CN111941448B - 锻造机器人欠秩连杆端拾器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锻造机器人连杆端拾器。端拾器由连接法兰架、驱动机构及完全相同且对称安装的传动机构和夹持机构组成。支撑臂对称安装在驱动机构的活塞杆两侧与气缸体固定连接，对传动及夹持机构起支撑固定作用，支撑臂与气缸体中间夹装高温隔热垫片，高温隔热垫片为复合隔热材料且中间有波形隔热夹层。支撑臂末端安装有手指滑轨，夹持滑杆经传动结构的力传动作用在手指滑轨上做轴向运动，并带动夹持手指接触并夹紧连杆锻件，完成锻件的夹持工作。本发明结构简单，可实现对连杆类锻件同时进行双件夹取，提高工作效率；基于欠秩原理采用的内撑式夹取方式，可实现对不同尺寸连杆锻件的夹取，并可实现自动定心，从而提高端拾器工作的稳定性，提高端拾器的利用率。

Description

锻造机器人欠秩连杆端拾器

技术领域

本发明属于先进制造与机器人技术领域，具体地说，是一种用于连杆类锻件夹持的欠秩端拾器。

背景技术

锻造生产为典型的高温、震动、噪音、粉尘等复杂环境，并且劳动强度高、危险性大。近年来，随着汽车工业的飞速发展，在强力拉动各类汽油机和柴油机规模快速攀升的同时，也对发动机内部关键零部件——连杆的精锻件精度、连杆产出能力提出了新的要求，对于连杆锻件生产相关技术的革新显得尤为重要。而在锻造生产中，离不开锻造机器人端拾器。在现有的连杆锻造生产线中，端拾器虽然结构简单，但功能单一，不具通用性，无法适用多形状、多尺寸及一模两件的连杆类锻件生产需求。因此需要一种可以满足以上任务需求的锻造机器人欠秩端拾器。

欠秩结构是指机构的驱动输入个数小于机构自由度数的一类机械结构，在节约能源、降低造价、减轻重量、增强系统灵活度等方面都较满秩结构优越。基于欠秩原理的端拾器具能根据工件形状尺寸自适应抓取的优点，且所需驱动数目少，能最大程度减少夹具驱动元件。因此，基于欠秩原理开发的锻造机器人连杆欠秩端拾器，能扩大端拾器的工作范围，适应多尺寸连杆类锻件夹持工作需求，提高锻造机器人夹持工作效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有连杆类端拾器功能单一、夹持稳定性低的缺点，为满足一模两件式连杆类锻件夹持需求，提供一种锻造机器人欠秩连杆端拾器，实现对连杆类锻件的形状尺寸自适应性夹取，从而提高锻造机器人对此类锻件的夹持效率。

实现本发明目的的技术解决方案是：

一种锻造机器人欠秩连杆端拾器，包括机械臂1，所述机械臂1的末端连接有连接法兰架5，所述连接法兰架5的上端连接驱动机构2的下端，所述驱动机构2的上端面的左右两端分别安装完全相同的传动机构3，所述传动机构3的上端连接完全相同且左右对称安装的夹持机构4。

所述驱动机构2，包括气缸体6，所述气缸体6的下端与连接法兰架5固定连接，所述气缸体6前缸体面左右对称安装有气阀9，所述气缸体6上端的左右侧对称安装有支撑臂10，所述气缸体6与支撑臂10间夹装有气缸隔热垫片8，所述气缸体6中部安装有活塞杆7，所述活塞杆7的上端连接有传动机构3的传动板11。

所述传动机构3完全相等且对称安装于气缸体6上端面左右侧，所述传动机构包括传动板11，所述传动板11下端与活塞杆7连接，所述传动板11上端通与传动臂12下端连接，所述传动臂12上端与传动滑块24的下端连接，所述传动臂12上端固定有T型滑槽23，所述传动滑块的下端固定有T型滑块24，所述T型滑槽23与所述T型滑块24配合连接，所述传动滑块13与传动连杆14及传动连杆15铰接，所述传动连杆14与传动连杆15的上端与夹持机构4连接。

所述夹持机构4完全相等且对称安装于支撑臂10的上端，所述夹持机构4包括第一夹持滑杆16及第二夹持滑杆17，所述第一夹持滑杆16及第二夹持滑杆17的前端分别连接第一手指连杆14与第二手指连杆15，所述第一夹持滑杆16及第二夹持滑杆17的后端与手指滑轨20配合连接并可做相对滑动，所述第一夹持滑杆16及第二夹持滑杆17的上端分别与第一夹持手指21及第二夹持手指22铰接，所述第一夹持滑杆16及第一夹持手指21夹装有第一手指隔热垫片18，所述第二夹持滑杆17及第二夹持手指22夹装有第二手指隔热垫片19，所述第一手指隔热垫片18及第二手指隔热垫片19采用波形夹层结构，可有效阻挡热量传递至传动机构3，并起到一定缓冲作用。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

