CN113651236B - 一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备 - Google Patents

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Abstract

本本发明公开了一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备，包括搬运升降机构、钢梁、空间二自由度机构和机械夹爪；所述的钢梁固定在搬运升降机构上，由搬运升降机构驱动其升降；所述的空间二自由度机构固定在钢梁上，空间自由度机构包括气缸支撑座，所述的气缸支撑座的外圈有四个连接部，四个连接部分别与四个第一连杆铰接；其中两个第一连杆与两个球头连杆一端铰接，两个球头连杆另一端与夹爪连接座铰接；另外两个第一连杆与两个第二连杆铰接，两个第二连杆另一端也与夹爪连接座铰接；在气缸支撑座的中心位置设有气缸，气缸的活塞杆驱动夹爪连接座；所述的机械夹爪固定在夹爪连接座上。

Description

一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备
技术领域
本发明涉及工艺装备技术领域，具体涉及一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备。
背景技术
目前，高速轨道交通车辆所批量生产应用的最新车体材料为中空挤压铝合金型材。由于中空挤压铝合金型材的使用，使得车体结构已经变得非常的简单。这种大型桁架式中空挤压铝合金型材平行放置，并且只在车体的纵向方向上延伸，再将其自动连续焊接。
对于这种大型桁架式中空挤压铝合金型材的搬运，目前使用的均为吊装有长大型材专用吊具的天车来将型材吊运置打磨工位上。天车的钢丝绳在吊运过程中是处于一种无规律的晃动状态，长大型材专用吊也是采用吊装带将大型桁架式中空挤压铝合金型材进行吊装，同样是处于一种无规律的晃动状态。型材两侧还安装有尼龙块，来防止在吊装过程中产生的损伤。这种吊运型材的方式非常依赖人工辅助来实现型材位置的安放，以及吊装带、尼龙块的安装与拆卸。作为车身制造中打磨、组装、焊接前的第一步，型材的吊运装置的必须满足柔性吊运，并且实现在吊运完成后的精准放置，这样的型材吊运装置才可以满足智能化的改造。在现有的长大型材专用吊具中，虽然可以满足柔性吊装，但是此柔性吊装在吊运过程中会产生x轴的摆动，x轴的移动，以及z轴方向的旋转自由度。由于是吊装，x轴方向的移动自由度无法限制，可能会发生吊装不处于水平状态下，从而发生偏移，高空滑落等风险。z轴方向的旋转自由度的存在会影响型材安放的纵向精度，而轨道车辆铝型材的纵向与横向长度比很大，细微的纵向精度误差就会因此纵向长度的过长的原因被放大很多倍，导致后续打磨氧化膜时无法彻底去除干净，需要人为干预。在型材搬运置组装焊接工位时，也会因为纵向精度原因，导致型材的组装之间的纵向安装距离无法满足等距的要求。最终影响型材的焊接焊缝的均匀性，严重时可能在列车运行时出现车体的结构强度不够而造成巨大的生命财产损失。
综上所述，根据高速轨道交通车辆车体侧墙的组焊工艺顺序，先由搬运装置将大型桁架式中空挤压铝合金型材的搬运置打磨工装处完成坡口打磨工序，再将打磨好的型材搬运置组装焊接工位上，完成侧墙的组装焊接。
