CN104493133A - 单臂给汤机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单臂给汤机，包括底座、主臂、副臂、料勺、第一驱动机构、第二驱动机构和同步传送机构，主臂通过第一关节可转动地连接于底座上，副臂通过第二关节可转动地连接于主臂上，料勺通过第三关节可转动地连接于副臂上，第一驱动机构设置于底座上，第二驱动机构可转动地设置于主臂上，同步传送机构设置在主臂上并且位于第一关节与第二驱动机构之间，第一驱动机构通过第一关节与主臂传动连接，第二驱动机构依次通过第二关节和第三关节与料勺传动连接，同步传送机构分别与第二关节和第二驱动机构同步传送连接。本发明主要针对传动机构进行简化设计，使其易于制造和精确控制，采用单臂往复摆动式取料与给料，体积较小，易于安装维修。

Description

单臂给汤机

技术领域

本发明涉及电机驱动的机械臂技术领域，尤其是涉及一种压铸用的给汤装置。

背景技术

在压铸机压铸铝合金铸件时，当模具合模后需要将保温炉中的铝液倒入压铸机的熔杯中，传统采用人工倒料，其铝液剂量控制不准，还易发安全事故。如专利公告号CN202097387U公开的“铝合金压铸机的给汤装置”，包括主机箱和设置在主机箱内的马达，一端通过主机箱与马达经传动机构连接的大臂，大臂另一端连接有小臂，小臂末端设有料勺，料勺上还设有探针，大臂、小臂和料勺的连接处均为活动关节。该给汤装置利用马达通过链条机构带动大臂、小臂和料勺运动，以减轻工人的劳动强度。该单臂给汤机装置的大臂、小臂、料勺在工作过程中均处于运动状态，同时还需要保持料勺始终处于水平位置以防止铝液倒出，如果仅通过马达分别对主臂、小臂和料勺进行控制以达到料勺始终保持水平位置是很难实现的，也使得马达与大臂、小臂及料勺之间的传动结构非常复杂和难以制造，因此压铸行业中的给汤装置大多采用电机丝杠或连杆式传动结构，如专利公告号CN203304527U“给汤机械手”和CN10311611A“一种用于浇铸电动机转子的给汤机”，然而这种电机丝杠或连杆式传动结构的给汤装置通常需体积较大，需占用较多的安装空间，对于本身组件就较多的压铸设备来说其安装及维修均存在诸多不便，针对该问题，前述单臂式“铝合金压铸机的给汤装置”则具有体积较小、易于安装维修等优势，因而只要解决该类单臂式给汤装置的传动机构设计复杂和制造困难的问题，即可促使压铸行业给汤装置的大范围升级改造。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种压铸用的给汤装置，主要针对传动机构进行简化设计，使其易于制造和精确控制，采用单臂往复摆动式取料与给料，体积较小，易于安装维修。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种单臂给汤机，包括底座、主臂、副臂、料勺、第一驱动机构、第二驱动机构和同步传送机构，主臂通过第一关节可转动地连接于底座上，副臂通过第二关节可转动地连接于主臂上，料勺通过第三关节可转动地连接于副臂上，第一驱动机构设置于底座上，第二驱动机构可转动地设置于主臂上，同步传送机构设置在主臂上并且位于第一关节与第二驱动机构之间，第一驱动机构通过第一关节与主臂传动连接，第二驱动机构依次通过第二关节和第三关节与料勺传动连接，同步传送机构分别与第二关节和第二驱动机构同步传送连接。

其中，同步传送机构包括双排链轮和与之同轴匹配的第一链轮，底座上设有与之固定连接的第二链轮，第二驱动机构上设有与之固定连接的第三链轮，副臂上设有与副臂固定连接的第四链轮，该双排链轮的外侧链轮与第二链轮通过传动链连接，该双排链轮的内侧链轮与第三链轮通过传动链连接，该第一链轮与第四链轮通过传动链连接。

