CN102452014A - 一种翻转机构 - Google Patents

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李晓峰
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Abstract

本发明公开了一种翻转机构,包括至少一个变位机,所述变位机包括底座,其特征在于,所述底座上置有翻转架,所述翻转架包括相对设置且具有预设夹角的第一翻转臂与第二翻转臂,所述第一翻转臂的一端与所述第二翻转臂的一端固定,所述第一翻转臂与所述第二翻转臂固定的部分与所述底座通过铰接轴铰接,工作时,工件位于所述第一翻转臂与所述第二翻转臂之间;还包括控制所述翻转架绕所述铰接轴转动的动力装置。该翻转机构可以直接将工件置于翻转架内,操作完成后,可以直接取出工件,工序简易。

Description

一种翻转机构

技术领域

[0001] 本发明涉及工程机械技术领域,特别是涉及一种用于翻转工件的翻转机构。 背景技术

[0002] 翻转机在工程机械技术领域的应用较为广泛。工件在加工、焊接、装配等过程当中,不可避免地需要调整工件的位置,以获得恰当的操作位置和角度。翻转机即用以改变工件原来位置的专用机器,可以将工件翻转至需要的位置,便于操作者对工件进行加工、焊接或装配等,提高工作的效率。

[0003] 以桁架臂焊接时使用的翻转机为例,如图1所示,图1为一种典型的头尾式翻转机的结构示意图。

[0004] 该头尾式翻转机包括间隔一定距离设置的固定式头架100以及移动式尾架200, 二者相对的一侧均设有回转盘300,每个回转盘300上通常设有四个支耳400,移动式尾架 200可以移动以调节其与固定式头架100之间的距离,从而适用于不同规格的工件。需要对桁架臂500进行翻转操作时,将桁架臂500置于两个回转盘300之间,桁架臂500的两侧同样分别设有四个支耳400,将销轴600穿过支耳400,从而通过销轴600将桁架臂500固定于两个回转盘300之间;回转盘300可以旋转,从而实现桁架臂500的换位。

[0005] 然而,运用此种翻转机构时,首先要保证工件两侧的四个支耳孔距、档距与回转盘上的支耳孔距、档距一致方能实现工件的固定,由于不同型号产品截面尺寸、连接支耳大小尺寸不同,因此,需要翻转的产品的型号发生改变时,需要更换连接的支耳,且工件的拆装不易实现,效率较低;其次,支耳的数目较多,每个支耳穿上销轴需要花费较多的时间,工件的装夹完全靠人工进行,效率不高,工人劳动强度大;再者,销轴的安装需使用锤具锤砸,因此,高空穿销轴存在一定的危险性。因此,如何改善工件与翻转机的连接、提高翻转机的工作效率是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种用于翻转工件的翻转机构,该翻转机构可以直接固定工件,提高工作效率。

[0007] 为解决上述技术问题,本发明提供一种翻转机构,包括至少一个变位机,所述变位机包括底座,所述底座上置有翻转架,所述翻转架包括相对设置且具有预设夹角的第一翻转臂与第二翻转臂,所述第一翻转臂的一端与所述第二翻转臂的一端固定,所述第一翻转臂与所述第二翻转臂固定的部分与所述底座通过铰接轴铰接,工作时,工件位于所述第一翻转臂与所述第二翻转臂之间;还包括控制所述翻转架绕所述铰接轴转动的动力装置。

[0008] 优选地,所述第一翻转臂与所述第二翻转臂之间的预设夹角为直角。

[0009] 优选地,所述底座具有沿与所述铰接轴垂直方向延伸的通槽;所述第一翻转臂包括两根处于同一水平面并与所述铰接轴垂直的第一杆件和第二杆件,所述第二翻转臂包括两根处于同一水平面并与所述铰接轴垂直的第三杆件和第四杆件。[0010] 优选地,所述翻转机构包括四组依序排列的所述变位机,相邻两个所述翻转架的

