分具有第二螺距。

6.如权利要求1至5中的任一项所述的安装机构，还包括在所述凸轮手柄和所述可移动的板之间的过夹弹簧(634)，并且优选地，其中所述过夹弹簧的刚度大于所述凸轮弹簧的刚度。

7.如权利要求1至6中的任一项所述的牵引单元安装机构，其中所述第一滚动装置和所述第二滚动装置被设计来在所述导轨上滚动。

8.如权利要求1至7中的任一项所述的牵引单元安装机构，其中所述第一组滚动装置和所述第二组滚动装置中的每个包括一个或更多个枢转块(211)以及在所述枢转块中的每个上的一个或更多个辊。

9.如权利要求8所述的牵引单元安装机构，其中所述枢转块中的每个被配置来这样枢转，以使在所述牵引单元正接合所述导轨时，各自的枢转块的辊能够符合所述导轨的轮廓。

10.如权利要求8或9所述的牵引单元安装机构，其中当夹持组件在闭合位置时，所述夹持组件被配置来可操作地连接第一枢转块和第二枢转块中的每个的辊与所述导轨。

11.如权利要求8至10中的任一项所述的牵引单元安装机构，其中第一枢转块和第二枢转块中的每个包括锁定机构，一旦所述牵引单元已经接合所述导轨，所述锁定机构被配置来防止各自的枢转块枢转。

12.如权利要求11所述的牵引单元安装机构，其中所述锁定机构是衬。

13.如权利要求12所述的牵引安装机构，其中所述衬被这样设置，以使当所述牵引单元已经接合到所述导轨时，摩擦力防止所述枢转块枢转。

14.如权利要求1至13中的任一项所述的牵引安装机构，其中所述导轨的轮廓是凹轮廓、凸轮廓、直轮廓或者它们任何组合中的一个。

15.如权利要求1至14中的任一项所述的牵引安装机构，其中所述导轨的所述第一轨和所述第二轨的尺寸是在1/16英寸至2英寸之间，包括1/16英寸和2英寸，并且其中所述第一轨和所述第二轨的形状包括圆形、方形、三角形以及八角形中的一个。