CN102241013A - 多功能门架式机械手 - Google Patents

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严宏志
龙尚斌
何国旗
李新明
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Abstract

一种多功能门架式机械手，包括门架，所述门架上安装有轨道，所述轨道上安装有小车系统，所述小车系统上固装有导向杆，所述小车系统上还安装有升降液压缸，所述升降液压缸的活塞端与套装在所述导向杆上的支撑板连接，所述支撑板的两端上安装有夹持手臂，所述夹持手臂与所述支撑板连接处为活动连接，两所述夹持手臂之间通过平行四杆机构连接，所述支撑板的下侧与所述平行四杆机构之间安装有夹持液压缸。本发明具有实现物件(尤其是温度较高、质量较大)的自动搬运与翻转；减少物件搬运与翻转的占用面积等优点，适用于在铸造、锻造等生产线上使用。

Description

多功能门架式机械手
技术领域
本发明涉及一种机械手，特别是一种多功能门架式机械手。
背景技术
在铸造、锻造等生产线上，经常需要对物件进行搬运与翻边，并需要准确定位。由于物料存在高温、大质量等情况，需要采用机械装置实现其搬运与翻边，如采用一般输送和翻边方式则存在定位不准确，占用平面面积大，生产线布置不紧凑等不足。
现有的机械手专利技术中，机构方面能够很好的模拟类似人手动作，柔性较高，但针对性不强，成本也较高，对于工业应用中体积大、重量大的物块方面缺少应用实例；常见的工业机械手一般是转盘式，需要良好的空间，同时不能实现对物块的移动和翻转；还有一种吊臂式机械手，是新兴的一类机械手，能够实现物块的抓取、平移、升降，轨道系统和机械系统要求较高，机构较复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种实现物件(尤其是温度较高、质量较大)的自动搬运与翻转；减少物件搬运与翻转的占用面积的多功能门架式机械手。
一种多功能门架式机械手，包括门架，所述门架上安装有轨道，所述轨道上安装有小车系统，所述小车系统上固装有导向杆，所述小车系统上还安装有升降液压缸，所述升降液压缸的活塞端与套装在所述导向杆上的支撑板连接，所述支撑板的两端上安装有夹持手臂，所述夹持手臂与所述支撑板连接处为活动连接，两所述夹持手臂之间通过平行四杆机构连接，所述支撑板的下侧与所述平行四杆机构之间安装有夹持液压缸
本发明中，两所述夹持手臂的夹持端上连接有摆动液压马达。
本发明中，所述平行四杆机构的下方安装有清理液压缸，所述清理液压缸的末端设有毛刷。
本发明中，所述小车系统包括安装在所述轨道上的轨道小车、安装在所述轨道小车上驱动小车行走的变频电机和安装在所述轨道上的控制所述变频电机运转的传感器，所述传感器采用接近式或接触式位置传感器。
本发明中，所述轨道小车上安装有加固型钢，所述升降液压缸安装在所述加固型钢上。
采用上述方案，本发明具有如下优点：
1)由升降液压缸驱动支撑板实现对夹持手臂的在垂直方向的升降运动，同时采用平行四杆夹持机构，并用夹持液压缸实现夹持手臂在水平方向运动夹紧工件，可同时实现水平和垂直方向的运动。
2)导向杆对支撑板起导向的作用，防止夹持手臂旋转、左右偏移，实现工件的准确定位。
3)由于在夹持手臂的夹持端采用摆动液压马达，在夹持的过程中工件可以根据需要旋转任意一角度。
4)夹持手臂通过轨道小车在轨道上移动，通过位置传感器进行位置检测，可通过位置传感器位置的变化实现不同位置夹持的定位。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的原理图。
附图1、2中：1-摆动液压马达，2-夹持端，3-平行四杆机构，4-导向杆，5-支撑板，6-工件，7-夹持手臂，8-清理液压缸，9-夹持液压缸，10-门架，11-轨道，12-升降液压缸，13-加固型钢，14-轨道小车，15-变频电机，16-位置传感器。
具体实施方式
下面结合附图，详细说明一种多功能门架式机械手的具体实施方式。
本发明结构如图1、2所示，它由行走部分、夹持部分、旋转机构和门架轨道组成，行走部分包括轨道小车14和安装在轨道小车14上的变频电机15，变频电机15通过减速装置与轨道小车14的驱动轴连接，带动驱动轮旋转，使得轨道小车14在轨道11上行走，夹持部分包括支撑板5，支撑板5的两端通过活动装置安装有夹持手臂7，使得夹持手臂7能够绕安装点摆动，两夹持手臂7之间通过平行四杆机构3连接，在支撑板5上安装有夹持液压缸9，夹持液压缸9的活塞端与平行四杆机构3连接，随着夹持液压缸9活塞的上下运动，使得两夹持手臂7的夹持端2在平行四杆机构3的带动下夹紧或者撑开，在夹持手臂7的夹持端2安装有摆动液压马达1，导向杆4安装在轨道小车14的加固型钢13上，支撑板5安装在导向杆4上对机械手升降和平移起到稳固和导向作用，控制系统以PLC为核心，通过变频器控制变频电机15转速，同时调节轨道小车14的行走速度，通过位置传感器16实现轨道小车14移动位置的定位；由PLC控制液压系统，同样通过位置传感器检测动作始末位置，实现机械手整体上下运动，同时控制夹持时间，整个运动过程中速度、时间可以通过对PLC编程进行调节。运动过程：夹持手臂7平移(到夹持位置)——下降——夹持——上升——平移(至安放位置)——下降——松开。工件6移动到脱模位置后进行180度翻转，将工件浇注口对准清理液压缸8，同时清理液压缸8的带有毛刷的活塞端深入工件浇注口上下运动，使其端部的毛刷从工件浇注口对工件进行清沙。整个运动周期时间为8-10S，保证整个铸造生产线工件循环使用。在铸造(熔体温度为1500℃)自动连续生产线的自动浇注均需要对铸造工件行进翻转和升降，工件重量可达300KG。
运行时，当机械手移动到工件6正上方时，由PLC控制升降液压缸12下降，下降到工件6夹持位置后，夹持液压缸9向上拉动平行四杆机构3，使得夹持手臂7收紧，夹持端2夹持工件6，工件6被夹紧后上升到安全位置，轨道小车14平移，待位置传感器16检测到信号后，机械手下降将工件5放置到指定位置上。整个升降过程行程控制也由位置传感器16控制，可采用控制柜控制整个过程，通过控制柜调整移动、升降、夹紧松弛的时间，实现人机互动。由于夹持端2连接了摆动液压马达1，因而在平移到指定位置后，可以实现对工件6翻转，一般的翻转角度为180度。
夹持部分和行走部分可以拆分单独使用。液压缸的开启时间通过与控制系统连接的触摸屏可在线单独调节，保证机械手的各顺序动作的平稳、及时。

