CN106429426A - 一种网模搬运装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种网模搬运装置，包括：机架、安装在机架上沿机架移动的机械手臂，以及控制机械手臂运动的控制系统，所述机械手臂的自由端设有一可旋转的抓取机构，所述抓取机构具有第一抓取部和第二抓取部，第一抓取部和第二抓取部由控制系统单独控制，可以为不同的抓取状态。本发明的机械手臂具有与人体手臂相似的结构，可以模仿了人工搬运的过程，具有自动化程度高，生产效率高，运行稳定、便于维修的优点。

Description

一种网模搬运装置

技术领域

本发明涉及一种机械搬运装置，尤其是一种用于纸浆模塑自动化生产的网模搬运装置。

背景技术

纸浆模塑的作过程由制浆、吸附成型、干燥定型等工序完成。由于吸附成型和干燥成型需在不同的设备上加工完成，因此需要将成型后的制品搬运至定型机上进行定型，现有两种搬运方式，一种是靠人工搬运，另一种是机械搬运。一般纸浆模塑加工厂厂内噪音巨大、高温高湿，人工搬运时费时费力，厂内环境也不利于人体健康。中国专利201120069268.2公开了一种纸浆模塑成型机的接料装置，包括接料支架、具有接料平台的接料台组件、连接板、气缸(油缸)，连接板的一端连接于所述接料支架的中部并形成第一连接轴，连接板的另一端与接料台组件的底部固定连接，气缸(油缸)的缸体底端与接料支架的基部连接并形成第二连接轴，气缸的活塞杆的前端与接料台组件的底部连接并形成第三连接轴，第一连接轴、第二连接轴、第三连接轴相互平行。接料台组件在气缸(油缸)的驱动下摆动到纸浆成品输出位置进行接料，然后翻转一定角度呈倾斜状态将制品平滑地输送出来，实现纸浆模塑制品的自动接料及转移，防止纸浆制品损坏及破损，提高了制品合格率和生产效率，降低劳动强度，提高作业安全性。本发明虽然实现了自动接料，但在纸浆模塑加工过程中，还需要将网模从成型机转移至定型机，该转移过程无法靠简单的翻转就能实现，因此该借料装置的应用并不能使纸浆模塑生产完全自动化，具有局限性。

发明内容

本发明的目的为克服现有技术的不足，提供一种能替代人工搬运网模，提高纸浆模塑生产效率的网模搬运装置。

为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：一种网模搬运装置，包括，机架、安装在机架上的沿机架移动的机械手臂，以及控制机械手臂运动的控制系统，所述机械手臂的自由端设有一可旋转的抓取机构，所述抓取机构具有第一抓取部和第二抓取部，所述第一抓取部和第二抓取部由控制系统单独控制。

进一步，所述机架上端安装有导轨，所述导轨上安装有一沿导轨移动的滑动平台，所述机械手臂安装在滑动平台底部，并由滑动平台带动其在机架上移动。

进一步，所述机械手臂包括，固定连接在滑动平台底部的基座，与基座转动连接的第一机械臂，与第一机械臂另一端转动连接的第二机械臂，所述第二机械臂的另一端通过一连接件与抓取机构转动连接，以及驱动第一机械臂、第二机械臂和抓取机构运动的动力装置。

进一步，所述连接件为与第二机械臂铰接的水平托盘，所述抓取机构转动连接在水平托盘底部。

进一步，所述机械手臂还包括，设置在第一机械臂与第二机械臂连接处的连杆支架，所述连杆支架的一侧连接有第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的另一端与基座连接，所述第二连杆的另一端与水平托盘连接；

其中，基座、第一机械臂、连杆支架和第一连杆连接成一平行四边形连杆机构；连杆支架、第二机械臂、水平托盘和第二连杆连接成一另平行四边形连杆机构；

上述平行四边形连杆机构使水平托盘始终与水平面平行。

进一步，所述动力装置包括，固定在第一机械臂与基座连接处，并驱动第一机械臂转动的第一伺服电机；

固定在第二机械臂与第一机械臂连接处，并驱动第二机械臂转动的第二伺服电机；

固定在水平托盘与抓取机构连接处，并驱动抓取机构旋转的第三伺服电机；

所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机与控制系统连接。

进一步，所述第一机械臂与基座连接处设有减速机构I、所述第一伺服电机通过法兰盘固定在基座上，电机转轴与减速机构I连接，并驱动第一机械臂绕连接处转动；所述第二机械臂与第一机械臂连接处设有减速机构II，所述第二伺服电机固定在第二机械臂上，电机转轴与减速机构II连接，并驱动第二机械臂绕连接处转动；所述水平托盘与抓取机构连接处设有减速机构III，所述第三伺服电机固定在水平托盘上，电机转轴与减速机构III连接，并驱动抓取机构旋转。