（1）端拾器传动及夹持机构采取对称安装，可实现对连杆类锻件一模两件的夹取方式，提高工作效率。

（2）基于欠秩原理，夹持结构存在多自由度，可以实现一定尺寸自适应性，夹取不同尺寸连杆，提高端拾器的通用性，提高工作效率。

（3）端拾器的传动机构及夹持机构均可沿滑轨发生相对位移，提高端拾器夹取范围。

（4）端拾器末端手指可实现非同步接触待夹持物体，实现柔性夹持，提高夹持稳定性。

附图说明

图1为欠秩端拾器总体结构图。

图2为欠秩端拾器驱动机构结构图。

图3为传动及夹持机构结构图。

图4为手臂隔热垫片剖视图。

图5为传动滑块及传动臂连接剖视图。

图6为端拾器未接触连杆锻件工作示意图。

图7为端拾器单手指接触连杆锻件工作示意图。

图8为端拾器双手指夹紧连杆锻件工作示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合实施例和说明书附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明所述的“前、后”的含义指的是阅读者正对附图时，离阅读者近的即为前，离阅读者远的即为后，而非对本发明的夹具的特定限定。

本发明所述的“左、右”的含义指的是阅读者正对附图时，由视图纸面的左边为左，纸面的右边为右，而非对本发明的端拾器装置的特定限定。

本发明所述的“上、下”的含义指的是阅读者正对附图时，由视图纸面的上边为上，纸面的下边为下，为而非对本发明的端拾器装置的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

如图1所示，包括机械臂1，所述机械臂1的末端连接有连接法兰架5，所述连接法兰架5的上端连接驱动机构2，所述驱动机构2的上端面的左右两端分别安装完全相同的传动机构3，所述传动机构3的上端连接完全相同且左右对称安装的夹持机构4。

如图1和2所示，所述驱动机构2由气缸体6、活塞杆7、气缸隔热垫片8、气阀9组成。所述气缸体6的下端与连接法兰架5固定连接，所述气缸体6前缸体面左右对称安装有气阀9，所述气缸体6上端的左右侧对称安装有支撑臂10，所述气缸体6与支撑臂10间夹装有气缸隔热垫片8，所述气缸体6中部安装有活塞杆7，所述活塞杆8的上端连接有传动机构3的传动板11。

如图1，3，4和5所示，所述传动机构3由支撑臂10、传动板11、传动连杆12、传动滑块13、第一手指连杆14、第二手指连杆15组成。所述传动机构3完全相等且对称安装于气缸体6上端面的左右两侧。所述传动板11下端与活塞杆7连接，所述传动板11上端通与传动臂12下端连接，所述传动臂12上端与传动滑块24的下端连接，所述传动臂12上端固定有T型滑槽23，所述传动滑块的下端固定有T型滑块24，所述T型滑槽23与所述T型滑块24配合连接，所述传动滑块13与传动连杆14及传动连杆15铰接，所述传动连杆14与传动连杆15的上端与夹持机构4连接。

所述传动机构4的设计优点在于：完全相等且对称安装，实现多自由度传动。支撑臂10左右对称安装，更好的实现传动件的固定支撑作用，且节省空间。传动臂12与传动滑块13采用滑槽式连接，扩大机构运动范围，从而更好的实现连杆锻件尺寸自适应性夹取。

如图1，3，4和6所示，夹持机构4由第一夹持滑杆16、第二夹持滑杆17、第一手指隔热垫片18、第二手指隔热垫片19、手指滑轨20、第一夹持手指21、第二夹持手指22组成。所述夹持机构4完全相等且对称安装于支撑臂10的上端。所述第一夹持滑杆16及第二夹持滑杆17的前端分别连接传动滑块13与传动连杆14，所述第一夹持滑杆16及第二夹持滑杆17的后端与手指滑轨20配合连接并可做相对滑动，所述第一夹持滑杆16及第二夹持滑杆17的上端分别与第一夹持手指21及第二夹持手指22铰接，所述第一夹持滑杆16及第一夹持手指21夹装有第一手指隔热垫片18，所述第二夹持滑杆17及第二夹持手指22夹装有第二手指隔热垫片19。

所述夹持机构4的设计优点在于：当传动机构3在驱动机构2作用下对第一夹持滑杆16及第二夹持滑杆17施加径向分力时，第一夹持滑杆16及第二夹持滑杆17在守住滑轨20上做轴向移动，并带动第一夹持手指21及第二夹持手指22靠近待夹持锻件内壁，当第一夹持手指21或第二夹持手指22接触夹持锻件内壁时，未与待夹紧锻件接触的第二夹持手指22或第一夹持手指21靠近待夹持锻件并接触，从而实现对锻造件的夹紧工作；在夹持手指与夹持滑杆处安装有手指隔热垫片，所述第一手指隔热垫片18及第二手指隔热垫片19采用波形夹层结构，可有效阻挡热量传递至传动机构3，并起到一定缓冲作用。

