CN108608246B - 具有转动平台与移动平台的四自由度90/180度翻转机 - Google Patents

Abstract

一种具有转动平台与移动平台的四自由度90/180度翻转机，其包括基座和翻转车体，基座为焊接结构体，其轴向两端均为弧形基础辊道，在弧形基础辊道上布置有托辊，在底座上设有驱动轴，驱动轴上安装有驱动齿轮；翻转车体呈L形，分为水平工作台与竖直工作台，在翻转车体的竖直工作台中部设有180度转动平台，180度转动平台下端通过转动副与90度转动平台联接，在90度转动平台与180度转动平台之间设有90度转动驱动气囊；翻转车体的水平工作台中部设有移动平台，在移动平台与水平工作台之间设有移动平台驱动气囊。本发明承载力强、能够应用于各种规格工件进行连续90度翻转与180度翻转。

Description

具有转动平台与移动平台的四自由度90/180度翻转机

技术领域

本发明属于重型机器制造的大型辅助机械设备，特别涉及一种翻转设备。

背景技术

近些年来，面对日益严峻的能源紧缺与环境污染两大难题，核能发电越来越受到关注。我国核电占年发电量的3.9％，远低于世界平均16％的水平，因此，核电在我国有很大的发展空间。中国自主研发的第三代核电技术，有大国重器之称的“华龙一号”已经走向世界。

百万千瓦级的核电机组中有许多大型锻件，包括压力容器中的一体化顶盖、筒体，蒸汽发生器中的管板、水室封头、锥形筒体等都属于特大型零部件。这些特大型零部件在机械加工过程中一般需要经过多次变位、翻转。目前，一般是利用车间的两台天车，并借助软钢丝绳及附具实现90度或180度翻转。但是，这些大型锻件或零件尺寸规格大、重量大，轴向尺寸可达6米，单重从10吨—250吨不等，翻转过程中因惯性会产生较大的冲击、不稳定；翻转过程难以控制，存在着很大的生产安全隐患；翻转时易将工件划伤，难以保证工件的表面质量；工件每翻转一次需要很长的时间，工人劳动强度大、效率低。

工业翻转机能适应不同规格货物的翻转要求，安全、平稳、有效地提供工艺输送，实现将货物由卧式转换成立式、将立式转换成卧式或实现180度整体翻转的作业目标。翻转机的分类可以按其翻转角度、翻转对象和性能的实现等进行分类。根据最大翻转角度进行分类，可分为90度翻转机和180度翻转机；根据其翻转的货物进行分类，可分为钢卷翻转机、模具翻转机和板材翻转机等；根据性能的实现分类主要有板链式悬挂电动翻转机、液压驱动翻转机和连续快速起动翻转机等。

经对现有文献检索发现，目前关于翻转机的技术资料主要集中在中、小型翻转机，而对大型重载翻转机的文献或技术资料较少。中国专利201210243613.9公开了一种单气囊翻转移动平台三自由度90/180度翻转机、中国专利201210243957.X公开了一种翻转移动平台三自由度90/180度翻转机、中国专利201210243612.4公开了一种分移动翻转双气囊三自由度90/180度翻转机、中国专利201210244046.9公开了一种双卷扬正反驱动翻转工作台的多功能翻转设备，这些设备只针对轴向尺寸较小的管板、小型水室封头等工件才能实现其180度的连续翻转，轴向尺寸较大的直筒节、锥形筒节等工件的180度翻转还需借助天车辅助才能实现。中国专利201220612956.3公开了一种两自由度双臂90度与180度双功能大型件翻转机、中国专利201210243995.5公开了一种移动平台3/2自由度大型件90/180度翻转机、中国专利201210243996.X公开了双移动平台重力封闭4/2自由度双臂90/180度翻转机，这些设备包含两个滚转车体，设备整体高度较大，并且对轴向尺寸较大的直筒节、锥形筒节等工件不能实现连续的180度翻转