优选的，所述减速机构I、减速机构II为行星齿轮减速机构。

进一步，所述抓取机构包括，旋转架、设置在旋转架中心且穿过水平托盘与减速机构III的输出轴连接的转轴，转轴下端与旋转架固定连接。

进一步，所述旋转架为两端对称的双十字形，所述第一抓取部、第二抓取部包括安装在旋转架端部和中间位置的多个吸盘；所述吸盘通过气流管路与外部的低压气管和高压气管连接，并在连接处设有由控制系统控制的电磁阀，优选的，吸盘的数量为8个。

进一步，所述第二机械臂的下端为U形，其两端部连接在水平托盘的两侧，且其连接点同轴设置。

进一步，所述滑动平台包括，固定安装在滑动平台上的平台驱动电机，与平台驱动电机连接的减速器，减速器的输出轴固定安装有一齿轮，所述机架上设有与齿轮配合的齿条。

进一步，所述机架包括与地面连接的立柱、固定连接在立柱顶端的多根横梁，所述导轨固定安装在两侧横梁的上表面，所述齿条安装在中间横梁的侧面且与导轨平行，在机架上方前侧还设置有设备控制箱，所述控制系统安装在设备控制箱内。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

本发明所述一种网模搬运装置，模仿人工搬运的过程，由机械手臂替代人工搬运，将成型后的制品快速搬运至定型机，待定型后再将其移出，自动完成一系列需要人工操作的过程，本发明具有自动化程度高，定位准确，生产效率高，运行稳定、便于维修等优点，与取成品机构配合使用后，可以实现纸浆模塑生产的自动化，大大提高了生产效率，减轻了工人的劳动负担。

附图说明

图1：本发明一种网模搬运装置的结构示意图；

图2：本发明一种网模搬运装置滑动平台部分的结构剖视图；

图3：本发明的机械手臂爆炸示意图；

图4：本发明的机械手臂与抓取机构的结构示意图；

图5：本发明的抓取机构的气流管路连接示意图；

其中：2、机架 3、设备控制箱 4、滑动平台 5、机械手臂 6、抓取机构 7、导轨 8、平台驱动电机 9、基座 10、第一机械臂 11、第二机械臂 12、第一连杆13、连杆支架 14、第二连杆 15、水平托盘 16、转轴 17、减速机构I 18、减速机构II 19、减速机构III 21、第一伺服电机 22、第二伺服电机 23、第三伺服电机24、旋转架 26、吸盘、27、低压气管 28、高压气管 29、电磁阀 211、立柱 212、横梁 251、第一抓取部 252、第二抓取部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1所示，一种网模搬运装置包括，机架2、控制系统、滑动平台4、机械手臂5和抓取机构6，控制系统控制着滑动平台4、机械手臂5和抓取机构6自动运行。机架2的结构为龙门式，包括与地面固定连接的立柱211，立柱211顶端通过三根横梁212相互连接，外侧的两横梁212上端面固定有导轨7。滑动平台4安装在导轨7上，可沿着导轨7水平移动。机械手臂5安装在滑动平台4底部，当滑动平台4沿着导轨7移动时，同时带动机械手臂5在机架2上移动，用于搬运网模。所述机械手臂5包括，固定连接在滑动平台4底部的基座9，与基座9转动连接的第一机械臂10，与第一机械臂10另一端转动连接的第二机械臂11，第二机械臂11的另一端通过一连接件与抓取机构6转动连接，该连接件为一水平托盘15，与第二机械臂11铰接。所述机械手臂5还设有动力装置，用于驱动第一机械臂10、第二机械臂11和抓取机构6运动。

为防止外界信号对控制系统的干扰，在机架2上方前侧还设置有铁质的设备控制箱3，所述控制系统安装在设备控制箱3内，并通过电缆与滑动平台4、机械手臂5和抓取机构6连接。

结合图2所示，滑动平台4为倒置的“凹”字形结构，三根横梁212横穿滑动平台4的两侧和中间的下凹处，滑动平台4的底部两侧设有与导轨7配合的滑块，滑动平台4的上方中间位置固定安装有平台驱动电机8，平台驱动电机8的转轴垂直向下并与一减速器连接，该减速器的输出轴安装有一齿轮，在机架2中间横梁212的侧部设有与斜齿轮啮合的齿条，齿条与导轨7平行设置，齿轮与齿条优选为斜齿。当平台驱动电机8转动时，通过齿轮与齿条的配合驱动滑动平台4沿导轨7移动。滑动平台4的下端与机械手臂5通过螺栓固定连接，为便于安装，两者的连接面为水平面。

