CN102950589B - 一种串联式大型螺旋桨翻转机械手 - Google Patents

Abstract

本发明是一种串联式大型螺旋桨翻转机械手，本发明由移动驱动马达、螺旋丝杠机构、基座、液压动力源和左右对称的两个串联式机械手组成。每个机械手由移动平台及运动驱动系统、翻转驱动-动力-运动传递系统、机架、芯轴及轴孔保护装置、芯轴夹紧系统、翻转托板及其附属机构组成，该机械手在计算机控制下使每个机械手的芯轴及套在芯轴上的螺旋桨翻转90°，左、右两个机械手可使螺旋桨翻转180°，满足翻身要求。该机械手主要用于解决大型螺旋桨制造、检测、安装过程中的翻身问题，并可用于诸如其它大型短转子的翻身问题，克服传了统方法工作效率低、安全性难以保障的不足，更好的解决大型螺旋桨在制造、检测、安装过程中的翻身问题。

Description

一种串联式大型螺旋桨翻转机械手

技术领域

本发明涉及的是一种大型螺旋桨翻转装置，特别是指在大型转子制造、检测、安装过程中所用到的串联翻转机械手。

背景技术

随着船舶的大型化，用于船舶上的螺旋桨的尺度和重量越来越大，小到几十公斤，大到上百吨不等，其制造、检测、安装过程中的翻转问题非常棘手，传统的天车起吊对翻转问题不仅工作效率很低，而且存在严重的安全隐患。为了克服传统方法效率低下、对工人、设备的安全性难以保障的不足，我们迫切的需要一种新的技术、方法和装备。

发明内容

   本发明旨在解决大型转子翻转过程中存在的问题，从而克服上述设备的技术缺点，开发一种可以连续工作的串联式大型螺旋桨翻转机械手。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明包括移动驱动马达、螺旋丝杠机构、基座、液压动力源和左右对称的两个串联式机械手；螺旋丝杠机构的丝杠两端固定在基座上，移动驱动马达固定在基座的一侧。

串联式机械手包括支撑移动装置、翻转支撑装置、驱动装置。

所述支撑移动装置包括移动平台、机架、移动平台滚轮、双滚动导轨和基座；丝杠机构通过铰链固定在基座上部，机架通过铰链固定在移动平台上部；双滚动导轨通过铰链固定在基座上部，与螺旋丝杠机构的丝杠平行；移动平台滚轮固定在移动平台下部，螺旋丝杠机构驱动移动平台滚轮在双滚动导轨上运动，从而带动移动平台，使移动平台带动机架在导轨上作安全连续性运动。

所述翻转装置包括支撑机架、机架-翻转托板铰链、翻转托板驱动铰链、螺旋桨、轴孔保护装置、芯轴、翻转托板、上增力杆、下增力杆和增力杆驱动铰链；增力杆为液压缸直推式翻转机构；支撑机架为由斜支撑杆、竖直支撑杆和移动平台组成的直角三角形桁架，支撑机架的顶端通过通过机架-翻转托板铰链与翻转托板的中间链接；芯轴穿过过翻转托板上开设的圆孔与翻转托板链接；所述下增力杆一端通过增力杆驱动铰链与移动平台链接，另一端通过增力杆驱动铰链与上增力杆的一端链接；上增力杆的另一端通过翻转托板驱动铰链与翻转托板链接，支撑机架，螺旋桨套在芯轴上，轴孔保护装置套在芯轴外侧。

所述驱动装置包括翻转驱动液压缸和芯轴夹紧液压缸；翻转驱动液压缸一端通过增力杆驱动铰链与机架链接，另一端通过增力杆驱动铰链与上增力杆和下增力杆铰接处链接，带动上增力杆和下增力杆运动； 2个芯轴夹紧液压缸固定在翻转托板上侧，2个芯轴夹紧液压缸的活塞杆斜向下运动，2个活塞杆的夹角为60°，2个活塞杆的顶端设有压力传感器。