作为第一步的搬运装置，如今采用的专用型材吊具，在吊装时具有三个自由度，其中x轴的移动会导致吊装不处于水平状态下从而引发高空滑落风险，吊运带的摆动导致的z轴旋转的自由度会则会影响到中空挤压铝合金型材的纵向安放精度，过大的纵向横向长度导致型材的纵向精度被放大，严重影响对自动化打磨装置加工精度的要求，以及自动化组装焊接的要求。因此，由于目前吊运装置的这种缺陷，非常不利于后续工序的自动化和智能化改造，并且严重影响了打磨焊接精度。
发明内容
本发明为了解决传统吊运装置所存在的问题，提供了一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备。该轨道车辆铝型材自定位搬运装备可以根据型材种类，自动调节夹紧角度以及限制了引起误差的自由度，有效避免纵向误差的产生，为了后续的打磨工序，组装焊接工序提供一个可靠的搬运型材方式。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备，装置方面包括搬运升降机构、钢梁、空间二自由度机构和机械夹爪；所述的钢梁固定在搬运升降机构上，由搬运升降机构驱动其升降；所述的空间二自由度机构固定在钢梁上，空间自由度机构包括气缸支撑座，所述的气缸支撑座的外圈有四个连接部，四个连接部分别与四个第一连杆铰接；其中两个第一连杆与两个球头连杆一端铰接，两个球头连杆另一端与夹爪连接座Ⅰ铰接；另外两个第一连杆与两个第二连杆铰接，两个第二连杆另一端也与夹爪连接座铰接；在气缸支撑座的中心位置设有气缸，气缸的活塞杆驱动夹爪连接座；所述的机械夹爪固定在夹爪连接座上。
上述空间二自由度机构，在忽略中间的气缸时，在空间中即为二自由度机构。当加入气缸后，气缸作为主动件，该机构只存在一个自由度，即x轴方向的旋转自由度。
作为进一步的技术方案，所述的机械夹爪为一个左右对称结构，其包括安装座，在安装座的两侧铰接有大夹爪，在大夹爪一端铰接有小夹爪，大夹爪的另一端由固定在安装座上的第一气缸驱动，小夹爪由固定在大夹爪上的第二气缸驱动。
作为进一步的技术方案，所述的小夹爪类似于V字形，其中间位置设有通孔，第一连接轴穿过该通孔将位于安装座一侧的多个小夹爪串联在一起；小夹爪的两个夹持端也各设有一个通孔，通过第二连轴将位于安装座一侧的多个小夹爪的夹持端串联在一起；且在第二连接轴上安装有滚轮。
作为进一步的技术方案，所述的第二气缸与一个连杆相连，所述连杆驱动所述的小夹爪。
作为进一步的技术方案，每个大夹爪的末端通过第一连接轴安装两个小夹爪。
作为进一步的技术方案，在安装座的一侧安装两个大夹爪；两个大夹爪顶部通过一个固定件连接在一起；在固定件上设有多个凸起，每个凸起上设有一个通孔，多个凸起通过第三连接轴串联在一起，每个大夹爪对应的由一个单独的第一气缸驱动。
作为进一步的技术方案，所述的安装座包括上盖板和基板，上盖板中心底部设有圆柱体，圆柱体上内设有阶梯盲孔；在基板的中心位置通过轴承与一个轴配合，所述轴的上部通过轴承与盲孔配合，在轴的中部通过轴承与一个旋转件配合，所述的旋转件的顶面连接有两个球面件。
作为进一步的技术方案，所述球面件通过可伸缩的连杆与第三连接轴相连。