结合图3、图4和图5所示，所述机械手臂5还包括，设置在第一机械臂10与第二机械臂11连接处的连杆支架13，所述连杆支架13的一侧连接有第一连杆12和第二连杆14，所述第一连杆12的另一端与基座9连接，所述第二连杆14的另一端与水平托盘15连接；

其中，基座9、第一机械臂10、连杆支架13和第一连杆12连接成一平行四边形连杆机构；连杆支架13、第二机械臂11、水平托盘15和第二连杆14连接成一另平行四边形连杆机构；

上述平行四边形连杆机构使水平托盘15始终与水平面平行。

所述基座14具有一个水平安装面与滑动平台4的底部配合，在基座14的中间位置向下凸起延伸形成一弧形固定壁，弧形固定壁具有两个连接点，其中，第一机械臂10连接在弧形固定壁的中心位置，第一连杆12连接在弧形固定壁的边缘位置，两个连接点处于同一水平高度且相隔一定距离。第二机械臂11与第一机械臂10的下端转动连接，所述连杆支架13为环形，套在第一机械臂10和第二机械臂11连接处，并位于两者之间，连杆支架13的径向一侧设有向外延伸的凸缘，该凸缘上具有两个铰接点，外侧铰接点与第一连杆12连接，内侧铰接点与第二连杆14连接，两处铰接点与连杆支架13的中心位于同一水平直线上。所述水平托盘15的侧壁上设有两组铰接点，分别与第二机械臂11和第二连杆14连接。为了保证水平托盘15的稳定性，第二机械臂11的下端为U形，其两端部通过同轴的两点与水平托盘15的两侧连接，并与第二连杆14在水平托盘15上的连接点组成稳定的三点支撑结构。优选的，第一机械臂10和第一连杆12在基座9上的连接点之间的距离，与第一机械臂10和第一连杆12在连杆支架13上的连接点之间的距离相同。同理，第二机械臂11和第二连杆14在水平托盘15同一侧上的两个连接点之间的距离与第二机械臂11和第二连杆14在连杆支架13上的两连接点之间的距离相同，上述连接关系使水平托盘15在运动过程中始终与地面平行，同时，水平托盘15与抓取机构6连接，进而保证了抓取机构6与地面也始终保持平行。

所述动力装置，包括与控制系统连接的第一伺服电机21、第二伺服电机22、第三伺服电机23。其中，第一伺服电机21安装在第一机械臂10与基座9连接处，并通过法兰盘固定在基座9上，在第一机械臂10与基座9连接处还设有减速机构I17，第一伺服电机21的转轴与减速机构I17连接，第一伺服电机21通过减速机构I17驱动第一机械臂10绕连接处转动。第二伺服电机22安装在第二机械臂11与第一机械臂10的连接处，并通过螺栓固定在第二机械臂11的一侧，此连接处设有减速机构II18，第二伺服电机22的转轴与减速机构II18连接，第二伺服电机22通过减速机构II18驱动第二机械臂11绕连接处转动。第三伺服电机23安装在水平托盘15与抓取机构6连接处，并处置固定在水平托盘15上方，在水平托盘15与抓取机构6连接处设有减速装置III19，第三伺服电机23的转轴与减速机构III19连接，第三伺服电机23通过减速装置III19驱动抓取机构6绕连接处水平旋转。优选的，所述减速机构I17、减速机构II18为行星齿轮减速机构。

所述抓取机构6包括，旋转架24、设置在旋转架24中心且穿过水平托盘15与减速机构III19的输出轴连接的转轴16，转轴16下端与旋转架24固定连接，所述旋转架24具有前后对称的第一抓取部251和第二抓取部252，所述第一抓取部251和第二抓取部252由控制系统单独控制，可以为不同的抓取状态。旋转架24为两端对称的双十字形，所述第一抓取部251、第二抓取部252包括，安装在旋转架24端部和中间位置的多个吸盘26；所述吸盘26通过气流管路与外部的低压气管27和高压气管28连接，并在连接处设有由控制系统控制的电磁阀29，当抓取网模时电磁阀29接通吸盘26与低压气管27，放置网模时，电磁阀29接通吸盘26与高压气管28，优选的，吸盘26的数量为8个，并对称分布在旋转架24的端部及偏中间位置，吸盘26与旋转架24为可调的滑动连接，其位置可以根据网模的大小调节。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种网模搬运装置，包括：机架(2)、安装在机架(2)上的沿机架(2)移动的机械手臂(5)，以及控制机械手臂(5)运动的控制系统，其特征在于：所述机械手臂(5)的自由端设有一可旋转的抓取机构(6)，所述抓取机构(6)具有第一抓取部(251)和第二抓取部(252)，所述第一抓取部(251)和第二抓取部(252)由控制系统单独控制。

