CN102501126B - 翻转机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可简化翻转部分结构的翻转机。该翻转机包括与回转驱动装置连接的翻转架，该翻转架上安装有上夹紧装置和下夹紧装置，所述上夹紧装置和下夹紧装置之间具有被翻转工件的容置空间，所述翻转架的一侧是敞开的以便通过设置在该侧并与翻转架相互独立的水平输送机构将被翻转工件水平送入所述容置空间内，该水平输送机构上用于承载被翻转工件的部分设有可使下夹紧装置的夹持部分穿过而与被翻转工件接触的通槽。由于本发明采用被翻转工件的独立水平输送方式，因此可以有效减小翻转部分的尺寸、重量，减小装置的转动惯量和占用高度空间，减少了不安全环节，提高了安全性。

Description

翻转机

技术领域

本发明涉及一种适用于大型螺旋桨翻身作业的翻转机。

背景技术

螺旋桨在制造过程中，需要进行多次的翻身作业。由于螺旋桨特殊的几何形状，使得螺旋桨的翻身作业难度很大。专利文献(下称参考文件)CN101829926A公开了一种特大型船用螺旋桨翻转机，并具体公开了：翻转机包括与回转驱动装置连接的翻转架(参考文件称之为上下桁架)，该翻转架上安装有上夹紧装置和下夹紧装置(参考文件称之为上定位夹紧机构和下定位夹紧机构)，上夹紧装置和下夹紧装置之间具有螺旋桨的容置空间，且上夹紧装置安装在上行走机构上，下夹紧装置安装在下行走机构上，上行走机构和下行走机构又分别安装在上下桁架的导轨上并可通过安全锁紧机构分别锁定在上下桁架上。由于该翻转机是将上下定位夹紧机构、行走机构、安全锁紧机构一起整合在上下桁架上构成一体式的翻转部分，使得参与翻转的机构较多，导致该翻转部分的整体尺寸、重量偏大，各机构间的连接环节和传力环节较多，因此该翻转部分的占用高度空间大，不安全环节多。

发明内容

本发明旨在提供一种可简化翻转部分结构的翻转机。

为此，该翻转机包括与回转驱动装置连接的翻转架，该翻转架上安装有上夹紧装置和下夹紧装置，所述上夹紧装置和下夹紧装置之间具有被翻转工件的容置空间，所述翻转架的一侧是敞开的以便通过设置在该侧并与翻转架相互独立的水平输送机构将被翻转工件水平送入所述容置空间内，该水平输送机构上用于承载被翻转工件的部分设有可使下夹紧装置的夹持部分穿过而与被翻转工件接触的通槽。该翻转机采用如下方式将被翻转工件装卸于翻转架上：首先，将被翻转工件吊运至水平输送机构的支撑平台上并平躺放置；然后，通过水平输送机构将被翻转工件水平送入上夹紧装置和下夹紧装置之间的容置空间内；此后，上夹紧装置的夹持部分和下夹紧装置的夹持部分分别动作从而与被翻转工件接触，使被翻转工件夹紧于翻转架上，水平输送机构随即退出；启动回转驱动装置带动翻转架翻转180度；翻转后再通过水平输送机构将被翻转工件运出翻转架，完成一个工作循环。由于本发明采用被翻转工件的独立水平输送方式，因此翻转架的结构被简化，可以有效减小翻转部分的尺寸、重量，减小装置的转动惯量和占用高度空间，减少了不安全环节，提高了安全性。

由于通常要求被翻转工件能够准确安装于翻转架上，因此在将被翻转工件送入翻转架时必须考虑到被翻转工件在水平输送机构上放置位置准确性的问题。对比，可以通过人为调整的方式来确保被翻转工件在水平输送机构上的放置位置度，但这种做法的准确性较低。因此，本发明还在上述技术方案的基础上，做出如下改进：所述水平输送机构包括用于使被翻转工件在水平X轴方向上运动的第一执行机构和在水平Y轴方向上运动的第二执行机构，所述第一执行机构和第二执行机构分别与水平位移补偿装置相连，该水平位移补偿装置根据被翻转工件在水平输送机构上的实际放置位置来确定将被翻转工件送入所述容置空间时第一执行机构在水平X轴方向上的进给量以及第二执行机构在水平Y轴方向上的进给量。通过水平位移补偿装置能够对被翻转工件在水平输送机构上放置误差进行检测，并通过控制第一执行机构在水平X轴方向上的进给量以及第二执行机构在水平Y轴方向上的进给量对上述误差进行补偿，从而确保被翻转工件与翻转架之间在水平X轴方向上和水平Y轴方向上的定位精度。

