CN110953937B - 一种粉末混合仿生机械手以及烟花内筒混药系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉末混合仿生机械手以及应用烟花内筒混药系统，其中粉末混合仿生机械手包括翻转组件、弹性储能件、置药容器定位机构和出料气缸；置药容器定位机构包括接收筒饼的定位工装，以及将筒饼定位于定位工装上并封闭筒饼口部的定位驱动组件；定位工装通过弹性储能件连接于翻转组件的输出端上，并且在翻转组件的驱动下进行1°~180°角度可调翻转；出料气缸设于定位工装初始位置的一侧，并且在定位工装复位至初始位置时驱动定位工装上的筒饼原路退回。本发明通过置药容器定位机构固定筒饼并封闭筒饼口部，配合翻转组件驱动置药容器定位机构翻转，使置药容器定位机构内部的药粉充分混合，实现安全高效自动化混料。

Description

一种粉末混合仿生机械手以及烟花内筒混药系统

技术领域

本发明涉及自动化混药领域，尤其涉及一种粉末混合仿生机械手以及粉末混合仿生机械手。

背景技术

机械手是一种用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

在进行爆炸药的调配中，爆炸药由还原剂（镁铝合金粉、铝粉、硫磺）和氧化剂（高氯酸钾）组成，还原剂和氧化剂需要按比例进行混合才能具有燃爆效果。传统的还原剂和氧化剂在混合时为人工或混料滚筒进行大批量混合，由于混合后的还原剂和氧化剂为可燃爆状态，容易产生危险，发生静电产生的爆炸几率极大。

因此，需要考虑通过自动化机械手设备对爆炸药等高危易燃易爆炸药物进行小剂量调配来保证生产的安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种粉末混合仿生机械手以及高效自动化筒饼混料的烟花内筒混药系统。

实现本发明目的的技术方案是：一种粉末混合仿生机械手，包括翻转组件、弹性储能件、置药容器定位机构和出料气缸；所述置药容器定位机构包括接收筒饼的定位工装，以及将筒饼定位于定位工装上并封闭筒饼口部的定位驱动组件；所述定位工装通过弹性储能件连接于翻转组件的输出端上，并且在翻转组件的驱动下进行1°~180°角度可调翻转；所述出料气缸设于定位工装初始位置的一侧，并且在定位工装复位至初始位置时驱动定位工装上的筒饼原路退回。

所述翻转组件包括转动座、旋转气缸和旋转轴；所述旋转轴的一端与转动座转动连接，另一端与旋转气缸连接；所述弹性储能件设于旋转轴的周面上。

所述弹性储能件为弹簧；所述弹簧的一端与翻转组件的旋转轴固定，另一端与置药容器定位机构的定位工装固定。

所述弹性储能件为弹片；所述弹片的一端与翻转组件的旋转轴固定，另一端与置药容器定位机构的定位工装固定。

所述弹性储能件在翻转组件旋转轴的周面上沿旋转轴轴线并排设有多个。

所述置药容器定位机构的定位工装为四面镂空设计，内部具有容纳筒饼的放置空间；所述定位工装内底面的两侧均设有导向挡板。

所述置药容器定位机构的定位驱动组件包括定位板和垂直驱动气缸；所述垂直驱动气缸设于定位工装的顶部上，并且活塞杆向下贯穿定位工装的顶部与位于定位工装的放置空间中的定位板连接；所述定位板在垂直驱动气缸的驱动下压制筒饼的顶部；所述定位板底部的平面面积不小于筒饼的顶部的平面面积。

所述定位工装的顶部上设有导向滑套。定位板的顶部设有向上延伸贯穿定位工装的顶部与导向滑套滑动配合的导向杆。

一种烟花内筒混药系统，包括转盘、旋转机构和仿生机械手；所述仿生机械手为上述的粉末混合仿生机械手；所述转盘设于旋转机构上，并且在旋转机构的驱动下步进转动；所述仿生机械手设于转盘上，并且靠近转盘边缘；所述仿生机械手环绕转盘的旋转轴线均布有多个。

