CN112024863B - 托转式浇注机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种托转式浇注机器人，包括：转盘车、立柱、机械手升降装置、浇包托转机械手、包盖随动机械手、随流孕育机械手；所述立柱为钢结构的空心结构，安装在转盘车上；所述机械手升降装置安装在立柱上，机械手升降装置的前侧连接浇包托转机械手；所述浇包托转机械手用于托起和倾转浇包；所述包盖随动机械手连接于浇包托转机械手，用于包盖掀开与盖合；所述随流孕育机械手连接于转盘车上，用于提供浇注所需的孕育剂。本发明提高了生产节拍，是一种高效的智能浇注机器人。

Description

托转式浇注机器人

技术领域

本发明属于铸造行业金属浇铸装备领域，尤其是一种托转式浇注机器人。

背景技术

随着时代的发展，铸造行业中炉水浇注工序需要净洁、高效、智能化、自动化的浇注装备。目前企业所采用的侧向升降、倾转式浇注机只能满足于向铸型注水，其功能较为单一，存在节拍较慢，铁水倒包，降温快温度不易控制等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种低成本、多功能的托转式浇注机器人；本发明的实施例采用的技术方案是：

一种托转式浇注机器人，包括：转盘车、立柱、机械手升降装置、浇包托转机械手、包盖随动机械手、随流孕育机械手；

所述立柱为钢结构的空心结构，安装在转盘车上；

所述机械手升降装置安装在立柱上，机械手升降装置的前侧连接浇包托转机械手；

所述浇包托转机械手用于托起和倾转浇包；

所述包盖随动机械手连接于浇包托转机械手，用于包盖掀开与盖合；

所述随流孕育机械手连接于转盘车上，用于提供浇注所需的孕育剂。

进一步地，转盘车包括纵移车、横移车、转盘；

纵移车包括呈井字形布设的纵移车架，纵移车架下连接有两对纵向行走轮；其中一对纵向行走轮间通过同步连接轴相连，且其中一个纵向行走轮的轮轴连接纵向减速机；

纵移车架的两侧架体为横移车提供行走轨道；横移车包括横移车架，横移车架两侧设有横向行走轮，嵌在纵移车架两侧的行走轨道中；横移车架上方连接转盘；横移车架底部设置横移驱动机构；

所述立柱安装在转盘上。

更进一步地，所述纵向行走轮为槽型车轮，架设在纵向轨道上；

横向行走轮嵌在纵移车架两侧的C型轨道中；横移车架底部的横移驱动机构采用齿轮齿条驱动机构。

进一步地，浇包托转机械手包括浇包托臂，浇包托臂包括托臂本体，连接于托臂本体前侧的两个托臂前臂和连接于托臂本体后侧的左右两侧的托臂后臂；托臂本体吊接于机械手升降装置的前侧；托臂后臂内侧设置升降导轮并嵌在立柱前部两侧设置的竖向导轨中；

两个托臂前臂相隔一个距离，中间留有容置浇包的空间；各托臂前臂上连有支重架；支重架上的前端设置浇包耳轴旋转托手；各支重架前端外侧连接有能够转动的槽型转矩传递盘；槽型转矩传递盘内侧设有耳轴槽，各槽型转矩传递盘与各浇包耳轴旋转托手相对应；其中一个槽型转矩传递盘连接浇包倾转减速机。

进一步地，包盖随动机械手包括随包摆动臂、包盖转轴、包盖小转臂、包盖减速机；两个随包摆动臂的前端分别连接两个槽型转矩传递盘的外侧端，两个随包摆动臂的后端之间设有包盖转轴，包盖减速机连接于包盖转轴一端；在包盖转轴中间连有包盖小转臂；所述包盖小转臂连接包盖。

进一步地，机械手升降装置采用双链同步升降装置，包括升降减速机、同步链轮轴、同步链轮、导向链轮、牵引链；

所述同步链轮轴安装在立柱中间；在同步链轮轴上成对安装同步链轮；同步链轮轴于立柱外侧的一端连接升降减速机；一对导向链轮安装在立柱顶部前侧，另一对导向链轮安装在立柱顶部后侧；一对牵引链绕接于成对设置的同步链轮和立柱顶部前侧的导向链轮以及立柱顶部后侧的导向链轮；牵引链的前端连接浇包托转机械手中的浇包托臂，后端连接配重块。

