題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 便攜式微型儲(chǔ)能點(diǎn)焊機(jī)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 便攜式微型儲(chǔ)能點(diǎn)焊機(jī)，是專門為焊接薄型/超薄型鋼板或精致小型零部件而設(shè)計(jì)的一種新型設(shè)備?？蓮V泛應(yīng)用于鐵路、橋梁、電力、輸油管道等領(lǐng)域的傳感器現(xiàn)場(chǎng)快速固定。 該焊機(jī)利用超級(jí)電容存儲(chǔ)能量，在電子電路控制下放電，使焊點(diǎn)介質(zhì)瞬時(shí)發(fā)熱而熔接。點(diǎn)焊機(jī)由電源電路、控制電路、儲(chǔ)能電容、焊槍和接地夾具等組成。
- 詳細(xì)介紹：
- 便攜式微型儲(chǔ)能點(diǎn)焊機(jī)，是專門為焊接薄型/超薄型鐵板、不銹鋼板或精致微小型零部件而設(shè)計(jì)的一種新型設(shè)備。目前主要應(yīng)用于鐵路長軌應(yīng)力檢測(cè)傳感器和桿塔雷電泄放電流檢測(cè)傳感器的現(xiàn)場(chǎng)安裝固定；此外，此設(shè)備亦可應(yīng)用于橋梁、輸油管道等領(lǐng)域的傳感器安裝固定。 該新型設(shè)備屬于點(diǎn)焊領(lǐng)域的一種全新專用機(jī)電化產(chǎn)品；其全新的點(diǎn)焊工藝改變了以往輕薄部件與厚重載體的粘接、螺栓和鉚接方式的局限性，使施工更加方便快捷。 整個(gè)研究設(shè)計(jì)過程中我們秉承操作簡(jiǎn)易、攜帶方便的設(shè)計(jì)理念，精細(xì)的面板外觀設(shè)計(jì)以及LCD數(shù)顯、汽車電子開關(guān)的采用以及蓄電池低壓條件下實(shí)現(xiàn)數(shù)千安培的大電流等，都體現(xiàn)著一種創(chuàng)新思想；整個(gè)焊機(jī)操作簡(jiǎn)易，點(diǎn)焊效果優(yōu)異。 采用高強(qiáng)度工程塑料密封箱外殼，具有抗震、防水功能，以高容量充電電池為能源，充電后可連續(xù)點(diǎn)焊1000余次，配專用太陽能充電器，完全滿足野外無電源工作條件。 通過多次的試驗(yàn)，各項(xiàng)功能與參數(shù)達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)得到鐵路局許可，于2010年底、2011年初先后兩次正式試用于西安高鐵應(yīng)力傳感器的現(xiàn)場(chǎng)安裝固定。并得到了美國工程師的認(rèn)證，已經(jīng)代替了從美國進(jìn)口的專用設(shè)備，價(jià)格僅為美國產(chǎn)品的30%左右。對(duì)提高國產(chǎn)化率，節(jié)省資金、減小對(duì)國外技術(shù)的依賴具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的： 采用一種新工藝，解決鐵路、橋梁、電力、輸油管道等大型工程設(shè)施監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，應(yīng)力傳感器的固定問題。傳統(tǒng)應(yīng)力傳感器一般采用粘接、鉚接或螺栓固定，安裝工藝繁瑣、設(shè)備不便于攜帶，限制了在一些領(lǐng)域的應(yīng)用。便攜式微型儲(chǔ)能點(diǎn)焊機(jī)可用于解決戶外無源條件下傳感器的現(xiàn)場(chǎng)快速固定問題。 基本思路： 利用法拉級(jí)電容存儲(chǔ)能量，在電子電路控制下，迅速放電，產(chǎn)生的大電流通過工件壓接點(diǎn)的接觸電阻時(shí)，接觸點(diǎn)瞬時(shí)發(fā)熱而熔接金屬，從而可以順利完成點(diǎn)焊過程。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1、采用PWM開關(guān)電路閉環(huán)控制充電，解決了RC充電的發(fā)熱損耗，電池利用率提高一倍。 2、利用并聯(lián)式低電壓大電流開關(guān)電路，峰值電流可達(dá)幾千安培，使用安全可靠。 3、挎包式的工程塑料密封箱外殼，具有防震、防水功能。完全滿足野外無源工作條件，必要時(shí)可選配太陽能充電器。 技術(shù)關(guān)鍵： 1、安全可靠的充、放電控制電路。 2、實(shí)現(xiàn)數(shù)千安培瞬時(shí)大電流的無觸點(diǎn)開關(guān)。 3、強(qiáng)、弱電合理的電路布局，避免強(qiáng)電干擾。 主要技術(shù)指標(biāo)： 焊接能量調(diào)節(jié)范圍：10J—60J 最大輸出：100J 焊接厚度：0.05—0.3(mm) 外殼體積：358*213*155(mm)3 整機(jī)重量：3.5Kg 工作電壓：DC24V 充電后點(diǎn)焊次數(shù)：>1000