综上所述，目前存在的翻转机大多承载力较小，功能单一，只能实现工件的90度翻转或者180度翻转；具有90度与180度翻转两种功能的翻转机中，轴向尺寸较小的工件的180度翻转可以连续完成，但是轴向尺寸较大的工件的180度翻转不能连续完成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种承载力强、能够应用于各种规格工件进行连续90度翻转与180度翻转的具有转动平台与移动平台的四自由度90/180度翻转机。

本发明包括基座和翻转车体，其中：基座为焊接结构体，其轴向两端均为由上部呈内凹圆弧的立支板构成的相互平行的弧形基础辊道，在弧形基础辊道两侧均设有翻转托辊，在基座的一侧设有翻转驱动电机和翻转驱动减速器，翻转驱动电机的输出轴通过联轴器与翻转驱动减速器的输入轴联接，在基座的两弧形基础辊道之间设有与立支板面竖直的翻转驱动轴，翻转驱动轴的一端非接触的穿过基座一侧的弧形基础辊道，其伸出端通过联轴器与翻转驱动减速器的输出轴联接，驱动轴的另一端与翻转驱动齿轮联接，翻转驱动齿轮设在固定在基座对称面上的支撑座上；翻转车体是端面呈L形的圆柱体式焊接结构件，其轴向两端沿其外圆面与两条圆弧形支撑轨道固连，两条圆弧形支撑轨道分别与基座两侧的翻转托辊滚动接触，在垂直于翻转车体轴线的中间截面上设有一条弧形车体齿圈，弧形车体齿圈与上述翻转驱动齿轮啮合；翻转车体的L形台面为翻转车体的工作台面，立面为竖直工作台，水平面为水平工作台；在翻转车体竖直工作台中心处设有通孔，通孔内设有旋转平台，180度转动驱动电机和蜗轮蜗杆减速器固定在车体竖直工作台背面，180度转动驱动电机的输出轴与蜗轮蜗杆减速器的输入轴连接，蜗轮蜗杆减速器的输出端与旋转平台固连，旋转平台的另一面与180度转动平台固连，在180度转动平台的下端通过转动副与90度转动平台的下端联接，在90度转动平台与180度转动平台之间设有对90度转动平台进行驱动的90度转动驱动气囊；在水平工作台上设有移动平台，水平工作台的两侧中部分别设有圆柱通孔，移动平台两侧相应的位置分别设有导向柱，导向柱插入圆柱通孔中，在移动平台与水平工作台之间设有对移动平台进行驱动的移动平台驱动气囊；在移动平台与90度转动平台的台面中间均设有V型槽，V型槽的方向均垂直于翻转车体轴线，在90度转动平台的下部V形槽的两侧，分别设有两组以V形槽中心线为对称的水平滑轨，水平滑轨方向垂直于V形槽中心线，水平滑轨上均设有档块，该挡块可以在水平滑轨内移动，以适应不同尺寸、不同形状的零件的定位，阻止翻转过程中零件的下滑。

90度翻转过程如下：

90度翻转工作状态时，控制90度翻转驱动气囊，使其缩短到最短状态，此时90度转动平台与180度转动平台贴合在一起，驱动移动平台驱动气囊使移动平台达到适当的位置；立式状态吊入工件，调节挡块远离中心位置，并使工件外圆与90度转动平台的V型槽靠严，调节挡块位置，使其贴合工件表面；驱动翻转驱动电机，使翻转车体连同工件整体滚转90度，调节挡块远离中心位置，吊出工件。

180度翻转有两种模式：

(1)轴向尺寸较大的工件翻转180度，其过程如下：控制90度转动驱动气囊，使其缩短到最短状态，此时90度转动平台与180度转动平台贴合在一起，驱动移动平台驱动气囊使移动平台达到适当的位置；调节挡块远离中心位置，立式状态吊入工件，并使工件外圆与90度转动平台的V型槽靠严，调节挡块位置，使其贴合工件表面；驱动翻转驱动电机，使翻转车体连同工件整体滚转90度；驱动移动平台驱动气囊，使移动平台离开工件底面，驱动180度转动驱动电机，经过蜗轮蜗杆减速器使180度转动平台连同90度转动平台和工件转动180度；驱动移动平台驱动气囊使移动平台贴合工件底面，然后驱动翻转驱动电机，使翻转车体连同工件整体反向滚转90度，调节挡块远离中心位置，吊出工件。

