CN101607296B - 上连杆顺向连接式锻造操作机 - Google Patents

Abstract

一种机械工程技术领域的上连杆顺向连接式锻造操作机，包括：提升机构、摆移机构、缓冲机构、夹钳及连接装置和行走车架，其中：提升机构安装于行走车架上，摆移机构安装于提升机构上部，夹钳及连接装置安装在提升机构底部，缓冲机构的前端连接在提升机构的前吊杆上，后端连接在夹钳尾部。本发明实现提升、俯仰、左右向移动等运动的解耦运动，具有控制简单，单个驱动器驱动力小，可实现模块化设计，制造容易，整机重量小等优点，易于保证锻件的锻造质量，降低能耗，提高生产效率的特点。

Description

上连杆顺向连接式锻造操作机

技术领域

本发明涉及一种机械工程技术领域的装置，具体涉及一种用于自由锻造的上连杆顺向连接式锻造操作机。

背景技术

锻造操作机是大型锻造压力加工的基本工具之一，与压力机配合使用。一般来说，锻造操作机需要实现的锻造操作功能包括钳口夹紧、钳杆旋转、钳杆升降、钳杆俯仰、钳杆横移、钳杆摆动、大车行走等七个运动。其中：钳口夹紧、钳杆旋转、大车行走三个动作从结构上相互独立，分别由电机或液压独立驱动，夹钳实现工件的夹紧和旋转功能，大车承担行走功能，其余的运动需要由台架机构实现。目前的锻造操作机有钢丝绳悬挂式、多杆机构组合式等。

经对现有技术的检索发现，专利申请号200510030461.4记载了一种“六维并联型锻造操作机”，专利申请号200510110447.5记载了一种“双球铰伸缩式六维并联锻造操作机”，上述技术分别通过一个六维并联型锻造操作机构型和一个双球铰伸缩式六维并联锻造操作机构型，利用六套直线驱动系统的运动和输出力作为运动和力输入，得到大吨位操作力和六维操作运动。这两种六维并联机构的锻造操作机构型，工作时任一单维运动都需要六个驱动同时作用。为了以更低的能耗达到更完善的锻造效果和适应不同的应用场合，还需要设计出更多更好的锻造操作机构型型式。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种上连杆顺向连接式锻造操作机，实现提升、俯仰、左右向移动等运动的解耦运动，具有控制简单，单个驱动器驱动力小，可实现模块化设计，制造容易，整机重量小等优点，易于保证锻件的锻造质量，降低能耗，提高生产效率的特点。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：提升机构、摆移机构、缓冲机构、夹钳及连接装置和行走车架，其中：提升机构安装于行走车架上，摆移机构安装于提升机构上部，夹钳及连接装置安装在提升机构底部，缓冲机构的前端连接在提升机构的前吊杆上，后端连接在夹钳尾部。

所述的提升机构包括：两个前悬挂杆、前轴、两个前提升直线驱动器、前提升臂、两个俯仰直线驱动器、后轴、两个后提升直线驱动器、后提升臂，滑杆和上连杆，其中：两个前悬挂杆上端分别用铰链连接在滑杆的两侧，下端分别用铰链连接于前轴的两端，两个前提升直线驱动器上端分别用铰链连接在前驱动支撑杆的两端，前提升直线驱动器的下端分别用铰链连接在行走车架的左右两侧，前基杆两端分别用铰链安装在行走车架左右两侧，两个俯仰直线驱动器上端分别用铰链连接在俯仰支撑杆的两侧，下端分别用铰链连接在后轴的两端，两个后直线驱动器上端分别用铰链连接在后驱动支撑杆的两端，下端分别用铰链连接在行走车架左右两侧，后基杆两端分别用铰链安装在行走车架左右两侧。前提升臂和后提升臂上固连的前后上杆分别通过一个铰链连接在上连杆上。

