CN107685459B - 一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手 - Google Patents

Abstract

一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手，克服了现有技术不能满足轮胎厂全钢硫化车间的工况要求的问题，特征是在桁架导轨上安装左右2套升降装置，在行走装置的两个侧面各安装有托架装置，在每套升降装置上各安装一套平移伸缩装置，每套平移伸缩装置的上各安装有一套抓胎装置，有益效果是，升降装置和平移伸缩装置均采用两级倍速结构及主车架与副车架之间2个托架装置形成避免相互干涉的一前一后位置，整机结构紧凑，运行可靠，可以防止胎胚坠落，有效地保护了胎胚和人员的安全，且噪音低，维护简单方便，2套升降装置同时升降时可以一次抓取2个胎胚，极大地提高了搬运效率，且升降行程可达到3.7米，可以增加全钢硫化车间作业空间。

Description

一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手

技术领域

本发明属于轮胎物流自动化技术领域，特别涉及一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手。

背景技术

轮胎厂全钢硫化车间的胎胚种类多，体积大且重量大，而运输胎胚至硫化机都是采用胎胚转移车将胎胚由人工转移到硫化机前，转运时容易造成胎胚变形、挤压等缺陷,同时由于人为操作，对胎胚的可控性较差，而且搬运工作劳动强度大，工作效率低，容易损坏胎胚条码，使胎胚的可追溯性差。为了保持竞争优势，全球各大轮胎制造企业近年来纷纷采取降低成本的举措，而降低劳动成本被公认是最直接、最有效的办法，基于此，工业机器人越来越多地被轮胎制造商们广泛应用于各种物流自动化系统，以及轮胎智能化生产过程中。但是，现有技术中，各种机械手都是三轴机械手，均不能满足轮胎厂全钢硫化车间的工况要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足之处，解决现有硫化车间全钢胎胚搬运自动化程度低以及容易造成轮胎缺陷的问题，提供可以实现全钢胎胚的自动抓取与输送的一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手。

本发明采用的技术方案包括桁架导轨、行走装置和抓胎装置，在桁架导轨上安装左右2套升降装置，在行走装置的两个侧面各安装有托架装置，所述行走装置包括主车架和副车架，主车架与副车架通过调距电缸连接，所述升降装置采用两级倍速机构，包括一级伸缩架和二级伸缩架，在一级伸缩架的背面安装有后升降直线导轨和一级升降皮带，在一级伸缩架前面安装有前升降直线导轨和二级升降皮带，所述一级伸缩架通过二级升降皮带和前升降直线导轨与二级伸缩架连接，安装在所述主车架的升降电机的电机轴端安装升降驱动轮，在升降驱动轮上安装一级升降皮带，当升降电机动作时，带动一级升降皮带，并通过一级升降皮带带动一级伸缩架和二级伸缩架同时做升降动作，在每套升降装置上还各安装一套平移伸缩装置，所述平移伸缩装置包括有固定框架、一级水平伸缩架和二级水平伸缩架，在固定框架内安装有水平驱动电机，在一级水平伸缩架与固定框架之间安装有一级直线导轨，在一级水平伸缩架的左端安装有一级过渡带轮，在一级过渡带轮上安装有一级水平皮带，在一级水平伸缩架与二级水平伸缩架之间安装有二级直线导轨，在一级水平伸缩架的右端安装有二级过渡带轮，在二级过渡带轮上安装有二级水平皮带，当水平驱动电机动作时，同时带动一级水平伸缩架和二级水平伸缩架做平移运动。

每套平移伸缩装置的二级水平伸缩架上各安装有一套抓胎装置，所述抓胎装置包括固定块，固定块的侧面与平移伸缩装置的二级水平伸缩架连接，固定块的下面用螺钉与固定盘连接，固定盘沿圆周均匀固定8个滑块，滑块的外侧安装旋转盘，在转盘上加工有弧形槽，滑块的内侧安装有抓片，旋转盘圆周上布置4个导向轮，在固定盘上安装抓胎电缸，抓胎电缸的另一端安装在旋转盘上的支撑轴上，当抓胎电缸动作时，伸出的电缸推杆推动旋转盘旋转，滑块的导轨沿旋转盘的弧形槽滑动，从而带动抓片做开合动作，完成胎胚的抓取和放置。

