CN102491125A - 自由调整外设轨道型缠绕机器人装置 - Google Patents

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刘永前
孙富
刘超
何磊
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Abstract

本发明涉及钢丝缠绕装置,具体是一种自由调整外设轨道型缠绕机器人装置。包括外设轨道、缠绕机器人,所述外设轨道包括四个弧段轨道和四个直线轨道,弧段轨道与直线轨道首尾相接,且以切线入弧,切线出弧,四个弧段轨道拼在一起为一个完整圆,直线轨道为长度可调的伸缩结构,被缠绕物体置于外设轨道之中,缠绕机器人通过其行走机构装配在该外设轨道上。本发明通过可任意调整的外设轨道,可以对任意外形,任意高度,任意长度的被缠绕构件进行缠绕预紧,无需在被缠绕构件上设计制作轨道,保证了被缠绕构件的美观性,且节约了被缠绕的制作费用。外设轨道制作简单,安装方便,成本低廉,提高了缠绕机器人的适用性。

Description

自由调整外设轨道型缠绕机器人装置
[0001] 技术领域:
本发明涉及钢丝缠绕装置,具体是一种自由调整外设轨道型缠绕机器人装置。
[0002] 技术背景:
常用钢丝缠绕装置以缠绕方式分类分为三种:一种是转盘式缠绕,即缠绕装置不动,被缠绕构件坐落在一个转盘上旋转而进行缠绕,此缠绕方式大多用于筒体类(高径比不大于 3)缠绕,还可用于重量小于400吨,长度不大于8米的机架缠绕。第二种是随动式缠绕, 即被缠构件不动,缠绕设备在被缠绕构件预先设计的轨道上沿被缠绕构件外沿进行运动缠绕。第三种是“伞”式缠绕,即被缠绕构件不动,缠绕机器人由中央立柱提供动力,以伸出的缠绕臂传递扭矩,缠绕机器人围绕被缠绕构件做圆周运动进行缠绕。
[0003] 第一种缠绕方式(转盘式缠绕),由于转盘既承载被缠绕构件的重量,又要自由的旋转以提供缠绕的动力。超过能承载400吨以上的转盘结构臃肿,而且制作成本高昂,长度超过8米的机架在旋转中转动惯量大,难以紧急制动增加了安全隐患,所以转盘式缠绕的应用受到了被缠绕构件重量和长度的制约,只能够用于重量小于400吨,长度小于8米的构件。
[0004] 第二种缠绕方式(随动式缠绕),需要在被缠绕构件上预先设计制造轨道,为被缠绕构件的制作增加难度,并且需要为每个被缠绕构件制作不同的缠绕机器人,增加了成本, 且通用性差。
[0005] 第三种缠绕方式(“伞”式缠绕),虽不在被缠绕构件上预先设置轨道,但是对于长度很大的构件,缠绕臂伸出长度需大于被缠绕构件的一半,长度也非常大。因此对缠绕装置的刚度设计产生了很大难度,并且占用缠绕的场地也很大,对现场要求较高。
[0006] 发明内容:
本发明旨在解决现有钢丝缠绕装置存在的上述问题,而提供一种不需要在被缠绕构件上预先设计轨道,只需要在外设轨道时适当增加轨道直线段长度,即可以满足缠绕要求,被缠绕构件易于调整,能降低缠绕成本,节省缠绕空间,且制作简单,安装方便,便于维修,通用性强的自由调整外设轨道型缠绕机器人装置。
[0007] 本发明采用的技术方案是:一种自由调整外设轨道型缠绕机器人装置,包括外设轨道、缠绕机器人,所述外设轨道包括四个弧段轨道和四个直线轨道,弧段轨道与直线轨道首尾相接,且以切线入弧,切线出弧,四个弧段轨道拼在一起为一个完整圆,直线轨道为长度可调的伸缩结构,被缠绕物体置于外设轨道之中,缠绕机器人通过其行走体装配在该外设轨道上。
[0008] 所述外设轨道分为上轨道和下轨道,该上、下轨道平行放置且与水平面平行,上轨道和下轨道均与导轨立柱相连,该导轨立柱下部固定于地面上。
[0009] 所述缠绕机器人的行走体由上行走体和下行走体组成,上、下行走体均通过行走体支架铰接于缠绕机器人的框架上,上行走体支架上装有行走承载轮和行走导向轮,该行走承载轮落于前述外设轨道的上轨道上面,该行走导向轮与前述外设轨道的上轨道侧面接触;下行走体支架上装有行走导向轮,该行走导向轮与前述外设轨道的下轨道侧面接触;缠绕机器人的行走电机安装在框架上,其输出轴上装有链轮,该链轮与安装在前述外设轨道的上轨道侧面的链条组成链传动机构。
[0010] 与现有技术相比,本发明克服了转盘式缠绕方式因被缠绕构件重量和长度的限制问题,解决了随动式缠绕方式由于预先设计轨道的弊端,同时也解决了 “伞”式缠绕方式占用场地大的缺点,大大增强了其通用性。其创新点在于:
①外设轨道。先前的随动式缠绕都以在被缠绕构件上预先设计好的轨道为标准设计缠绕机器人,由于被缠绕构件结构的局限,并不能统一轨道的尺寸,这就造成由于被缠绕构件的轨道尺寸不同,需设计不同的缠绕机器人对其进行缠绕,提高了成本。外设轨道脱离了被缠绕构件,而独立设置在被缠绕构件周围,由于轨道统一,所以只需要设计制作一台缠绕机器人就可以满足多种被缠绕构件的缠绕工作,提高了缠绕机器人的通用性。
[0011] ②自由调整。外设轨道虽然解决了缠绕机器人轨道问题,但是为了适应不同长度、 高度的被缠绕构件,需要让轨道根据不同大小的构件进行调整,对于不同高度的构件,可通过增长导轨立柱的方式进行调整,还可以通过调整固定在地面基础上被缠绕构件的高低实现不同高度的调节。对于长度不同的被缠绕构件,自由调整的外设轨道可以适应不同长度的被缠绕构件,将被缠绕构件包围其中,既提高了缠绕机器人的通用性,又比“伞”型缠绕节省了施工场地。
[0012] ③缠绕系统相对于被缠绕构件是独立的,不存在互相干涉的情况。整个缠绕机器人与被缠绕构件仅存在缠绕于被缠绕的关系。这样不仅给予了被缠绕构件更多的设计空间,使其更加美观,而且缠绕机器人也有了更宽广的通用性,安装维修也更加方便。
[0013] 附图说明:
图1为本发明实施例结构示意图。
[0014] 图2为本发明实施例缠绕机器人行走机构示意图。
[0015] 图中:导轨立柱1,下轨道2,上轨道3,弧段轨道4,直线轨道5,缠绕机器人6,被缠绕物体7,框架8,行走电机9,链轮10,链条11,行走承载轮12,上行走体支架13,上行走导向轮14,下行走导向轮15,下行走体支架16。
[0016] 具体实施方式:
以下结合实施例进一步阐述本发明,目的仅在于更好地理解本发明内容。因此,所举之例并不限制本发明的保护范围。
[0017] 参见图1,本实施例中的外设轨道分为上轨道3和下轨道2,上轨道3和下轨道2 呈水平放置,上轨道3和下轨道2均与导轨立柱1相连,该导轨立柱1下部固定于地面上。 上轨道3与下轨道2均由四个弧段轨道4和四个直线轨道5组成,弧段轨道4与直线轨道 5首尾相接,且以切线入弧,切线出弧,四个弧段轨道4拼在一起为一个完整圆,直线轨道5 为长度可调的伸缩结构,被缠绕物体7置于外设轨道之中,缠绕机器人6通过其行走体装配在该外设轨道上。
[0018] 参见图2,本实施例中,所述缠绕机器人6的行走体由上行走体和下行走体组成, 上、下行走体均通过行走体支架铰接于缠绕机器人6的框架8上,上行走体支架13上装有行走承载轮12和上行走导向轮14,该行走承载轮12落于上轨道3上面,该上行走导向轮 14与上轨道3侧面接触;下行走体支架16上装有下行走导向轮15,该下行走导向轮15与下轨道2侧面接触;缠绕机器人6的行走电机9安装在框架8上,其输出轴上装有链轮10,该链轮10与安装在上轨道3侧面的链条11组成链传动机构,所述链传动机构用于驱动缠绕机器人6,使其在外设轨道上以设定速度运行,行走承载轮12用于承载缠绕机器人6的重量,并可随轨道的角度变化而变化行走方向,上行走体支架13的两个上行走导向轮14和下行走体支架16上的两个下行走导向轮15分别夹持在上轨道3和下轨道2的两侧面,对缠绕机器人6运行导向的同时,更有助于缠绕机器人6的运行平稳。

