CN109304806B - 用于合模机的螺栓翻转单元及合模机 - Google Patents

Abstract

一种用于合模机的螺栓翻转单元，包括第一翻转支架、旋转驱动装置和翻转杆；旋转驱动装置设在第一翻转支架上；翻转杆的端部形成勾部，旋转驱动装置驱动翻转杆运动，使勾部能够在YZ平面内以圆弧轨迹运动。由此，翻转杆仅通过一旋转驱动装置驱动，比起现有技术中翻转块需要通过两个气缸驱动，本发明只需一个驱动装置驱动翻转块，行程控制只需控制最终输出的旋转角度，控制更为简单。

Description

用于合模机的螺栓翻转单元及合模机

技术领域

本发明涉及一种管桩加工设备。

背景技术

管桩主要用于建筑领域，其由圆形的水泥本体和水泥本体中的钢筋网构成。现有制作管桩的方法是采用两个截面为半圆形的管桩模具(简称管模)，将钢筋网放置于下管模内，再往下管模内灌入水泥，将上管模盖合到下管模上，上下管模间用螺栓固定好，然后采用离心机转动管模，使管桩离心成型于管模内，随后拆卸螺栓进行脱模，揭开上管模，取出管桩。

如图1所示，该管模1包括上下合拢的上管模11和下管模12，该上管模11和下管模12的两侧均设有一径向凸起的凸缘13，凸缘13上间隔设有凹口14，每个螺栓15穿过该凹口14，通过旋紧螺母17夹紧凸缘13以将上管模11和下管模12固定。通常，该螺栓15通过一螺栓铰接轴16与下管模12铰接，螺栓上旋有螺母17。合模时，将螺栓15向上翻转180度，置于凹口14中，然后利用风炮将螺母17旋紧。脱模时，则首先用风炮将螺母17旋松，然后将螺栓15向下翻转180度，最后将上管模11揭开，取出管桩。

在中国专利申请CN106738305A中，公开了一种自动拆装管模一体机，如图2所示，其包括螺钉翻转装置05，横向翻转气缸051、竖向翻转气缸052和翻转块053，竖向翻转气缸052设在横向翻转气缸051上，翻转块053设在横向翻转气缸051上，竖向翻转气缸052带动横向翻转气缸051以及翻转块053在竖直方向上运动，横向翻转气缸051带动翻转块053在水平方向上运动，翻转块053用于翻转螺栓。该横向翻转气缸和竖向翻转气缸分别在横向和竖向带动翻转块以“匚”字型的直线运动轨迹运动，翻转块进而将螺栓勾起翻转180度，实现螺栓的翻转。

这种螺钉翻转装置的缺陷是，第一，翻转块需要两个气缸驱动，且两个气缸之间交替启动和运行，控制器需要对两个气缸的运行信号进行接收和判断，控制器编程较为复杂，且两个气缸的行程需要相互配合，行程精度要求较高；第二，由于翻转块是以直线轨迹运动，翻转块带动螺钉翻转时，其与螺钉之间必定存在相对运动，即翻转块与螺钉之间会存在相互摩擦，这种摩擦力会形成两者间相对运动的阻力，使螺钉翻转过程中产生卡顿，运动流畅性降低，由于管模及螺钉在生产过程中需要反复使用，其表面容易生锈以及积累污垢，因此螺钉上的铁锈或污垢甚至可能造成翻转过程的卡死，不利于生产的顺利进行；另外，由于翻转块和螺钉之间的相对运动，因此螺钉必须预留有供翻转块相对运动的空间，螺钉必须不短于一定的长度，否则翻转难以进行，但螺钉过长对于生产过程中管模的转移、运输或其他处理会带来相应的不便。

发明内容

本发明的其中一个目的是提供一种用于合模机的螺栓翻转单元，以解决上述问题中的至少一个。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于合模机的螺栓翻转单元，包括第一翻转支架、旋转驱动装置和翻转杆；