Claims (6)

1.一种多功能门架式机械手，包括门架，其特征在于：所述门架上安装有轨道，所述轨道上安装有小车系统，所述小车系统上固装有导向杆，所述小车系统上还安装有升降液压缸，所述升降液压缸的活塞端与套装在所述导向杆上的支撑板连接，所述支撑板的两端上安装有夹持手臂，所述夹持手臂与所述支撑板连接处为活动连接，两所述夹持手臂之间通过平行四杆机构连接，所述支撑板的下侧与所述平行四杆机构之间安装有夹持液压缸。
2.根据权利要求1所述的多功能门架式机械手，其特征在于：两所述夹持手臂的夹持端上连接有摆动液压马达。
3.根据权利要求1所述的多功能门架式机械手，其特征在于：所述平行四杆机构的下方安装有清理液压缸，所述清理液压缸的末端设有毛刷。
4.根据权利要求1所述的多功能门架式机械手，其特征在于：所述小车系统包括安装在所述轨道上的轨道小车、安装在所述轨道小车上驱动小车行走的变频电机和安装在所述轨道上的控制所述变频电机运转的位置传感器。
5.根据权利要求4所述的多功能门架式机械手，其特征在于：所述轨道小车上安装有加固型钢，所述升降液压缸安装在所述加固型钢上。
6.根据权利要求4所述的多功能门架式机械手，其特征在于：所述位置传感器采用接近式或接触式位置传感器。
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