CN106625642A

CN106625642A - 一种用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手

Info

Publication number: CN106625642A
Application number: CN201611013944.8A
Authority: CN
Inventors: 张明辉; 李建祥; 李昂
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2017-05-10

Abstract

本发明设计了一种用于高速公路护栏板浸渍工艺的上下料机械手，它解决了护栏板浸渍工艺物料搬运困难的问题。该机械手的特征在于：用于固定安装机械手的基座，所述基座上设置连杆A；所述连杆A一端与基座相连，一端与连杆B相连；所述连杆B一端与连杆A相连，一端与连杆C相连；所述连杆C一端与连杆B相连，一端与腕部结构相连；所述连杆C内部设置三个伺服电机B分别驱动关节4轴A、关节5轴A、关节6轴A转动；所述腕部结构一端与连杆C相连，一端与延长臂组件相连；所述延长臂组件一端与腕部结构相连，一端与端拾器组件相连。该机械手能够实现护栏板浸渍工艺的全自动化生产，在公路护栏板生产企业有广阔的应用前景。

Description

一种用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手

技术领域

本发明涉及自动化上下料装置领域，具体涉及一种用于高速公路护栏板浸渍工艺的上下料机械手。主要用于替代人工完成高速公路护栏板浸渍工艺的自动上下料。

背景技术

高速公路护栏板浸渍工艺包括：（1）将加热后的护栏板从出料口取下，移至涂料立井旁；（2）将护栏板吊起，然后向下垂直放入涂料立井浸渍，在护栏板上下表面均匀涂敷一层聚乙烯粉末；（3）再将护栏板吊起，移至流化室位置，并将护栏板悬挂到固化输送链条上，进行固化处理。可以看出护栏板的浸渍工艺包括护栏板取料、移动、吊起、垂直放下、吊起，放平、移动、悬挂多个动作，物料搬运的过程十分复杂，又因为护栏板的结构形状比较特殊，再加上护栏板尺寸很大（长4320mm，宽750mm），重量近100kg，常规的机械手很难实现。长期以来，除护栏板的吊起动作由卷扬机协助人工完成外，其它动作都靠人工来完成。整个工艺需要8个工人共同协助完成，因为劳动强度过大，2-3小时就要换班一次。存在加工效率低，人工成本高等问题，而且恶劣的工作环境和高强度的工作对人体伤害很大。所以，高速公路护栏板生产企业迫切需求一款大承载能力的机械手替代人工完成护栏板浸渍工艺的上下料，以提高生产效率，降低人工成本，改善工人的工作环境。为此，发明人设计了一种用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手，可以自动完成从出料口取下护栏板送入涂料立井浸渍并将护栏板悬挂到固化输送链条上整个浸渍的工艺过程。该机械手集上料、浸渍和下料为一体，能实现自动化生产，大大降低了劳动成本，生产效率也大幅提高。

发明内容

本发明的技术目的是克服现有技术中的问题，提供一种用于高速公路护栏板浸渍工艺的替代人工，提高生产效率的上下料机械手。该机械手集上料、浸渍和下料为一体，能实现自动化生产，大大降低了劳动成本和工人劳动强度，生产效率也大幅提高。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：一种用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手，所述用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手包括基座、连杆、减速器、伺服电机、关节轴、传动装置，其特征在于：用于固定安装机械手的基座，所述基座上面与连杆A相连，所述基座中部设置伺服电机A和传动装置；所述连杆A一端与基座相连，另一端与连杆B相连；所述连杆B一端与连杆A相连，另一端与连杆C相连；所述连杆C一端与连杆B相连，一端与腕部结构相连；所述连杆C内部设置三个伺服电机B分别驱动关节4轴A、关节5轴A、关节6轴A转动；关节4轴A通过传动装置与关节4轴B 相连，关节5轴A 通过传动装置与关节5轴B相连，关节轴6轴A通过传动装置与关节轴6轴B相连；所述腕部结构一端与连杆C相连，一端与延长臂组件相连，延长臂组件可沿腕部结构上下滑动；所述延长臂组件一端腕部结构相连，一端与端拾器组件相连。