进一步的，第二关节还包括可转动地插设于副臂的枢转连接部内的传动轴，该传动轴靠近主臂的一端固定连接有第五链轮，该传动轴靠近副臂的一端固定连接有第六链轮，第二驱动机构的输出轴上固定连接有第七链轮，第三关节的转轴上固定连接有第八链轮，第五链轮与第七链轮通过传动链连接，第六链轮与第八链轮通过传动链连接。

优选的，双排链轮相对第一链轮的匹配角度可调。

其中，第一关节还包括行星齿轮组，第一驱动机构经过该行星齿轮组减速后与主臂传动连接。第一驱动机构和第二驱动机构均分别包括伺服电机和减速机。

采用上述技术方案后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：

本发明所述的单臂给汤机，主要针对传动机构进行简化设计，其包括底座、主臂、副臂、料勺、第一驱动机构、第二驱动机构和同步传送机构，第二驱动机构设置在主臂上在第一驱动机构的驱动下随着主臂一起作圆周摆动，当主臂摆动到工作位置时，第二驱动机构独立地控制料勺转动进行取料和倒料操作，同步传送机构通过传动链将主臂、副臂和料勺三者的运动相互关联起来，实现联动配合，其作用是当主臂和副臂在作圆周摆动时，料勺能始终保持水平位置，以防止料勺中的铝液倾倒出来。本发明在主臂上设置同步传送机构和第二驱动机构，能有效简化传动机构的设计难度，使其易于制造，而且控制精确；另外，采用这种单臂往复摆动式取料与给料方式，可以使单臂给汤机的体积较小，易于安装维修。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的底座及第一关节的结构示意图。

图3为本发明的料勺传动系统的结构示意图。

图4为本发明的同步传动系统的结构示意图。

图中，1：底座；2：主臂；3：副臂；4：第一驱动机构；5：第二驱动机构；6：同步传送机构；7：第一关节；8：第二关节：9：第三关节；10：行星齿轮组；11：枢转连接部；12：传动轴；13：第五链轮；14：第六链轮；15：第七链轮；16：第八链轮；17：双排链轮；18：第一链轮；19：第二链轮；20：第三链轮；21：第四链轮。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

实施例，见图1至图4所示：

参见图1，一种单臂给汤机，包括底座1、主臂2、副臂3、料勺、第一驱动机构4、第二驱动机构5和同步传送机构6。第一驱动机构4和第二驱动机构5均分别包括伺服电机和减速机，伺服电机便于PLC控制且控制精度较高，减速机可以采用涡轮蜗杆配合的结构，通过降低转速而整机输出力矩。

参见图2，第一驱动机构4设置于底座1上，主臂2通过第一关节7可转动地连接于底座1上，第一关节7包括行星齿轮组10，第一驱动机构4通过第一关节7与主臂2传动连接，具体地第一驱动机构4经过该第一关节7上的行星齿轮组10减速后与主臂2传动连接，该行星齿轮组10包括中心轮、行星轮和内齿圈，内齿圈与主臂2固定连接，中心轮与第一驱动机构4的输出轴连接，为使主臂2相对底座1转动更为平稳，该行星齿轮组10的作用是进一步为第一驱动结构提供更大的输出力矩，有利于降低第一驱动机构4的功率，使之能适用于220V市电工作电压，优选地，主臂2通过圆锥滚子轴承可转动地设置在底座1上。

参见图3，副臂3通过第二关节8可转动地连接于主臂2上，具体地副臂3的一端垂直地延伸有枢转连接部11，该枢转连接部11垂直地插设于主臂2上，并且该枢转连接部11与主臂2之间通过滚动轴承实现转动连接。第二关节8还包括可转动地插设于副臂3的枢转连接部11内的传动轴12，具体地，枢转连接部11具有横向穿过的中心通孔，该传动轴12从该中心通孔横向穿过，且该传动轴12的外壁与该中心通孔的内壁之间设置有滚动轴承，使得该传动轴12的转动相对该枢转连接部11的转动与该枢转连接部11相对主臂2的转动互不干涉，这种结构的优点是充分利用第二关节8的空间，有利于体积小型化。