翻转臂相互错开。

[0011] 优选地,四组所述变位机中,间隔排放的两个所述变位机的所述底座与驱动装置相连,所述驱动装置驱动所述底座沿与所述铰接轴垂直的方向移动。

[0012] 优选地,所述驱动装置包括导轨、沿所述导轨滚动的车轮,所述底座与所述车轮相连。

[0013] 优选地,所述动力装置包括油缸,所述铰接轴两侧各设有两根所述油缸,各所述油缸的一端分别与所述第一杆件、所述第二杆件、所述第三杆件以及所述第四杆件相连,各所述油缸的另一端和所述底座相连。

[0014] 优选地,所述动力装置包括链轮和链条,所述翻转架与所述链轮连接,所述链轮与链条连接。

[0015] 优选地,所述动力装置包括翻转齿轮与减速机,所述翻转架与所述翻转齿轮相连, 所述翻转齿轮与所述减速机的齿轮啮合。

[0016] 优选地,所述动力装置包括卷筒与钢丝绳,所述翻转架与所述钢丝绳相连,所述钢丝绳与所述卷筒相连。

[0017] 本发明所提供的翻转机构包括至少一个变位机,所述变位机包括底座,所述底座上置有翻转架,所述翻转架包括相对设置且具有预设夹角的第一翻转臂与第二翻转臂,所述第一翻转臂的一端与所述第二翻转臂的一端固定,二者固定的一端与所述底座通过铰接轴铰接,工作时,工件位于所述第一翻转臂与所述第二翻转臂之间;还包括控制所述翻转架绕所述铰接轴转动的动力装置。此种翻转机构,可以直接将工件放置于翻转架内,在加工、 焊接或装配等工序完成之后,可以直接取出工件,不需要其他固定部件,工序简易;其次,工件可以平稳地放置于翻转架内,工件与翻转架之间刚性接触,在翻转的过程中,始终保持稳定的状态,不会晃动。

[0018] 在一种优选的实施方式中,所述翻转机构包括四组依序排列的所述变位机,相邻两个所述翻转架的翻转臂相互错开,且四组所述变位机中,间隔排放的两个所述变位机的所述底座与驱动装置相连。该实施方式中,翻转机构由四组变位机组成,四组变位机为四个操作工位,形成一条自动流水线,由于相邻两个所述翻转架的翻转臂相互错开,因此,工件可以在四组变位机之间传递,每个变位机可以将工件翻转90°,最终翻转360°,从而可以对工件进行360°范围内的操作。此外,间隔排列的变位机的底座可以移动,因此,此种翻转机构可以适用于不同规格的工件,仅使用两个可移动的变位机在保证工作效率的同时,可以降低生产的成本。

附图说明

[0019] 图1为一种典型的头尾式翻转机的结构示意图;

[0020] 图2为本发明所提供翻转机构一种具体实施方式的结构示意图;

[0021] 图3为本发明所提供翻转机构另一种具体实施方式的结构示意图;

[0022] 图4为本发明所提供翻转机构又一种具体实施方式的工作过程示意图;

[0023] 图5为图4所示翻转机构的俯视图。具体实施方式

[0024] 本发明的核心是提供一种用于工件翻转的翻转机构,该翻转机构可以直接固定工件,提高工作效率。

[0025] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

[0026] 请参考图2,图2为本发明所提供翻转机构一种具体实施方式的结构示意图。

[0027] 该实施方式中用于翻转工件13的翻转机构,包括至少一个底座11,底座11用以承受整个翻转机构以及所承载工件13的重量。

[0028] 底座11之上置有翻转架12,翻转架12包括相对设置且具有一定预设夹角的第一翻转臂121与第二翻转臂122,第一翻转臂121的一端与第二翻转臂122的一端固定,二者固定的部分与底座11通过铰接轴14铰接。工作时,将工件置于第一翻转臂121与第二翻转臂122之间,因此,第一翻转臂121和第二翻转臂122可以为板状或者其他容易置放工件 13的结构,且第一翻转臂121和第二翻转臂122之间的预设夹角需适合工件13的轮廓形状。

[0029] 翻转架12处于稳定状态时,第一翻转臂121与第二翻转臂122之一处于水平状态,工件13的一侧平放于水平的翻转臂上,工件13的另一侧朝向另一翻转臂;翻转机构工作时,处于水平位置的翻转臂与另一翻转臂同时在竖直平面内翻转,当另一翻转臂翻转至水平状态时,完成一次翻转。