前述的用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手，所述的腕部结构由连杆D、连杆E、连杆F、关节5轴C、关节5轴D、关节5轴E、关节6轴C、关节6轴D、关节6轴E、关节5齿轮A、关节5齿轮B、关节5减速器、关节6齿轮A、关节6齿轮B、关节6齿轮C、关节6齿轮D、关节6减速器、中间齿轮、中间轴等组成；所述连杆D一端与前述的连杆C相连，另一端与连杆E相连；所述连杆E一端与前述的连杆D相连，另一端与连杆F相连；所述连杆D内部设置关节5轴C、关节5轴D、关节5轴E和关节6轴C，关节5轴C一端通过传动装置与前述的关节5轴B相连，另一端通过关节5齿轮A、关节5齿轮B与关节5轴D相连；关节5轴E一端通过关节5减速器与前述的关节5轴D相连，另一端与连杆E相连；关节轴6轴C一端通过传动装置与关节轴6轴B相连，另一端通过关节6齿轮C、中间齿轮、关节6齿轮D与关节6轴D相连；所述连杆E内部设置关节5轴E、关节6轴D和关节6轴E，所述关节5轴E一端通过齿轮与关节5轴D相连，另一端与连杆E相连；所述关节6轴D一端通过齿轮与关节6轴C相连，另一端通过锥齿轮与关节6轴E相连；关节6轴E一端通过齿轮传动与关节6轴D相连，另一端与连杆F相连。

前述的用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手，所述的延长臂组件由主动链轮、挡块、上端拾器、端拾器支架、下端拾器、从动链轮、从动轮转轴、从动轮支架、腕部滑板、延长臂、主动链轮安装架和伺服电机C组成；延长臂一侧与腕部滑板相连，另一侧与端拾器支架相连；延长臂内部设置伺服电机C，伺服电机C与主动链轮相连，所述主动链轮通过链条与从动链轮相连；所述端拾器支架固定在链条上，上端设置上端拾器，下端设置下端拾器。

前述的用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手，所述的端拾器组件由气缸安装支架、气缸、气缸安装法兰、夹持杆、夹持杆支架、复位弹簧、滚轮、楔形块组成；气缸安装支架一端与前述的端拾器支架相连，另一端与气缸相连；所述气缸的缸体通过气缸安装法兰固定在气缸安装支架上，气缸的活塞与楔形块相连；所述楔形块的两个楔形面上设置滚轮和复位弹簧；复位弹簧一端与滚轮相连，另一端与夹持杆支架相连；夹持杆支架内部设置滑道；夹持杆一端与滚轮相连，并可沿着夹持杆支架内部滑道滑动。

综上所述，本发明所提供的用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手具有多关节，多自由度的特点。为实现护栏板在涂料立井浸渍工艺时，吊起、垂直放下、吊起的动作，在腕部结构后面增加了延长手臂组件，由链轮带动进行大距离的上下滑动；考虑到护栏板结构的特殊性，设计了上端拾器和下端拾器，实现护栏板的夹持搬运。由于护栏板重量大，为减小运动惯性，提高定位精度，腕部结构采用远程驱动。考虑到护栏板外观尺寸大，且需要移动距离长的特点，远程驱动采用多轴联动的方式实现。由此可见，本发明所设计的机械手能够实现护栏板浸渍工艺的全自动化生产，节省了劳动力和生产成本，提高了生产效率，在公路护栏板生产企业有广阔的应用前景。

附图说明

图1 是本发明的上下料机械手的总体结构图；

图2 是本发明的机械手腕部结构图；

图3 是本发明的延长臂组件结构图；

图4 是本发明的端拾器组件结构图；

图5 是高速公路护栏板外观图。

其中：图1中的编号分别为：1、基座 2、伺服电机A 3、连杆A 4、连杆B

5、关节4轴A 6、伺服电机B 7、关节5轴A 8、连杆C 9、关节轴6轴A

10、关节5轴B 11、关节轴6轴B 12、关节5轴C 13、连杆D

14、延长臂组件 15、端拾器组件 16、关节4轴B

图2中的编号分别为：17、关节5齿轮B 18、关节6齿轮A 19、关节6齿轮B

20 连杆E 21、关节6轴E 22、螺钉 23、关节6减速器 24、连杆F

25 关节5减速器 26、关节6轴D 27、关节6齿轮D 28、中间齿轮 29、中间轴

30、关节6齿轮C 31、轴承 32、关节6轴C 33、关节5轴D

图3中的编号分别为：34、主动链轮 35、挡块 36、上端拾器 37、端拾器支架

38、下端拾器 39、从动链轮 40、从动轮转轴 41、从动轮支架 42、腕部滑板

43、延长臂 44、主动链轮安装架 45、伺服电机C

图4中的编号分别为：46、气缸安装支架 47、气缸 48、气缸安装法兰 49、夹持杆

50、夹持杆支架 51、复位弹簧 52、滚轮 53、楔形块。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案、技术特征、达成目的与功能易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述。