旋转驱动装置安装在第一翻转支架上；

翻转杆的端部形成勾部，旋转驱动装置驱动翻转杆运动，使勾部能够在YZ平面内以圆弧轨迹运动。

由此，翻转杆仅通过一旋转驱动装置驱动，比起现有技术中翻转块需要通过两个气缸驱动，本发明只需一个驱动装置驱动翻转块，行程控制只需控制最终输出的旋转角度，控制更为简单。

在一些实施方式中，还包括摆臂和设在第一翻转支架上的平移限位机构；

摆臂的第一端与旋转驱动装置的旋转输出部件传动连接，以使得摆臂在YZ平面内与旋转输出部件同轴旋转；

摆臂的第二端与翻转杆铰接并驱动翻转杆运动，翻转杆设在平移限位机构上并被其限定为做平移运动，使翻转杆由摆臂驱动时，能够在YZ平面内以圆弧轨迹做平移运动。

由此，通过使翻转杆做平移运动，令勾部的运动轨迹可直接复制翻转杆的运动轨迹，同时勾部与翻转杆和摆臂的运动位置之间可以留有一定距离，使摆臂运动时不会与管模产生撞击，且与摆臂连接的旋转驱动装置也可以有更大的安装空间，使螺栓翻转单元的整体结构安排更加合理。

在一些实施方式中，平移限位机构包括用于限定翻转杆做Y向平移的Y向平移机构和用于限定翻转杆做Z向平移的Z向平移机构；翻转杆安装在Z向平移机构上，Z向平移机构安装在Y向平移机构上，Y向平移机构安装在第一翻转支架上。由此，通过Y向和X向的平移机构实现翻转杆的平移运动，该机构结构简单，运动平稳。

在一些实施方式中，Z向平移机构为沿Z向设置的两个Z向平移滑块，翻转杆分别穿过两个Z向平移滑块并可沿Z向滑动；

Y向平移机构为两根分别沿Y向固定在第一翻转支架上的Y向平移导轨，Z向平移滑块分别设置在Y向平移导轨上并可沿Y向滑动。。由此，采用导轨和滑块作为平移机构，其结构简单，运动平稳。

在一些实施方式中，旋转驱动装置包括翻转驱动机构、齿条和齿轮；翻转驱动机构安装在第一翻转支架上，其活塞杆与齿条固定，齿条与齿轮啮合，齿轮作为旋转输出部件输出旋转运动。由此，输出直线运动的翻转驱动机构，通过齿轮齿条的传动，转化为旋转运动输出，相比起使用直接输出旋转运动的驱动装置，能节省成本和减小占用空间。

本发明还提供一种合模机，包括上述任一项的螺栓翻转单元。该合模机的螺栓翻转单元只需一个驱动装置驱动翻转块，行程控制只需控制最终输出的旋转角度，控制更为简单。

在一些实施方式中，还包括：

用于安装三维移动单元的外框架；

安装在三维移动单元上的内框架；以及

三维移动单元，其包括分别用于驱动内框架沿X、Y、Z方向运动的X向移动装置、Y向移动装置和Z向移动装置；

螺栓翻转单元还包括用于驱动第一翻转支架沿Z向运动的Z向进给装置，Z向进给装置设置在内框架上；

上述部件被配置为，X向移动装置、Y向移动装置和Z向移动装置能够与螺栓翻转单元的Z向进给装置配合，实现第一翻转支架的三维移动，使勾部的运动轨迹的圆心与螺栓铰接点重合；X向移动装置能够与螺栓翻转单元的Z向进给装置配合，使勾部能够在XZ平面以“匚”字型移动的方式绕到螺栓后方并勾住螺栓。

由此，通过三维移动单元和Z向进给装置，调整第一翻转支架的位置，使勾部的圆弧运动轨迹的圆心与螺栓铰接点重合，以实现翻转过程中勾部和螺栓在固定位置的勾接，由于勾部与螺栓没有相对移动，因此两者间不会产生相对运动的阻力，避免了螺栓翻转过程中的卡顿或卡死的情况，使翻转运动流畅性提高，也无需采用较长的螺栓，便于管模的转移、运输或其他处理，有利于生产的顺利进行；另外，通过X向移动装置和Z向进给装置配合，使勾部能够在XZ平面以“匚”字型移动的方式绕到螺栓后方，以解决如何勾住螺栓的问题。