作为进一步的技术方案，所述的搬运升降机构，通过液压缸连接液压缸链条连接件，液压缸链条连接件同升降连接件之间通过链条连接。当液压缸做主运动时，带动液压缸链条连接件上下移动，再通过链条连接升降连接件，从而实现升降连接件的上下移动，实现升降的功能，即实现z轴向的移动。该机构通过驱动电机连接蜗轮蜗杆减速器，再将蜗轮蜗杆减速器同行程齿轮连接。当驱动电机转动时，最终带动行程齿轮的转动，与安装再地面槽上的齿条配合，实现搬运升降机构整体的沿y轴的移动，从而实现搬运的效果。
进一步的，所述的机械夹爪，当气缸做主运动时，该机构形成的大夹爪机构实施夹紧工作。大夹爪端部的支撑轴作为固定铰支座，当双杆气缸做主运动时，形成滑块连杆机构，从而达到可以调节摆动角度的目的，从而满足上边梁型材和窗下型材这两种曲面型材的夹取。
本发明的有益效果：
1.本发明中，使用空间二自由度机构代替传统的吊运钢丝绳，空间二自由度机构中只存在x轴转动自由度，可以在搬运装置y轴移动误差存在的情况下，进行夹爪位置自适应。四个机械夹爪并排布置在钢梁上，同时夹紧抓取铝合金型材后，可以限制铝合金型材出现z轴转动，从而避免了型材放置时可能存在的纵向误差。
2.本发明的轨道车辆铝型材自定位搬运装备，虽然并没有限制x轴的移动自由度，但是通过机械夹爪的夹紧力，可以保证型材不发生相对滑动，有效避免搬运时产生的安全风险。
3.本发明的轨道车辆铝型材自定位搬运装备，摆脱了传统人工的上料安装，下料拆卸，不需要人工辅助安放，完全释放人力，实现全自动化从料架直接抓取型材放置到打磨工位，降低了劳动强度的同时提高了型材搬运速度。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是本发明实施例1轨道车辆铝型材自定位搬运装备Ⅰ轴测图；
图2是本发明实施例1空间二自由度机构Ⅰ-3的轴测图；
图3是本发明实施例1空间二自由度机构Ⅰ-3简化成的平面自由度简图a；
图4是本发明实施例1空间二自由度机构Ⅰ-3简化成的平面自由度简图b；
图5是本发明实施例1机械夹爪Ⅰ-4的部装剖视图；
图6是本发明实施例1机械夹爪Ⅰ-4的局部爆炸图1；
图7是本发明实施例1机械夹爪Ⅰ-4的局部爆炸图2；
图8是本发明实施例1机械夹爪Ⅰ-4的局部爆炸图3；
图9是本发明实施例1机械夹爪Ⅰ-4的局部剖视图；
图中：搬运升降机构Ⅰ-1、钢梁Ⅰ-2、空间二自由度机构Ⅰ-3、机械夹爪Ⅰ-4；
气缸支撑座Ⅰ-3-1、连杆Ⅰ-3-2、连杆Ⅰ-3-3、连杆Ⅰ-3-4、球头连杆Ⅰ-3-5、夹爪连接座Ⅰ-3-6、活塞端部铰支座Ⅰ-3-7、气缸Ⅰ-3-8；
上盖板Ⅰ-4-1、轴Ⅰ-4-2、推力球轴承Ⅰ-4-3、套筒Ⅰ-4-4、圆锥滚子轴承Ⅰ-4-5、基板Ⅰ-4-6、旋转件Ⅰ-4-7、螺栓Ⅰ-4-8、球面件Ⅰ-4-9、螺母Ⅰ-4-10；
气缸端部铰链连接件Ⅰ-4-11、气缸Ⅰ-4-12、连杆Ⅰ-4-13、球面副连接件Ⅰ-4-14、气缸铰支座Ⅰ-4-15、大夹爪连接座Ⅰ-4-16；
大夹爪Ⅰ-4-17、滑动垫圈Ⅰ-4-18、端部定位套筒Ⅰ-4-19、轴向定位套筒Ⅰ-4-20、插板Ⅰ-4-21、夹爪相对位置固定板Ⅰ-4-22、连接轴Ⅰ-4-23；