如图1、图2、图3、图4所示，一种用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手，所述用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手包括基座、连杆、减速器、伺服电机、关节轴、传动装置，其特征在于：用于固定安装机械手的基座1，所述基座1上面与连杆A 3相连，所述基座1中部设置伺服电机A 2和传动装置；所述连杆A 3一端与基座1相连，另一端与连杆B 4相连；所述连杆B 4一端与连杆A 3相连，另一端与连杆C 8相连；所述连杆C 8一端连杆B 4相连，一端与腕部结构相连；所述连杆C 8内部设置三个伺服电机B 6分别驱动关节4轴A 5、关节5轴A 7、关节轴6轴A 9转动；关节4轴A 5通过传动装置与关节4轴B 16相连，关节5轴A 7通过传动装置与关节5轴B 10相连，关节轴6轴A 9通过传动装置与关节轴6轴B 11相连；所述腕部结构一端与连杆C 8相连，一端与延长臂组件14相连，延长臂组件14可沿腕部结构上下滑动；所述延长臂组件14一端腕部结构相连，一端与端拾器组件15相连。

下面根据图1-图5说明本发明的工作过程。

护栏板的夹持：

开始机械手处于初始位置，当控制系统发出上料指令时，连杆A 3不动，连杆B 4、连杆C8按照指令转动到相应的角度，然后停止转动；同时连杆D 13、连杆E 20和连杆F 24也根据指令转动，调整端拾器组件15的姿态，使得上端拾器36的夹持杆49对准护栏板一端的第二和第四个孔，使得下端拾器38的夹持杆49对准护栏板另一端的第二和第四个孔，然后连杆D13、连杆E 20和连杆F 24停止转动；上端拾器36的气缸47和下端拾器38的气缸47伸出，使得夹持杆49进入到护栏板的孔中，完成护栏板的加持动作。

护栏板的上料：

连杆A 3、连杆D 13、连杆E 20和连杆F 24不动；连杆B 4、连杆C 8转动，将护栏板提升一端距离后，连杆B 4、连杆C 8停止转动。连杆A 3转动90^o，将护栏板移至涂料立井上方。

浸渍过程：

连杆A 3、连杆B 4、连杆C 8不动；连杆D 13、连杆E 20和连杆F 24转动，将护栏板由水平位置调整为垂直位置，同时，延长臂组件14上的伺服电机C 45正向转动，带动主动链轮34转动，与主动链轮34和从动链轮39相连的链条向上移动；固定在链条上的端拾器支架37和端拾器支架37上面的上端拾器36、下端拾器38及护栏板跟随链条向上移动。当护栏板下端距离涂料立井井口500mm时，伺服电机C 45停止转动。

连杆A 3、连杆B 4、连杆C 8、连杆D 13、连杆E 20和连杆F 24不动；伺服电机C 45反向转动，带动主动链轮34转动，与主动链轮34和从动链轮39相连的链条向下移动；固定在链条上的端拾器支架37和端拾器支架37上面的上端拾器36、下端拾器38及护栏板跟随链条向下移动。当护栏板上端完全淹没在聚乙烯粉末中时，伺服电机C 45停止转动。

连杆A 3、连杆B 4、连杆C 8、连杆D 13、连杆E 20和连杆F 24不动；伺服电机C 45正向转动，带动主动链轮34转动，与主动链轮34和从动链轮39相连的链条向上移动；固定在链条上的端拾器支架37和端拾器支架37上面的上端拾器36、下端拾器38及护栏板跟随链条向上移动。当护栏板下端距离涂料立井井口500mm时，伺服电机C 45停止转动。

连杆A 3、连杆B 4、连杆C 8不动；延长臂组件14上的伺服电机C 45反向转动，带动主动链轮34转动，与主动链轮34和从动链轮39相连的链条向下移动；固定在链条上的端拾器支架37和端拾器支架37上面的上端拾器36、下端拾器38及护栏板跟随链条向下移动。同时连杆D 13、连杆E 20和连杆F 24转动，将护栏板由垂直位置调整为水平位置。

下料过程：

连杆A 3、连杆D 13、连杆E 20和连杆F 24不动；连杆B 4、连杆C 8转动，将护栏板提升一端距离后，连杆B 4、连杆C 8停止转动。连杆A 3 转动90^o，将护栏板移至硫化室位置。