更进一步地，立柱顶部中间安装有第三对导向链轮，所述一对牵引链从成对设置的同步链轮绕过该第三对导向链轮后，再绕过立柱顶部后侧的导向链轮。

进一步地，随流孕育机械手包括升降机构、回转臂机构、喂料机、孕育料管；

所述升降机构安装于转盘车，升降机构顶部连接回转臂机构；回转臂机构前段至少连接有一个喂料机，孕育料管连接于回转臂机构前端，喂料机的出料口对准孕育料管顶部的料斗；喂料机用于提供孕育剂。

更进一步地，回转臂机构前段左右两侧各连有一个喂料机；

孕育料管上设有颗粒物流量计；

升降机构包括底座、升降座、升降柱、电动推杆；升降座连接在底座上，升降座内壁四面安装有升降导轮，升降柱竖立在升降座内，四周被升降导轮靠住；电动推杆安装在升降柱内，上端与升降柱连接，下端与底座连接；

回转臂机构包括大旋臂转动装置、大旋臂、小旋臂转动装置、小旋臂；大旋臂的后端通过大旋臂转动装置连接在升降柱顶端；大旋臂的前端通过小旋臂转动装置连接小旋臂；小旋臂通过连接支架连接喂料机；

喂料机包括供料螺旋、供料减速机、供料装置；其中供料装置包括孕育料桶、电动插板阀和料位器；供料螺旋后端连接供料减速机，前端设出料口，供料装置连接供料螺旋，其中孕育料桶对接供料螺旋的进料口，在孕育料桶上对接供料螺旋的位置设置电动插板阀；孕育料桶上设置料位器。

进一步地，所述的托转式浇注机器人，还包括电子称重系统，电子称重系统包括设置在浇包托转机械手中支重架底部与托臂前臂间的数个称重传感器，以及设置在随流孕育机械手中喂料机底部的电子秤。

本发明的优点在于：该托转式浇注机器人采用拟人化的仿真设计，配以智能视觉定位，数字化称重系统，随流孕育机械手，能够实现手动、半自动、全自动的浇注过程；提高了生产节拍，是一种高效的智能浇注机器人。

附图说明

图1A为本发明实施例的托转式浇注机器人主视图。

图1B为本发明实施例的托转式浇注机器人左视图。

图1C为本发明实施例的托转式浇注机器人俯视图。

图2A为本发明实施例的转盘车主视图。

图2B为本发明实施例的转盘车左视图。

图2C为本发明实施例的转盘车俯视图。

图3A为本发明实施例的浇包托转机械手主视图。

图3B为本发明实施例的浇包托转机械手俯视图。

图3C为本发明实施例的图3B中I处局部放大图。

图4A为本发明实施例的包盖随动机械手俯视图。

图4B为本发明实施例的包盖随动机械手侧视图。

图5A为本发明实施例的随流孕育机械手结构示意图。

图5B为本发明实施例的随流孕育机械手俯视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提出一种托转式浇注机器人，如图1A、图1B、图1C所示，包括：转盘车1、立柱2、机械手升降装置3、浇包托转机械手4、包盖随动机械手5、随流孕育机械手6；还可以包括电子称重系统7和智能视觉系统8；

所述立柱2为钢结构的空心结构，安装在转盘车1上；

所述机械手升降装置3安装在立柱2上，机械手升降装置3的前侧连接浇包托转机械手4；

所述浇包托转机械手4用于托起和倾转浇包9；

所述包盖随动机械手5连接于浇包托转机械手4，用于包盖10掀开与盖合；

所述随流孕育机械手6连接于转盘车1上，用于提供浇注所需的孕育剂。

如图2A、2B、2C所示，转盘车1包括纵移车101、横移车102、转盘103；

纵移车101包括呈井字形布设的纵移车架1011，纵移车架1011下连接有两对纵向行走轮1012，所述纵向行走轮1012为槽型车轮，可以架设在纵向轨道上；其中一对纵向行走轮1012间通过同步连接轴1013相连，且其中一个纵向行走轮的轮轴连接纵向减速机1014；

