CN111097772A - 一种用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台，包括俯仰机构、回转机构以及滚转机构，俯仰机构包括托盘底座，托盘底座的俯仰角度能够调节；回转机构安装在所述托盘底座上，回转机构包括回转托盘；滚转机构设置在所述回转托盘上。本发明的俯仰机构采用双丝杠并联机构，能够实现水平到垂直的俯仰变化以及任意位置自锁，且能提高承载质量；回转机构采用伺服电机驱动回转托盘转动；滚转机构使用四个滚轮实现火箭贮箱自身滚转运动，且使用移动丝杠用于调整两个支撑的间距，适应不同长度的贮箱，同时也实现了火箭贮箱相对回转托盘移动运动，用于调整火箭贮箱在回转托盘上的位置。

Description

一种用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台

技术领域

本发明涉及机械工程技术领域，具体地，涉及一种用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台。

背景技术

翻转台是实现火箭贮箱任意姿态变换的重要装置，通常与超声水射流清洗装备和微激振装备等配合使用，需要实现火箭贮箱随着清洗部位和清洗要求的不同进行多自由度的转动。用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台可实现在清洗火箭贮箱时变换火箭贮箱的姿态，可以实现俯仰、旋转和滚转三个基本运动。配合超声水射流清洗装备可以实现任意角度与姿态的清洗，是实现火箭贮箱清洗系统中的重要设备。

经对现有文献检索发现，中国专利申请号为：200320104859.4，名称为：大型构件翻转台，该技术包括：基座、R轴、R轴支架、连接板、T轴、TE连接板、夹具、拉伸液压缸和摆动液压缸。其中：R轴用来实现构件的俯仰翻转，T轴用来实现构件的垂直翻转。工作时先把大型构件固定在连接板上，进行翻转时，先由拉伸液压缸驱动连接在R轴上的连接板，使其成垂直方向，然后用摆动液压缸驱动支撑板，使其绕垂直轴线(T轴)旋转180°，然后再由拉伸液压缸驱动使R轴系逆转90°，将支撑板成水平状态放置。该翻转台在仰俯翻转的过程中需要使用液压驱动以产生很大的驱动力来翻转大型构件，并且所需的驱动功率随着翻转角的增大而提高，造成液压驱动系统设计复杂，可操纵的吨位相对较低，成本较高，易对环境造成污染，并且每进行一次翻转，需要进行三次绕轴转动，旋转过程相对复杂，效率很低。

又经检索发现，中国专利申请号为：200810032482.3，名称为：双连杆式翻转台，该技术包括：台面俯仰机构和台面转动机构，台面俯仰机构包括：一个台架、两个主电机、两个减速器、两个联轴器、两个固定座、四个固定铰链、两个小齿轮、两个大齿轮、两个大齿轮支撑轴承、两个连杆下铰链、两个连杆、两个连杆上铰链、一个协调杆、一个翻转台连接座、一个翻转台架。台面转动机构包括：台面旋转电机、台面旋转小齿轮、台面旋转大齿轮、旋转台面和主轴。工作时台面俯仰机构用来实现台面的俯仰运动，台面的旋转机构用来旋转台面。这种翻转台虽然与前者相比实现了火箭贮箱位置的多样化，能够提高翻转设备的自由度，但是这种机构的俯仰结构单元构造复杂，使用曲柄摇杆的机构实现俯仰运动，需要有较大功率的电机作为驱动，且不能实现机构的自锁，在运动过程中对电机有较大的负载，动力传递系统复杂，造成整个机构的刚度大大减小。

还经检索发现，中国专利申请号为：201010225365.6，名称为：双驱动双丝杠变位机，该技术包括：俯仰机构、旋转机构和水平输送机构，俯仰机构包括：俯仰丝杠、俯仰丝杠电机、丝杠上铰链、托盘、托盘铰链，旋转机构包括：第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第一齿轮电机、第二齿轮电机、旋转主轴和工作台。水平运输机构包括：机架、滑台、水平丝杠和水平丝杠电机。这种变位机有较大的运动自由度且可以实现任意俯仰角度的自锁，但其不能实现火箭贮箱的滚转运动，不能满足火箭贮箱在一些特殊角度的清洗需求，且火箭贮箱在托盘上不能实现相对滑动，不能实现火箭贮箱的进给运动。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台。

根据本发明提供的一种用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台，包括俯仰机构、回转机构以及滚转机构，其中：