[0030] 此外,该翻转机构还包括控制翻转架12绕铰接轴14转动的动力装置,即通过动力装置控制第一翻转臂121与第二翻转臂122绕铰接轴14转动,从而带动工件13翻转,以便对工件13进行多方位的加工、焊接、装配等工序。

[0031] 此种翻转机构,工件13直接放置在翻转架12内,减少了固定工件13的工序,力口工、焊接或装配等工序完成之后,可以直接取出工件13,无需拆卸工序,操作简易;其次,工件13可以平稳地放置于翻转架12内,工件13与翻转架12之间刚性接触,在翻转的过程中, 始终保持稳定的状态,不会晃动。

[0032] 在一种具体的实施方式中,第一翻转臂121与第二翻转臂122之间的预设夹角为直角。此时,翻转机构可以将工件13翻转90°,尤其适用于桁架臂等矩形结构体,在翻转过程中,工件13可以保持更为稳定的状态。

[0033] 请参考图3,图3为本发明所提供翻转机构另一种具体实施方式的结构示意图

[0034] 在该实施方式中,第一翻转臂121包括两根处于同一水平面且与铰接轴14垂直的第一杆件1211和第二杆件1212,第二翻转臂122也包括两根处于同一水平面且与铰接轴14垂直的第三杆件1221和第四杆件1222,第一杆件1211的一端与第三杆件1221的一端固定且二者夹角为直角,形成L型构件,第二杆件1212的一端与第四杆件1222的一端固定,同样形成L型构件。在该实施方式中,铰接轴14可以分为第一铰接轴141和第二铰接轴142,第一杆件1211和第二杆件1212固定的部分(即夹角处)与底座11通过第一铰接轴141铰接;第二杆件1212与第四杆件1222固定的部分(即夹角处)与底座11通过第二铰接轴142铰接。

[0035] 底座11可以具有沿与铰接轴14垂直方向延伸的通槽,如图3中的底座11包括第一方柱111和第二方柱112,则第一杆件1211和第二杆件1212固定的一端通过第一铰接轴141与第一方柱111铰接;第二杆件1212与第四杆件1222固定的一端通过第二铰接轴142 与第二方柱112铰接。第一方柱111和第二方柱112可以由钢板焊接而成,焊后进行退火, 消除焊接内应力,第一方柱111和第二方柱112之间的空隙形成通槽。

[0036] 该实施方式中,翻转架12实际上由两个L型构件组成。第一杆件1211和第二杆件1212与工件13的一侧接触,第三杆件1221与第四杆件1222与工件13的另一侧接触。 第一铰接轴141和第二铰接轴142可以是销轴,因此,翻转架12可以带动工件13绕销轴旋转,从而实现工件13的翻转。

[0037] 此翻转架12中翻转工件13的构件为杆件,即两个L型构件,翻转架呈框状结构, 可以稳定放置工件13的同时,给予工件13足够的放置空间,工件13大部分结构得以外露, 方便操作,而且节省材料,可以降低生产的成本。

[0038] 为了进一步地提高生产的效率、简化生产的工序,可以将第一杆件1211和第三杆件1221以及第二杆件1212和第四杆件1222作为整体加工,直接加工出两个型号相同的 L型构件,即第一杆件1211和第三杆件1221具有共同的一端,第二杆件1212和第四杆件 1222也具有共同的一端,共同的端部(L型构件的直角位置)与底座11铰接。

[0039] 请参考图4和图5,图4为本发明所提供翻转机构又一种具体实施方式的工作过程示意图;图5为图4所示翻转机构的俯视图。

[0040] 在该实施方式中,翻转机构包括四组依序排列的变位机,即第一变位机1-1、第二变位机1-2、第三变位机1-3以及第四变位机1-4,相邻两个翻转架12的翻转臂相互错开, 即翻转架12的四个杆件与相邻翻转架12的四个杆件相互错开,则相邻两个翻转架12可以同时支撑工件13,从而实现工件13的传递。