一种烟花内筒混药系统，包括直线输送机构、推进气缸、升降机构和仿生机械手；所述仿生机械手为上述的粉末混合仿生机械手；所述推进气缸和仿生机械手分别设于直线输送机构的两侧，并且推进气缸与仿生机械手对齐；所述升降机构设于仿生机械手的下方，并且驱动仿生机械手垂直移动；所述推进气缸推动直线输送机构上输送的筒饼向仿生机械手移动；所述推进气缸、升降机构和仿生机械手均沿直线输送机构的长度方向均布有多个。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：本发明的混药仿生机械手，通过置药容器定位机构固定筒饼并封闭筒饼口部，配合翻转组件驱动置药容器定位机构进行1°~180°角度可调翻转，使置药容器定位机构内部的药粉充分混合，实现高效自动化混料，由于置药容器定位机构通过弹性储能件与翻转组件连接，在置药容器定位机构进行翻转时，在翻转组件到位停止时，置药容器定位机构能够在惯性力下继续摆动，提高混药效果以及生产效率。本发明的烟花内筒混药系统能够应用于烟花生产领域中，在保证安全的前提下极大提高烟花生产效率。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的粉末混合仿生机械手的结构示意图；

图2为本发明的粉末混合仿生机械手的置药容器定位机构处于初始位置的结构示意图；

图3为本发明的粉末混合仿生机械手的置药容器定位机构处于翻转最终位置的结构示意图；

图4为本发明的实施例二的烟花内筒混药系统的结构示意图；

图5为本发明的实施例三的烟花内筒混药系统的结构示意图。

附图标号为：翻转组件1、转动座1-1、旋转气缸1-2、旋转轴1-3、弹性储能件2、置药容器定位机构3、定位工装3-1、导向挡板3-1-1、导向滑套3-1-2、定位驱动组件3-2、定位板3-2-1、垂直驱动气缸3-2-2、导向杆3-2-3、出料气缸4、转盘5、旋转机构6、直线输送机构7、推进气缸8、升降机构9。

具体实施方式

实施例一

见图1至图3，本实施例的粉末混合仿生机械手，包括翻转组件1、弹性储能件2、置药容器定位机构3和出料气缸4。

置药容器定位机构3包括接收筒饼的定位工装3-1，以及将筒饼定位于定位工装3-1上并封闭筒饼口部的定位驱动组件3-2。定位工装3-1通过弹性储能件2连接于翻转组件1的输出端上，并且在翻转组件1的驱动下进行1°~180°角度可调翻转。优选的，定位工装3-1在翻转组件1的驱动下从初始位置向翻转最终位置翻转，初始位置为0°，翻转最终位置为90度。出料气缸4设于定位工装3-1初始位置的一侧，并且在定位工装3-1复位至初始位置时驱动定位工装3-1上的筒饼原路退回。本实施例的粉末混合仿生机械手，通过置药容器定位机构3固定筒饼并封闭筒饼口部，配合翻转组件1驱动置药容器定位机构3进行1°~180°角度可调翻转，使筒饼内部的药粉充分混合，由于置药容器定位机构3通过弹性储能件2与翻转组件1连接，在置药容器定位机构3进行翻转时，在翻转组件1到位停止时，置药容器定位机构3能够在惯性力下继续摆动，提高混药效果以及生产效率。

在本实施例中，翻转组件1包括转动座1-1、旋转气缸1-2和旋转轴1-3。旋转轴1-3的一端与转动座1-1转动连接，另一端与旋转气缸1-2连接。弹性储能件2设于旋转轴1-3的周面上。弹性储能件2在翻转组件1旋转轴1-3的周面上沿旋转轴1-3轴线并排设有多个。优选的，弹性储能件2设有两个，两个弹性储能件2能够对置药容器定位机构3的支撑更为可靠，同时两个弹性储能件2具有一定弹性，不影响置药容器定位机构3在惯性下进行摆动。

在本实施例中，弹性储能件2为弹簧或弹片。弹性储能件2为弹簧时，弹簧的一端与翻转组件1的旋转轴1-3固定，另一端与置药容器定位机构3的定位工装3-1固定。弹性储能件2为弹片时，弹片的一端与翻转组件1的旋转轴1-3固定，另一端与置药容器定位机构3的定位工装3-1固定。

置药容器定位机构3的定位工装3-1为四面镂空设计，内部具有容纳筒饼的放置空间。定位工装3-1内底面的两侧均设有导向挡板3-1-1。两个导向挡板3-1-1相对的面在远离翻转组件1的一端边缘设有倒角，便于筒饼的进入。定位工装3-1朝向翻转组件1的一侧设有背挡板，背挡板能够对筒饼进行限位，并且背挡板与弹性储能件2固定，结构设计更为合理。