在一些实施方式中，还包括安装在内框架上并位于螺栓翻转单元上方的螺母旋拧单元。由此，螺母旋拧单元能够通过内框架与螺栓翻转单元同步移动，以简化合模机的整体结构。

附图说明

图1为现有技术的管模的示意图；

图2为现有技术的中国专利申请CN106738305A的螺钉翻转装置的示意图；

图3为本发明一实施方式的合模机的结构框图；

图4为合模机的结构示意图；

图5显示了外框架和三维移动单元的配合示意图；

图6为从图5的背侧观察的结构示意图；

图7为装配了内框架、螺母旋拧单元和螺栓翻转单元的结构示意图；

图8为一组内框架、螺母旋拧单元和螺栓翻转单元的结构示意图；

图9为图8从背侧观察的示意图；

图10为图8中的第一翻转支架以及安装在第一翻转支架上的结构的示意图；

图11为图10从背侧观察的示意图；

图12为图10中的齿轮、输出轴、摆臂、翻转铰接轴Y向平移滑块和翻转杆的示意图；

图13为翻转杆以“匚”字型移动的工作过程的示意简图；

图14为摆臂和翻转杆的动作原理简图；

图15为本发明另一实施方式的翻转杆的动作原理简图；

图16为本发明另一实施方式的摆臂和翻转杆的动作原理简图；

图17为本发明的平移限位机构的工作原理示意简图；

图18为本发明另一实施方式的平移限位机构的工作原理示意简图；

图19为本发明实施例二的装配了内框架、螺母旋拧单元和螺栓翻转单元的结构示意图；

图20为实施例二的一组内框架、螺母旋拧单元和螺栓翻转单元的结构示意图

图21为图20中A处的放大图；

图22为实施例二的摆臂和翻转杆的动作原理简图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

本发明的合模机可以单独作为合模机或拆模机使用，也可以作为合模拆模一体机使用。

参考图1和4，在本发明中，X向是指管模长度的方向，也是管模运输线路的方向；Y向是指竖直方向；Z向是指管模宽度的方向；上述三个方向相互垂直并共同构成三维移动方向。

图3示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的合模机的结构框图，图4为合模机的结构示意图。如图所示，该合模机包括行走单元2、外框架3、三维移动单元、内框架5、螺母旋拧单元6和螺栓翻转单元7。另外，还可设置一路轨，该路轨沿X方向设置在管模运输线路的两侧，该合模机安装在路轨上，可沿路轨移动。

合模机的整体结构

如图4所示，该外框架3大致为一长方形对称结构，其跨设在管模运输线路上，其中部的空间用于安置管模。

如图7所示，该行走单元2包括行走驱动装置21和行走制动装置22，该行走驱动装置21用于驱动外框架3在路轨上移动，该行走制动装置22用于实现外框架3的制动。

该三维移动单元有两组，分别安装在外框架的两侧(图7所示为合模机的其中一侧)，每组三维移动单元上安装两个内框架5，该两个内框架5共用Y向移动装置41和Z向移动装置43，而分别使用两个独立的X向移动装置44。该三维移动单元还包括与该Y向移动装置41相配合的Y向锁紧装置42，为了更清晰地示意，图5显示了外框架和三维移动单元的配合示意图，而图6为图5的背侧观察的示意图。

如图5-6所示，该Y向移动装置41为涡轮丝杆升降机，其安装在外框架3上方。该Y向锁紧装置42可以对高度位置进行锁紧，以避免涡轮丝杆升降机的电机长期受力。

该Z向移动装置43为丝杆驱动装置，其安装在Y向移动装置41上，可由Y向移动装置41驱动而沿Y方向上下移动。该X向移动装置44为丝杆驱动装置，其安装在Z向移动装置43上，可由Z向移动装置43驱动而沿Z方向前后移动。