[0041] 可以使相邻翻转架12的杆件具有不同的距离,如图5所示的第一变位机1-1中翻转架12的杆件之间的距离为D,第二变位机1-2中翻转架12的杆件之间的距离为d,D > d,因此,第一变位机1-1的杆件和第二变位机1-2的杆件可以相互插入,从而共同置放工件 13,实现工件13在四组变位机中传递。相应地,可以使各个底座11的方柱之间的距离小于或大于与其相邻的底座11的方柱之间的距离,则相邻两个底座11也可以相互插入,更方便地实现相邻翻转架12的相互错开。

[0042] 为了进一步提高翻转机构的灵活性,可以设置至少一个能够移动的变位机。比如, 可以使四组变位机中,间隔排放的两个变位机的底座11与驱动装置相连,即第一变位机1 的底座11以及第三变位机3的底座11与地面固定,可以通过机床在底座11上加工出地脚螺栓孔,通过地脚螺栓将底座11与地基相连,从而固定住底座11,而第二变位机2的底座 11以及第四变位机4的底座11与驱动装置相连,或者采取相反的排列方式。

[0043] 以第二变位机2的底座11与第四变位机4的底座11为可移动底座11为例,介绍该实施方式中翻转结构的工作流程。

[0044] 翻转机构翻转前,四组变位机的翻转架12的开口朝向相同,处于A状态,开始工作后,第一变位机1翻转90°,将工件13转向第二变位机2,第二变位机2向第一变位机1移动,第二变位机2的底座11插入第一变位机的底座11的通槽内(如图5所示),则工件13 既处于第一变位机1-1的第一翻转臂121与第二翻转臂122之间,也处于第二变位机1-2 的第一翻转臂121与第二翻转臂122之间,然后,第二变位机2的翻转臂再翻转90°,则又将工件13转向第三变位机3,此时翻转机构处于B状态;第三变位机3再翻转90 °,将工件13传递至第四变位机4,翻转机构处于C状态;最后,第四变位机4将工件翻转90°,翻转机构处于D状态。整个过程完毕后,工件13被翻转360°,最终可由行车等装置吊走。实际上,各个变位机在翻转90°之后,就可以重新翻转,装入新的工件13,从而实现快速的流水作业。

[0045] 该实施方式中,翻转机构由四组变位机组成,四组变位机可以形成四个操作工位, 形成一条自动流水线,工件13在四组变位机之间传递,每个变位机可以将工件翻转90°, 最终翻转360°,从而可以对工件进行360°范围内的操作。此外,间隔排放的变位机的底座11可以移动,因此,此种翻转机构可以适用于不同规格的工件13,仅使用两个可移动的变位机即可在保证工作效率的同时降低生产的成本。

[0046] 变位机1的底座11通过驱动装置实现移动,驱动装置驱动底座11沿与铰接轴14 垂直的方向移动,即移向相邻的变位机。驱动装置可以包括导轨、沿导轨滚动的车轮,车轮安装在底座11上,则车轮滚动时带动底座11移动。可以在底座11上安装电机减速机,由减速机的齿轮驱动车轮转动,从而实现底座11的移动,形成自动化的操作模式。

[0047] 为了实现翻转架12的翻转,动力装置可以包括油缸15,可以在第一铰接轴141以及第二铰接轴142的两侧分别设置伸缩方向相反的两根油缸,总共设置四根油缸,油缸15 的一端和底座11相连,另一端和与之对应的杆件相连,如图3所示,变位机11具有第一油缸151、第二油缸152、第三油缸153以及第四油缸153,第一油缸151的一端与第一杆件 1211相连,第二油缸152的一端与第二杆件1212相连,第三油缸153的一端与第三杆件 1221相连,第四油缸154的一端与第四杆件1222相连。

[0048] 工作时,处于水平状态的杆件的油缸15逐渐伸出,则水平状态的杆件逐渐翻转至竖直状态,而原本处于竖直状态的杆件的油缸15逐渐缩回,则竖直状态的杆件逐渐翻转至水平状态,四根油缸相互配合,最终实现翻转架12的翻转。

