CN102935475A - 单提升臂六自由度锻造操作机 - Google Patents
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Abstract
单提升臂六自由度锻造操作，其夹钳与钳杆铰接，前、后连接件分别与钳杆和前、中左右直线驱动器固联，前悬挂杆与前左右直线驱动器和前提升臂铰接，前提升臂与大车车架铰接，升降直线驱动器与前提升臂和大车车架铰接，俯仰直线驱动器与后左右直线驱动器固联，且与钳杆铰接，后左右直线驱动器与大车车架铰接，升降直线驱动器与前提升臂和大车车架铰接，后悬挂杆与中左右直线驱动器和协调件铰接，方案一的协调件与前、后悬挂杆铰接，前后直线驱动器与协调件和大车车架铰接，方案二的前后直线驱动器与前悬挂杆和协调件铰接，协调件与大车车架铰接。本发明采用单提升臂结构，减少能量损耗，且全部使用低副连接，降低加工制造和维护成本。
Description
技术领域 本发明涉及一种锻造操作机。
背景技术 锻造操作机是大型锻造压力加工的基本工具之一，是实现锻压生产机械化、自动化的一项主要设备，与锻压机配合使用。目前的锻造操作机有钢丝绳悬挂式、多杆机构组合式等。钢丝绳悬挂式锻造操作机操作能力较小，用于小型锻造，多杆机构组合式锻造操作机操作能力大，用于大型锻造。经检索发现，申请公布号为CN 101879571 A的中国专利公开了一种后悬挂杆斜置式锻造操作机提升机构，采用双提升臂机构，虽然机构的提升承载能力得到加强，但增加了从驱动器到夹钳的传递运动构件数，从而加大了运动传递过程中的能量损耗，降低了操作机的机械效率；且这种操作机后悬挂部分仅有一对后悬挂杆用球铰与钳杆后部相连，后悬挂杆和连接球铰受力过大，降低了该操作机的整体承载能力。目前，也有一些锻造操作机采用低副连接，如DYH系列锻造操作机各连接处均采用低副连接，但是不能满足全方位六自由度的锻造要求；且有些机构存在过约束，使其加工与装配较为困难。
发明内容 本发明的目的在于提供一种能减少能量损耗，具有六个自由度的锻造操作机。本发明主要包括大车移动及旋转装置、夹钳自转装置、提升装置、俯仰装置、前后缓冲装置和左右缓冲装置。
其中，大车移动及旋转装置包括：大车底盘、大车车架及移动机构。大车底盘通过铰链与大车车架底部连接，移动机构安装在大车底盘上，该移动机构可以是移动副也可以是车轮。
所述夹钳装置包括：钳杆和夹钳。夹钳后端通过铰链与钳杆前端连接，该钳杆的前端固联在前连接件的中心孔内，该钳杆的中部固联在后连接件的中心孔内。
所述提升装置包括：上述前连接件、后连接件、前提升臂、一对升降直线驱动器、一对前悬挂杆和一对后悬挂杆。其有两种连接方式，第一种方式是上述前连接件的两侧与一对前左右直线驱动器的一端固联，该前左右直线驱动器的另一端通过铰链与一对前悬挂杆的一端相连，该前悬挂杆的另一端通过铰链与前提升臂的一端相连，其另一端通过铰链与一对升降直线驱动器的一端相连，该一对升降直线驱动器的另一端通过铰链连接在大车车架两侧壁上，上述前提升臂的一部位通过铰链连接在大车车架两侧壁上，上述前悬挂杆的一部位通过铰链与一对协调件的一端相连，该一对协调件的一部位通过铰链与一对后悬挂杆的一端相连，该一对后悬挂杆的另一端通过铰链与一对中左右直线驱动器的一端相连，该中左右直线驱动器的另一端固联在后连接件的两侧，上述钳杆的中部固联在该后连接件的中心孔。第二种方式是上述前连接件的两侧与一对前左右直线驱动器的一端固联，该前左右直线驱动器的另一端通过铰链与一对前悬挂杆的一端相连，该前悬挂杆的另一端通过铰链与前提升臂的一端相连，该前提升臂的另一端通过铰链与一对升降直线驱动器的一端相连，该升降直线驱动器的另一端通过铰链连接在大车车架两侧壁上，上述前提升臂的一部位通过铰链连接在大车车架两侧壁上，协调件的一端通过铰链与一对后悬挂杆的一端相连，该后悬挂杆的另一端通过铰链与一对中左右直线驱动器的一端相连，该中左右直线驱动器的另一端固联在后连接件两侧，上述钳杆的中部固联在该后连接件的中心孔内。