纵移车架1011的两侧架体为横移车102提供行走轨道；例如纵移车架1011的两侧架体为C型轨道；横移车102包括横移车架1021，横移车架1021两侧设有横向行走轮1022，可以嵌在纵移车架1011两侧的C型轨道中；横移车架1021上方连接转盘103；横移车架1021底部设置齿轮齿条驱动机构1023；

所述立柱2安装在转盘103上；

如图3A、3B、3C所示，浇包托转机械手4包括浇包托臂401，浇包托臂401包括托臂本体4011，连接于托臂本体4011前侧的两个托臂前臂4012和连接于托臂本体4011后侧的左右两侧的托臂后臂4013；托臂本体4011吊接于机械手升降装置3的前侧；托臂后臂4013内侧设置升降导轮4014并嵌在立柱2前部两侧设置的竖向导轨201中；所述竖向导轨201可以是C型导轨；

两个托臂前臂4012相隔一个距离，中间留有容置浇包9的空间；各托臂前臂4012上连有支重架402；支重架402上的前端设置浇包耳轴旋转托手403；各支重架402前端外侧通过小支架连接有能够转动的槽型转矩传递盘404；槽型转矩传递盘404内侧设有耳轴槽4041，各槽型转矩传递盘404与各浇包耳轴旋转托手403相对应；其中一个槽型转矩传递盘404连接浇包倾转减速机405；

浇包9可以通过吊运机构转运至浇包耳轴旋转托手403，浇包9两侧的耳轴落在浇包耳轴旋转托手403中，且同时卡在槽型转矩传递盘404的耳轴槽中；浇包倾转减速机405动作，即可带动槽型转矩传递盘404并带动浇包9倾转；

如图4A、4B所示，包盖随动机械手5包括随包摆动臂501、包盖转轴502、包盖小转臂503、包盖减速机504；两个随包摆动臂501的前端分别连接两个槽型转矩传递盘404的外侧端，两个随包摆动臂501的后端之间设有包盖转轴502，包盖减速机504连接于包盖转轴502一端；在包盖转轴502中间连有包盖小转臂503；所述包盖小转臂503连接包盖10；

在浇注时，浇包9被吊运机构转运至浇包托转机械手4，然后包盖随动机械手5中的包盖减速机504动作，将包盖10盖合于浇包9；浇包9通过机械手升降装置3带动上升一定高度，然后进行浇注动作，浇包倾转减速机405动作；浇注完成后，包盖10再打开；浇包9下降；

机械手升降装置3采用双链同步升降装置，包括升降减速机301、同步链轮轴302、同步链轮303、导向链轮304、牵引链305；

所述同步链轮轴302安装在立柱2中间；在同步链轮轴302上成对安装同步链轮303；同步链轮轴302于立柱2外侧的一端连接升降减速机301；一对导向链轮304安装在立柱2顶部前侧，另一对导向链轮304安装在立柱2顶部后侧；一对牵引链305绕接于成对设置的同步链轮303和立柱顶部前侧的导向链轮304以及立柱顶部后侧的导向链轮304；牵引链305的前端连接浇包托转机械手4中的浇包托臂401，后端连接配重块306；

更优地，立柱2顶部中间安装有第三对导向链轮304，所述一对牵引链305从成对设置的同步链轮303绕过该第三对导向链轮304后，再绕过立柱顶部后侧的导向链轮304；

如图5A、5B所示，随流孕育机械手6包括升降机构601、回转臂机构602、喂料机603、孕育料管604；

所述升降机构601安装于转盘车1，升降机构601顶部连接回转臂机构602；回转臂机构602前段至少连接有一个喂料机603，孕育料管604连接于回转臂机构602前端，喂料机603的出料口对准孕育料管604顶部的料斗；

喂料机603用于提供孕育剂，在一些实施例中，回转臂机构602前段左右两侧各连有一个喂料机603，方便切换提供不同的孕育剂；

在一些实施例中，孕育料管604上设有颗粒物流量计605，颗粒物流量计作为孕育剂断流检测装置，断流时发出报警信号；

在一些实施例中，升降机构601包括底座6011、升降座6012、升降柱6013、电动推杆6014；升降座6012连接在底座6011上，升降座6012内壁四面安装有升降导轮6015，升降柱6013竖立在升降座6012内，四周被升降导轮6015靠住；电动推杆6014安装在升降柱6013内，上端与升降柱6013连接，下端与底座6011连接；