所述托架装置包括固定架，固定架安装在行走装置的车架侧面，固定架与行走装置的主车架和副车架连接，在固定架上安装托架电机，在固定架上安装有上驱动带轮和下从动带轮，在上驱动带轮和下从动带轮上安装有同步带，通过上驱动带轮和下从动带轮带动同步带，同步带的一侧安装滑动架，在滑动架内安装有氮气弹簧，滑动架下方安装护胎手。

在所述主车架和副车架的左侧各安装有后托架连接件，在主车架和副车架的右边各安装前托架连接件，在主车架上安装行走驱动电机。

所述行走驱动电机的安装通过行走驱动轴与行走驱动轮连接，在主车架和副车架上安装有上导轮和下导轮。

所述升降装置通过后升降直线导轨与行走装置的主车架和副车架螺钉连接，升降行程可达到3.7米。

所述2套升降装置分别安装在行走装置的主车架和副车架上，2套升降装置通过各自的升降电机驱动，2套升降装置可以同时升降，也可以分别升降。

所述一级伸缩架由第一带孔槽型板和在带孔槽型板的开口面上用螺栓连接的3个加强筋板构成。

所述二级伸缩架由第二带孔槽型板和在第二带孔槽型板开口面上端焊接的滑块连接板及在第二带孔槽型板底部焊接的伸缩装置连接板构成。

所述前托架连接件为框架式的前托架连接件，通过该框架式的前托架连接件将主车架与副车架之间2个托架装置形成避免相互干涉的一前一后位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是，

（1）本发明行走装置包括主车架和副车架，有2套升降装置分别安装在行走装置的主车架和副车架上，且2套升降装置通过各自的升降电机驱动，可以同时升降，也可以分别升降，同时升降时可以一次抓取2个胎胚，极大地提高了搬运效率；且升降行程可达到3.7米，可以增加全钢硫化车间作业空间；

（2）本发明通过行走装置的调距电缸可以调整两个行走装置主车架和副车架的距离，从而可以调整两个抓胎装置之间的距离，以适应不同的硫化机台两个存胎器的中心距；

（3）本发明升降装置和平移伸缩装置均采用两级倍速结构，极大的节省了设备的空间；一级伸缩架和二级伸缩架均采用带孔槽型板，减轻了一级伸缩架和二级伸缩架的重量，在升降装置的一级伸缩架的第一带孔槽型板的开口面上用螺栓连接3个加强筋板，增加了一级伸缩架的强度和刚性，保证了整机结构的稳定性。