在本实施例中，置药容器定位机构3的定位驱动组件3-2包括定位板3-2-1和垂直驱动气缸3-2-2。垂直驱动气缸3-2-2设于定位工装3-1的顶部上，并且活塞杆向下贯穿定位工装3-1的顶部与位于定位工装3-1的放置空间中的定位板3-2-1连接。定位板3-2-1在垂直驱动气缸3-2-2的驱动下压制筒饼的顶部。定位板3-2-1底部的平面面积不小于筒饼的顶部的平面面积，保证在定位板3-2-1压制筒饼的顶部时，能够封闭筒饼的口部。

在本实施例中，定位工装3-1的顶部上设有导向滑套3-1-2。定位板3-2-1的顶部设有向上延伸贯穿定位工装3-1的顶部与导向滑套3-1-2滑动配合的导向杆3-2-3。

具体实施时，外部传输设备传输筒饼至置药容器定位机构3的定位工装3-1的放置空间中，垂直驱动气缸3-2-2驱动定位板3-2-1下移，压制筒饼的顶部并封闭筒饼口部，翻转组件1的旋转气缸1-2工作，驱动旋转轴1-3转动90度，使置药容器定位机构3翻转90°，此时，旋转气缸1-2停止驱动，置药容器定位机构3在惯性的作用下继续进行摆动，待摆动停止时或摆动减弱时，旋转气缸1-2驱动旋转轴1-3反向转动90度，使置药容器定位机构3复位，然后旋转气缸1-2再次工作，驱动旋转轴1-3转动90度，使置药容器定位机构3翻转90°，待筒饼内药物完全混合时，旋转气缸1-2驱动置药容器定位机构3复位，垂直驱动气缸3-2-2驱动定位板3-2-1上移复位，出料气缸4工作，将筒饼从放置空间中推出至外部传输设备上。

实施例二

见图4，本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：

本实施例的烟花内筒混药系统，包括转盘5、旋转机构6和仿生机械手。仿生机械手为实施例一所述的粉末混合仿生机械手。转盘5设于旋转机构6上，并且在旋转机构6的驱动下步进转动。仿生机械手设于转盘5上，并且靠近转盘5边缘。仿生机械手环绕转盘5的旋转轴线均布有多个。仿生机械手环绕转盘5的旋转轴线均布有8个。对8个仿生机械手的初始位置进行1~8编号，其中有两个编号位置分别与外部进料传输设备和外部出料传输设备对齐，并且该两个编号的初始位置呈对称设置或相邻设置，该两个编号的初始位置具体为1号和5号或1号和8号，优选的，在本实施例中采用编号为1号和5号位置与外部进料传输设备和外部出料传输设备对齐。

在具体实施时，转盘5在停止状态下，处于1号位置的仿生机械手与外部进料传输设备配合，并接收外部进料传输设备传输来的筒饼并对筒饼进行混料工作，同时的旋转机构6工作，驱动转盘5转动至该仿生机械手向2号位置移动，同时在旋转方向上该仿生机械手的后一个仿生机械手位于1号位置，并进行接收筒饼以及对筒饼混料的工作，依次类推，任意一个接收筒饼的仿生机械手移动至5号位置均将筒饼推送至外部出料传输设备。

实施例三

见图5，本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：

本实施例的烟花内筒混药系统，包括直线输送机构7、推进气缸8、升降机构9和仿生机械手。仿生机械手为实施例一所述的粉末混合仿生机械手。推进气缸8和仿生机械手分别设于直线输送机构7的两侧，并且推进气缸8与仿生机械手对齐。升降机构9设于仿生机械手的下方，并且驱动仿生机械手垂直移动。推进气缸8推动直线输送机构7上输送的筒饼向仿生机械手移动。推进气缸8、升降机构9和仿生机械手均沿直线输送机构7的长度方向均布有多个。升降机构9包括升降支架9-1，以及设于升降支架9-1上的升降气缸9-2。升降气缸9-2的活塞杆的顶端设有安装仿生机械手的固定板。