作为优选，所述水平位移补偿装置包括设置在水平X轴方向上的第一激光探头以及设置在水平Y轴方向上的第二激光探头，所述第一激光探头、第二激光探头分别与控制器相连，该控制器根据第一激光探头的检测信号来控制所述第一执行机构，并根据第二激光探头的检测信号来控制所述第二执行机构。该水平位移补偿装置的工作原理为：首先根据被翻转工件的形状确定它在水平X轴方向上的基准面和在水平Y轴方向上的基准面(对于螺旋桨而言，由于螺旋桨桨毂为旋转体，可以螺旋桨桨毂的边缘作为基准面)，然后使被翻转工件相对第一激光探头在水平X轴方向上运动，当第一激光探头探测到被翻转工件在水平X轴方向上的基准面时，被翻转工件在水平X轴方向上的位置即被确定；同理，可以确定被翻转工件在水平Y轴方向上的位置，进而得到被翻转工件在水平面上的坐标；由于被翻转工件在水平面上的坐标已知，这样控制器就可以准确计算出第一执行机构和第二执行机构的进给量，使被翻转工件能够准确送入翻转架中的容置空间内。

此外，为了尽可能的减小装置的占用高度空间并改善翻转架的受力，所述回转驱动装置的旋转中心线与翻转架的几何中心重合，并且，所述上夹紧装置和下夹紧装置的工作行程可使经上夹紧装置和下夹紧装置夹持后的被翻转工件的重心靠近该回转驱动装置的旋转中心线。这种设计可使翻转架的几何中心、被翻转工件的重心以及回转驱动装置的旋转中心线尽可能的重合，由此降低偏心距，提高装置的安全性，减小装置的占用高度并改善其受力。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

图1为本发明翻转机的主视图。

图2为图1的左视图。

图3为图1的俯视图。

图1-3中分别标有水平X轴、Y轴以及竖直Z轴的方向。

图4为本发明翻转机中水平位移补偿装置的控制原理图。

图中标记为：翻转架1、上夹紧装置2a、下夹紧装置2b、被翻转工件3、水平输送机构4、门机41、电机42、小车43、支架44、液压缸45、通槽46、回转驱动装置5、第一激光探头5a、第二激光探头5b、控制器6、容置空间7、旋转中心线8、重心D1、中心轴D2。

具体实施方式

如图1-3所示，其中的被翻转工件3为大型螺旋桨，下面以该大型螺旋桨的翻转作业为例对本发明翻转机的具体结构和使用方法进行具体的描述。本发明中的术语“上、下、左、右、前、后”均为基于附图的位置关系，不能解释为对本发明的限制。

图1为本发明翻转机的主视图，图中可见翻转架1，该翻转架1被支撑于地面上，其左侧与回转驱动装置5连接，该翻转架1上安装有上夹紧装置2a和下夹紧装置2b，上夹紧装置2a和下夹紧装置2b之间具有被翻转工件3的容置空间7；该翻转架1的前后是敞开的，并且在翻转架1的前侧设有一水平输送机构4，水平输送机构4上平躺放置一待翻转的螺旋桨，该螺旋桨的桨毂内孔的轴线与上夹紧装置2a和下夹紧装置2b的轴线是平行的；上夹紧装置2a和下夹紧装置2b均由夹紧液压缸驱动头部的夹紧头实现夹紧目的，且上夹紧装置2a和下夹紧装置2b的宽度尺寸是一致的。在图1中，水平输送机构4包括第一执行机构和第二执行机构，其中，第一执行机构由导轨、小车43以及用于驱动该小车43沿其导轨在水平X轴方向上运动的液压缸45组成；结合图1、2可以看出，第二执行机构由导轨、门机41以及用于驱动该门机41沿其导轨在水平Y轴方向上运动的电机42组成；第一执行机构的导轨、小车43、液压缸45安装在门机41的上平台上。为防止螺旋桨压坏小车43，小车43上还放有一支架44，该支架44、小车43以及门机41的上平台上均有一上下贯通的通槽46，其宽度至少略大于下夹紧装置2b的夹持部分的宽度，以便下夹紧装置2b的夹持部分能够从该通槽46穿过而与螺旋桨的桨毂内孔接触配合；所述支架44的厚度根据螺旋桨的厚度来确定。图2为图1的左视图，图中可以看出水平输送机构4和螺旋桨正位于翻转架1的外侧，只有当水平输送机构4沿水平Y轴方向朝翻转架1运动时，才能将螺旋桨送入上夹紧装置2a和下夹紧装置2b之间的容置空间7。因此，对于水平输送机构4而言，门机41的进给量将决定螺旋桨在水平Y轴方向上的位置，而小车43的进给量将决定螺旋桨在水平X轴方向上的位置。