所述的前提升臂和后提升臂为同向布置，其中前提升臂和后提升臂均为异形件。

所述的前提升臂包括：互相正交固结的前基杆和前延伸杆，在前延伸杆上分别设有前上杆、前驱动支撑杆和滑套。

所述的后提升臂包括：互相正交固结的后基杆和后延伸杆，在后延伸杆上分别设有后上杆、后驱动支撑杆和俯仰支撑杆。

所述的提升机构采用同向布局，即沿着从夹钳后部指向钳头的方向，分别是后基杆，后上杆、后驱动支撑杆、俯仰支撑杆、前基杆、前上杆、前驱动支撑杆和滑套。

所述的两个前提升直线驱动器、两个前悬挂杆、两个俯仰直线驱动器和两个后提升直线驱动器都是左右对称布置。

所述的摆移机构包括：滑套、滑杆、两个前左右直线驱动器、后轴和后左右直线驱动器，其中：滑杆套装在滑套上，滑套固连在前提升臂上，两个前直线驱动器左右对称分布，其运动端顶在滑杆头部，固定端分别在提升臂上，后左右直线驱动器的固定端固连在钳杆上，相对运动部分的两个端头分别顶在左右两个车壁上，后轴和钳杆之间有铰链连接。

所述的缓冲机构包括：两个前后缓冲直线驱动器、缓冲协调杆和缓冲连接杆，其中：两个前后缓冲直线驱动器左右对称布置，前端分别通过铰链与两个前悬挂杆中部连接，后端分别通过两个铰链与缓冲协调杆两端连接，缓冲协调杆中部用铰链与缓冲连接杆连接，这个缓冲连接杆直接固联于夹钳钳体上。

所述的夹钳及连接装置包括：夹钳、前轴和后轴，其中：夹钳钳杆体的前部通过前连接铰链与前轴中部连接，夹钳钳杆体后部通过后连接铰链与后轴中部连接。

所述的行走车架包括：车架和四个车轮，其中：四个车轮安装固定在车架的底部。

所述的两个前提升直线驱动器下端分别用铰链连接在车架的左右两侧的下部，前提升臂基杆两端分别用铰链安装在车架左右两侧的上部。

所述的两个后提升直线驱动器下端分别用铰链连接在车架左右两侧的下部，后提升臂基杆两端分别用铰链安装在车架左右两侧的上部。

锻造操作的运动分别由各个机构完成。提升运动由前、后直线驱动器推动前、后提升臂上的前、后驱动支撑杆，并带动前、后基杆相对于大车摆动，带动前滑套和滑杆并带动两个前悬挂杆上下同步运动，同时后俯仰支撑杆也一并带动保持原长俯仰直线驱动器上下同步运动，再通过前后轴和连接铰链带动夹钳作上下升降运动，上连杆跟随前提升臂和后提升臂的运动随动。俯仰运动时，两个俯仰直线驱动器同步运动伸长或缩短，由前悬挂杆和俯仰直线驱动器的长度不同引起夹钳的俯仰运动。左右方向的运动由前、后左右直线驱动器完成。前左右直线驱动器推动滑杆在滑套内移动，将带动两个前悬挂杆，进而通过前轴和前连接铰链，从夹钳钳体前部推动夹钳实现横向运动；后左右直线驱动器驱动钳杆在后轴上通过铰链实现滑动。当前后驱动方向一致大小相同时，夹钳实现横向平移运动；当前、后驱动反向运动或者驱动量不同时，将推动夹钳实现摆动运动。在大车起动加速和停车减速阶段以及大锻件锻造过程中，通过两个前后缓冲直线驱动器的伸缩运动，实现夹钳对突变外力进行适应的缓冲运动，其中：两个前后缓冲直线驱动器的缓冲力直接作用于夹钳体上。行走车架可实现锻造过程中的进给。

本发明能够进行大吨位操作力和六维操作运动，以较低成本实现大型锻件的钳杆升降、钳杆俯仰、钳杆横移、钳杆摆动、锻造过程中锻件延展变形的夹钳退让等多方位操作，达到大型/超大型锻件的锻造操作。本发明的构型实现了运动和力的解耦，六维运动具有独立性，控制容易、能耗低。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括：提升机构1、摆移机构2、缓冲机构3、夹钳及连接装置4和行走车架5，其中：提升机构1安装于行走车架5上，摆移机构2安装于提升机构1上部，夹钳及连接装置4安装在提升机构底部1，缓冲机构3的前端连接在提升机构1上，缓冲机构3的后端连接在夹钳及连接装置4尾部。