该X向移动装置44有两个，每个内框架5与一个独立的X向移动装置一一对应安装。如图7-8所示，每个内框架5上安装有一个螺母旋拧单元6和一个螺栓翻转单元7，每个内框架5及螺母旋拧单元6和螺栓翻转单元7作为一个独立的加工单元，可分别对两个不同位置的螺栓进行处理，其数量可以灵活调整。该螺母旋拧单元6安装在内框架5的上部，该螺栓翻转单元安装在螺母旋拧单元6的下方。

以合模为例，合模机的整体工作过程如下：

步骤一，通过行走单元2沿X向移动外框架3，使其位于管模的一端。

步骤二，通过三维移动单元移动每个内框架5，使每个内框架5对应于管模上的一个凹口，从而使螺栓翻转单元7的Y向、X向和Z向的三维位置对应于凹口的位置，也使螺母旋拧单元6的风炮位于凹口的正上方。

步骤三，通过螺栓翻转单元7将螺栓向上翻转180度。

步骤四，通过螺母旋拧单元6将螺栓上的螺母向下旋紧。

步骤五，行走单元2驱动外框架3沿X向朝管模另一端的方向移动至下一加工位置；

循环执行上述步骤二至五，直至对管模上的所有螺栓完成翻转和旋拧固定工作。

脱模的工作过程与合模类似，仅需要变更一些工序的顺序和操作方向，因此不赘述。

该合模机通过三维移动单元调节内框架5的位置，同时令螺栓翻转单元7和螺母旋拧单元6对应于凹口位置；每个内框架5可以对应一个工位独立工作，一共四个内框架能够同时对四个螺栓进行装拆，行走单元2沿X向顺着管模移动，可快速对管模上的所有螺栓进行装拆。

在其他实施方式中，螺栓翻转单元7和螺母旋拧单元6也可以分别由一组三维移动单元驱动而调整位置；内框架5的数量可以根据需要变更。

螺栓翻转单元

如图8和9所示，该螺栓翻转单元7包括Z向进给装置71、X向进给装置73、第一翻转支架74、第二翻转支架72、旋转驱动装置75、翻转杆76、摆臂77、翻转铰接轴78和平移限位机构79。

该Z向进给装置71包括固定在内框架上的Z向进给驱动机构711和Z向进给导轨712，该第二翻转支架72套设在该导轨上，该Z向进给驱动机构711为气缸，其活塞杆与第二翻转支架72连接，可驱动第二翻转支架72在Z向进给导轨712上沿Z向运动。

该X向进给装置73包括固定在第二翻转支架72上的X向进给驱动机构731和X向进给导轨732，该第一翻转支架74套设在该导轨上，该X向进给驱动机构731为气缸，其活塞杆与第一翻转支架74连接，可驱动第一翻转支架74在X向进给导轨732上沿X向移动。图10为第一翻转支架74及第一翻转支架74上的结构的示意图，图11为图10的背面示意图。

如图10和图11所示，该旋转驱动装置75包括翻转驱动机构751、齿条752、齿轮753和输出轴754。该翻转驱动机构751为气缸，其安装在第一翻转支架74上，其活塞杆与齿条752固接。该齿条752与齿轮753啮合，齿轮753套设在输出轴754上并驱动输出轴754旋转，输出轴754作为旋转驱动装置75的旋转输出部件输出旋转运动。输出轴754的输出端与摆臂77的第一端固定，以驱动摆臂77以输出轴754(也即摆臂77的第一端处)为中心轴旋转。

该平移限位机构79用于牵引翻转杆76，实现其平移运动。在本发明中，平移是指将图形的每点向同一方向移动相同距离，其移动轨迹可以是直线、斜线或弧线。平移不改变图形的形状和大小，图形经过平移，对应线段相等，对应角相等，对应点所连的线段相等，它是等距同构。平移运动与旋转运动相区别，旋转是指将物件绕一点按某个方向转动一个角度。平移限位机构79的作用，是牵引翻转杆平移，而防止翻转杆旋转。