所述俯仰装置包括：俯仰直线驱动器。俯仰直线驱动器的一端通过铰链与上述钳杆的后端相连，该俯仰直线驱动器的另一端固联在后左右直线驱动器的中部，该后左右直线驱动器的两端通过铰链连接在大车车架两侧壁上。
所述左右缓冲装置包括：上述一对与前连接件固联的前左右直线驱动器、上述一对与后连接件固联的中左右直线驱动器和与俯仰直线驱动器固联的后左右直线驱动器。
所述前后缓冲装置包括：一对前后直线驱动器。上述第一种方式中的一对前后直线驱动器一端通过铰链与上述协调件的另一端相连，其另一端通过铰链连接在大车车架两侧壁上。上述第二种方式中的一对前后直线驱动器一端通过铰链与上述前悬挂杆的一部位相连，其另一端通过铰链与上述协调件的另一端相连，上述协调件的一部位通过铰链连接在大车车架两侧壁上。
上述一对后悬挂杆、一对与前悬挂杆铰接的协调件、一对升降直线驱动器、一对前后直线驱动器、一对前悬挂杆、一对前左右直线驱动器和一对中左右直线驱动器均左右对称安装在大车车架上。
上述第一种连接方式的锻造操作机的升降运动过程：一对升降直线驱动器推动前提升臂，带动一对前悬挂杆、一对前左右直线驱动器、前连接件、一对协调件、一对后悬挂杆、一对中左右直线驱动器及后连接件做上下同步运动，从而带动钳杆前端和中部做升降运动，同时俯仰直线驱动器直接推动钳杆，带动钳杆后端做升降运动，进而带动钳杆和夹钳做升降运动。前后运动过程：先由移动机构直接驱动大车底盘与大车车架，带动锻造操作机整体做前后运动，当锻造操作机夹钳接近预期位置时，再由一对前后直线驱动器推动一对协调件，进而推动一对前悬挂杆，带动一对前左右直线驱动器、前连接件、一对后悬挂杆、一对中左右直线驱动器及后连接件做前后往返运动，进而带动钳杆及夹钳做前后运动。俯仰运动过程：俯仰直线驱动器推动钳杆后端做上下仰俯运动，而前左右直线驱动与前悬挂杆相连的铰链轴线位置保持不变，从而带动钳杆及夹钳做俯仰运动。横移运动过程：一对前左右直线驱动器、一对中左右直线驱动器和一对后左右直线驱动器分别同向驱动前连接件、后连接件及俯仰直线驱动器，带动钳杆与夹钳做横向运动。夹钳自转过程：通过驱动夹钳后端使其绕后端铰链轴线做旋转运动。摆动运动过程：通过驱动大车车架底部使其绕底部铰链轴线转动，带动锻造操作机整体摆动，实现夹钳稳定的摆动运动。
上述第二种连接方式的锻造操作机的升降运动过程：一对升降直线驱动器推动前提升臂，带动一对前悬挂杆、一对前左右直线驱动器、前连接件、一对中左右直线驱动器及后连接件做上下同步运动，从而带动钳杆前端和中部做升降运动，同时俯仰直线驱动器直接推动钳杆，带动钳杆后端做升降运动，进而带动钳杆和夹钳做升降运动。前后运动过程：先由移动机构直接驱动大车底盘与大车车架，带动锻造操作机整体做前后运动，当锻造操作机夹钳接近预期位置时，再由一对前后直线驱动器推动一对前悬挂杆，带动一对前左右直线驱动器、前连接件、一对后悬挂杆、一对中左右直线驱动器及后连接件做前后往返运动，进而带动钳杆及夹钳做前后运动。俯仰运动过程：俯仰直线驱动器推动钳杆后端做上下仰俯运动，而前左右直线驱动与前悬挂杆相连的铰链轴线位置保持不变，从而带动钳杆及夹钳做俯仰运动。横移运动过程：一对前左右直线驱动器、一对中左右直线驱动器和一对后左右直线驱动器分别同向驱动前连接件、与后连接件及俯仰直线驱动器，带动钳杆与夹钳做横向运动。夹钳自转过程：通过驱动夹钳后端使其绕后端铰链轴线做旋转运动。摆动运动过程：通过驱动大车车架底部使其绕底部铰链轴线转动，带动锻造操作机整体摆动，实现夹钳稳定的摆动运动。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明中提升装置中采用单提升臂结构，减少了提升运动传递过程中的能量损耗，提高了操作机的机械效率。