(2)轴向尺寸较小的工件翻转180度，其过程如下：控制90度转动驱动气囊，使其缩短到最短状态，此时90度转动平台与180度转动平台贴合在一起，调节挡块远离中心位置，驱动移动平台驱动气囊，使移动平台达到适当位置，在此位置时，立式状态吊入工件，驱动90度转动驱动气囊调整90度转动平台水平时恰好贴紧工件上底面，调节挡块位置，使其贴合工件表面；驱动翻转驱动电机，使翻转车体连同工件整体滚转略大于90度，停止驱动翻转驱动电机；控制90度转动驱动气囊缩短，使90度转动平台达到水平位置，工件放平，完成工件的180度翻转，调节挡块远离中心位置，吊出工件。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、承载力强，不仅能实现轴向尺寸较小的核电大型锻件的90度与180度连续翻转，而且能实现轴向尺寸较大核电大型锻件的90度与180度连续翻转。

2、能应用于各种规格的筒节、封头、管板等核电大型锻件的90度与180度连续翻转，通用性强。

3、只含有一个滚转车体，高度较小，安装制造较为方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意简图。

图2为本发明的立体示意简图。

图3为本发明转动平台的示意简图。

图4为本发明基座的示意简图。

图中：1-基座、2-翻转车体、3-180度转动平台、4-90度转动平台、5-移动平台、6-翻转驱动电机、7-翻转驱动减速器、8-翻转驱动轴、9-翻转驱动齿轮、10-翻转托辊、11-180度转动驱动电机、12-蜗轮蜗杆减速器、13-90度转动驱动气囊、14-移动平台驱动气囊、15-挡块。

具体实施方式

在图1所示的具有转动平台与移动平台的四自由度90/180度翻转机结构示意简图中，翻转车体2呈L形，分为水平工作台与竖直工作台，在两工作台的交界处，通过绕X轴旋转的转动副将翻转车体与基座1联接；在翻转车体的竖直工作台中部设有180度转动平台，通过绕Y轴旋转的转动副将180度转动平台3与翻转车体竖直工作台联接；在180度转动平台下端设有90度转动平台4，通过绕X轴旋转的转动副将90度转动平台与180度转动平台联接；翻转车体的水平工作台中部设有移动平台5，通过沿Z轴移动的移动副将移动平台与翻转车体的水平工作台联接。

在图2、图3和图4所示的具有转动平台与移动平台的四自由度90/180度翻转机立体示意简图中，基座1为焊接结构体，其轴向两端均为由上部呈内凹圆弧的立支板构成的相互平行的弧形基础辊道，在弧形基础辊道两侧均设有两组翻转托辊10，在基座的一侧设有翻转驱动电机6和翻转驱动减速器7，翻转驱动电机的输出轴通过联轴器与翻转驱动减速器的输入轴联接，在基座的两弧形基础辊道之间设有与立支板面竖直的翻转驱动轴8，翻转驱动轴的一端非接触的穿过基座一侧的弧形基础辊道，其伸出端通过联轴器与翻转驱动减速器的输出轴联接，驱动轴的另一端与翻转驱动齿轮9联接，翻转驱动齿轮设在固定在基座对称面上的支撑座上；翻转车体2是端面呈L形的圆柱体式焊接结构件，其轴向两端沿其外圆面与两条圆弧形支撑轨道固连，两条圆弧形支撑轨道分别与基座两侧的翻转托辊滚动接触，在垂直于翻转车体轴线的中间截面上设有一条弧形车体齿圈，弧形车体齿圈与上述翻转驱动齿轮啮合；翻转车体的L形台面为翻转车体的工作台面，立面为竖直工作台，水平面为水平工作台；在翻转车体竖直工作台中心处设有通孔，通孔内设有旋转平台，180度转动驱动电机11和蜗轮蜗杆减速器12固定在车体竖直工作台背面，180度转动驱动电机的输出轴与蜗轮蜗杆减速器的输入轴连接，蜗轮蜗杆减速器的输出端与旋转平台固连，旋转平台的另一面与180度转动平台3固连，在180度转动平台的下端通过转动副与90度转动平台4的下端联接，在90度转动平台与180度转动平台之间设有对90度转动平台进行驱动的90度转动驱动气囊13；在水平工作台上设有移动平台5，水平工作台的两侧中部分别设有圆柱通孔，移动平台两侧相应的位置分别设有导向柱，导向柱插入圆柱通孔中，在移动平台与水平工作台之间设有对移动平台进行驱动的移动平台驱动气囊14；在移动平台与90度转动平台的台面中间均设有V型槽，V型槽的方向均垂直于翻转车体轴线，在90度转动平台的下部V形槽的两侧，分别设有两组以V形槽中心线为对称的水平滑轨，水平滑轨方向垂直于V形槽中心线，水平滑轨上均设有档块15，该挡块可以在水平滑轨内移动，以适应不同尺寸、不同形状的零件的定位，阻止翻转过程中零件的下滑。