该平移限位机构79包括Y向平移机构和Z向平移机构，其分别通过相配套的导轨和滑块实现，其工作过程的原理简图如图17所示。该Z向平移机构包括两端固定在第一翻转支架74上的Z向平移导轨793，以及套设在Z向平移导轨793上的Z向平移滑块794。该Y向平移机构包括两端固定在Z向平移滑块794上的Y向平移导轨791，以及套设在Y向平移导轨791上的Y向平移滑块792。由此，该Y向平移滑块792可以在Y向和Z向实现平移运动。

如图12所示，该翻转杆76的第二端与Y向平移滑块792固定，由此，翻转杆76可跟随Y向平移滑块792在Y向和Z向实现平移运动。优选地，翻转杆76沿Z向设置。该翻转杆76的第一端形成勾部762，可利用其物理形状将螺栓勾起。

该摆臂77的第二端通过一翻转铰接轴78与Y向平移滑块792铰接，具体地，翻转铰接轴78的一端与摆臂77的第二端固定，翻转铰接轴78的另一端可旋转地穿入Y向平移滑块792中。由此，该Y向平移滑块792可以由摆臂77的旋转运动所驱动，进而带动翻转杆76同步运动。

工作时，翻转驱动机构751的活塞杆向上或向下运动，带动齿条752向上或向下运动，进而带动齿轮753和输出轴754旋转，使摆臂77以输出轴754为中心旋转，摆臂77的第二端实现YZ平面内的圆弧轨迹运动。摆臂77第二端的旋转运动通过翻转铰接轴78传动至Y向平移滑块792中，由平移限位机构79分解为Y向和Z向的平移运动，使Y向平移滑块792以平移的方式在YZ平面内沿圆弧轨迹运动，由此，翻转杆76随Y向平移滑块792实现同样的平移运动。

螺栓翻转的具体工作过程如下：

步骤一，首先调整第一翻转支架74的位置，使其对应于螺栓的位置。第一翻转支架74的位置可以通过相应的移动装置进行调整，该移动装置可以实现为三维移动单元，通过调整内框架的位置来调整位第一翻转支架74的位置；该移动装置也可以实现为螺栓翻转单元中的内置的移动装置，如Z向进给装置71和X向进给装置73(其他实施方式中还可以增加一Y向进给装置)；该移动装置也可以实现为三维移动单元与螺栓翻转单元的内置移动装置的共同组合，通过两者共同调整第一翻转支架74的位置，在本实施例中优选这种方式，这种方式能够与同样安装在内框架上的螺母旋拧单元6的移动相互配合，具体在下文涉及合模机的整体工作过程中详述。

具体地，第一翻转支架74的位置通过三个方向调整：第一，通过三维移动单元的Y向移动装置41调整内框架5的高低位置，以此调整第一翻转支架74的高低位置，使其与管模凸缘所在高度相当，优选地，可以使输出轴754(也即摆臂77的旋转中心轴)与螺栓铰接轴(螺栓与管模两侧凸缘之间的铰接轴，也即螺栓的翻转中心轴)位于同一高度；第二，通过三维移动单元的Z向移动装置43调整内框架与管模凸缘之间的距离(也即与螺栓之间的距离)，再通过螺栓翻转单元的Z向进给装置71进一步使第二翻转支架72向管模凸缘靠近，以此使第一翻转支架74向管模凸缘靠近，优选地，可以使输出轴754与螺栓铰接轴之间的距离为翻转铰接轴78与勾部762之间的距离，这样，当摆臂77旋转到竖直位置时，翻转杆76的勾部762恰好够到螺栓；第三，通过三维移动单元的X向移动装置44调整内框架的X向位置，以此调整第一翻转支架74的X向位置，使其与管模凸缘上的凹口所在的X向位置相当。本发明的位置调整中所涉及到的位置信息检测可通过现有技术的相应传感器实现，在此不详述。