端部定位套筒Ⅰ-4-24、短滚轮Ⅰ-4-25、连接轴Ⅰ-4-26、长滚轮Ⅰ-4-27、销钉Ⅰ-4-28、小夹爪Ⅰ-4-29、连杆支座Ⅰ-4-30、连杆Ⅰ-4-31、双杆气缸Ⅰ-4-32；连接轴Ⅰ-4-33。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
图1为轨道车辆铝型材自定位搬运装备Ⅰ轴测图。如图1所示，包括搬运升降机构Ⅰ-1、钢梁Ⅰ-2、空间二自由度机构Ⅰ-3和机械夹爪Ⅰ-4。搬运升降机构Ⅰ-1与钢梁Ⅰ-2之间，钢梁Ⅰ-2与空间而自由度机构Ⅰ-3之间，空间二自由度机构Ⅰ-3与机械夹爪Ⅰ-4之间均通过螺钉固定连接。在钢梁2上设置有多个空间二自由度机构Ⅰ-3，每个空间二自由度机构Ⅰ-3上均连接一个机械夹爪Ⅰ-4；整体构成的轨道车辆铝型材自定位搬运装备Ⅰ沿着铺设在地面的齿条Ⅰ-5路径y轴方向移动，实现位置的搬运。钢梁Ⅰ-2与空间二自由度机构Ⅰ-3固定位置安装，空间二自由度机构Ⅰ-3和机械夹爪Ⅰ-4固定安装，将整体安装好后，再将其安装在搬运升降机构Ⅰ-1上，通过搬运升降机构Ⅰ-1实现结构的z轴竖直大幅度升降。
进一步的，所述的钢梁Ⅰ-2，由两种横截面尺寸大小不一样的钢型材组成。其中，尺寸较大的钢梁放在中部，两端部由分别为尺寸较小的钢梁，这样布置的原因是考虑到材料力学中的弯曲变形，从而减小误差。
图2为空间二自由度机构Ⅰ-3的轴测图。其包括气缸支撑座Ⅰ-3-1、连杆Ⅰ-3-2、连杆Ⅰ-3-3、连杆Ⅰ-3-4、球头连杆Ⅰ-3-5、夹爪连接座Ⅰ-3-6和气缸Ⅰ-3-8；所述的气缸支撑座Ⅰ-3-1的外圈有四个连接部，四个连接部分别与四个连杆(图中仅仅示例性的给出了两个连杆，即连杆Ⅰ-3-2、连杆Ⅰ-3-4)铰接；四个连杆中，其中两个连杆与两个球头连杆Ⅰ-3-5铰接，另外两个连杆与两个连杆Ⅰ-3-3铰接；两个球头连杆Ⅰ-3-5、两个连杆Ⅰ-3-3与夹爪连接座Ⅰ-3-6铰接；在气缸支撑座Ⅰ-3-1的中心位置设有气缸Ⅰ-3-8；气缸Ⅰ-3-8的活塞杆驱动夹爪连接座Ⅰ-3-6。为了保证稳定性,该自定位机构由两组对称的机构组成，但在计算空间自由度时，其中一组在此装置中构成虚约束。因此，只要计算其中的一组机构的自由度即可。视气缸支撑座Ⅰ-3-1为机架和连杆Ⅰ-3-2构成转动副，连杆Ⅰ-3-2和连杆Ⅰ-3-3构成转动副，气缸支撑座Ⅰ-3-1作为机架和连杆Ⅰ-3-4构成转动副，连杆Ⅰ-3-4和球头连杆Ⅰ-3-5构成转动副，连杆Ⅰ-3-3和夹爪连接座Ⅰ-3-6上设有铰支座构成转动副，球头连杆Ⅰ-3-5的下端球头与夹爪连接座Ⅰ-3-4上设有的球副连接座构成球面副。
排除虚约束，有构件数量为5，限制五个自由度的数量为5，限制三个自由度的数量为1。因此，得出的自由度计算为。
解：n＝5,P5＝5,P3＝1
F＝6×n-5×P5-4×P4-3×P3-2×P2-P1
＝6×5-5×5-1×3
＝2
这里的自由度计算为不考虑气缸Ⅰ-3-8时，该结构所具有的自由度为2，分别为z轴方向的移动自由度和y轴方向的旋转自由度。当考虑气缸Ⅰ-3-8时，气缸Ⅰ-3-8的作用为精准调节z轴方向的移动量，同时用作锁止结构，限制自由度的目的。
图3、图4分别为空间二自由度机构Ⅰ-3简化成的平面自由度简图a、b。如图3所示，为对应装置的简化标号。当气缸Ⅰ-3-8作为被动件，只相当于滑块时，此平面自由度简图具有2个自由度。当安装有气缸Ⅰ-3-8且作为主动件时，z轴方向的移动自由度也被限制，只剩下x轴方向的旋转自由度。如图4所示，为对应装置的简化标号。当气缸Ⅰ-3-8作为主动件，当在固定某一行程时，相当于位置固定，看作为机架，此平面自由度简图具有1个自由度。