（4）本发明采用框架式的前托架连接件将主车架与副车架之间2个托架装置形成避免相互干涉的一前一后位置，既节省了设备的空间，又适应了硫化机台两个存胎器的中心距。

（5）本发明传动机构均采用皮带传动，噪音低，且维护简单方便。

（6）本发明托架装置采用氮气弹簧实现护胎手的开合，采用同步带实现护胎手的升降，结构紧凑，运行可靠，可以防止胎胚坠落，有效地保护了胎胚和人员的安全。

附图说明

图1是本发明的总装配结构示意图，

图2是图1的俯视图；

图3是本发明桁架导轨的结构示意图；

图4是本发明行走装置的结构示意图；

图5是图4的A-A剖视图；

图6是本发明升降装置的主视图；

图7是图6的左视图；

图8是图6的俯视放大图；

图9是平移伸缩装置的俯视图；

图10是平移伸缩装置的仰视图；

图11是本发明抓胎装置的结构示意图；

图12是本发明托架装置的结构示意图。

图中：

1.桁架导轨，

1-1.立柱，1-2.滑触线，

1-3.滑触线支架，1-4.行走轨道，

1-5.轨道连接座，

2.行走装置，

2-1.主车架，2-2.前托架连接件，2-3.调距电缸，

2-4.后托架连接件，2-5.副车架，2-6.行走驱动电机，

2-7.行走驱动轮，2-8.行走驱动轴，

2-9.上导轮，2-10.下导轮，

3.升降装置，

3-1.升降电机，3-2.升降驱动轮，

3-3.升降皮带，3-4.一级伸缩皮带，

3-5.一级伸缩架，

3-5-1.第一带孔槽型板，

3-5-2.加强筋板，

3-6.前升降直线导轨，

3-7.二级伸缩架，

3-7-1.第二带孔槽型板，

3-7-2.滑块连接板，

3-7-3.伸缩装置连接板，

3-8.后升降直线导轨，

3-9.外限位块，

3-10.内限位块，

4.平移伸缩装置，

4-1.固定框架，4-2.水平驱动电机，

4-3.一级水平伸缩架，4-4.一级直线导轨，

4-5.一级水平皮带，4-6.一级过渡带轮，

4-7.二级水平伸缩架，4-8.二级直线导轨，

4-9.二级水平皮带，4-10.二级过渡带轮，

5.抓胎装置，

5-1.固定块，5-2.固定盘，

5-3.滑块，5-4.旋转盘，5-4-1.弧形槽,

5-5.抓片，5-6.导向轮，

5-7.支撑轴，5-8.抓胎电缸，

6.托架装置，

6-1.固定架，6-2.滑动架，

6-3.托架电机，6-4.上驱动带轮，

6-5.同步带，6-6.氮气弹簧,

6-7.下从动带轮，6-8.护胎手；

7.电控箱。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明采取的技术方案包括桁架导轨1，在所述桁架导轨1上安装有行走装置2和左右2套升降装置3，所述行走装置2可以在桁架导轨1上左右行走，在行走装置2的两个侧面各安装有托架装置6，用来在行走中保护胎胚，在行走装置2上还安装有电控箱7，电控箱7随行走装置2运行，在每套升降装置3上还各安装一套平移伸缩装置4，每套平移伸缩装置上安装有一套抓胎装置5；

如图3所示，所述桁架导轨1包括一排8～10个立柱1-1，该立柱1-1使用时与硫化车间厂房的立柱焊接，在立柱1-1上用螺栓连接轨道连接座1-5，在轨道连接座1-5上连接行走轨道1-4，在行走轨道1-4后侧面焊接有一排滑触线支架1-3，在滑触线支架1-3上安装滑触线1-2，用于给整个装置供电；

如图4和图5所示，所述行走装置2包括主车架2-1和副车架2-5，主车架2-1与副车架2-5通过调距电缸2-3连接，通过调距电缸2-3可以调整主车架2-1与副车架2-5之间的距离，在主车架2-1和副车架2-5的左侧各安装有后托架连接件2-4，在主车架2-1和副车架2-5的右边各安装前托架连接件2-2，如图2所示，为了防止主车架2-1与副车架2-5之间2个托架装置6的相互干涉，所述前托架连接件2-2为框架式的前托架连接件，通过该框架式的前托架连接件2-2将主车架2-1与副车架2-5之间2个托架装置6形成一前一后的位置，从而避免了主车架2-1与副车架2-5之间2个托架装置6的相互干涉，也使得结构更加紧凑；在主车架2-1上安装行走驱动电机2-6，所述行走驱动电机2-6的安装通过行走驱动轴2-8与行走驱动轮2-7连接，在主车架2-1和副车架2-5上安装有上导轮2-9和下导轮2-10；

如图6、图7和图8所示，所述升降装置3采用两级倍速机构，包括一级伸缩架3-5和二级伸缩架3-7，在一级伸缩架3-5的背面安装有后升降直线导轨3-8，并通过后升降直线导轨3-8与行走装置2的主车架2-1和副车架2-5螺钉连接，在一级伸缩架3-5的前面安装有前升降直线导轨3-6和二级升降皮带3-4，所述一级伸缩架3-5通过二级升降皮带3-4和前升降直线导轨3-6与二级伸缩架3-7连接，安装在主车架2-1的升降电机3-1的电机轴端安装升降驱动轮3-2，在升降驱动轮3-2上安装一级升降皮带3-3，当升降电机3-1动作时，带动一级升降皮带3-3，并通过一级升降皮带3-3带动一级伸缩架3-5和二级伸缩架3-7同时做升降动作，升降行程可达到3.7米；本发明2套升降装置3分别安装在行走装置2的主车架2-1和副车架2-5上，2套升降装置3通过各自的升降电机3-1驱动，2套升降装置3可以同时升降，也可以分别升降，图1和图2中所示为升降装置3的两种不同工作状态，右侧为完全收回升至最高位时的状态，该状态为抓胎后行走状态；左侧为完全伸出降到最低位的状态，该状态为放胎后状态；所述一级伸缩架3-5由第一带孔槽型板3-5-1和在第一带孔槽型板3-5-1的开口面上用螺栓连接的3个加强筋板3-5-2构成；所述二级伸缩架3-7由第二带孔槽型板3-7-1和在第二带孔槽型板3-7-1开口面上端焊接的滑块连接板3-7-2及在第二带孔槽型板3-7-1底部焊接的伸缩装置连接板3-7-3构成；在所述一级伸缩架3-5的第一带孔槽型板3-5-1槽内上方设有内限位块3-10，用于对二级伸缩架3-7上行时的限位；在所述一级伸缩架3-5的第一带孔槽型板3-5-1槽外一侧设有上下2个外限位块3-9，用于对一级伸缩架3-5上行时或下行时进行限位；