步骤二，第一翻转支架74到位后，驱动翻转杆76的勾部762进入工作位置，具体地，在XZ平面以“匚”字型移动的方式，令勾部762绕到螺栓后方并勾住螺栓。如图13的工作过程的简图所示，翻转杆76初始时与凹口的螺栓的位置对应，然后通过X向进给装置73驱动第一翻转支架74相对管模凹口沿X向运动，以使翻转杆76离开凹口的对应位置，然后旋转驱动装置75带动摆臂77旋转，使翻转杆76的勾部762移动至螺栓后方，随后X向进给装置73驱动第一翻转支架74沿X向运动回到原位，使勾部762从螺栓后方勾住螺栓。

步骤三，勾部762勾住螺栓底端后，将螺栓翻起。进行合模操作时，当翻转杆76的勾部762勾住螺栓的底端时，摆臂77旋转，勾部762沿圆弧轨迹将螺栓的底端勾起，使螺栓以其铰接轴为中心轴旋转180度，使螺栓的底端翻到凸缘的上方；进行拆模操作时则相反，当翻转杆的勾部762勾住螺栓的顶端时，摆臂77旋转，勾部762沿圆弧轨迹将螺栓的顶端翻转向下，使螺栓以其铰接轴为中心轴旋转180度，使螺栓的顶端翻转到凸缘的下方。

本发明的螺栓翻转单元，翻转杆76仅通过一旋转驱动装置75驱动，比起现有技术中翻转块需要通过两个气缸驱动，本发明只需一个驱动装置，行程控制只需控制最终输出的旋转角度，控制更为简单。

进一步地，在本实施例中，通过平移限位机构79，使翻转杆76做平移运动，令勾部762的运动轨迹可直接复制翻转杆76的第二端的运动轨迹，同时勾部762与翻转杆76和摆臂77的运动位置之间可以留有一定距离，使摆臂77运动时不会与管模产生撞击，且与摆臂77连接的旋转驱动装置75也可以有更大的安装空间，使螺栓翻转单元的整体结构安排更加合理。

更进一步地，在本实施例中，通过勾部762的圆弧运动轨迹的圆心位置的选择，实现了翻转过程中，螺栓与勾部762无相对移动的技术效果。图14为摆臂77和翻转杆76的动作原理简图，其中，摆臂77以输出轴754轴心为圆心旋转，摆臂77和翻转杆76以翻转铰接轴78为铰接点，摆臂77和翻转杆76的位置有三组，从最低位置沿箭头旋转向上(此处箭头以合模为例，脱模则方向相反)，铰接点的轨迹如半圆虚线所示，另外，翻转杆勾部762的翻转轨迹也由半圆虚线画出。如该图所示，在螺栓翻转过程中，螺栓上的任意一点均是以螺栓铰接点(即螺栓铰接轴中心点)为圆心进行旋转，为了令翻转过程中勾部762相对于螺栓不发生相对移动，勾部762必须与螺栓上被勾住的该处的运动轨迹一致，即勾部762必须沿圆弧轨迹进行运动，且该圆弧轨迹的圆心就是螺栓铰接点。

为了实现第一点：勾部762沿圆弧轨迹进行运动，本实施例通过平移限位机构79，保证翻转杆76的移动方式为平移，则将翻转杆76第二端(或翻转铰接轴78)所做的圆弧运动直接复制为勾部762的圆弧运动。

为了实现第二点：勾部762的圆弧轨迹的圆心与螺栓铰接点重合，可通过相应的移动装置调整第一翻转支架74的位置，以调整勾部762的位置，使其运动轨迹的圆心位于螺栓铰接点处，具体可以通过以下方式实现：调整第一翻转支架74的位置，令摆臂77的旋转中心(也即摆臂77的第一端，或旋转驱动装置75的输出轴754的中心)的高度与螺栓铰接点的高度一致，令摆臂77的旋转中心与螺栓铰接点之间的距离为翻转铰接轴78与勾部762之间的距离L，但不限于此实现方式，当螺栓翻转单元的结构改变时，也可以通过其他方式调整勾部762的圆弧运动轨迹的圆心位置。