俯仰机构包括托盘底座，托盘底座的俯仰角度能够调节；

回转机构安装在所述托盘底座上，回转机构包括回转托盘；

滚转机构设置在所述回转托盘上。

优选地，所述俯仰机构还包括机架、俯仰丝杆、俯仰丝杠铰链、俯仰丝杆电机以及托盘底座铰链，其中：

托盘底座的一端通过托盘底座铰链与机架铰接；

托盘底座的另一端通过俯仰丝杠铰链与俯仰丝杠铰接；

俯仰丝杆套设在机架上的螺母上，俯仰丝杆电机驱动所述俯仰丝杠转动，俯仰丝杠通过螺母形成直线运动。

优选地，所述俯仰丝杠的数量为一个或者多个。

优选地，所述回转机构包括回转电机，所述回转电机固定在托盘底座上，回转托盘与回转电机的输出轴连接。

优选地，所述滚转机构包括移动轨道、移动丝杠、支撑装置以及移动丝杠电机，其中：

移动轨道、移动丝杠均固定在回转托盘上；

支撑装置安装在移动轨道上；

移动丝杠一端与移动丝杠电机固定连接，移动丝杆连接有支撑装置并通过移动丝杆电机带动支撑装置在移动轨道上运动。

优选地，所述支撑装置包括支撑板，支撑板的两侧分别固定有支撑火箭储箱的滚轮。

优选地，所述火箭储箱两端通过卡环夹紧，卡环与滚轮接触。

优选地，所述俯仰丝杆的数量为多个时，多个俯仰丝杠同步运动。

优选地，所述托盘底座为矩形底座；所述回转托盘为圆形托盘。

优选地，所述支撑装置的数量为两个，两个支撑装置之间的距离能够调节。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明结构简单、制造容易，可以实现火箭贮箱三自由度翻转运动，使用范围广；

2、本发明增加火箭贮箱滚转的自由度，使火箭贮箱的姿态变化更加灵活，适用于火箭贮箱清洗时的姿态变换需求；

3、本发明的俯仰机构采用双丝杠构成的并联机构具有可以在任意角度自锁和驱动功率大的优点，移动支撑可以相对回转托盘移动以适应不同长度的火箭贮箱清洗需求；

4、火箭贮箱两端安装卡环，用于连接移动支撑，以适应不同直径的火箭贮箱。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例的整体结构示意图；

图2为本申请实施例中俯仰机构的结构示意图；

图3为本申请实施例中回转机构的结构示意图；

图4为本申请实施例中滚转机构的结构示意图。

图中示出：

1-机架

2-第一螺母

3-第二螺母

4-第一俯仰丝杠

5-第二俯仰丝杠

6-第一俯仰丝杠铰链

7-第二俯仰丝杠铰链

8-第一俯仰丝杠电机

9-第二俯仰丝杠电机

10-移动轨道

11-第一移动支撑

12-滚轮

13-卡环

14-火箭贮箱

15-第二移动支撑

16-移动丝杠

17-移动丝杠电机

18-回转托盘

19-回转电机

20-托盘底座

21-托盘底座铰链

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1至图4所示，本发明提供一种用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台。本发明在工作台俯仰功能上采用由双丝杠构成的并联机构，能够产生较大的俯仰力矩使翻转吨位大大提高且可以实现在任意位置的自锁能力；在工作台面回转机构上采用伺服电机驱动回转托盘转动，可以实现工作台面的精确回转；在火箭贮箱滚转机构上采用滚轮机构实现火箭贮箱的滚转运动，该机构结构简单，工作效率高，且在工作台面上有一个移动导轨可以使火箭贮箱通过丝杆驱动相对工作台面移动。具体的，根据本发明提供的用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台，包括俯仰机构、回转机构和滚转机构，其中：回转机构设置在俯仰机构上，滚转机构设置在回转机构上。

如图2所示，所述的俯仰机构包括机架1、第一螺母2、第二螺母3、第一俯仰丝杠4、第二俯仰丝杠5、第一俯仰丝杠铰链6、第二俯仰丝杠铰链7、第一俯仰丝杠电机8、第二俯仰丝杠电机9、托盘底座20、托盘底座铰链21，其中：第一螺母2和第二螺母3在同一侧且与机架1铰接，托盘底座20的一端通过托盘底座铰链21与机架1铰接，托盘底座20的另一端通过第一俯仰丝杠铰链6和第二俯仰丝杠铰链7分别与第一俯仰丝杠4和第二俯仰丝杠5铰接，第一俯仰丝杠4的一端固定在第一俯仰丝杠铰链6上，第一俯仰丝杠4的另一端与第一螺母2相连，第二俯仰丝杠5的一端固定在第二俯仰丝杠铰链7上，第二俯仰丝杠5的另一端与第二螺母3相连，第一俯仰丝杠电机8与第一俯仰丝杠4相连，第二俯仰丝杠电机9与第二俯仰丝杠5相连。

本实施例中机架1为长方体机架，其尺寸为：5685mm，宽3300mm，高575mm；第一俯仰丝杠4和第二俯仰丝杠5的直径均为180mm，长度均6800mm；托盘底座20有效长度3500mm；俯仰角度变化范围0-90°，精度为0.1°，俯仰速度0-10°/min；工作台水平位置最大承重20吨，垂直位置最大承重10吨。