液压动力源为移动驱动马达、翻转驱动液压缸和芯轴夹紧液压缸提供动力。

计算机控制系统控制液压动力源、驱动移动驱动马达、翻转驱动液压缸和芯轴夹紧液压缸。通过手动和自动的方式实现螺旋桨的翻转、定位、夹紧及安全保护功能。

所述的串联式大型螺旋桨翻转机械手横向移动平台的移动可采用电机驱动丝杠机构实现，也可以通过液压缸直驱方式来实现两机械手的相向会合或相背分离。

所述串联式大型螺旋桨翻转机械手对翻转托板的驱动采液压缸及增力机构实现翻转驱动与锁紧，改善了翻转托板、芯轴、螺旋桨翻转过程中的受力状态。

本发明的有益效果是，本发明解决了大型螺旋桨制造、检测、安装过程中的翻转问题，并可用于诸如其它大型短转子的翻转问题，特设上下增力杆用于克服传统方法工作效率低、安全性难以保障的不足，更好的解决了大型螺旋桨在制造、检测、安装过程中的翻转问题。增力杆的动作效果图。

附图说明

图1为翻转机械手系统总体结构图。

图2为翻转机械手的动作顺序图。

图3为增力杆的动作效果图。

图中：1,移动驱动马达；2,螺旋丝杠机构；3,移动平台；4,翻转驱动液压缸；5,机架-翻转托板铰链；6,翻转托板驱动铰链；7,螺旋桨；8,轴孔保护装置；9,芯轴；10,芯轴夹紧液压缸；11,翻转托板；12,上增力杆；13,下增力杆；14,增力杆驱动铰链；15,机架；16,移动平台滚轮；17,双滚动导轨；18,基座；19,计算机控制系统；20,液压动力源。

具体实施方式                                 

    结合图1，移动平台滚轮16与移动平台3组成了一个可沿双滚动导轨17横向移动的滚动小车，该小车在移动驱动马达1、螺旋丝杠机构2的驱动下推动移动平台做往复运动。移动平台3作为机械手的安装基础，机架15下部与移动平台3的上表面固联，下增力杆13、翻转驱动液压缸4下端分别与平台上相应的铰链铰接，上端则与上增力杆12的下端通过增力杆驱动铰链14相连，增力杆12的上端与固联在翻转托板11一端的翻转托板驱动铰链6铰接。固联在机架15顶端的机架-翻转托板铰链5与固联在翻转托板11另一端相应的铰链进行连接，使得翻转托板11可以在翻转驱动液压缸4的驱动下，通过增力机构绕机架-翻转托板铰链5产生90°的翻转。芯轴夹紧液压缸10以及相应的夹紧机构与翻转托架11连接，可确保芯轴9及轴孔保护装置8可靠的装卡在翻转托架11上，且芯轴9与翻转托板11成垂直状态。工作时，螺旋桨通过中心孔套在芯轴9上，在翻转驱动液压缸4的推动下可产生90°的翻转。作为重型机械手，芯轴夹紧、翻转驱动全部采用液压驱动，动力由液压动力源20提供。螺旋桨的翻转是通过左右串联机械手按照一定的工作循环交替来完成的。整个系统的控制通过计算机控制系统19来完成。

本发明的工作原理为，一种串联式大型螺旋桨翻转机械手由移动驱动马达1、螺旋丝杠机构2、基座18、液压动力源20和左右对称的两个串联式机械手组成。机械手的芯轴左右对称，它作为螺旋桨装卡的工装，芯轴的一端通过翻转托板由芯轴夹持机构进行固定，芯轴与翻转托板装卡完成后呈90°，芯轴在左右两个机械手之间随翻转工况的变化下被夹持和释放，轴孔保护装置采用橡胶材料套在芯轴上保护螺旋桨的中心孔；翻转托板通过后铰链与翻转托板安装机架顶部的铰链相连，其前铰链通过上增力杆与下增力杆、翻转驱动液压缸的头部铰接相连，液压缸的尾部铰链通过铰链滑块与移动平台固连，翻转时，翻转驱动液压缸通过增力机构使得翻转托板-芯轴-螺旋桨系统绕机架-翻转托板铰链旋转，完成翻转动作；滑动平台上平面作为前述各个机构的安装基础，下平面通过与之固联的滚轮与固定在地基上的双导轨形成滚动副；横向移动平台可通过电机-减速器-丝杠机构实现直线驱动，从而完成两机械手的串联分离或会合，也可以通过液压缸直接驱动方式来实现。

