CN103934246B - 一种用于金属筒内壁除锈的机械手 - Google Patents

一种用于金属筒内壁除锈的机械手 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于金属筒内壁除锈的机械手，包括悬臂梁、前车组件、连杆、后车组件、高压管道，悬臂梁上装有导轨，所述轨道为具有水平延伸段和竖直延伸段的“L形”，所述悬臂梁固定在竖直支撑件上，且与竖直支撑件相垂直，所述前车组件沿轨道的运动轨迹呈“L”形，前车组件上装的宝石喷嘴座喷出高压水，实现金属筒内壁与XOZ平面相交区域的锈层，通过旋转金属筒，实现金属筒内壁全部区域的清洗。本发明结构简单、生产成本低廉、使用方便、清洗可靠。

Description

一种用于金属筒内壁除锈的机械手
技术领域
本发明属于除锈装置领域，尤其是一种用于金属筒内壁除锈的机械手。
背景技术
金属筒的除锈，常用采用激光或抛丸的方法，耗能高，清洗效率低，容易破坏金属表面。目前虽有管道清洗机器人，但其制造成本高，零件寿命短，尤其核心部件旋转密封的零部件易损。随着生产力的进步，超高压水清洗的应用深入各个领域。但是应用超高压水清洗金属铜内壁的设备较少。
发明内容
针对现有清洗金属筒的技术的不足，本发明提供了一种基于超高压水射流除锈技术的，用于金属筒内壁除锈的机械手。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种用于金属筒内壁除锈的机械手，其特征在于，包括悬臂梁、前车组件、连杆、后车组件、高压管道，悬臂梁上装有导轨，所述导轨为具有水平延伸段和竖直延伸段的“L形”，所述悬臂梁固定在竖直支撑件上，且与竖直支撑件相垂直；所述的悬臂梁的两端分别设有张紧轮、主动轮，所述主动轮与装在悬臂梁上的驱动电机的电机轴相连，所述张紧轮、主动轮上安装同步带；所述前车组件、后车组件装配在导轨上，且分别铰接在连杆的两端；所述的后车组件的车体与同步带固定连接；所述前车组件上装有宝石喷嘴座，所述宝石喷嘴座上固定有与高压管道相连的宝石喷嘴。
优选地，所述机械手还包括保持架，所述保持架的一端固定在工作台底座上，另一端与立柱的顶端相连。
优选地，所述悬臂梁与所述竖直支撑件相连的一端上设有升降座，所述升降座上具有螺纹孔和通孔；所述竖直支撑件包括导柱、丝杠、升降电机，所述导柱装在升降座的通孔内、且与通孔间隙配合，所述丝杠装在升降座的螺纹孔内，丝杠与升降电机相连。
优选地，所述后车组件上设有U形夹，所述U形夹上设有紧固件，同步带镶嵌在U形夹内、且由所述紧固件紧固。
优选地，所述紧固件为相配合螺钉和螺栓，所述螺钉装配在所述U形夹上的通孔内。
优选地，所述高压管道包括依次相连通的高压盘管、管路转接头、高压硬管，所述高压盘管、管路转接头固定在后车组件上，高压盘管与宝石喷嘴相连，所述高压硬管与高压水发生器相连。
优选地，所述前车组件、后车组件上均设有滚轮，所述导轨的截面为“H形”，所述滚轮嵌入在“H形”导轨槽内。
优选地，在导轨的下方焊接加强板。
优选地，所述机械手还包括两组滚轮，所述滚轮位于所述悬臂梁的下方的同一水平面内、且以所述悬臂梁所在的竖直平面为对称面相对称。
本发明所述的用于金属筒内壁除锈的机械手，在工作时，金属筒钢制在滚轮上，使所述机械手伸至金属筒内，高压水从装在前车组件上的宝石喷嘴射出形成“水箭”，冲刷金属筒表面的锈层，锈层脱离金属筒内壁。驱动电机带动张紧轮转动，同步带随张紧轮、主动轮运动，从而带动后车组件在导轨的水平延伸段做直线运动，后车组件通过连杆推动前车组件运动，当后车组件运动到导轨的水平延伸段的尽头时，前车组件沿导轨的竖直延伸段运动，即在XOZ平面内，前车组件沿导轨运动，前车组件的运动轨迹呈“L”形，实现金属筒内壁与XOZ平面相交区域的锈层。同时，转动的滚轮带动金属筒绕其轴线作回转运动，两种运动的叠加实现金属筒的底面和侧壁的所有区域。所述连接高压盘管、高压硬管的管路转接头，当前车组件从沿导轨的水平延伸段运动到竖直延伸段时，使高压管道能自由变形。通过将悬臂梁的竖直支撑件设置包括导柱、丝杠、升降电机的装置，通过升降电机的正向转动或反向转动带动丝杠转动，实现悬臂梁沿导柱向上移动或向下移动，从而能够调节宝石喷嘴同金属筒壁的距离，以达到最好的清洗效果。
本发明所述的用于金属筒内壁除锈的机械手结构简单、生产成本低廉、使用方便、清洗可靠。
附图说明
图1为本发明提供的用于金属筒内壁除锈的机械手一实施例的主视图。