在一些实施例中，回转臂机构602包括大旋臂转动装置6021、大旋臂6022、小旋臂转动装置6023、小旋臂6024；大旋臂6022的后端通过大旋臂转动装置6021连接在升降柱6013顶端；大旋臂6022的前端通过小旋臂转动装置6023连接小旋臂6024；小旋臂6024通过连接支架连接喂料机603；

在一些实施例中，喂料机603包括供料螺旋6031、供料减速机6032、供料装置6033；其中供料装置6033包括孕育料桶6033a、电动插板阀6033b和料位器6033c；供料螺旋6031后端连接供料减速机6032，前端设出料口，供料装置6033连接供料螺旋6031，其中孕育料桶6033a对接供料螺旋6031的进料口，在孕育料桶6033a上对接供料螺旋6031的位置设置电动插板阀6033b；孕育料桶6033a上设置料位器6033c；

在一些实施例中，电子称重系统7包括设置在浇包托转机械手4中支重架402底部与托臂前臂4012间的数个称重传感器701，以及设置在随流孕育机械手6中喂料机603底部的电子秤702；称重传感器701可以不断地向托转式浇注机器人的控制器发出浇包内卤水重量信息；电子秤702可以向控制器发出孕育剂的重量信息；

在一些实施例中，智能视觉系统8包括两台智能视觉相机，一台用于浇口杯11定位，一台用于浇口杯11金属液面扫描建立一个精确的浇口杯液面，并与人机界面预设的液面值作比较。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种托转式浇注机器人，其特征在于，包括：转盘车(1)、立柱(2)、机械手升降装置(3)、浇包托转机械手(4)、包盖随动机械手(5)、随流孕育机械手(6)；

所述立柱(2)为钢结构的空心结构，安装在转盘车(1)上；

所述机械手升降装置(3)安装在立柱(2)上，机械手升降装置(3)的前侧连接浇包托转机械手(4)；

所述浇包托转机械手(4)用于托起和倾转浇包(9)；

所述包盖随动机械手(5)连接于浇包托转机械手(4)，用于包盖(10)掀开与盖合；

所述随流孕育机械手(6)连接于转盘车(1)上，用于提供浇注所需的孕育剂；

浇包托转机械手(4)包括浇包托臂(401)，浇包托臂(401)包括托臂本体(4011)，连接于托臂本体(4011)前侧的两个托臂前臂(4012)和连接于托臂本体(4011)后侧的左右两侧的托臂后臂(4013)；托臂本体(4011)吊接于机械手升降装置(3)的前侧；托臂后臂(4013)内侧设置升降导轮(4014)并嵌在立柱(2)前部两侧设置的竖向导轨(201)中；

两个托臂前臂(4012)相隔一个距离，中间留有容置浇包(9)的空间；各托臂前臂(4012)上连有支重架(402)；支重架(402)上的前端设置浇包耳轴旋转托手(403)；各支重架(402)前端外侧连接有能够转动的槽型转矩传递盘(404)；槽型转矩传递盘(404)内侧设有耳轴槽(4041)，各槽型转矩传递盘(404)与各浇包耳轴旋转托手(403)相对应；其中一个槽型转矩传递盘(404)连接浇包倾转减速机(405)；

包盖随动机械手(5)包括随包摆动臂(501)、包盖转轴(502)、包盖小转臂(503)、包盖减速机(504)；两个随包摆动臂(501)的前端分别连接两个槽型转矩传递盘(404)的外侧端，两个随包摆动臂(501)的后端之间设有包盖转轴(502)，包盖减速机(504)连接于包盖转轴(502)一端；在包盖转轴(502)中间连有包盖小转臂(503)；所述包盖小转臂(503)连接包盖(10)；

机械手升降装置(3)采用双链同步升降装置，包括升降减速机(301)、同步链轮轴(302)、同步链轮(303)、导向链轮(304)、牵引链(305)；

所述同步链轮轴(302)安装在立柱(2)中间；在同步链轮轴(302)上成对安装同步链轮(303)；同步链轮轴(302)于立柱(2)外侧的一端连接升降减速机(301)；一对导向链轮(304)安装在立柱(2)顶部前侧，另一对导向链轮(304)安装在立柱(2)顶部后侧；一对牵引链(305)绕接于成对设置的同步链轮(303)和立柱顶部前侧的导向链轮(304)以及立柱顶部后侧的导向链轮(304)；牵引链(305)的前端连接浇包托转机械手(4)中的浇包托臂(401)，后端连接配重块(306)。