所述的提升机构1包括：两个前悬挂杆6、前轴7、两个前提升直线驱动器8、前提升臂9、两个俯仰直线驱动器10、后轴11、两个后提升直线驱动器12、后提升臂13，滑杆14和上连杆15，其中：两个前悬挂杆6上端分别用铰链连接在滑杆14的两侧，下端分别用铰链连接于前轴7的两端，两个前提升直线驱动器8上端分别用铰链连接在前驱动支撑杆19的两端，前提升直线驱动器8的下端分别用铰链连接在行走车架的左右两侧，前基杆16两端分别用铰链安装在行走车架左右两侧，两个俯仰直线驱动器10上端分别用铰链连接在俯仰支撑杆25的两侧，下端分别用铰链连接在后轴11的两端，两个后直线驱动器上端分别用铰链连接在后驱动支撑杆24的两端，下端分别用铰链连接在行走车架左右两侧，后基杆21两端分别用铰链安装在行走车架左右两侧。前提升臂9和后提升臂13上固连的前后上杆23分别通过一个铰链连接在上连杆15上。

所述的前提升臂9和后提升臂13为同向布置，其中前提升臂9和后提升臂13均为异形件。

所述的前提升臂9包括：互相正交固结的前基杆16和前延伸杆17，在前延伸杆17上分别设有前上杆18、前驱动支撑杆19和滑套20。

所述的后提升臂13包括：互相正交固结的后基杆21和后延伸杆22，在后延伸杆22上分别设有后上杆23、后驱动支撑杆24和俯仰支撑杆25。

所述的提升机构1采用同向布局，即沿着从夹钳31后部指向钳头的方向，分别是后基杆21，后上杆23、后驱动支撑杆24、俯仰支撑杆25、前基杆16、前上杆18、前驱动支撑杆19和滑套20。

所述的两个前提升直线驱动器8、两个前悬挂杆6、两个俯仰直线驱动器10和两个后提升直线驱动器12都是左右对称布置。

所述的摆移机构包括：滑套20、滑杆14、两个前左右直线驱动器26、后轴11和后左右直线驱动器27，其中：滑杆14套装在滑套20上，滑套20固连在前提升臂9上，两个前直线驱动器左右对称分布，其运动端顶在滑杆14头部，固定端分别在提升臂上，后左右直线驱动器27的固定端固连在钳杆上，相对运动部分的两个端头分别顶在左右两个车壁上，后轴11和钳杆之间有铰链连接。

所述的缓冲机构包括：两个前后缓冲直线驱动器28、缓冲协调杆29和缓冲连接杆30，其中：两个前后缓冲直线驱动器28左右对称布置，前端分别通过铰链与两个前悬挂杆6中部连接，后端分别通过两个铰链与缓冲协调杆29两端连接，缓冲协调杆29中部用铰链与缓冲连接杆30连接，这个缓冲连接杆30直接固联于夹钳31钳体上。

所述的夹钳31及连接装置包括：夹钳31、前轴7和后轴11，其中：夹钳31钳杆体的前部通过前连接铰链与前轴7中部连接，夹钳31钳杆体后部通过后连接铰链与后轴11中部连接。