图7为本发明锻造机器人欠秩连杆端拾器单手指接触连杆锻件工作示意图。

图8为本发明锻造机器人欠秩连杆端拾器双手指夹紧连杆锻件工作示意图。

图中的附图标记为：1.机械臂，2.驱动机构，3.传动机构，4.夹持机构，5.连接法兰架，,6.气缸体，7.活塞杆，8.气缸隔热垫片，9.气阀，10.支撑臂，11.传动板，12.传动臂，13.传动滑块，14.第一手指连杆，15.第二手指连杆,16.第一夹持滑杆，17.第二夹持滑杆，18.第一手指隔热垫片，19. 第二手指隔热垫片，20.手指滑轨，21.第一夹持手指，22.第二夹持手指，23.T型滑槽，24.T型滑块,25.连杆锻件。

综上所述，端拾器由连接法兰架、驱动机构及完全相同且对称安装的传动机构和夹持机构组成。支撑臂对称安装在驱动机构的活塞杆两侧与气缸体固定连接，对传动及夹持机构起支撑固定作用，支撑臂与气缸体中间夹装高温隔热垫片，高温隔热垫片为复合隔热材料且中间有波形隔热夹层。支撑臂末端安装有手指滑轨，夹持滑杆经传动结构的力传动作用在手指滑轨上做轴向运动，并带动夹持手指接触并夹紧连杆锻件，完成锻件的夹持工作。本发明结构简单，可实现对连杆类锻件同时进行双件夹取，提高工作效率；基于欠秩原理采用的内撑式夹取方式，可实现对不同尺寸连杆锻件的夹取，并可实现自动定心，从而提高端拾器工作的稳定性，提高端拾器的利用率。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种锻造机器人欠秩连杆端拾器，其特征在于:包括机械臂(1)、驱动机构(2)、传动机构(3)、夹持机构(4)和连接法兰架(5)；机械臂(1)的末端连接有连接法兰架(5)，连接法兰架(5)的上端连接驱动机构(2)的下端，驱动机构(2)上端面的左右两侧分别安装完全相同的传动机构(3)，传动机构(3)的上端连接完全相同的夹持机构(4)，且夹持机构(4)左右对称；

所述传动机构（3）由支撑臂（10）、传动板（11）、传动连杆（12）、传动滑块（13）、第一手指连杆（14）、第二手指连杆（15）组成；所述传动板(11)下端与活塞杆(7)连接，传动板(11)上端面与传动连杆(12)下端连接，传动连杆(12)上端与传动滑块(13)的下端连接；传动连杆(12)上端设有T型滑槽(23)，传动滑块(13)的下端固定有T型滑块(24)，所述T型滑槽(23)与所述T型滑块(24)配合连接；传动滑块(13)与第一手指连杆(14)及第二手指连杆(15)铰接，所述第一手指连杆(14)与第二手指连杆(15)的上端与夹持机构(4)连接。

2.根据权利要求1所述的锻造机器人欠秩连杆端拾器，其特征在于：所述驱动机构（2）由气缸体（6）、活塞杆（7）、气缸隔热垫片（8）、气阀（9）组成；气缸体(6)下端与连接法兰架(5)固定连接，气缸体(6)前缸体面左右对称安装有气阀(9)，气缸体(6)上端左右侧对称安装有传动机构（3）的支撑臂(10)，气缸体(6)与支撑臂(10)间夹装有气缸隔热垫片(8)；气缸体(6)中部安装有活塞杆(7)，活塞杆(7)的上端连接传动机构(3)的传动板(11)。

3.根据权利要求2所述的锻造机器人欠秩连杆端拾器，其特征在于：所述气缸隔热垫片(8)采用耐高温复合材料且中间有波形隔热层。

4.根据权利要求1或2所述的锻造机器人欠秩连杆端拾器，其特征在于：所述夹持机构（4）由第一夹持滑杆（16）、第二夹持滑杆（17）、第一手指隔热垫片（18）、第二手指隔热垫片（19）、手指滑轨（20）、第一夹持手指（21）、第二夹持手指（22）组成；所述夹持机构(4)完全相同且对称安装于支撑臂(10)的上端；夹持机构(4)包括第一夹持滑杆(16)及第二夹持滑杆(17)，第一夹持滑杆(16)及第二夹持滑杆(17)的前端分别连接第一手指连杆(14)与第二手指连杆(15)，第一夹持滑杆(16)及第二夹持滑杆(17)的后端与手指滑轨(20)配合连接并可做相对滑动，第一夹持滑杆(16)及第二夹持滑杆(17)的上端分别与第一夹持手指(21)及第二夹持手指(22)铰接，所述第一夹持滑杆(16)及第一夹持手指(21)夹装有第一手指隔热垫片(18)，所述第二夹持滑杆(17)及第二夹持手指(22)夹装有第二手指隔热垫片(19)。

5.根据权利要求4所述的锻造机器人欠秩连杆端拾器，其特征在于：所述第一手指隔热垫片(18)及第二手指隔热垫片(19)的中间为波形夹层结构。

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