图2为本发明提供的用于金属筒内壁除锈的机械手一实施例的后视图。
图3为图1中截面A-A的剖视图。
图4为图1中截面B-B的剖视图。
图5为图4中I处放大图。
图6为图1中II处放大图。
图7为前车组件、后车组件、连杆装配关系轴测图。
图8为所述前车组件处于过渡圆弧区间时的工作状态图。
图9为本发明的前车组件处于竖直导轨区间时的工作状态图。
图10为本发明提供的用于金属筒内壁除锈的机械手工况示意图。
附图标记说明如下：
1-悬臂梁，101-导轨，2-前车组件，201-堵头，202-宝石喷嘴座，203-宝石喷嘴，204-前车滚轮，3-连杆，4-后车组件，401-后车滚轮，402-U形夹，501-同步带，502-主动轮，503张紧轮，601-升降电机，602-导柱，603-升降座，604-保持架，605-丝杠，606-驱动电机，607-管路转接头，701-高压盘管，702-高压硬管，8-芯轴，9-机械手，10-滚轮，11-金属筒。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，本发明提供的用于金属筒11内壁除锈的机械手9，包括悬臂梁1、前车组件2、连杆3、后车组件4、高压管道，悬臂梁1上装有导轨101，所述导轨101为具有水平延伸段和竖直延伸段的“L形”，所述悬臂梁1固定在竖直支撑件上、且与竖直支撑件相垂直；为了使竖直支撑件更牢固，在竖直支撑件与工作台底座之间设置保持架604，使保持架604的一端固定在工作台底座上，另一端与竖直支撑件的顶端相连。所述的悬臂梁1的两端分别设有张紧轮503、主动轮502，所述主动轮502与装在悬臂梁1上的驱动电机606的电机轴相连，所述张紧轮503、主动轮502上安装同步带501。所述前车组件2、后车组件4装配在导轨101上，且分别铰接在连杆3的两端，如图7所示；所述后车组件4的车体与同步带501固定连接，如图6所示。所述前车组件2上装有宝石喷嘴座202，所述宝石喷嘴座202上固定有与高压管道相连的宝石喷嘴203。
在工作时，金属筒11钢制在两组滚轮10上，使所述机械手9伸至金属筒11内，如图10所示。所述两组滚轮10，所述滚轮10位于所述悬臂梁1的下方的同一水平面内、且以所述悬臂梁1所在的竖直平面为对称面相对称，使金属筒11旋转时更加平稳。高压水从装在前车组件2上的宝石喷嘴203射出形成“水箭”，冲刷金属筒11表面的锈层，锈层脱离金属筒11内壁。驱动电机606带动张紧轮503转动，同步带501随张紧轮503、主动轮502运动，从而带动后车组件4在导轨101的水平延伸段做直线运动，后车组件4通过连杆3推动前车组件2运动，当后车组件4运动到导轨101的水平延伸段的尽头时，前车组件2沿导轨101的竖直延伸段运动，如图8、图9所示。即在XOZ平面内，前车组件2沿导轨101运动，前车组件2的运动轨迹呈“L”形，实现金属筒11内壁与XOZ平面相交区域的锈层。同时，转动的滚轮带动金属筒11绕其轴线作回转运动，两种运动的叠加实现金属筒11的底面和侧壁的所有区域。通过驱动电机606交替正向转动、反向转动，实现后车组件4沿导轨101左右移动。
图1所示为本发明所述用于金属筒11内壁除锈的机械手9的一个实施例。具体的，所述导轨101的截面为“H形”，为了加强导轨101的刚度在导轨101的下方焊接加强板，如图3所示。前车组件2的车体呈倒立的“U形”，宝石喷嘴座202安装在车体上部，宝石喷嘴座202上安装堵头201、宝石喷嘴203，前车组件2车体下部的两侧内壁上、且对称安装四个前车滚轮204，如图6所示。四个前车滚轮204的轴线平行，如图4、图6所示，嵌入截面为“H形”导轨101。在后车组件4的车体内侧布置三个后车滚轮401，如图7所示，其中一个后车滚轮401装在后车组件4的车体左侧，两个后车滚轮401装在后车组件4的车体右侧。三个后车滚轮401轴线平行，嵌入截面为“H形”导轨101内，如图4、图7所示。后车组件可沿着导轨101移动。通过前车滚轮204、后车滚轮401在“H形”导轨101内滑动，实现前车组件2、后车组件4沿导轨101的移动。连杆3与前车组件2、后车组件4的铰接是通过芯轴8实现的，连杆上3的孔和芯轴8铰接配合方式为间隙配合，连杆3可绕芯轴8转动，如图5所示。所述后车组件4上设有U形夹402，同步带501镶嵌在U形夹402内，如图6所示，所述U形夹402上设有紧固件，例如螺钉和螺栓，所述螺钉装配在所述U形夹402上的通孔内，螺栓装在螺钉，以压紧U形夹402、紧固同步带501。