上述方案中，由于勾部762与螺栓没有相对移动，因此两者间不会产生相对运动的阻力，避免了螺栓翻转过程中的卡顿或卡死的情况，使翻转运动流畅性提高，也无需采用较长的螺栓，便于管模的转移、运输或其他处理，有利于生产的顺利进行。

在其他实施方式中，勾部762与螺栓也可以产生相对移动，如图15所示，可以省去摆臂77和平移限位机构79，翻转杆76的一端直接与旋转驱动装置75的输出轴754传动连接，翻转杆76以输出轴754为中心轴沿圆弧轨迹旋转，直接勾住螺栓进行翻转。这种方式中，螺栓的长度需要设置很长，才能由勾部带动完成翻转。

在其他实施方式中，翻转杆76也可以不沿Z向设置，而是与Z向具有一定的倾斜角度，如图16所示，采用这种结构时，摆臂77的旋转中心相对于螺栓铰接点的位置发生了变化，具体可根据翻转杆76的设置方式进行调整。

在其他实施方式中，平移限位机构79可采用其他方式实现，而不通过Y向平移机构和Z向平移机构实现，只要能够保证翻转杆为平移运动即可，例如图18中两个相互垂直的倾斜向平移机构。

在其他实施方式中，驱动所用的机构可以是气缸、油缸、电机或其他动力装置；翻转驱动机构751与摆臂77之间的传动可以采用齿轮齿条以外的其他方式实现，如皮带传动等；为了使勾部762绕到螺栓后方以勾住螺栓，可以不采用“匚”字型移动的方式，例如采用勾部762从下方向上勾起螺栓的方式，但这种方式需要第一翻转支架74下移，在管模高度较小的情况下，第一翻转支架74会有触地的可能性。

实施例二

本实施例与实施例一大致相同，外框架3以及三维移动单元的结构不变，螺栓翻转单元7存在区别，图19为装配了本实施例的螺栓翻转单元7的合模机结构示意图。

如图20和21所示，该旋转驱动装置75包括翻转驱动机构751、齿条752和齿轮753，该翻转驱动机构751固定设在所述第一翻转支架74上，其活塞杆与齿条752固定，齿条752与齿轮753啮合，齿轮753作为旋转驱动装置75的旋转输出部件输出旋转运动。该摆臂77具体可采用齿轮盖板的形式，其第一端盖设固定在齿轮753上，并与齿轮753同轴旋转，其第二端与翻转杆76的中部铰接。该翻转杆76为一长杆，其端部形成勾部762。本实施例的设置省去了实施例一中的输出轴754和翻转铰接轴78，结构更为紧凑。

该Z向平移机构为沿Z向设置的两个Z向平移滑块794，翻转杆76分别穿过两个Z向平移滑块794并可沿Z向滑动。该Y向平移机构为两根分别沿Y向固定在第一翻转支架74上的Y向平移导轨791，Z向平移滑块794分别设置在Y向平移导轨791上并可沿Y向滑动。本实施例的平移限位机构相对于实施例一的结构更为简洁和紧凑。

进一步地，本实施例中的螺栓翻转单元省去了实施例一中的X向进给装置73和第二翻转支架72，而直接利用三维移动单元的X向移动装置44，由X向移动装置44驱动内框架5沿X向移动来实现第一翻转支架74的X向移动。该三维移动单元的X向移动装置44被配置为与螺栓翻转单元7的Z向进给装置71配合，以实现勾部762在XZ平面以“匚”字型移动的方式绕到螺栓后方并勾住螺栓的功能。另外，与实施例一类似，三维移动单元被配置为与螺栓翻转单元7的Z向进给装置71相配合，实现第一翻转支架74的移动，使其对应于螺栓的位置，以使得翻转杆的勾部762的运动轨迹的圆心与螺栓铰接点重合，翻转原理与实施例一相同，如图22所示。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，或对上述技术方案进行自由组合，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于合模机的螺栓翻转单元，其特征在于：包括第一翻转支架(74)、旋转驱动装置(75)和翻转杆(76)；