所述的行走车架5包括：车架32和四个车轮33，其中：四个车轮33安装固定在车架32的底部。

所述的两个前提升直线驱动器8下端分别用铰链连接在车架32的左右两侧的下部，前提升臂9基杆两端分别用铰链安装在车架32左右两侧的上部。

所述的两个后提升直线驱动器12下端分别用铰链连接在车架32左右两侧的下部，后提升臂13基杆两端分别用铰链安装在车架32左右两侧的上部。

操作大型锻件时，锻造操作的运动分别由各个机构完成。提升运动由前直线驱动器20推动前驱动支撑杆15，并带动前基杆12相对于大车2摆动，带动前滑套16和滑杆17并带动一对前悬挂杆19上下同步运动；同时后直线驱动器3推动后驱动支撑杆9，并带动后基杆6相对于大车2摆动，带动后俯仰支撑杆10也一并带动保持原长俯仰直线驱动器5上下同步运动；再通过前轴22和后轴4带动夹钳23作上下升降运动；上连杆11在前上杆14和后上杆8的驱动下跟随前后提升臂的运动随动。俯仰运动时，一对俯仰直线驱动器5同步伸长或缩短，由前悬挂杆19和俯仰直线驱动器5的长度不同引起夹钳23的俯仰运动。左右方向运动时，前左右直线驱动器18推动滑杆17在滑套16内移动，将带动一对前悬挂杆19，进而通过前轴22推动夹钳钳体前部实现横向运动；后左右直线驱动器26驱动钳杆23在后轴4上通过铰链实现滑动。在大车2起动加速和停车减速阶段以及大锻件锻造过程中，通过一对前后缓冲直线驱动器21的伸缩运动，实现夹钳23对突变外力进行适应的缓冲运动。行走大车2可实现锻造过程中的进给。

Claims (3)

1.一种上连杆顺向连接式锻造操作机，包括：提升机构、摆移机构、缓冲机构、夹钳及连接装置和行走车架，其中：提升机构安装于行走车架上，摆移机构安装于提升机构上部，夹钳及连接装置安装在提升机构底部，缓冲机构的前端连接在提升机构上，后端连接在夹钳尾部，其特征在于：

所述的提升机构包括：两个前悬挂杆、前轴、两个前提升直线驱动器、前提升臂、两个俯仰直线驱动器、后轴、两个后提升直线驱动器、后提升臂、滑杆和上连杆，其中：

所述的前提升臂包括：互相正交固结的前基杆和前延伸杆，在前延伸杆上分别设有前上杆、前驱动支撑杆和滑套；

所述的后提升臂包括：互相正交固结的后基杆和后延伸杆，在后延伸杆上分别设有后上杆、后驱动支撑杆和俯仰支撑杆；

两个前悬挂杆上端分别用铰链连接在所述滑杆的两侧，下端分别用铰链连接于所述前轴的两端，两个前提升直线驱动器上端分别用铰链连接在前驱动支撑杆的两端，前提升直线驱动器的下端分别用铰链连接在行走车架的左右两侧，前基杆两端分别用铰链安装在行走车架左右两侧，两个俯仰直线驱动器上端分别用铰链连接在俯仰支撑杆的两侧，下端分别用铰链连接在所述后轴的两端，两个后提升直线驱动器上端分别用铰链连接在后驱动支撑杆的两端，下端分别用铰链连接在行走车架左右两侧，后基杆两端分别用铰链安装在行走车架左右两侧，前提升臂上固连的前上杆和后提升臂上固连的后上杆分别通过一个铰链连接在上连杆上；

所述的摆移机构包括：所述滑套、所述滑杆、两个前左右直线驱动器、所述后轴和后左右直线驱动器，其中：所述滑杆套装在所述滑套上，所述滑套设在前延伸杆上，两个前左右直线驱动器左右对称分布，其运动端顶在所述滑杆头部，固定端分别在前提升臂上，后左右直线驱动器的固定端固连在夹钳钳杆体上，相对运动部分的两个端头分别顶在左右两个车壁上，所述后轴和夹钳钳杆体之间有铰链连接。

2.根据权利要求1所述的上连杆顺向连接式锻造操作机，其特征是，所述的缓冲机构包括：两个前后缓冲直线驱动器、缓冲协调杆和缓冲连接杆，其中：两个前后缓冲直线驱动器左右对称布置，前端分别通过铰链与两个前悬挂杆中部连接，后端分别通过两个铰链与缓冲协调杆两端连接，缓冲协调杆中部用铰链与缓冲连接杆连接，这个缓冲连接杆直接固联于夹钳钳杆体上。

3.根据权利要求1所述的上连杆顺向连接式锻造操作机，其特征是，所述的夹钳及连接装置包括：夹钳、所述前轴和所述后轴，其中：夹钳钳杆体的前部通过前连接铰链与所述前轴中部连接，夹钳钳杆体后部通过后连接铰链与所述后轴中部连接。

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