所述悬臂梁1与所述竖直支撑件相连的一端上设有升降座603，所述升降座603上具有螺纹孔和通孔；所述竖直支撑件包括导柱602、丝杠605、升降电机601，所述导柱602装在升降座603的通孔内、且与通孔间隙配合，所述丝杠605装在升降座603的螺纹孔内，丝杠605与升降电机601相连。升降座603上的螺孔与丝杠构成螺旋副，通过升降电机的正向转动或反向转动带动丝杠转动，实现悬臂梁1沿导柱602向上移动或向下移动，从而能够调节宝石喷嘴203与金属筒11内壁的距离，以达到最好的清洗效果。所述高压管道采用三段式结构，如图2所示，包括依次相连通的高压盘管701、管路转接头607、高压硬管702，所述高压盘管701、管路转接头607固定在后车组件4上，高压盘管701与宝石喷嘴203相连，所述高压硬管702与高压水发生器相连。所述连接高压盘管701、高压硬管702的管路转接头607，当前车组件2从沿导轨101的水平延伸段运动到竖直延伸段时，能够使高压管道能自由变形。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于金属筒内壁除锈的机械手，其特征在于，包括悬臂梁(1)、前车组件(2)、连杆(3)、后车组件(4)、高压管道，悬臂梁(1)上装有导轨(101)，所述导轨(101)为具有水平延伸段和竖直延伸段的“L形”，所述悬臂梁(1)固定在竖直支撑件上，且与竖直支撑件相垂直；所述的悬臂梁(1)的两端分别设有张紧轮(503)、主动轮(502)，所述主动轮(502)与装在悬臂梁(1)上的驱动电机(606)的电机轴相连，所述张紧轮(503)、主动轮(502)上安装同步带(501)；所述前车组件(2)、后车组件(4)装配在导轨(101)上，且分别铰接在连杆(3)的两端；所述后车组件(4)的车体与同步带(501)固定连接；所述前车组件(2)上装有宝石喷嘴座(202)，所述宝石喷嘴座(202)上固定有与高压管道相连的宝石喷嘴(203)。
2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述机械手还包括保持架(604)，所述保持架(604)的一端固定在工作台底座上，另一端与竖直支撑件的顶端相连。
3.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述悬臂梁(1)与所述竖直支撑件相连的一端上设有升降座(603)，所述升降座(603)上具有螺纹孔和通孔；所述竖直支撑件包括导柱(602)、丝杠(605)、升降电机(601)，所述导柱(602)装在升降座(603)的通孔内、且与通孔间隙配合，所述丝杠(605)装在升降座(603)的螺纹孔内，丝杠(605)与升降电机(601)相连。
4.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述后车组件(4)上设有U形夹(402)，所述U形夹(402)上设有紧固件，同步带(501)镶嵌在U形夹(402)内、且由所述紧固件紧固。
5.根据权利要求4所述的机械手，其特征在于，所述紧固件为相配合的螺钉和螺栓，所述螺钉装配在所述U形夹(402)上的通孔内。
6.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述高压管道包括依次相连通的高压盘管(701)、管路转接头(607)、高压硬管(702)，所述高压盘管(701)、管路转接头(607)固定在后车组件(4)上，高压盘管(701)与宝石喷嘴(203)相连，所述高压硬管(702)与高压水发生器相连。
7.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述前车组件(2)、后车组件(4)上均设有滚轮，所述导轨(101)的截面为“H形”，所述滚轮嵌入在“H形”导轨槽内。
8.根据权利要求1-7任一项所述的机械手，其特征在于，还包括两组滚轮(10)，所述滚轮(10)位于所述悬臂梁(1)的下方的同一水平面内、且以所述悬臂梁(1)所在的竖直平面为对称面相对称。
9.根据权利要求8所述的机械手，其特征在于，在导轨(101)的下方焊接加强板。
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