CN102335698A - 一种具有保温功能的高温钢板抓取机械手 - Google Patents

Abstract

本发明设计一种具有保温功能的高温钢板抓取机械手。所述的机械手包括有驱动杆、主传动杆、连接杆、副传动杆、手爪柄、陶瓷手指、支架、反射罩、碳纤维加热管等主要部分。所述的机械手将手指设计成陶瓷手指，避免了手指与高温钢板接触局部温度降低速度快，幅度大；通过反射罩保护了零部件的工作环境，同时也减少了高温钢板的热量散失；利用碳纤维加热管加热，使高温钢板维持在特定温度范围内。

Description

一种具有保温功能的高温钢板抓取机械手

技术领域

本发明专利是一种工业机械手，涉及高温钢板的抓取和转移，属于热冲压技术领域。

背景技术

汽车轻量化与安全性是汽车发展的两大主题。采用高强度钢结构件是汽车轻量化最有效的途径之一，在传统工艺下，很难获得合格的高强度钢结构件，因此热冲压技术被广泛研究并投入到实际生产。热冲压技术是将超高强度钢板加热到奥氏体化温度以上并充分保温，经模具淬火、成形后得到高精度、超高强度的热冲压件。然而高强度钢板从加热炉转移到模具中，是一个经历3-10s的高温钢板转移过程，该过程中钢板温度高，并且沉浸在常温空气氛围中。因此普通手指抓取式、吸盘式和磁力吸盘式机械手不能用于高温钢板的抓取和转移

普通的手指抓取式机械手在高温环境下不能长期稳定工作，而且会导致手指与高温钢板接触局部温度降低速度快，幅度大，影响热成形件的成形质量和性能；普通的磁力吸盘式机械手同样不能实现高温钢板的抓取和转移，因为奥氏体温度以上的高温钢板磁性消失；普通吸盘式机械手由于吸盘结构设计，不能用于高温工作环境，因此也不能用于高温钢板的抓取和转移。

发明内容

为了能实现高温钢板的抓取和转移，并减少钢板在该过程中的温降和该过程中氧化皮的产生，本发明专利提供一种具有保温功能的高温钢板抓取机械手，该机械手设计成手指抓取式，但是手指采用陶瓷材料，并设计有反射罩和加热系统。其设计思路是通过反射罩和加热系统减少钢板在转移过程中的热量散失，采用陶瓷手指抓取高温钢板减少高温钢板局部热量散失，减少氧化皮的产生。通过布置在机械手、反射罩上的温度传感器能实时监测高温钢板在转移过程中的温度；布置在关键线路附近的高温报警器能防止温度过高，破坏机械手工作能力；布置在汽缸上的位置行程开关能，调节机械手的抓取范围，适应不同宽度钢板的抓取和转移。

本发明专利的上述目的实现方法结合附图说明如下：

一种具有保温功能的高温钢板抓取机械手，主要有驱动杆（1）、主传动杆（4）、连接杆（8）、副传动杆（9）、手爪柄（3）、陶瓷手指（2）、支架（5）、反射罩（6）、碳纤维加热管（12）、高温报警器、限位开关以及其他连接件。

由外力（如：汽缸）带动驱动杆运动，驱动杆带动主传动杆转动，使固定在主传动杆上的连接杆转接头（7）转动，通过连接杆的传递，副传动杆与主传动杆同步转动，固定在主、副传动杆上的手爪柄与陶瓷手指转动，实现高温钢板的抓取；主、副传动杆通过轴承座（10）固定在支架（5）上；反射罩通过反射罩连接件（11）固定在支架上；驱动杆、连接杆转接头、手爪柄通过销钉固定在主、副传动杆上；手爪柄与陶瓷手指通过螺栓连接；反射罩采用高精技术抛光处理，提高反射率。

在接近、抓取和转移高温钢板的过程中，通过碳纤维加热管的热量输出，能使高温钢板维持在恒定温度范围内；反射罩的作用，一方面隔绝高温区域与机械手大部分零部件的热量传递，保护机械手工作环境温度；另一方面能反射高温钢板与碳纤维加热管的热量，减少高温钢板的热量损失，降低能源消耗。