连杆A 3、连杆B 4、连杆C 8不动；连杆D 13、连杆E 20和连杆F 24转动，将护栏板由水平位置调整为侧立位置。

连杆A 3、连杆D 13、连杆E 20和连杆 F24不动；连杆B 4、连杆C 8转动，将护栏板前移，并将护栏板悬挂到固化输送链条上。上端拾器36的气缸47和下端拾器38的气缸47收缩，使得夹持杆49收回，放开护栏板。

连杆B 4、连杆C 8、连杆D 13、连杆E 20和连杆F 24不动，连杆A 3反向转动180^o，机械手回到初始位置，等待下一次上料。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手，所述用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手包括基座、连杆、减速器、伺服电机、关节轴、传动装置，其特征在于：用于固定安装机械手的基座，所述基座上面与连杆A相连，所述基座中部设置伺服电机A和传动装置；所述连杆A一端与基座相连，另一端与连杆B相连；所述连杆B一端与连杆A相连，另一端与连杆C相连；所述连杆C一端连杆B相连，一端与腕部结构相连；所述连杆C内部设置三个伺服电机B分别驱动关节4轴A、关节5轴A、关节6轴A转动；关节4轴A通过传动装置与关节4轴B 相连，关节5轴A 通过传动装置与关节5轴B相连，关节轴6轴A通过传动装置与关节轴6轴B相连；所述腕部结构一端与连杆C相连，一端与延长臂组件相连，延长臂组件可沿腕部结构上下滑动；所述延长臂组件一端与腕部结构相连，一端与端拾器组件相连。

2.根据权利要求1前述的用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手，所述的腕部结构由连杆D、连杆E、连杆F、关节5轴C、关节5轴D、关节5轴E、关节6轴C、关节6轴D、关节6轴E、关节5齿轮A、关节5齿轮B、关节5减速器、关节6齿轮A、关节6齿轮B、关节6齿轮C、关节6齿轮D、关节6减速器、中间齿轮、中间轴等组成；所述连杆D一端与前述的连杆C相连，另一端与连杆E相连；所述连杆E一端与前述的连杆D相连，另一端与连杆F相连；所述连杆D内部设置关节5轴C、关节5轴D、关节5轴E和关节6轴C，关节5轴C一端通过传动装置与前述的关节5轴B相连，另一端通过关节5齿轮A、关节5齿轮B与关节5轴D相连；关节5轴E一端通过关节5减速器与前述的关节5轴D相连，另一端与连杆E相连；关节轴6轴C一端通过传动装置与关节轴6轴B相连，另一端通过关节6齿轮C、中间齿轮、关节6齿轮D与关节6轴D相连；所述连杆E内部设置关节5轴E、关节6轴D和关节6轴E，所述关节5轴E一端通过齿轮与关节5轴D相连，另一端与连杆E相连；所述关节6轴D一端通过齿轮与关节6轴C相连，另一端通过锥齿轮与关节6轴E相连；关节6轴E一端通过齿轮传动与关节6轴D相连，另一端与连杆F相连。

3.根据权利要求1所述的前述的用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手，所述的延长臂组件由主动链轮、挡块、上端拾器、端拾器支架、下端拾器、从动链轮、从动轮转轴、从动轮支架、腕部滑板、延长臂、主动链轮安装架和伺服电机C组成；延长臂一侧与腕部滑板相连，另一侧与端拾器支架相连；延长臂内部设置伺服电机C，伺服电机C与主动链轮相连，所述主动链轮通过链条与从动链轮相连；所述端拾器支架固定在链条上，上端设置上端拾器，下端设置下端拾器。

4.根据权利要求1所述的前述的用于护栏板浸渍工艺的上下料机械手，所述的端拾器组件由气缸安装支架、气缸、气缸安装法兰、夹持杆、夹持杆支架、复位弹簧、滚轮、楔形块组成；气缸安装支架一端与前述的端拾器支架相连，另一端与气缸相连；所述气缸的缸体通过气缸安装法兰固定在气缸安装支架上，气缸的活塞与楔形块相连；所述楔形块的两个楔形面上设置滚轮和复位弹簧；复位弹簧一端与滚轮相连，另一端与夹持杆支架相连；夹持杆支架内部设置滑道；夹持杆一端与滚轮相连，并可沿着夹持杆支架内部滑道滑动。