2、本发明的夹钳具有六个自由度，可夹持被锻工件在各种方位和各种姿态下进行灵活锻造。
3、本发明中连接部位均使用低副，避免了使用球铰等高副而导致的承载能力差，降低了加工和制造成本。
附图说明
图1是本发明实施例1的主视示意简图。
图2是图1中大车车架内部立体示意简图。
图3是本发明实施例2的主视示意简图。
图4是图3中大车车架内部立体示意简图。
图中：1-大车车架、2-大车底盘、3-车轮、4-升降直线驱动器、5-俯仰直线驱动器、6-前后直线驱动器、7-前悬挂杆、8-协调件、9-前左右直线驱动器、10-后左右直线驱动器、11-前连接件、12-夹钳、13-后连接件、14-中左右直线驱动器、15-钳杆、16-前提升臂、17-后悬挂杆。
具体实施方式
实施例1
在图1和图2所示的单提升臂六自由度锻造操作机的示意简图中，大车车架1底部通过铰链与大车底盘2连接，车轮3对称安装在大车底盘的底部。夹钳12后端通过铰链与钳杆15前端连接，该钳杆前端固联在前连接件11的中心通孔内，该前连接件的两侧与一对前左右直线驱动器9的一端固联，该一对前左右直线驱动器的另一端分别通过铰链与一对前悬挂杆7的一端相连，该一对前悬挂杆的另一端分别通过铰链与前提升臂16的一端相连，该前提升臂的另一端通过铰链与一对升降直线驱动器4的一端相连，该一对升降直线驱动器的另一端分别通过铰链D连接在大车车架两侧壁上，上述前提升臂的一部位通过铰链A连接在大车车架两侧壁上，上述前悬挂杆的一部位分别通过铰链与一对协调件8的一端相连，该一对协调件的一部位通过铰链与一对后悬挂杆17的一端相连，该一对后悬挂杆的另一端通过铰链与一对中左右直线驱动器14的一端相连，该一对中左右直线驱动器的另一端固联在后连接件13的两侧，上述钳杆中部固联在该后连接件的中心孔内，上述钳杆的后端通过铰链与俯仰直线驱动器5的一端相连，该俯仰直线驱动器的另一端固联在后左右直线驱动器10的中部，该后左右直线驱动器的两侧通过铰链B连接在大车车架两侧壁上，上述一对协调件的另一端分别通过铰链与一对前后直线驱动器6的一端相连，该一对前后直线驱动器的另一端分别通过铰链C连接在大车车架两侧壁上。
上述一对后悬挂杆、一对协调件、一对升降直线驱动器、一对前后直线驱动器、一对前悬挂杆、一对前左右直线驱动器、一对中左右直线驱动器均左右对称安装在大车车架上。
实施例2
在图3和图4所示的单提升臂六自由度锻造操作机的示意简图中，大车车架1底部通过铰链与大车底盘2连接，车轮3对称安装在大车底盘的底部。夹钳12后端通过铰链与钳杆15前端连接，该钳杆前端固联在前连接件11的中心通孔内，该前连接件的两侧与一对前左右直线驱动器9的一端固联，该一对前左右直线驱动器的另一端分别通过铰链与一对前悬挂杆7的一端相连，该一对前悬挂杆的另一端分别通过铰链与前提升臂16的一端相连，该前提升臂的另一端通过铰链与一对升降直线驱动器4的一端相连，该一对升降直线驱动器的另一端分别通过铰链D连接在大车车架两侧壁上，上述前提升臂的一部位通过铰链A连接在大车车架两侧壁上；上述一对前悬挂杆的一部位通过铰链与一对前后直线驱动器6的一端相连，该一对前后直线驱动器的另一端分别通过铰链与协调件8的一端相连，该协调件的一部位通过铰链C连接在大车车架两侧壁上，上述协调件的另一端通过铰链与一对后悬挂杆17的一端相连，该一对后悬挂杆的另一端通过铰链与一对中左右直线驱动器14的一端相连，该一对中左右直线驱动器的另一端固联在后连接件13的两侧，上述钳杆的中部固联在该后连接件的中心孔内，上述钳杆的后端通过铰链与俯仰直线驱动器5的一端相连，该俯仰直线驱动器的另一端固联在后左右直线驱动器10的中部，该后左右直线驱动器的两侧通过铰链B连接在大车车架两侧壁上。