2.根据权利要求1所述的一种网模搬运装置，其特征在于：所述机架(2)上端安装有导轨(7)，所述导轨(7)上安装有一沿导轨(7)移动的滑动平台(4)，所述机械手臂(5)安装在滑动平台(4)底部，并由滑动平台(4)带动其在机架(2)上移动。

3.根据权利要求2所述的一种网模搬运装置，其特征在于：所述机械手臂(5)包括，固定连接在滑动平台(4)底部的基座(9)，与基座(9)转动连接的第一机械臂(10)，与第一机械臂(10)另一端转动连接的第二机械臂(11)，所述第二机械臂(11)的另一端通过一连接件与抓取机构(6)转动连接，以及驱动第一机械臂(10)、第二机械臂(11)和抓取机构(6)运动的动力装置。

4.根据权利要求3所述的一种网模搬运装置，其特征在于：所述连接件为与第二机械臂(11)铰接的水平托盘(15)，所述抓取机构(6)转动连接在水平托盘(15)底部。

5.根据权利要求4所述的一种网模搬运装置，其特征在于：所述机械手臂(5)还包括，设置在第一机械臂(10)与第二机械臂(11)连接处的连杆支架(13)，所述连杆支架(13)的一侧连接有第一连杆(12)和第二连杆(14)，所述第一连杆(12)的另一端与基座(9)连接，所述第二连杆(14)的另一端与水平托盘(15)连接；

其中，基座(9)、第一机械臂(10)、连杆支架(13)和第一连杆(12)连接成一平行四边形连杆机构；连杆支架(13)、第二机械臂(11)、水平托盘(15)和第二连杆(14)连接成一另平行四边形连杆机构；

上述平行四边形连杆机构使水平托盘(15)始终与水平面平行。

6.根据权利要求4所述的一种网模搬运装置，其特征在于：所述动力装置包括，固定在第一机械臂(10)与基座(9)连接处，并驱动第一机械臂(10)转动的第一伺服电机(21)；

固定在第二机械臂(11)与第一机械臂(10)连接处，并驱动第二机械臂(11)转动的第二伺服电机(22)；

固定在水平托盘(15)与抓取机构(6)连接处，并驱动抓取机构(6)旋转的第三伺服电机(23)；

所述第一伺服电机(21)、第二伺服电机(22)、第三伺服电机(23)与控制系统连接。

7.根据权利要求6所述的一种网模搬运装置，其特征在于：所述第一机械臂(10)与基座(9)连接处设有减速机构I(17)、所述第一伺服电机(21)通过法兰盘固定在基座(9)上，电机转轴与减速机构I(17)连接，并驱动第一机械臂(10)绕连接处转动；所述第二机械臂(11)与第一机械臂(10)连接处设有减速机构II(18)，所述第二伺服电机(22)固定在第二机械臂(11)上，电机转轴与减速机构II(18)连接，并驱动第二机械臂(11)绕连接处转动；所述水平托盘(15)与抓取机构(6)连接处设有减速机构III(19)，所述第三伺服电机(23)固定在水平托盘(15)上，电机转轴与减速机构III(19)连接，并驱动抓取机构(6)旋转。

优选的，所述减速机构I(17)、减速机构II(18)为行星齿轮减速机构。

8.根据权利要求7所述的网模搬运装置，其特征在于：所述抓取机构(6)包括，旋转架(24)、设置在旋转架(24)中心且穿过水平托盘(15)与减速机构III(19)的输出轴连接的转轴(16)，转轴(16)下端与旋转架(24)固定连接。

9.根据权利要求8所述的网模搬运装置，其特征在于：所述旋转架(24)为两端对称的双十字形，所述第一抓取部、第二抓取部(251、252)包括安装在旋转架(24)端部和中间位置的多个吸盘(26)；所述吸盘(26)通过气流管路与外部的低压气管(27)和高压气管(28)连接，并在连接处设有由控制系统控制的电磁阀(29)。

10.根据权利要求4所述的网模搬运装置，其特征在于：所述第二机械臂(11)的下端为U形，其两端部连接在水平托盘(15)的两侧，且其连接点同轴设置。

11.根据权利要求2所述的网模搬运装置，其特征在于：所述滑动平台(4)包括，固定安装在滑动平台(4)上的平台驱动电机(8)，与平台驱动电机(8)连接的减速器，减速器的输出轴固定安装有一齿轮，所述机架(2)上设有与齿轮配合的齿条。

12.根据权利要求11所述的网模搬运装置，其特征在于：所述机架(2)包括与地面连接的立柱(211)、固定连接在立柱(211)顶端的多根横梁(212)，所述导轨(7)固定安装在两侧横梁(212)的上表面，所述齿条安装在中间横梁(212)的侧面且与导轨(7)平行，在机架(2)上方前侧还设置有设备控制箱(3)，所述控制系统安装在设备控制箱(3)内。