图3是图1的俯视图，从图中可以看出，只有当螺旋桨的重心D1(由于螺旋桨是旋转体，因此螺旋桨的重心D1也是其几何中心)与上夹紧装置2a和下夹紧装置2b中心轴D2重合时才能保证上夹紧装置2a的夹持部分和下夹紧装置2b的夹持部分分别与螺旋桨的桨毂内孔接触配合从而将螺旋桨夹紧，这就要求对螺旋桨送入时的坐标进行精确的控制。当然，对于其他大型工件而言，并不一定需要对被翻转工件3进行高精度的定位，甚至是对于图1-3中所示的螺旋桨，在将该螺旋桨送入翻转架1以前通过人工方式摆正螺旋桨在水平输送机构4位置也是可行的一种办法。总之，通过一套检测、定位措施实现螺旋桨的高精度自动定位将是更理想解决方案。对此，本发明还将上述第一执行机构和第二执行机构分别与水平位移补偿装置相连，该水平位移补偿装置根据被翻转工件3在水平输送机构4上的实际放置位置来确定将被翻转工件3送入所述容置空间7时第一执行机构在水平X轴方向上的进给量以及第二执行机构在水平Y轴方向上的进给量。具体而言，如图3所示，该水平位移补偿装置包括设置在水平X轴方向上的第一激光探头5a以及设置在水平Y轴方向上的第二激光探头5b，所述第一激光探头5a、第二激光探头5b分别与控制器6相连，该控制器6根据第一激光探头5a的检测信号来控制所述第一执行机构，并根据第二激光探头5b的检测信号来控制所述第二执行机构。

下面结合图3、图4对水平位移补偿装置的具体工作方式进行说明。螺旋桨桨毂为旋转体，因此可以设定螺旋桨桨毂的边缘作为基准面；第一激光探头5a与上夹紧装置2a和下夹紧装置2b中心轴D2之间在水平X轴方向上的距离X1是已知的，第二激光探头5b与上夹紧装置2a和下夹紧装置2b中心轴D2之间在水平Y轴方向上的距离Y1也是已知的，同时，门机41和小车43的位置也通过一套位移测量系统与上夹紧装置2a和下夹紧装置2b中心轴D2之间建立相对坐标；在将螺旋桨放置在支架44上以后(此过程需依靠操作者初步控制好放置位置)，然后使螺旋桨相对第一激光探头5a在水平X轴方向上运动，这个过程既可以固定螺旋桨而使第一激光探头5a在水平X轴方向上运动，也可以固定第一激光探头5a而通过小车43使螺旋桨在水平X轴方向上运动，当第一激光探头5a测到螺旋桨在水平X轴方向上的基准面时，通过螺旋桨相对第一激光探头5a在水平X轴方向上的运动量以及距离X1就能够计算出螺旋桨的重心D1在水平X轴方向上的位置，同理，就可以确定螺旋桨的重心D1在水平Y轴方向上的位置，进而得到螺旋桨在水平面上的坐标；由于螺旋桨在水平面上的坐标已知，这样控制器6就可以准确的控制液压缸45和电机42的工作，使小车43和门机41以计算好的进给量运动。

通过水平输送机构4将螺旋桨准确送入容置空间7后，上夹紧装置2a的夹持部分向下运动，下夹紧装置2b的夹持部分向上运动，从而夹住螺旋桨，水平输送机构4随即退出，启动回转驱动装置5带动翻转架1翻转180度，翻转后，水平输送机构4再次进入容置空间7，此时上夹紧装置2a进入到通槽46中，螺旋桨随后由上夹紧装置2a和下夹紧装置2b放置到支架44上，然后再通过水平输送机构4将螺旋桨运出翻转架1，此后回转驱动装置5带动翻转架1回转180度复位，从而完成一个工作循环。

