CN1155504C - 从局部高温区中取物的起重运输装置 - Google Patents

Abstract

从局部高温区中取物的起重运输装置，包括运输轨道，在运输轨道上行走的车架、装在车架上的起重部件、驱动车架行走的拖动部件和悬挂在车架之下的机械手。机械手是全金属结构，包括连杆臂和抓取手。连杆臂是两副相连的平面四连杆机构。抓取手包括手臂、抓钩和由弯连杆、推拉软轴、电动缸组成的抓钩开合机构，手臂下端有导向开口。装置中设有触物传感机构、抓钩开口传感机构、机构手升降限位传感机构。所有传感机构的电器都远离机械手。本装置配用可编程控制器(PLC)后可以在预定位置准确地抓取物品并发出信号，适合冶金和热处理行业、需要从局部高温区中抓取提升输送工件的自动化生产线中使用。

Description

从局部高温区中取物的起重运输装置

技术领域

本发明属于起重运输机械，涉及从局部高温区中抓取、提升、输送工件的机械装置。

背景技术

一般工厂中常用的起重运输装置，例如CD型起重机，就其吊钩结构而言，没有自动抓物的功能。而一些具有自动抓物功能的吊钩，则大多是利用吊钩的自身重力作用，或是来自工件的反作用力触发吊钩的开合机构而实现自动抓物。由于这种机械自身不提供“是否抓住了物品”的反馈信号，所以是否抓住了物品(工件)需要操作人员来判断。有的专用起重机的吊钩能够提供“是否抓住了物品”的反馈信号，但是，采集信号的传感器安装在吊钩开合机构的附近，致使吊钩的使用环境受到限制，换句话说，不适于用在局部高温或有腐蚀性气氛的环境。现有技术还有一些具有自动检测功能的起重运输装置，如机器人、自动化流水线上的一些设备，则有的构造及其控制复杂，有的要求物品摆放的位置要十分精确，有的可靠性低，并且大多造价昂贵。总之，现有技术起重运输装置都不是经济适用、结构简单的装置，特别是不适于应用在局部高温区中抓取、提升、输送工件。

发明内容

本发明的目的是提供一种从局部高温区中取物的起重运输装置，其机械手部件与包括传感器的电器部件分离，电器器件远离高温工作区，因而可以在局部高温区中取物，并且装置具有运动位置和触物检测判断功能，工作准确可靠。

本发明从局部高温区中取物的起重运输装置(以下简称起重运输装置)，包括运输轨道、在运输轨道上行走的车架、装在车架上的起重部件，驱动车架行走的拖动部件，和悬挂在车架之下的机械手。起重部件的减速器与钢丝绳卷筒之间有联轴器。该机械手是全金属结构，包括上下相连的连杆臂和抓取手。连杆臂是以连接块相连的两副平面四连杆机构。抓取手的主要构件包括手臂、抓钩、和主要由弯连杆、推拉软轴、电动缸、以及所述抓钩组成的抓钩开合机构。装置中还包括触物传感机构、抓钩开合传感机构和机构手升降限位传感机构。所述触物传感机构的触物杆装在抓取手的手臂上，再通过杠杆和控制软轴连接的滑块触动接近开关，该接近开关装在车架上。所述抓钩开合传感机构包括所述抓钩开合机构中的构件，所述推拉软轴的上端连接电动缸的运动件，由与该运动件相连的运动杆触动装在电动缸体外的行程开关，电动缸装在车架上。所述机械手升降限位传感机构包括起重部件中减速器与钢丝绳卷筒之间的联轴器，靠近联轴器的行程限位开关，联轴器上均布的螺栓头作为行程限位开关的检测参照物。

本发明起重运输装置中的抓取手，以其手臂的上端与连杆臂的下端相连，手臂大体呈音叉状，并在其左右叉体的内壁开滑槽，所述抓钩开合机构中，抓钩为对称的一对作开合运动的钩状体，装在手臂下部叉体空间中，其上端分别用销轴固定在手臂的下部。一对对称的弯连杆，其上端用一只滑动销相连，该滑动销在所述手臂内的滑槽中运动，弯连杆的下端分别用铰链连接在抓钩中段的外侧。抓钩开合机构由电动缸驱动，电动缸的运动件与推拉软轴上端的芯轴相连，推拉软轴上端的外套固定在电动缸的固定部位上，推拉软轴下端的外套及芯轴分别与两个弯连杆的弯曲拐点连在一起。当电动缸的运动构件运动时驱动推拉软轴的芯轴与外套作相对运动，该相对运动使所述一对弯连杆绕上部共同的铰链作相背或相向的回转运动，弯连杆的回转带动与其相连的一对抓钩作开合运动，作出抓放物体(工件)的动作。

本设计起重运输装置中，在抓取手手臂的下端有一导向开口，从抓钩的正面看，导向开口大体呈对称的“八”字形或倒“V”字形。当机械手下降时，导向开口引导抓钩对准要抓取的物品(工件)。该导向开口允许工件在工位上放置的位置有一定的偏移误差。