Claims (3)

1. 一种自由调整外设轨道型缠绕机器人装置,包括外设轨道、缠绕机器人,其特征在于,所述外设轨道包括四个弧段轨道和四个直线轨道,弧段轨道与直线轨道首尾相接,且以切线入弧,切线出弧,四个弧段轨道拼在一起为一个完整圆,直线轨道为长度可调的伸缩结构,被缠绕物体置于外设轨道之中,缠绕机器人通过其行走体装配在该外设轨道上。
2.如权利要求1所述自由调整外设轨道型缠绕机器人装置,其特征在于,所述外设轨道分为上轨道和下轨道,该上、下轨道平行放置且与水平面平行,上轨道和下轨道均与导轨立柱相连,该导轨立柱下部固定于地面上。
3.如权利要求1中所述自由调整外设轨道型缠绕机器人装置,其特征在于,所述缠绕机器人的行走体由上行走体和下行走体组成,上、下行走体均通过行走体支架铰接于缠绕机器人的框架上,上行走体支架上装有行走承载轮和行走导向轮,该行走承载轮落于前述外设轨道的上轨道上面,该行走导向轮与前述外设轨道的上轨道侧面接触;下行走体支架上装有行走导向轮,该行走导向轮与前述外设轨道的下轨道侧面接触;缠绕机器人的行走电机安装在框架上,其输出轴上装有链轮,该链轮与安装在前述外设轨道的上轨道侧面的链条组成链传动机构。
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