具体实施时，直线输送机构7传输筒饼移动，在未混料的筒饼移动至任意一个未在进行混料工作的仿生机械手的一侧时，直线输送机构7停止传输，并且该筒饼一侧的推进气缸8将该筒饼推至仿生机械手，此时直线输送机构7继续传输，具有筒饼的仿生机械手下方的升降机构9驱动该仿生机械手下降，同时该仿生机械手进行混料工作，待混料工作完成时，该仿生机械手将筒饼推回至直线输送机构7上，升降机构9驱动该仿生机械手再上升。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种粉末混合仿生机械手，其特征在于：包括翻转组件（1）、弹性储能件（2）、置药容器定位机构（3）和出料气缸（4）；所述置药容器定位机构（3）包括接收筒饼的定位工装（3-1），以及将筒饼定位于定位工装（3-1）上并封闭筒饼口部的定位驱动组件（3-2）；所述定位工装（3-1）通过弹性储能件（2）连接于翻转组件（1）的输出端上，并且在翻转组件（1）的驱动下进行1°~180°角度可调翻转；所述出料气缸（4）设于定位工装（3-1）初始位置的一侧，并且在定位工装（3-1）复位至初始位置时驱动定位工装（3-1）上的筒饼原路退回。

2.根据权利要求1所述的粉末混合仿生机械手，其特征在于：所述翻转组件（1）包括转动座（1-1）、旋转气缸（1-2）和旋转轴（1-3）；所述旋转轴（1-3）的一端与转动座（1-1）转动连接，另一端与旋转气缸（1-2）连接；所述弹性储能件（2）设于旋转轴（1-3）的周面上。

3.根据权利要求2所述的粉末混合仿生机械手，其特征在于：所述弹性储能件（2）为弹簧；所述弹簧的一端与翻转组件（1）的旋转轴（1-3）固定，另一端与置药容器定位机构（3）的定位工装（3-1）固定。

4.根据权利要求2所述的粉末混合仿生机械手，其特征在于：所述弹性储能件（2）为弹片；所述弹片的一端与翻转组件（1）的旋转轴（1-3）固定，另一端与置药容器定位机构（3）的定位工装（3-1）固定。

5.根据权利要求2所述的粉末混合仿生机械手，其特征在于：所述弹性储能件（2）在翻转组件（1）旋转轴（1-3）的周面上沿旋转轴（1-3）轴线并排设有多个。

6.根据权利要求1所述的粉末混合仿生机械手，其特征在于：所述置药容器定位机构（3）的定位工装（3-1）为四面镂空设计，内部具有容纳筒饼的放置空间；所述定位工装（3-1）内底面的两侧均设有导向挡板（3-1-1）。

7.根据权利要求6所述的粉末混合仿生机械手，其特征在于：所述置药容器定位机构（3）的定位驱动组件（3-2）包括定位板（3-2-1）和垂直驱动气缸（3-2-2）；所述垂直驱动气缸（3-2-2）设于定位工装（3-1）的顶部上，并且活塞杆向下贯穿定位工装（3-1）的顶部与位于定位工装（3-1）的放置空间中的定位板（3-2-1）连接；所述定位板（3-2-1）在垂直驱动气缸（3-2-2）的驱动下压制筒饼的顶部；所述定位板（3-2-1）底部的平面面积不小于筒饼的顶部的平面面积。

8.权利要求7所述的粉末混合仿生机械手，其特征在于：所述定位工装（3-1）的顶部上设有导向滑套（3-1-2），定位板（3-2-1）的顶部设有向上延伸贯穿定位工装（3-1）的顶部与导向滑套（3-1-2）滑动配合的导向杆（3-2-3）。

9.一种烟花内筒混药系统，其特征在于：包括转盘（5）、旋转机构（6）和仿生机械手；所述仿生机械手为权利要求1所述的粉末混合仿生机械手；所述转盘（5）设于旋转机构（6）上，并且在旋转机构（6）的驱动下步进转动；所述仿生机械手设于转盘（5）上，并且靠近转盘（5）边缘；所述仿生机械手环绕转盘（5）的旋转轴线均布有多个。

10.一种烟花内筒混药系统，其特征在于：包括直线输送机构（7）、推进气缸（8）、升降机构（9）和仿生机械手；所述仿生机械手为权利要求1所述的粉末混合仿生机械手；所述推进气缸（8）和仿生机械手分别设于直线输送机构（7）的两侧，并且推进气缸（8）与仿生机械手对齐；所述升降机构（9）设于仿生机械手的下方，并且驱动仿生机械手垂直移动；所述推进气缸（8）推动直线输送机构（7）上输送的筒饼向仿生机械手移动；所述推进气缸（8）、升降机构（9）和仿生机械手均沿直线输送机构（7）的长度方向均布有多个。

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