在对螺旋桨进行翻转以前，当水平输送机构4退出容置空间7后，被夹紧于上夹紧装置2a和下夹紧装置2b之间的螺旋桨还要再进行一次在竖直Z方向上的调整，以使该螺旋桨的重心D1能够趋近于回转驱动装置5的旋转中心线8上。由于此时螺旋桨还未加工完成，其实际的重心是难以确定的，因此，通过上夹紧装置2a和下夹紧装置2b对螺旋桨在竖直Z方向上的调整只能根据设计的情况进行初略的估计，因此该调整只能保证螺旋桨的重心“靠近”该回转驱动装置5的旋转中心线8。显然，要实现这种调整，必然要求上夹紧装置2a和下夹紧装置2b的工作行程可使经上夹紧装置2a和下夹紧装置2b夹持后的螺旋桨的重心靠近回转驱动装置5的旋转中心线8。此外，回转驱动装置5的旋转中心线8最好与翻转架1的几何中心重合，这样，就使得翻转架的几何中心、螺旋桨的重心以及回转驱动装置5的旋转中心线8尽可能的重合，由此降低偏心距，提高装置的安全性，减小装置的占用高度并改善其受力。

Claims (2)

1.翻转机，包括与回转驱动装置（5）连接的翻转架（1），该翻转架（1）上安装有上夹紧装置（2a）和下夹紧装置（2b），所述上夹紧装置（2a）和下夹紧装置（2b）之间具有被翻转工件（3）的容置空间（7），其特征在于：所述翻转架（1）的一侧是敞开的以便通过设置在该侧并与翻转架（1）相互独立的水平输送机构（4）将被翻转工件（3）水平送入所述容置空间（7）内，该水平输送机构（4）上用于承载被翻转工件（3）的部分设有可使下夹紧装置（2b）的夹持部分穿过而与被翻转工件（3）接触的通槽（46）；所述水平输送机构（4）包括用于使被翻转工件（3）在水平X轴方向上运动的第一执行机构和在水平Y轴方向上运动的第二执行机构，所述第一执行机构和第二执行机构分别与能够对被翻转工件在水平输送机构上放置误差进行检测的水平位移补偿装置相连，该水平位移补偿装置根据被翻转工件（3）在水平输送机构（4）上的实际放置位置来确定将被翻转工件（3）送入所述容置空间（7）时第一执行机构在水平X轴方向上的进给量以及第二执行机构在水平Y轴方向上的进给量；所述水平位移补偿装置包括设置在水平X轴方向上的第一激光探头（5a）以及设置在水平Y轴方向上的第二激光探头（5b），所述第一激光探头（5a）、第二激光探头（5b）分别与控制器（6）相连，该控制器（6）根据第一激光探头（5a）的检测信号来控制所述第一执行机构，并根据第二激光探头（5b）的检测信号来控制所述第二执行机构；第一激光探头（5a）与上夹紧装置（2a）和下夹紧装置（2b）中心轴（D2）之间在水平X轴方向上的距离（X1）是已知的，第二激光探头（5b）与上夹紧装置（2a）和下夹紧装置（2b）中心轴（D2）之间在水平Y轴方向上的距离（Y1）也是已知的，同时，第一执行机构和第二执行机构的位置也通过一套位移测量系统与上夹紧装置（2a）和下夹紧装置（2b）中心轴（D2）之间建立相对坐标，将被翻转工件（3）放置在水平输送机构（4）上以后，使被翻转工件（3）相对第一激光探头（5a）在水平X轴方向上运动，当第一激光探头（5a）测到被翻转工件（3）在水平X轴方向上的基准面时，通过被翻转工件（3）相对第一激光探头（5a）在水平X轴方向上的运动量以及第一激光探头（5a）与上夹紧装置（2a）和下夹紧装置（2b）中心轴（D2）之间在水平X轴方向上的距离（X1）就能够计算出被翻转工件（3）在水平X轴方向上的位置，同理，就可以确定被翻转工件（3）在水平Y轴方向上的位置，进而得到被翻转工件（3）在水平面上的坐标，由于被翻转工件（3）在水平面上的坐标已知，这样控制器（6）控制第一执行机构和第二执行机构以计算好的进给量运动。

2.如权利要求1所述的翻转机，其特征在于：所述回转驱动装置（5）的旋转中心线（8）与翻转架（1）的几何中心重合，并且，所述上夹紧装置（2a）和下夹紧装置（2b）的工作行程可使经上夹紧装置（2a）和下夹紧装置（2b）夹持后的被翻转工件（3）的重心靠近该回转驱动装置（5）的旋转中心线（8）。