附图说明

图1 具有保温功能的高温钢板抓取机械手等轴测图

图2 具有保温功能的高温钢板抓取机械手底部结构示意图

图中：1-驱动杆；2-陶瓷手指；3-手爪柄；4-主传动杆；5-支架；6-反射罩；7-连接杆转接头；8-连接杆；9-副传动杆；10-轴承座；11-反射罩连接件。

具体实施方式

下面结合附图实例进一步说明本发明的内容及具体实施方法。

由外力（如：汽缸）带动驱动杆（1）运动，汽缸的运动行程由限位开关控制，限位开关安装在支架（5）上，驱动杆（1）通过销钉固定在主传动杆（4）中部位置，带动主传动杆（4）转动，使固定在主传动杆（4）中部位置上的连接杆转接头（7）转动，连接杆（8）与连接杆转接头（7）连接，通过连接杆（8）的传递，副传动杆（9）与主传动杆（4）同步转动，固定在主传动杆（4）和副传动杆（9）上的手爪柄（3）转动，陶瓷手指（2）与手爪柄（3）连接，手爪柄（3）与陶瓷手指（2）共6套，平均布置在主传动杆（4）和副传动杆（9）上，实现高温钢板的抓取，连接杆转接头（7）与手爪柄（3）均通过销钉固定在主传动杆（4）和副传动杆（9）上；主传动杆（4）和副传动杆（9）通过轴承座（10）固定在支架（5）上；支架（5）由耐高温不锈方钢通过焊接构成；反射罩（6）通过反射罩连接件（11）固定在支架上，反射罩连接件（11）通过焊接连接固定在支架（5）上，通过螺栓螺母连接固定反射罩（6）；碳纤维加热管（12）布置在反射罩（6）底部，通过非标件连接固定；手爪柄（3）与陶瓷手指（2）通过滑槽结构与螺栓连接,实现陶瓷手指（2）长短调节，调节范围为0-100mm；碳纤维加热管（12）与反射罩（6）设计距离为50mm，与钢板距离为80mm。

本发明所述的陶瓷手指（2），耐高温且能减少与高温钢板接触时局部温度降低速度快和幅度大。

本发明所述的反射罩（6），采用高精度抛光技术，反射率高，一方面能保护具有保温功能的高温钢板抓取机械手工作环境，另一方面能减少高温钢板温降，减少能源消耗。

本发明与现有技术相比，结构简单，使用方便，能实现钢板的抓取和转移，特别是能实现高温钢板的抓取和转移，能减少高温钢板在转移过程中的温度降低，提高热成形件的成形质量和性能。

Claims (4)

1.一种具有保温功能的高温钢板抓取机械手,包括连接杆（1）、驱动杆（2）、主传动杆（3）、支架（6）、手爪柄（8）、陶瓷手指（10）、副传动杆（11）、反射罩（12）、碳纤维加热管（13），其中：所述驱动杆（2）固定在主传动杆（3）中部位置，所述的连接杆（1）与连接杆转接头（9）连接，所述的连接杆转接头（9）一端固定在与主传动杆（3）中部，另一端固定在副传动杆（11）中部位置，所述的手爪柄（8）布置在主传动杆（3）和副传动杆（11）上，所述的主传动杆（3）与副传动杆（11）的两端通过耐高温轴承（5）和轴承座（4）固定在支架（6）上部。

2.根据权利要求1所述的具有保温功能的高温钢板抓取机械手，其特征在于所述的陶瓷手指（10）与支架（6）之间设有了反射罩（12），所述的反射罩（12）固定在支架（6）下部。

3.根据权利要求1所述的具有保温功能的高温钢板抓取机械手，其特征在于设有了所述的碳纤维加热管（13），所述的碳纤维加热管（13）固定在反射罩（12）底面。

4.根据权利要求1所述的具有保温功能的高温钢板抓取机械手，其特征在于所述的连接杆转接头（9）一端直接与方钢连接，中部为楔形结构，另一端与连接杆（1）相连。

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