如图3所示，所述的回转机构包括：托盘底座20、回转托盘18、回转电机19，其中：回转电机19固定在托盘底座20上，回转托盘18与回转电机19的输出轴相连。

本实施例中回转托盘18为圆形，回转托盘18直径为5500mm，高度为700mm，回转角度变化范围0-360°，精度为0.1°，回转速度为0-60°/min。

如图4所示，所述的滚转机构包括：第一移动支撑11、第二移动支撑15、滚轮12、移动轨道10、移动丝杠16、移动丝杠电机17、卡环13、火箭贮箱14，其中：移动轨道10和移动丝杠电机17固定在回转托盘18上，移动丝杠16一端与移动丝杠电机17固定连接，第一移动支撑11和第二移动支撑15分别与移动丝杆16链接，且设置在移动轨道10上可以相对移动轨道10移动，第一移动支撑11和第二移动支撑15上分别固定有两个滚轮12，火箭贮箱14两端由卡环13加紧且卡环13与滚轮12接触，滚轮12转动可以实现火箭贮箱14的滚转运动。

本实施例中移动导轨长度为4500mm；最大贮箱夹紧直径为3500mm贮箱自转速度为3rpm；移动支撑速度为0-500mm/min；移动丝杠直径为170mm，长度为5000mm。

本实施例的工作过程：当对火箭贮箱进行俯仰变位时，第一俯仰丝杠电机8和第二俯仰丝杠电机9以相同速度同时转动，分别带动第一俯仰丝杠4与第二俯仰丝杠5旋转，旋转的第一俯仰丝杠4与第二俯仰丝杠5分别于第一螺母2和第二螺母3构成丝杠螺母副，从而实现第一俯仰丝杠4与第二俯仰丝杠5的有效长度的伸缩，从而驱动托盘底座20绕着固定在机架上的托盘底座铰链21转动，实现火箭贮箱14俯仰翻转。回转电机19工作时带动回转托盘18转动从而实现火箭贮箱14回转运动。通过调整第一移动支撑11与第二移动支撑15之间的间距以适应不同长度的火箭贮箱14。移动丝杠电机17工作时带动移动丝杠16进行旋转，移动丝杠16与第一移动支撑11和第二移动支撑15构成丝杠螺母副，实现第一移动支撑11和第二移动支撑15同时移动，带动火箭贮箱14移动，火箭贮箱14两端由卡环13加紧且卡环13与滚轮12接触，滚轮12转动可以带动卡环13转动从而实现火箭贮箱14的滚转运动。

本发明结构简单、制造容易，可以实现火箭贮箱三自由度翻转运动，使用范围广；增加火箭贮箱滚转的自由度，使火箭贮箱的姿态变化更加灵活，适用于火箭贮箱清洗时的姿态变换需求；本发明的俯仰机构采用双丝杠构成的并联机构具有可以在任意角度自锁和驱动功率大的优点，移动支撑可以相对回转托盘移动以适应不同长度的火箭贮箱清洗需求。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台，其特征在于，包括俯仰机构、回转机构以及滚转机构，其中：

俯仰机构包括托盘底座，托盘底座的俯仰角度能够调节；

回转机构安装在所述托盘底座上，回转机构包括回转托盘；

滚转机构设置在所述回转托盘上。

2.根据权利要求1所述的用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台，其特征在于，所述俯仰机构还包括机架、俯仰丝杆、俯仰丝杠铰链、俯仰丝杆电机以及托盘底座铰链，其中：

托盘底座的一端通过托盘底座铰链与机架铰接；

托盘底座的另一端通过俯仰丝杠铰链与俯仰丝杠铰接；

俯仰丝杆套设在机架上的螺母上，俯仰丝杆电机驱动所述俯仰丝杠转动，俯仰丝杠通过螺母形成直线运动。

3.根据权利要求2所述的用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台，其特征在于，所述俯仰丝杠的数量为一个或者多个。

4.根据权利要求1所述的用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台，其特征在于，所述回转机构包括回转电机，所述回转电机固定在托盘底座上，回转托盘与回转电机的输出轴连接。

5.根据权利要求1所述的用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台，其特征在于，所述滚转机构包括移动轨道、移动丝杠、支撑装置以及移动丝杠电机，其中：

移动轨道、移动丝杠均固定在回转托盘上；

支撑装置安装在移动轨道上；

移动丝杠一端与移动丝杠电机固定连接，移动丝杆连接有支撑装置并通过移动丝杆电机带动支撑装置在移动轨道上运动。

6.根据权利要求5所述的用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台，其特征在于，所述支撑装置包括支撑板，支撑板的两侧分别固定有支撑火箭储箱的滚轮。

7.根据权利要求6所述的用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台，其特征在于，所述火箭储箱两端通过卡环夹紧，卡环与滚轮接触。

8.根据权利要求3所述的用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台，其特征在于，所述俯仰丝杆的数量为多个时，多个俯仰丝杠同步运动。

9.根据权利要求1所述的用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台，其特征在于，所述托盘底座为矩形底座；所述回转托盘为圆形托盘。

10.根据权利要求6所述的用于火箭贮箱清洗的三自由度翻转台，其特征在于，所述支撑装置的数量为两个，两个支撑装置之间的距离能够调节。

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