上述一对后悬挂杆、一对升降直线驱动器、一对前后直线驱动器、一对前悬挂杆、一对前左右直线驱动器、一对中左右直线驱动器均左右对称安装在大车车架上。
Claims (4)
1.一种单提升臂六自由度锻造操作机，包括大车移动及旋转装置、夹钳自转装置、提升装置、俯仰装置、前后缓冲装置和左右缓冲装置,其特征是：大车车架底部通过铰链与大车底盘连接，移动机构安装在大车底盘上，夹钳后端通过铰链与钳杆前端连接，该钳杆前端固联在前连接件的中心通孔内，该前连接件的两侧与一对前左右直线驱动器的一端固联，该一对前左右直线驱动器的另一端分别通过铰链与一对前悬挂杆的一端相连，该一对前悬挂杆的另一端分别通过铰链与前提升臂的一端相连，该前提升臂的另一端通过铰链与一对升降直线驱动器的一端相连，该一对升降直线驱动器的另一端分别通过铰链连接在大车车架两侧壁上，上述前提升臂的一部位通过铰链连接在大车车架两侧壁上，上述一对前悬挂杆的一部位通过铰链分别与一对协调件的一端相连，该一对协调件的一部位通过铰链与一对后悬挂杆的一端相连，该一对后悬挂杆的另一端通过铰链与一对中左右直线驱动器的一端相连，该一对中左右直线驱动器的另一端固联在后连接件的两侧，上述钳杆的中部固联在该后连接件的中心孔内，上述钳杆的后端通过铰链与俯仰直线驱动器的一端相连，该俯仰直线驱动器的另一端固联在后左右直线驱动器的中部，该后左右直线驱动器的两侧通过铰链连接在大车车架两侧壁上，上述一对协调件的另一端分别通过铰链与一对前后直线驱动器的一端相连，该一对前后直线驱动器的另一端分别通过铰链连接在大车车架两侧壁上。
2.根据权利要求1所述的单提升臂六自由度锻造操作机，其特征是：所述一对后悬挂杆、一对协调件、一对升降直线驱动器、一对前后直线驱动器、一对前悬挂杆、一对前左右直线驱动器和一对中左右直线驱动器均左右对称安装在大车车架上。
3.一种单提升臂六自由度锻造操作机，包括大车移动及旋转装置、夹钳自转装置、提升装置、俯仰装置、前后缓冲装置和左右缓冲装置，其特征是：大车车架底部通过铰链与大车底盘连接，移动机构安装在大车底盘上，夹钳后端通过铰链与钳杆前端连接，该钳杆前端固联在前连接件的中心通孔内，该前连接件的两侧分别与一对前左右直线驱动器的一端固联，该一对前左右直线驱动器的另一端分别通过铰链与一对前悬挂杆的一端相连，该一对前悬挂杆的另一端分别通过铰链与前提升臂的一端相连，该前提升臂的另一端通过铰链与一对升降直线驱动器的一端相连，该一对升降直线驱动器的另一端分别通过铰链连接在大车车架两侧壁上，上述前提升臂的一部位通过铰链连接在大车车架两侧壁上；上述一对前悬挂杆的一部位通过铰链与一对前后直线驱动器的一端相连，该一对前后直线驱动器的另一端分别通过铰链与协调件的一端相连，该协调件的一部位通过铰链连接在大车车架两侧壁上，上述协调件的另一端通过铰链与一对后悬挂杆的一端相连，该一对后悬挂杆的另一端通过铰链与一对中左右直线驱动器的一端相连，该一对中左右直线驱动器的另一端固联在后连接件的两侧，上述钳杆的中部固联在该后连接件的中心孔内，上述钳杆的后端通过铰链与俯仰直线驱动器的一端相连，该俯仰直线驱动器的另一端固联在后左右直线驱动器的中部，该后左右直线驱动器的两侧通过铰链连接在大车车架两侧壁上。
4.根据权利要求3所述的单提升臂六自由度锻造操作机，其特征是：所述一对后悬挂杆、一对升降直线驱动器、一对前后直线驱动器、一对前悬挂杆、一对前左右直线驱动器和一对中左右直线驱动器均左右对称安装在大车车架上。
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