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性： 1、在直流蓄電池低壓供電條件下,即可實(shí)現(xiàn)瞬間數(shù)千安培的大電流。2、避開傳統(tǒng)的交流變壓器方案，擺脫了對(duì)市電的依賴，滿足野外無源條件下作業(yè)要求，必要時(shí)候還可配備太陽能充電器。3、可廣泛應(yīng)用于鐵路、橋梁、電力、輸油管道等大型工程中傳感器的快速固定，繼而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的黏結(jié)、螺栓、鉚釘?shù)裙に嚒? 先進(jìn)性： 目前國內(nèi)采用直流蓄電池低壓供電，便攜類型的點(diǎn)焊機(jī)還沒有進(jìn)入市場(chǎng)。通過與美國同類點(diǎn)焊機(jī)的對(duì)比，本焊機(jī)的技術(shù)進(jìn)步體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1、本作品采用集成電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔可靠；美國點(diǎn)焊機(jī)采用的是分離元件電路，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。2、本焊機(jī)采用鎳氫電池（或鋰電池），體積??；美國點(diǎn)焊機(jī)采用鉛酸電池，體積龐大、容量較小。充滿電的情況下，美國焊機(jī)可持續(xù)點(diǎn)焊550個(gè)點(diǎn)左右，本焊機(jī)可以持續(xù)點(diǎn)焊1200個(gè)點(diǎn)左右。3、本點(diǎn)焊機(jī)采用汽車電子里的基于CMOS工藝的低壓大電流開關(guān)，并聯(lián)使用，實(shí)現(xiàn)了數(shù)千安培的導(dǎo)通；美國點(diǎn)焊機(jī)采用工業(yè)可控硅作為控制開關(guān)，可控硅體積大、管壓降大，性能并不佳。4、配備液晶數(shù)字顯示，能量實(shí)時(shí)可視可調(diào)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年3月，在某校級(jí)第五屆“挑戰(zhàn)杯“賽事中，榮獲“一等獎(jiǎng)”。 2011年6月，在北京市第六屆“挑戰(zhàn)杯“賽事中，榮獲“特等獎(jiǎng)”。 此外，作品已得到鐵路局許可，于2010年11月和2011年2月底分別在西安高鐵華山站和渭南站進(jìn)行過2次高鐵項(xiàng)目的應(yīng)用，用于焊接鋼軌應(yīng)力檢測(cè)傳感器，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)試焊比較，得到美國高級(jí)工程師的認(rèn)可，已經(jīng)替代了部分鐵路下屬公司于美國配備的專用點(diǎn)焊設(shè)備（詳見附加材料）。 2011年2月初，與美國工程師從美國帶來的點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行過正式的現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，本作品在節(jié)能、便攜、持續(xù)作業(yè)能力等方面領(lǐng)先美國同類產(chǎn)品（詳見附加材料的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)）。
作品所處階段
- 試生產(chǎn)階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 圖紙、技術(shù)、專利。
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品；現(xiàn)場(chǎng)演示；錄像。 （各類信息還敬請(qǐng)看上傳的“附加材料”）