如图9和图10所示，所述平移伸缩装置4包括有固定框架4-1、一级水平伸缩架4-3和二级水平伸缩架4-7，在固定框架4-1内安装有水平驱动电机4-2，在一级水平伸缩架4-3与固定框架4-1之间安装有一级直线导轨4-4，在一级水平伸缩架4-3的左端安装有一级过渡带轮4-6，在一级过渡带轮4-6安装有一级水平皮带4-5，在一级水平伸缩架4-3与二级水平伸缩架4-7之间安装有二级直线导轨4-8，在一级水平伸缩架4-3的右端安装有二级过渡带轮4-10，在二级过渡带轮4-10上安装有二级水平皮带4-9，所述固定框架4-1通过螺钉与升降装置3的二级伸缩架3-7连接，当水平驱动电机4-2动作时，同时带动一级水平伸缩架4-3和二级水平伸缩架4-7做平移运动；

如图11所示，所述抓胎装置5包括固定块5-1，固定块5-1的侧面与平移伸缩装置4的二级水平伸缩架4-7连接，固定块5-1的下面用螺钉与固定盘5-2连接，固定盘5-2沿圆周均匀固定8个滑块5-3，滑块5-3的外侧安装旋转盘5-4，在转盘5-4上加工有弧形槽5-4-1，滑块5-3的内侧安装有抓片5-5，旋转盘5-4圆周上布置4个导向轮5-6，在固定盘5-2上安装抓胎电缸5-8，抓胎电缸5-8的另一端安装在旋转盘5-4上的支撑轴5-7上，当抓胎电缸5-8动作时，伸出的电缸推杆推动旋转盘5-4旋转，滑块5-3的导轨沿旋转盘5-4的弧形槽5-4-1滑动，从而带动抓片5-5做开合动作，完成胎胚的抓取和放置；

如图12所示，所述托架装置6包括固定架6-1，固定架6-1与所述行走装置2的主车架2-1和副车架2-5固定连接，在固定架6-1上安装托架电机6-3，在固定架6-1上安装有上驱动带轮6-4和下从动带轮6-7，在上驱动带轮6-4和下从动带轮6-7上安装有同步带6-5，通过上驱动带轮6-4和下从动带轮6-7带动同步带6-5，同步带6-5的一侧安装有滑动架6-2，在滑动架6-2内安装有氮气弹簧6-6，滑动架6-2下方安装护胎手6-8，当托架电机6-3转动时，带动护胎手6-8上下运动，并且滑动架6-2内的氮气弹簧6-6动作，可以实现护胎手6-8的开合动作，起到保护胎胚的作用。

Claims (10)

1.一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手，包括桁架导轨（1）、行走装置（2）和抓胎装置（5），在桁架导轨（1）上安装左右2套升降装置（3），在行走装置（2）的两个侧面各安装有托架装置（6），其特征在于，所述行走装置（2）包括主车架（2-1）和副车架（2-5），主车架（2-1）与副车架（2-5）通过调距电缸（2-3）连接，所述升降装置（3）采用两级倍速机构，包括一级伸缩架（3-5）和二级伸缩架（3-7），在一级伸缩架（3-5）的背面安装有后升降直线导轨（3-8）和一级升降皮带（3-3），在一级伸缩架（3-5）的前面安装有前升降直线导轨（3-6）和二级升降皮带（3-4），所述一级伸缩架（3-5）通过二级升降皮带（3-4）和前升降直线导轨（3-6）与二级伸缩架（3-7）连接，安装在所述主车架（2-1）的升降电机（3-1）的电机轴端安装升降驱动轮（3-2），在升降驱动轮（3-2）上安装一级升降皮带（3-3），当升降电机（3-1）动作时，带动一级升降皮带（3-3），并通过一级升降皮带（3-3）带动一级伸缩架（3-5）和二级伸缩架（3-7）同时做升降动作，在每套升降装置（3）上还各安装一套平移伸缩装置（4），所述平移伸缩装置（4）包括有固定框架（4-1）、一级水平伸缩架（4-3）和二级水平伸缩架（4-7），在固定框架（4-1）内安装有水平驱动电机（4-2），在一级水平伸缩架（4-3）与固定框架（4-1）之间安装有一级直线导轨（4-4），在一级水平伸缩架（4-3）的左端安装有一级过渡带轮（4-6），在一级过渡带轮（4-6）上安装有一级水平皮带（4-5），在一级水平伸缩架（4-3）与二级水平伸缩架（4-7）之间安装有二级直线导轨（4-8），在一级水平伸缩架（4-3）的右端安装有二级过渡带轮（4-10），在二级过渡带轮（4-10）上安装有二级水平皮带（4-9），当水平驱动电机（4-2）动作时，同时带动一级水平伸缩架（4-3）和二级水平伸缩架（4-7）做平移运动。