因此，对于空间二自由度机构Ⅰ-3来说，始终具有x轴的旋转自由度。x轴的旋转自由度的存在是为了当安装完机械夹爪Ⅰ-4后，机械夹爪Ⅰ-4可以存在一个摆动的自由度。由于这种大型桁架式中空挤压铝合金型材纵向和横向长度比过大，难免会存在误差。如若直接将纯刚性的机械夹爪Ⅰ-4安装在钢梁Ⅰ-2上，那么当纵向存在误差时，或者放在料架的中空挤压铝合金型材存在偏移时，若采用的是直接刚性布置在钢梁Ⅰ-2上的四个机械夹爪Ⅰ-4，那么必定会有未完全夹紧或夹紧不可靠的机械夹爪Ⅰ-4。因此，为了将布置的四个机械夹爪Ⅰ-4均可以完全可靠的进行夹取搬运，设计了x轴的旋转自由度的存在，实现机械夹爪Ⅰ-4。若中空挤压铝合金型材纵向存在误差时，机械夹爪Ⅰ-4可以进摆动调整，实现四个机械夹爪Ⅰ-4的夹紧。
图5为机械夹爪Ⅰ-4的部分结构的剖视图。包括上盖板Ⅰ-4-1、轴Ⅰ-4-2、推力球轴承Ⅰ-4-3、套筒Ⅰ-4-4、圆锥滚子轴承Ⅰ-4-5、基板Ⅰ-4-6、旋转件Ⅰ-4-7、螺栓Ⅰ-4-8、球面件Ⅰ-4-9和螺母Ⅰ-4-10；上盖板Ⅰ-4-1中加工出圆柱，圆柱体上又加工出阶梯盲孔，推力球轴承Ⅰ-4-3与盲孔采用基轴制配合。轴Ⅰ-4-2和推力球轴承Ⅰ-4-3采用基孔制配合方式。推力球轴承Ⅰ-4-3下端面与套筒Ⅰ-4-4接触，套筒Ⅰ-4-4再同圆锥滚子轴承Ⅰ-4-5内圈接触，旋转件Ⅰ-4-7的内设阶梯孔与圆锥滚子轴承Ⅰ-4-5采用基轴制配合。轴Ⅰ-4-2的下端设有轴肩，用来定位轴向位置，轴肩下端又同另一个圆锥滚子轴承Ⅰ-4-5采用基孔制配合方式，基板Ⅰ-4-6设有阶梯孔，用来定位此圆锥滚子轴承Ⅰ-4-5轴向位置，与此圆锥滚子轴承Ⅰ-4-5采用基轴制配合方式。旋转件Ⅰ-4-7采用螺栓Ⅰ-4-8连接球面件Ⅰ-4-9，端部由螺母Ⅰ-4-10紧固。
图6为机械夹爪Ⅰ-4的局部爆炸图1。包括了图5的零件外，还包括了气缸端部铰链连接件Ⅰ-4-11、气缸Ⅰ-4-12、连杆Ⅰ-4-13、球面副连接件Ⅰ-4-14、气缸铰支座Ⅰ-4-15和大夹爪连接座Ⅰ-4-16。
气缸端部铰链连接件Ⅰ-4-11与气缸Ⅰ-4-12活塞头部通过螺纹连接。连杆Ⅰ-4-13的两端分别通过螺纹安装有气缸端部铰链连接件与球面副连接件Ⅰ-4-14，其中安装在连杆Ⅰ-4-13上的气缸端部铰链连接件Ⅰ-4-11的通孔与气缸Ⅰ-4-12活塞头部安装的气缸端部铰链连接件Ⅰ-4-11的通孔处于同轴心。气缸铰支座Ⅰ-4-15安装在基板Ⅰ-4-6上，四个气缸Ⅰ-4-12分别安装在两个气缸铰支座Ⅰ-4-15的两侧，这里通过螺栓螺母的方式，固定气缸Ⅰ-4-15尾部铰支座的位置。大夹爪连接座Ⅰ-4-16通过螺钉结构固定安装在基板Ⅰ-4-6上。
图7为机械夹爪Ⅰ-4的局部爆炸图2。包括了图6机械夹爪Ⅰ-4的局部爆炸图1中的零件外，还包括了大夹爪Ⅰ-4-17、滑动垫圈Ⅰ-4-18、端部定位套筒Ⅰ-4-19、轴向定位套筒Ⅰ-4-20、插板Ⅰ-4-21、夹爪相对位置固定板Ⅰ-4-22和连接轴Ⅰ-4-23。