[0049] 油缸15的伸缩主要由液压系统和电气控制系统来实现。液压系统通常由液压站、 液压管、换向阀、液压接头、溢流阀、压力表等液压元件组成,负责向油缸15提供高压油,推动油缸15的伸缩,实现工件13的翻转;电气控制系统主要控制液压站的电机,为液压站提供动力,使液压站输出高压油,推动油缸15伸缩。

[0050] 还可以通过链轮与链条实现翻转架12的翻转,翻转架12与链轮连接,链轮转动的平面与翻转架12翻转的平面平行,链轮与链条连接,链条与电机减速机的齿轮相连。电机启动,则齿轮带动链条转动,链条带动链轮转动,链轮再带动翻转架12转动,最终实现翻转架12的翻转。

[0051] 还可以直接将翻转架12与翻转齿轮相连,翻转齿轮与电机减速机的齿轮啮合,则减速机的齿轮带动翻转齿轮转动,翻转齿轮再带动翻转架12翻转。

[0052] 还可以将翻转架12与钢丝绳相连,钢丝绳与卷筒相连,卷筒通过收放钢丝绳,改变钢丝绳的长度,从而实现翻转架12的翻转。

[0053] 以上对本发明所提供的翻转机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

7

Claims (10)

1. 一种翻转机构,包括至少一个变位机(1),所述变位机(1)包括底座(11),其特征在于,所述底座(11)上置有翻转架(12),所述翻转架(1¾包括相对设置且具有预设夹角的第一翻转臂(121)与第二翻转臂(122),所述第一翻转臂(121)的一端与所述第二翻转臂 (122)的一端固定,所述第一翻转臂(121)与所述第二翻转臂(12¾固定的部分与所述底座(11)通过铰接轴(14)铰接,工作时,工件(13)位于所述第一翻转臂(121)与所述第二翻转臂(12¾之间;还包括控制所述翻转架(1¾绕所述铰接轴(14)转动的动力装置。
2.根据权利要求1所述的翻转机构,其特征在于,所述第一翻转臂(121)与所述第二翻转臂(122)之间的预设夹角为直角。
3.根据权利要求2所述的翻转机构,其特征在于,所述第一翻转臂(121)包括两根处于同一水平面并与所述铰接轴(14)垂直的第一杆件(1211)和第二杆件(1212),所述第二翻转臂(122)包括两根处于同一水平面并与所述铰接轴(14)垂直的第三杆件(1221)和第四杆件(122¾ ;所述底座(11)具有沿与所述铰接轴(14)垂直方向延伸的通槽。
4.根据权利要求3所述的翻转机构,其特征在于,所述翻转机构包括四组依序排列的所述变位机(1),相邻两个所述翻转架(1¾的翻转臂相互错开。
5.根据权利要求4所述的翻转机构,其特征在于,四组所述变位机(1)中,间隔排放的两个所述变位机(1)的所述底座(11)与驱动装置相连,所述驱动装置驱动所述底座(11) 沿与所述铰接轴(14)垂直的方向移动。
6.根据权利要求5所述的翻转机构,其特征在于,所述驱动装置包括导轨、沿所述导轨滚动的车轮,所述底座(11)与所述车轮相连。
7.根据权利要求3至6任一项所述的翻转机构,其特征在于,所述动力装置包括油缸 (15),所述铰接轴(14)两侧各设有两根所述油缸(15),各所述油缸(1¾的一端分别与所述第一杆件(1211)、所述第二杆件(1212)、所述第三杆件(1221)以及所述第四杆件(1222) 相连,各所述油缸(1¾的另一端和所述底座(11)相连。
8.根据权利要求3至6任一项所述的翻转机构,其特征在于,所述动力装置包括链轮和链条,所述翻转架(1¾与所述链轮连接,所述链轮与链条连接。
9.根据权利要求3至6任一项所述的翻转机构,其特征在于,所述动力装置包括翻转齿轮与减速机,所述翻转架(1¾与所述翻转齿轮相连,所述翻转齿轮与所述减速机的齿轮啮合
10.根据权利要求3至6任一项所述的翻转机构,其特征在于,所述动力装置包括卷筒与钢丝绳,所述翻转架(12)与所述钢丝绳相连,所述钢丝绳与所述卷筒相连。
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