料勺(未图示)通过第三关节9可转动地连接于副臂3上，第二驱动机构5可转动地设置于主臂2上，第二驱动机构5依次通过第二关节8和第三关节9与料勺传动连接。所述传动轴12靠近主臂2的一端固定连接有第五链轮13，该传动轴12靠近副臂3的一端固定连接有第六链轮14，第二驱动机构5的输出轴上固定连接有第七链轮15，第三关节9的转轴上固定连接有第八链轮16，第五链轮13与第七链轮15通过传动链连接，第六链轮14与第八链轮16通过传动链连接。第二驱动机构5、第七链轮15、第五链轮13、传动轴12、第六链轮14、第八链轮16、料勺依序构成一个独立的料勺传动系统，该独立的料勺传动系统不受主臂2和副臂3圆周摆动的影响而独立传动，其作用是当主臂2和副臂3在第一驱动机构4的驱动下达到工作位置(取料位置或倒料位置)时，该独立的料勺传动系统在第二驱动机构5的驱动下运作，即控制料勺以第三关节9的转轴的中心进行翻转运动，以便执行取料或倒料操作。

参见图4，同步传送机构6设置在主臂2上并且位于第一关节7与第二驱动机构5之间，同步传送机构6分别与第二关节8和第二驱动机构5同步传送连接。同步传送机构6通过传动链将主臂2、副臂3和料勺三者的运动相互关联起来，实现联动配合，其作用是当主臂2和副臂3在作圆周摆动时，料勺能始终保持水平位置，以防止料勺中的铝液倾倒出来。

具体而言，同步传送机构6包括双排链轮17和与之同轴匹配的第一链轮18，底座1上设有与底座1固定连接的第二链轮19，该第二链轮19不随主臂2一并转动，其作用是为传动链提供固定的适配位置。第二驱动机构5上设有与第二驱动机构5固定连接的第三链轮20，由于第二驱动机构5是可转动地设置在主臂2上的，该第三链轮20与传动链配合用于带动第二驱动机构5绕主臂2转动。副臂3上设有与副臂3固定连接的第四链轮21，具体地该第四链轮21固定设置在副臂3的枢转连接部11上，其余传动链配合用于带动副臂3绕主臂2转动。该双排链轮17的外侧链轮与第二链轮19通过传动链连接，该双排链轮17的内侧链轮与第三链轮20通过传动链连接，该第一链轮18与第四链轮21通过传动链连接。

当主臂2相对底座1做圆周摆动时，同步传送机构6的双排链轮17的外侧链轮在第二链轮19的限位作用下转动，从而使该双排链轮17的内侧链轮带动第三链轮20转动，由于第三链轮20与第二驱动机构5是固定连接的，而第二驱动机构5又是可转动地设置在主臂2上的，因而第二驱动机构5也随之转动，这里需要说明的是，当大臂做圆周摆动时候(未停止时)，第二驱动机构5处于锁紧状态，即第二驱动机构5相对大臂转动时，其输出轴也相对大臂转动，第二驱动机构5的输出轴转动即相当于前述独立的料勺传动系统运作，区别在于前述独立的料勺传动系统是由第二驱动机构5驱动其输出轴转动的，而这里是由主臂2做圆周摆动时通过同步传送机构6带动第二驱动机构5转动进而带动其输出轴转动的，当主臂2不摆动时，第二驱动机构5在同步传送机构6的限位作用下也不会相对主臂2转动，从前述的独立的料勺传动系统运作原理可知，该独立的料勺传动系统可用于控制料勺以第三关节9的转轴的中心进行翻转运动，换言之在主臂2和副臂3做圆周摆动时可利用该传动关系对料勺进行翻转运动的控制，使其始终保持水平位置。