翻转车体的圆弧形支撑轨道与基座上的翻转托辊滚动接触，实现支撑、承载，并实现翻转车体的滚转运动，同时约束掉其他三个移动与两个转动自由度。驱动翻转驱动电机可将动力传递到翻转车体，实现翻转车体的缓慢、稳定、连续的滚转运动，形成具有完成工件翻转90度与180度双功能翻转机。

Claims (1)

1.一种具有转动平台与移动平台的四自由度90/180度翻转机，其包括基座和翻转车体，所述基座为焊接结构体，其轴向两端均为由上部呈内凹圆弧的立支板构成的相互平行的弧形基础辊道，在弧形基础辊道两侧均设有翻转托辊，其特征在于：在基座的一侧设有翻转驱动电机和翻转驱动减速器，翻转驱动电机的输出轴通过联轴器与翻转驱动减速器的输入轴联接，在基座的两弧形基础辊道之间设有与立支板面竖直的翻转驱动轴，翻转驱动轴的一端非接触的穿过基座一侧的弧形基础辊道，其伸出端通过联轴器与翻转驱动减速器的输出轴联接，驱动轴的另一端与翻转驱动齿轮联接，翻转驱动齿轮设在固定在基座对称面上的支撑座上；所述翻转车体是端面呈L形的圆柱体式焊接结构件，其轴向两端沿其外圆面与两条圆弧形支撑轨道固连，两条圆弧形支撑轨道分别与基座两侧的翻转托辊滚动接触，在垂直于翻转车体轴线的中间截面上设有一条弧形车体齿圈，弧形车体齿圈与上述翻转驱动齿轮啮合；翻转车体的L形台面为翻转车体的工作台面，立面为竖直工作台，水平面为水平工作台；在翻转车体竖直工作台中心处设有通孔，通孔内设有旋转平台，180度转动驱动电机和蜗轮蜗杆减速器固定在车体竖直工作台背面，180度转动驱动电机的输出轴与蜗轮蜗杆减速器的输入轴连接，蜗轮蜗杆减速器的输出端与旋转平台固连，旋转平台的另一面与180度转动平台固连，在180度转动平台的下端通过转动副与90度转动平台的下端联接，在90度转动平台与180度转动平台之间设有对90度转动平台进行驱动的90度转动驱动气囊；在水平工作台上设有移动平台，水平工作台的两侧中部分别设有圆柱通孔，移动平台两侧相应的位置分别设有导向柱，导向柱插入圆柱通孔中，在移动平台与水平工作台之间设有对移动平台进行驱动的移动平台驱动气囊；在移动平台与90度转动平台的台面中间均设有V型槽，V型槽的方向垂直于翻转车体轴线，在90度转动平台的下部V形槽的两侧，分别设有两组以V形槽中心线为对称的水平滑轨，水平滑轨方向垂直于V形槽中心线，水平滑轨上均设有档块。

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