所述旋转驱动装置(75)设在所述第一翻转支架(74)上；

所述翻转杆(76)的端部形成勾部(762)，所述旋转驱动装置(75)驱动所述翻转杆(76)运动，使所述勾部(762)能够在YZ平面内以圆弧轨迹运动；

还包括摆臂(77)和设在所述第一翻转支架(74)上的平移限位机构(79)；

所述摆臂(77)的第一端与所述旋转驱动装置(75)的旋转输出部件传动连接，以使得所述摆臂(77)在YZ平面内与所述旋转输出部件同轴旋转；

所述摆臂(77)的第二端与所述翻转杆(76)铰接并驱动所述翻转杆(76)运动，所述翻转杆(76)设在所述平移限位机构(79)上并被其限定为做平移运动，使所述翻转杆(76)由所述摆臂(77)驱动时，能够在YZ平面内以圆弧轨迹做平移运动；

所述旋转驱动装置(75)包括翻转驱动机构(751)，所述翻转驱动机构(751)为气缸、油缸或电机；

定义X向为管模长度的方向，Y向为竖直方向，Z向为管模宽度的方向。

2.根据权利要求1所述的用于合模机的螺栓翻转单元，其特征在于：所述平移限位机构(79)包括用于限定所述翻转杆(76)做Y向平移的Y向平移机构和用于限定所述翻转杆(76)做Z向平移的Z向平移机构；所述翻转杆(76)设在所述Z向平移机构上，所述Z向平移机构设在所述Y向平移机构上，所述Y向平移机构设在所述第一翻转支架(74)上。

3.根据权利要求2所述的用于合模机的螺栓翻转单元，其特征在于：所述Z向平移机构为沿Z向设置的两个Z向平移滑块(794)，所述翻转杆(76)分别穿过所述两个Z向平移滑块(794)并可沿Z向滑动；

所述Y向平移机构为两根分别沿Y向固定在所述第一翻转支架上的Y向平移导轨(791)，所述Z向平移滑块(794)分别设置在所述Y向平移导轨(791)上并可沿Y向滑动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于合模机的螺栓翻转单元，其特征在于：所述旋转驱动装置(75)还包括齿条(752)和齿轮(753)；所述翻转驱动机构(751)设在所述第一翻转支架(74)上，其活塞杆与所述齿条(752)固定，所述齿条(752)与所述齿轮(753)啮合，所述齿轮(753)作为所述旋转输出部件输出旋转运动。

5.一种合模机，其特征在于：包括根据权利要求1至4中任一项所述的螺栓翻转单元(7)。

6.根据权利要求5所述的合模机，其特征在于，还包括：

用于安装三维移动单元的外框架(3)；

安装在三维移动单元上的内框架(5)；以及

三维移动单元，其包括分别用于驱动所述内框架(5)沿X、Y、Z方向运动的X向移动装置(44)、Y向移动装置(41)和Z向移动装置(43)；

所述螺栓翻转单元(7)还包括用于驱动所述第一翻转支架(74)沿Z向运动的Z向进给装置(71)，所述Z向进给装置(71)设置在所述内框架(5)上；

上述部件被配置为，所述X向移动装置(44)、Y向移动装置(41)和Z向移动装置(43)能够与所述螺栓翻转单元(7)的Z向进给装置(71)配合，实现所述第一翻转支架(74)的三维移动，使所述勾部(762)的运动轨迹的圆心与螺栓铰接点重合；所述X向移动装置(44)能够与所述螺栓翻转单元(7)的Z向进给装置(71)配合，使所述勾部(762)能够在XZ平面以“匚”字型移动的方式绕到螺栓后方并勾住螺栓。

7.根据权利要求6所述的合模机，其特征在于：还包括安装在所述内框架(5)上并位于所述螺栓翻转单元(7)上方的螺母旋拧单元(6)。