具体工作及实现：

1号工位，左机械手工作，夹紧液压缸将芯轴一端夹紧，且使得芯轴垂直轴竖立，将螺旋桨起吊使其中心孔套在芯轴上。2号工位，左机械手工作，翻转驱动液压缸通过增力机构使得翻转托板-芯轴-螺旋桨顺时针翻转90度。3号工位，右机械手工作，右侧翻转机构向左水平进给。4号工位，右机械手工作，行程至确保装在左机械手上的芯轴的另一端套入右机械手，并利用夹紧液压缸将芯轴夹紧，此时螺旋桨由左右两机械手共同支撑。5号工位，左机械手工作，左侧机械手芯轴夹紧机构释放，滑动平台带动整个左机械手向左移动，让出空间。6号工位，右机械手工作，右侧翻转机构的翻转驱动液压缸推出，翻转平台顺时针翻转90度，从而实现螺旋桨180°整体翻转。7号工位，螺旋桨完成整个翻转过程，通过起吊设备将螺旋桨调走，参考图2。

Claims (3)

1.一种串联式大型螺旋桨翻转机械手，其特征在于，包括移动驱动马达（1）、螺旋丝杠机构（2）、基座（18）、液压动力源（20）和左右对称的两个串联式机械手；螺旋丝杠机构（2）的丝杠两端固定在基座（18）上，移动驱动马达（1）固定在基座（18）的一侧；

串联式机械手包括支撑移动装置、翻转支撑装置、驱动装置；

所述支撑移动装置包括移动平台（3）、机架（15）、移动平台滚轮（16）、双滚动导轨（17）和基座（18）；螺旋丝杠机构（2）通过铰链固定在基座（18）上部，机架（15）通过铰链固定在移动平台（3）上部；双滚动导轨（17）通过铰链固定在基座（18）上部，与螺旋丝杠机构（2）的丝杠平行；移动平台滚轮（16）固定在移动平台（3）下部，螺旋丝杠机构（2）驱动移动平台滚轮（3）在双滚动导轨（17）上运动，从而带动移动平台（3），使移动平台（3）带动机架（15）在导轨上作安全连续性运动；

所述翻转支撑装置包括机架-翻转托板铰链（5）、翻转托板驱动铰链（6）、螺旋桨（7）、轴孔保护装置（8）、芯轴（9）、翻转托板（11）、上增力杆（12）、下增力杆（13）和增力杆驱动铰链（14）；增力杆为液压缸直推式翻转机构；机架（15）为由斜支撑杆、竖直支撑杆和移动平台（3）组成的直角三角形桁架，机架（15）的顶端通过机架-翻转托板铰链（5）与翻转托板（11）的中间链接；芯轴（9）穿过翻转托板（11）上开设的圆孔与翻转托板（11）链接；所述下增力杆（13）一端通过增力杆驱动铰链（14）与移动平台（3）链接，另一端通过增力杆驱动铰链（14）与上增力杆（12）的一端链接；上增力杆（12）的另一端通过翻转托板驱动铰链（6）与翻转托板（11）链接，螺旋桨（7）套在芯轴（9）上，轴孔保护装置（8）套在芯轴（9）外侧；

所述驱动装置包括翻转驱动液压缸（4）和芯轴夹紧液压缸（10）；翻转驱动液压缸（4）一端通过增力杆驱动铰链（14）与机架（15）链接，另一端通过增力杆驱动铰链（14）与上增力杆（12）和下增力杆（13）铰接处链接，带动上增力杆（12）和下增力杆（13）运动； 2个芯轴夹紧液压缸（10）固定在翻转托板（11）上侧，2个芯轴夹紧液压缸（10）的活塞杆斜向下运动，2个活塞杆的夹角为60°，2个活塞杆的顶端设有压力传感器；

液压动力源（20）为移动驱动马达（1）、翻转驱动液压缸（4）和芯轴夹紧液压缸（10）提供动力。

2.根据权利要求1所述的一种串联式大型螺旋桨翻转机械手，其特征在于，还包括计算机控制系统（19），所述计算机控制系统（19）控制液压动力源（20）、驱动移动驱动马达（1）、翻转驱动液压缸（4）和芯轴夹紧液压缸（10）。

3.根据权利要求1或2所述的一种串联式大型螺旋桨翻转机械手，其特征在于，所述移动驱动马达（1）替换为电机，所述移动平台（3）通过电机驱动螺旋丝杠机构（2）进行直线驱动。