大夹爪Ⅰ-4-17的最上端通孔与图6中的气缸端部铰链连接件Ⅰ-4-11的通孔通过连接轴Ⅰ-4-23实现同轴线间隙配合，通孔和连接轴Ⅰ-4-23之间可以相对滑动。大夹爪Ⅰ-4-17的中部通孔、轴向定位套筒Ⅰ-4-20以及图6中的大夹爪连接座Ⅰ-4-16的通孔通过连接轴Ⅰ-4-23实现同轴线间隙配合，通孔和连接轴Ⅰ-4-23之间可以相对滑动。两个大夹爪Ⅰ-4-17之间安装有插板Ⅰ-4-21，再利用夹爪相对位置固定板Ⅰ-4-22来固定两辆夹爪Ⅰ-4-17的相对距离。此时，夹爪Ⅰ-4-17相对于连接轴Ⅰ-4-23的轴向位置还需固定。两根连接轴Ⅰ-4-23的外侧套上滑动垫圈Ⅰ-4-18，再利用端部定位套筒Ⅰ-4-19通过螺纹结构与连接轴Ⅰ-4-23两端的螺纹结构配合装配，达到固定大夹爪Ⅰ-4-17的轴向位置的目的。
图8为机械夹爪Ⅰ-4的局部爆炸图。如图所示，包括图7中机械夹爪Ⅰ-4的局部爆炸图2中的零件外，还包括了端部定位套筒Ⅰ-4-24、短滚轮Ⅰ-4-25、连接轴Ⅰ-4-26、长滚轮Ⅰ-4-27、销钉Ⅰ-4-28、小夹爪Ⅰ-4-29、连杆支座Ⅰ-4-30、连杆Ⅰ-4-31、双杆气缸Ⅰ-4-32和连接轴Ⅰ-4-33；
一个双杆气缸Ⅰ-4-32先同一个连杆支座Ⅰ-4-30螺纹连接，连杆支座Ⅰ-4-30与连杆Ⅰ-4-31的一端连接；连杆Ⅰ-4-31的另一端通过销钉Ⅰ-4-28又连接一个连杆支座，该连杆支座通过螺纹结构与两个小夹爪Ⅰ-4-29固定连接，两个小夹爪Ⅰ-4-29的中间端部通孔同轴线之间安装长滚轮Ⅰ-4-27，两个小夹爪Ⅰ-4-29的外侧端部通孔同轴线外侧安装有短滚轮Ⅰ-4-25，短滚轮Ⅰ-4-25的外侧再通过端部定位套筒Ⅰ-4-24进行轴向定位。大夹爪Ⅰ-4-17的最下端通孔与小夹爪Ⅰ-4-29的中部通孔通过连接轴Ⅰ-4-33实现同轴线间隙配合。连接轴Ⅰ-4-23两端安装有滑动垫圈Ⅰ-4-18后，再利用端部定位套筒Ⅰ-4-19进行螺纹固定连接。这里需要说明的是，滚轮采用的是尼龙材料制成的滚轮，用来保证在夹紧过程中对铝型材的保护。
图9为机械夹爪Ⅰ-4的局部剖视图；当气缸Ⅰ-4-6停止运动时，大夹爪Ⅰ-4-8处于固定位置。此时，双杆气缸Ⅰ-4-10、连杆Ⅰ-4-12和小夹爪Ⅰ-4-11构成以双杆气缸Ⅰ-4-32为主动件的滑块连杆机构，从而实现小夹爪Ⅰ-4-11角度的调节，从而满足上边梁型材和窗下型材这两种曲面型材的夹取。由尼龙结构制成的滚轮Ⅰ-4-13安装在小夹爪Ⅰ-4-11的端部，目的是对型材夹取时防止刚性夹爪对型材的表面产生损伤。
上述机械夹爪Ⅰ-4搬运设备的工作过程如下：
当搬运升降机构Ⅰ-1沿着y轴移动置料架时，先通过搬运升降机构Ⅰ-1实现机械夹爪Ⅰ-4初步的z轴下降，再通过空间二自由度机构Ⅰ-3实现机械夹爪Ⅰ-4的精确z轴下降，到达确定位置后。安装在空间二自由度机构Ⅰ-3上的机械夹爪Ⅰ-4负责对轨道车辆铝合金型材的抓取夹紧工作。首先，根据轨道车辆铝合金型材的横向宽度，气缸Ⅰ-4-12第一步调节大夹爪Ⅰ-4-17的夹持范围。接着，由于横向搬运的精确度有限，即搬运升降机构Ⅰ-1的y轴移动精度有限，安装在空间二自由度机构Ⅰ-3上的机械夹爪Ⅰ-4的x轴摆动自由度可以允许y轴方向误差的存在并进行自适应。接着，根据型材种类为平面型材或曲面型材，从而通过双杆气缸Ⅰ-4-10调节小夹爪Ⅰ-4-11的角度。最后，气缸Ⅰ-4-12实现第二步动作，即对铝合金型材的抓取夹紧。通过空间二自由度机构Ⅰ-3再实现精确z轴上升，最后搬运升降机构Ⅰ-1实现z轴上升，最后横向搬运置打磨工位。