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)：1、在直流蓄電池低壓供電條件下，實(shí)現(xiàn)瞬間數(shù)千安培的放電大電流。2、合理的強(qiáng)弱電布局，穩(wěn)定可靠的控制電路。 技術(shù)優(yōu)勢(shì)：1、輕巧便攜、抗震防水的獨(dú)到設(shè)計(jì)，拓展了該焊機(jī)的應(yīng)用范圍，增強(qiáng)了惡劣環(huán)境下的適用能力。2、完全脫離市電，實(shí)現(xiàn)了野外無源條件下的作業(yè)要求。3、LCD能量實(shí)時(shí)顯示并可調(diào)，根據(jù)焊件的材質(zhì)、厚度準(zhǔn)確的定位能量。 適用范圍：鐵路、橋梁、電力、輸油管道、隧道等大型工程中各類應(yīng)力傳感器的現(xiàn)場(chǎng)快速固定。 市場(chǎng)前景：1、國內(nèi)適合野外無源條件下專用的點(diǎn)焊機(jī)還未進(jìn)入市場(chǎng)；仍需從國外引進(jìn)此類設(shè)備。2、國家十二五規(guī)劃高鐵建設(shè)規(guī)模為上萬公里；及時(shí)研制這類新型的輔助工具，來替代國外進(jìn)口已迫不及待。 現(xiàn)實(shí)意義：1、在國內(nèi)缺乏此類設(shè)備情況下，根據(jù)現(xiàn)實(shí)需求自行研發(fā)此類新輔助設(shè)備來替代國外進(jìn)口，對(duì)提高國產(chǎn)化率和降低成本具有一定現(xiàn)實(shí)意義。2、美國此類點(diǎn)焊機(jī)價(jià)格為4000美金，本焊機(jī)價(jià)格僅為1000美金左右。3、減小了對(duì)國外技術(shù)的依賴，一定程度上提高了科技競(jìng)爭(zhēng)力。
同類課題研究水平概述
- 國內(nèi)點(diǎn)焊機(jī)的研究已經(jīng)比較成熟和普遍，但是便攜式的、適合野外無源條件下的安裝專用點(diǎn)焊機(jī)還沒有進(jìn)入市場(chǎng)。區(qū)別于傳統(tǒng)的大型變壓器式的焊機(jī)相比，本作品體積小，重量輕，便攜、安全可靠。 美國已經(jīng)有此類產(chǎn)品，但是體積大而笨重、不便于攜帶，而且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、只有機(jī)械旋鈕調(diào)節(jié)、沒有數(shù)字顯示，功耗，持續(xù)工作時(shí)間、焊接強(qiáng)度、焊接點(diǎn)面積方面本作品更占有優(yōu)勢(shì)。美國同類便攜式儲(chǔ)能點(diǎn)焊機(jī)見附件。 日本avio公司也是專業(yè)生產(chǎn)點(diǎn)焊機(jī)，產(chǎn)品已經(jīng)比較成熟、豐富。 本作品體積和重量?jī)?yōu)勢(shì)主要源于以下幾點(diǎn)原因： 1、在巧妙的電子電路技術(shù)控制下，能量轉(zhuǎn)化效率大大提高，發(fā)熱量小，所以散熱片也非常??； 2、外殼采用ABS工程塑料； 3、無逆變器，無變壓器； 4、汽車電子低壓大電流開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)笨重龐大的可控硅。 上海佳湖焊接設(shè)備有限公司，是中國最大的焊機(jī)生產(chǎn)廠家。該公司焊機(jī)主要是針對(duì)車間加工之用的臺(tái)式大型一類的。該公司典型產(chǎn)品見附件研究報(bào)告圖片。 鎮(zhèn)江美華機(jī)電有限公司，專業(yè)生產(chǎn)電容儲(chǔ)能式點(diǎn)焊機(jī)。該公司產(chǎn)品主要是桌面型的點(diǎn)焊機(jī)，依舊是依靠交流變壓器來供電的，該公司典型產(chǎn)品見附件研究報(bào)告圖片。 上海鋒克機(jī)電科技有限公司，專業(yè)生產(chǎn)便攜式點(diǎn)焊機(jī)，但該產(chǎn)品依舊是依靠220VAC交流供電，并沒有擺脫市電的依賴，無法實(shí)現(xiàn)野外無源條件下作業(yè)的需求，而且機(jī)身質(zhì)量達(dá)：13kg，與本作品的3.5kg相比還是相差甚大。該公司產(chǎn)品見附件研究報(bào)告圖片。 目前國內(nèi)對(duì)于在24V的蓄電池供電條件下，能夠產(chǎn)生瞬間數(shù)千安培的大電流，并且非?？煽康目刂齐娐穪韺?shí)現(xiàn)，技術(shù)上有一定難度，設(shè)計(jì)上要有一定技巧，工程實(shí)現(xiàn)上要有一些竅門，目前國內(nèi)市場(chǎng)上還沒有此產(chǎn)品問世。但是我們已經(jīng)很好的解決了此項(xiàng)技術(shù)難題，已經(jīng)獲得專利批準(zhǔn)，正在試生產(chǎn)階段。 本作品實(shí)物以及應(yīng)用實(shí)踐情況詳見附件研究報(bào)告和附件視頻演示。