进一步地，第一链轮18与双排链轮17是同轴匹配关系，当双排两轮转动时也会带动第一链轮18转动，而第一链轮18的转动又会带动副臂3上的第四链轮21转动，即主臂2转动的同时驱动副臂3相对主臂2转动，且主臂2与副臂3的摆动方向是相反设置的，这种结构使得当主臂2摆动一定角度后，副臂3与主臂2之间也能形成一定角度，从而有利于料勺执行取料或倒料操作。双排链轮17相对第一链轮18的匹配角度可调，通过调节双排链轮17相对于第一链轮18之间的角度来调节料勺至水平位置。

第二链轮19与双排链轮17的外侧链轮连接，该双排链轮17的内侧链轮与用于驱动前述料勺传动系统运作的第三链轮20连接，该双排链轮17同轴匹配的第一链轮18与副臂3的枢转连接部11上的第四链轮21连接，该机构构成相互关联的同步传动系统，用于在主臂2和副臂3摆动过程中保持料勺处于水平位置。

尽管本发明的零部件较多，但其使用的都是机械领域的基础零部件，根据本发明的原理将这些基础零部件按照图示结果进行装配是本领域技术人员说均能实施的，故不再文字赘述附图中所示的轴承、螺钉、传动链、链轮及行星齿轮、传动轴等零部件的详细装配连接关系。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (6)

1.一种单臂给汤机，包括底座(1)、主臂(2)、副臂(3)、料勺、第一驱动机构(4)、第二驱动机构(5)和同步传送机构(6)，其特征在于：主臂(2)通过第一关节(7)可转动地连接于底座(1)上，副臂(3)通过第二关节(8)可转动地连接于主臂(2)上，料勺通过第三关节(9)可转动地连接于副臂(3)上，第一驱动机构(4)设置于底座(1)上，第二驱动机构(5)可转动地设置于主臂(2)上，同步传送机构(6)设置在主臂(2)上并且位于第一关节(7)与第二驱动机构(5)之间，第一驱动机构(4)通过第一关节(7)与主臂(2)传动连接，第二驱动机构(5)依次通过第二关节(8)和第三关节(9)与料勺传动连接，同步传送机构(6)分别与第二关节(8)和第二驱动机构(5)同步传送连接。

2.根据权利要求1所述的单臂给汤机，其特征在于：同步传送机构(6)包括双排链轮(17)和与之同轴匹配的第一链轮(18)，底座(1)上设有与之固定连接的第二链轮(19)，第二驱动机构(5)上设有与之固定连接的第三链轮(20)，副臂(3)上设有与之固定连接的第四链轮(21)，该双排链轮(17)的外侧链轮与第二链轮(19)通过传动链连接，该双排链轮(17)的内侧链轮与第三链轮(20)通过传动链连接，该第一链轮(18)与第四链轮(21)通过传动链连接。

3.根据权利要求2所述的单臂给汤机，其特征在于：第二关节(8)还包括可转动地插设于副臂(3)的枢转连接部(11)内的传动轴(12)，该传动轴(12)靠近主臂(2)的一端固定连接有第五链轮(13)，该传动轴(12)靠近副臂(3)的一端固定连接有第六链轮(14)，第二驱动机构(5)的输出轴上固定连接有第七链轮(15)，第三关节(9)的转轴上固定连接有第八链轮(16)，第五链轮(13)与第七链轮(15)通过传动链连接，第六链轮(14)与第八链轮(16)通过传动链连接。

4.根据权利要求2所述的单臂给汤机，其特征在于：双排链轮(17)相对第一链轮(18)的匹配角度可调。

5.根据权利要求1所述的单臂给汤机，其特征在于：第一关节(7)还包括行星齿轮组(10)，第一驱动机构(4)经过该行星齿轮组(10)减速后与主臂(2)传动连接。

6.根据权利要求1所述的单臂给汤机，其特征在于：第一驱动机构(4)和第二驱动机构(5)均分别包括伺服电机和减速机。