Claims (8)

1.一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备，其特征在于，轨道车辆铝型材自定位搬运装备沿着铺设在地面的齿条路径y轴方向移动；包括搬运升降机构、钢梁、空间二自由度机构和机械夹爪；所述的钢梁固定在搬运升降机构上，由搬运升降机构驱动其升降；所述的空间二自由度机构固定在钢梁上，空间二自由度机构包括气缸支撑座，所述的气缸支撑座的外圈有四个连接部，四个连接部分别与四个第一连杆铰接；其中两个第一连杆与两个球头连杆一端铰接，两个球头连杆另一端与夹爪连接座铰接；另外两个第一连杆与两个第二连杆铰接，两个第二连杆另一端也与夹爪连接座铰接；在气缸支撑座的中心位置设有气缸，气缸的活塞杆驱动夹爪连接座；所述的机械夹爪固定在夹爪连接座上；
当气缸作为被动件时，具有2个自由度；当气缸作为主动件，具有1个自由度；所述的机械夹爪为一个左右对称结构，其包括安装座，在安装座的两侧铰接有大夹爪，在大夹爪一端铰接有小夹爪，大夹爪的另一端由固定在安装座上的第一气缸驱动，小夹爪由固定在大夹爪上的第二气缸驱动；
在安装座的一侧安装两个大夹爪；两个大夹爪顶部通过一个固定件连接在一起；在固定件上设有多个凸起，每个凸起上设有一个通孔，多个凸起通过第三连接轴串联在一起，每个大夹爪对应的由一个单独的第一气缸驱动；
所述搬运装备的工作过程如下：
当搬运升降机构沿着y轴移动时，先通过搬运升降机构实现机械夹爪初步的z轴下降，再通过空间二自由度机构实现机械夹爪的精确z轴下降，到达确定位置后；安装在空间二自由度机构上的机械夹爪对轨道车辆铝合金型材抓取夹紧；
首先，根据轨道车辆铝合金型材的横向宽度，第一步调节大夹爪的夹持范围；
接着，由于横向搬运的精确度有限，即搬运升降机构的y轴移动精度有限，安装在空间二自由度机构上的机械夹爪的x轴摆动自由度对y轴方向误差进行自适应；
再接着，根据型材种类为平面型材或曲面型材，从而调节小夹爪的角度；
最后，对铝合金型材的抓取夹紧。
2.如权利要求1所述的一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备，其特征在于，所述的小夹爪中间位置设有通孔，第一连接轴穿过该通孔将位于安装座一侧的多个小夹爪串联在一起；小夹爪的两个夹持端也各设有一个通孔，通过第二连轴将位于安装座一侧的多个小夹爪的夹持端串联在一起；且在第二连接轴上安装有滚轮。
3.如权利要求1所述的一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备，其特征在于，所述的第二气缸与一个连杆相连，所述连杆驱动所述的小夹爪。
4.如权利要求1所述的一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备，其特征在于，每个大夹爪的末端通过第一连接轴安装两个小夹爪。
5.如权利要求1所述的一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备，其特征在于，所述的安装座包括一个上盖板和基板，上盖板中心底部设有圆柱体，圆柱体上内设有阶梯盲孔；在基板的中心位置通过轴承与一个轴配合，所述轴的上部通过轴承与盲孔配合，在轴的中部通过轴承与一个旋转件配合，所述的旋转件的顶面连接有两个球面件。