2.如权利要求1所述的托转式浇注机器人，其特征在于，

转盘车(1)包括纵移车(101)、横移车(102)、转盘(103)；

纵移车(101)包括呈井字形布设的纵移车架(1011)，纵移车架(1011)下连接有两对纵向行走轮(1012)；其中一对纵向行走轮(1012)间通过同步连接轴(1013)相连，且其中一个纵向行走轮的轮轴连接纵向减速机(1014)；

纵移车架(1011)的两侧架体为横移车(102)提供行走轨道；横移车(102)包括横移车架(1021)，横移车架(1021)两侧设有横向行走轮(1022)，嵌在纵移车架(1011)两侧的行走轨道中；横移车架(1021)上方连接转盘(103)；横移车架(1021)底部设置横移驱动机构；

所述立柱(2)安装在转盘(103)上。

3.如权利要求2所述的托转式浇注机器人，其特征在于，

所述纵向行走轮(1012)为槽型车轮，架设在纵向轨道上；

横向行走轮(1022)嵌在纵移车架(1011)两侧的C型轨道中；横移车架(1021)底部的横移驱动机构采用齿轮齿条驱动机构(1023)。

4.如权利要求1所述的托转式浇注机器人，其特征在于，

立柱(2)顶部中间安装有第三对导向链轮(304)，所述一对牵引链(305)从成对设置的同步链轮(303)绕过该第三对导向链轮(304)后，再绕过立柱顶部后侧的导向链轮(304)。

5.如权利要求1～4中任一项所述的托转式浇注机器人，其特征在于，

随流孕育机械手(6)包括升降机构(601)、回转臂机构(602)、喂料机(603)、孕育料管(604)；

所述升降机构(601)安装于转盘车(1)，升降机构(601)顶部连接回转臂机构(602)；回转臂机构(602)前段至少连接有一个喂料机(603)，孕育料管(604)连接于回转臂机构(602)前端，喂料机(603)的出料口对准孕育料管(604)顶部的料斗；喂料机(603)用于提供孕育剂。

6.如权利要求5所述的托转式浇注机器人，其特征在于，

回转臂机构(602)前段左右两侧各连有一个喂料机(603)；

孕育料管(604)上设有颗粒物流量计(605)；

升降机构(601)包括底座(6011)、升降座(6012)、升降柱(6013)、电动推杆(6014)；升降座(6012)连接在底座(6011)上，升降座(6012)内壁四面安装有升降导轮(6015)，升降柱(6013)竖立在升降座(6012)内，四周被升降导轮(6015)靠住；电动推杆(6014)安装在升降柱(6013)内，上端与升降柱(6013)连接，下端与底座(6011)连接；

回转臂机构(602)包括大旋臂转动装置(6021)、大旋臂(6022)、小旋臂转动装置(6023)、小旋臂(6024)；大旋臂(6022)的后端通过大旋臂转动装置(6021)连接在升降柱(6013)顶端；大旋臂(6022)的前端通过小旋臂转动装置(6023)连接小旋臂(6024)；小旋臂(6024)通过连接支架连接喂料机(603)；

喂料机(603)包括供料螺旋(6031)、供料减速机(6032)、供料装置(6033)；其中供料装置(6033)包括孕育料桶(6033a)、电动插板阀(6033b)和料位器(6033c)；供料螺旋(6031)后端连接供料减速机(6032)，前端设出料口，供料装置(6033)连接供料螺旋(6031)，其中孕育料桶(6033a)对接供料螺旋(6031)的进料口，在孕育料桶(6033a)上对接供料螺旋(6031)的位置设置电动插板阀(6033b)；孕育料桶(6033a)上设置料位器(6033c)。

7.如权利要求1所述的托转式浇注机器人，其特征在于，

还包括电子称重系统(7)，电子称重系统(7)包括设置在浇包托转机械手(4)中支重架(402)底部与托臂前臂(4012)间的数个称重传感器(701)，以及设置在随流孕育机械手(6)中喂料机(603)底部的电子秤(702)。

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