2.根据权利要求1所述一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手，其特征在于，每套平移伸缩装置（4）的二级水平伸缩架（4-7）上各安装有一套抓胎装置（5），所述抓胎装置（5）包括固定块（5-1），固定块（5-1）的侧面与平移伸缩装置（4）的二级水平伸缩架（4-7）连接，固定块（5-1）的下面用螺钉与固定盘（5-2）连接，固定盘（5-2）沿圆周均匀固定8个滑块（5-3），滑块（5-3）的外侧安装旋转盘（5-4），在旋转盘（5-4）上加工有弧形槽（5-4-1），滑块（5-3）的内侧安装有抓片（5-5），旋转盘（5-4）圆周上布置4个导向轮（5-6），在固定盘（5-2）上安装抓胎电缸（5-8），抓胎电缸（5-8）的另一端安装在旋转盘（5-4）上的支撑轴（5-7）上，当抓胎电缸（5-8）动作时，伸出的电缸推杆推动旋转盘（5-4）旋转，滑块（5-3）的导轨沿旋转盘（5-4）的弧形槽（5-4-1）滑动，从而带动抓片（5-5）做开合动作，完成胎胚的抓取和放置。

3.根据权利要求1所述一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手，其特征在于，所述托架装置（6）包括固定架（6-1），固定架（6-1）与行走装置（2）的主车架（2-1）和副车架（2-5）连接，在固定架（6-1）上安装有托架电机（6-3），在固定架（6-1）上安装有上驱动带轮（6-4）和下从动带轮（6-7），在上驱动带轮（6-4）和下从动带轮（6-7）上安装有同步带（6-5），通过上驱动带轮（6-4）和下从动带轮（6-7）带动同步带（6-5），同步带（6-5）的一侧安装滑动架（6-2），在滑动架（6-2）内安装有氮气弹簧（6-6），滑动架（6-2）下方安装护胎手（6-8）。

4.根据权利要求1或2或3所述一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手，其特征在于，在所述主车架（2-1）和副车架（2-5）的左侧各安装有后托架连接件（2-4），在主车架（2-1）和副车架（2-5）的右边各安装前托架连接件（2-2），在主车架（2-1）上安装行走驱动电机（2-6）。

5.根据权利要求4所述一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手，其特征在于，所述行走驱动电机（2-6）的安装通过行走驱动轴（2-8）与行走驱动轮（2-7）连接，在主车架（2-1）和副车架（2-5）上安装有上导轮（2-9）和下导轮（2-10）。

6.根据权利要求1所述一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手，其特征在于，所述升降装置（3）通过后升降直线导轨（3-8）与行走装置（2）的主车架（2-1）和副车架（2-5）螺钉连接，升降行程可达到3.7米。

7.根据权利要求1所述一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手，其特征在于，所述2套升降装置（3）分别安装在行走装置（2）的主车架（2-1）和副车架（2-5）上，2套升降装置（3）通过各自的升降电机（3-1）驱动，2套升降装置（3）可以同时升降，也可以分别升降。

8.根据权利要求1或6所述一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手，其特征在于，所述一级伸缩架（3-5）由第一带孔槽型板（3-5-1）和在第一带孔槽型板（3-5-1）的开口面上用螺栓连接的3个加强筋板（3-5-2）构成。

9.根据权利要求1或6所述一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手，其特征在于，所述二级伸缩架（3-7）由第二带孔槽型板（3-7-1）和在第二带孔槽型板（3-7-1）开口面上端焊接的滑块连接板（3-7-2）及在第二带孔槽型板（3-7-1）底部焊接的伸缩装置连接板（3-7-3）构成。

10.根据权利要求4所述一种用于硫化车间的全钢胎胚搬运机械手，其特征在于，所述前托架连接件（2-2）为框架式的前托架连接件，通过该框架式的前托架连接件（2-2）将主车架（2-1）与副车架（2-5）之间2个托架装置（6）形成避免相互干涉的一前一后位置。