6.如权利要求5所述的一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备，其特征在于，所述球面件通过可伸缩的连杆与第三连接轴相连。
7.如权利要求1所述的一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备，其特征在于，所述的搬运升降机构，通过液压缸连接液压缸链条连接件，液压缸链条连接件同升降连接件之间通过链条连接。
8.如权利要求1所述的一种轨道车辆铝型材自定位搬运装备，其特征在于，所述的搬运升降机构通过驱动电机连接蜗轮蜗杆减速器，再将蜗轮蜗杆减速器同行程齿轮连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117585448B (zh) * 2024-01-18 2024-04-05 常州市马劲机电设备有限公司 管材搬运运输装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103832931A (zh) * 2012-11-21 2014-06-04 青岛理工大学琴岛学院 一种新型港口装卸机
CN105500349A (zh) * 2016-02-02 2016-04-20 常州大学 两平移一转动并联机器人
CN106945019A (zh) * 2017-05-11 2017-07-14 重庆邮电大学 一种具有铰接动平台的五自由度并联机构
CN209052318U (zh) * 2018-11-14 2019-07-02 西南交通大学 一种导轨移动式起重机
CN110562642A (zh) * 2019-10-14 2019-12-13 随州市创想汽车技术有限公司 一种垃圾车垃圾收集装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1092092C (zh) * 2000-04-21 2002-10-09 清华大学 两维移动一维转动空间三轴并联机床结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103832931A (zh) * 2012-11-21 2014-06-04 青岛理工大学琴岛学院 一种新型港口装卸机
CN105500349A (zh) * 2016-02-02 2016-04-20 常州大学 两平移一转动并联机器人
CN106945019A (zh) * 2017-05-11 2017-07-14 重庆邮电大学 一种具有铰接动平台的五自由度并联机构
CN209052318U (zh) * 2018-11-14 2019-07-02 西南交通大学 一种导轨移动式起重机
CN110562642A (zh) * 2019-10-14 2019-12-13 随州市创想汽车技术有限公司 一种垃圾车垃圾收集装置

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