本发明起重运输装置的特点和效果简述如下：

(1)机械手，包括连杆臂和抓取手为全金属机械结构，可以从局部高温区中抓取工件。

(2)触物传感机构可以确定是否找到被抓工件，避免空抓。

(3)抓钩开合传感机构可以使机械手准确地抓到工件，同时给出“抓住了物品”的信号。

(4)机械手上部的连杆臂限制了下部抓取手的两个自由度及垂直于平面四连杆方向的摆动。

(5)手臂下端的导向开口，扩大了准确抓取的范围，当待抓取工件相对抓钩的垂直中心位置稍有偏离时，只要能被导向开口导向，仍然能够顺利抓取。

(6)机械手升降限位机构可以准确地判断机械手或待抓取物体的高度，提高抓钩工作的安全可靠性。

附图说明

图1是本发明起重运输装置总成图。

图2是本设计装置机械手的抓取手部分(图1中A段)的立体图。

图3是图1中B局部放大图，表示了触物传感机构的接近开关端，和抓钩开合传感机构中电动缸与推拉软轴连结端。

图4是本设计装置的一个应用实例的左半段示意图。

图5是本设计装置的一个应用实例的右半段示意图。

图6是图4和图5装置的侧视图。

具体实施方式

首先请参见图1、图2和图4、图5，本发明起重运输装置包括运输轨道231，在运输轨道上行走的车架160，安装在车架上的起重部件180，金属结构的一机械手100悬挂在车架160之下。机械手100包括上下相联的连杆臂150和抓取手110。连杆臂150为以连接块155相连的两副平面四连杆机构151和152。连杆臂150的上端与车架160连接，下端以下接头156与抓取手110相连。起重部件180中的钢丝绳181穿过连杆臂的连接块155与平面四连杆机构152的下端连接。抓取手110包括手臂111和抓钩122，以及由弯连杆121、抓钩122、推拉软轴127、电动缸191组成的抓钩开合机构。

请再参见图2，抓取手110中的手臂111大体呈音叉状，其左右叉体内壁上开滑槽113，抓钩122为对称的一对作开合运动的钩状体，装在手臂111叉体的空间中，其上端用销轴124固定在手臂111的下部。对称的两只弯连杆121的上端相连并且共用一只滑动销123，该滑动销123在手臂111内的滑槽113中运动，弯连杆121的下端分别用铰链126连接在抓钩122中段的外侧。两只弯连杆121的弯曲拐点125分别连接推拉软轴127下端的外套及芯轴，该推拉软轴127上端的外套与安装在车架160上的电动缸191的固定部分相连(图1)。推拉软轴127上端的芯轴与电动缸191的运动构件相连。抓钩开合机构由电动缸191驱动。

参见图1、图2和图3。本设计起重运输装置的触物传感机构和抓钩开合传感机构，它们的传感器电器器件(接近开关161和行程开关193)安装在车架160上。触物传感机构包括一杠杆131、其支点固定在手臂111上，其内端133与触物杆112的上端相连，外端135连接一控制软轴132。触物杆112在手臂111的滑槽113中上下运动。控制软轴132的上端连接装在车架160上的滑块163。滑块163运动触动接近开关161，滑块163下的弹簧使滑块复位。导向开口141为杆条状构件构成，装在手臂111下端的左右两侧，从抓钩122的正面看，导向开口141大体呈对称的“八”字形或倒“V”字形。

抓钩开合传感机构借用了抓钩开合机构的构件。电动缸191体外安装的行程开关193有两个，分别控制抓钩122的开启和闭合运动的极限位置。推拉软轴127的上端外套固定在电动缸的固定部位上。与电动缸191的运动件相连的运动杆连接推拉软轴127的上端芯轴，推拉软轴127下端的外套和芯轴分别与弯连杆121的弯曲拐点125相连。电动缸191是一种将电动机的旋转运动通过减速器和丝杠螺母转换成直线运动的装置。推拉软轴127是一种用拉力和推力双向作用传递动力或信号的器件。电动缸和推拉软轴市场上都有产品供应。

本设计机械手升降限位传感机构装在起重部件180中，包括起重部件中减速器与钢丝绳卷筒之间的联轴器，靠近联轴器的行程限位开关，联轴器上均布的六个螺栓的螺栓头，这些螺栓头作为行程限位开关的检测参照物，反映钢丝绳卷筒的角位移，据此控制机械手手臂运动的上下极限位置。

本发明起重运输装置的一个应用实例如图4、图5和图6所示。支架235上有运动轨道231，起重运输装置中的车架160在运输轨道231上行走。运输轨道231两端安装了拖动部件，左端为从动端232有从动轮，右端为主动端234。在主动轮与从动轮间架设牵引钢丝绳211。

牵引钢丝绳211的一边串联连接车架160，机械手100挂在车架160之下。图示四个工位的前三个工位上有六只车架160和六只机械手100。它们对应的工位上有送料车223，送料车223上有装工件的料框221，料框上有抓手。图示为两只机械手一起抬一只料框。各工位局部环境不尽相同，有的是高温，有的是腐蚀性或潮湿气氛。牵引钢丝绳211绕过从动端232在主动端234的牵引钢丝绳卷筒上绕若干圈，缠绕的长度大于相邻两工位间的距离。牵引钢丝绳卷筒由驱动电动机驱动，驱动电动机双向运转，车架160和机械手100在两工位间往复运动。运输轨道231上装有限制车架160行程的行程开关236。

运行时，拖动部件使车架160带着机械手100沿运输轨道231行走到料框221的上方，起重部件180启动，机械手100下降，由导向开口141引导手臂111对正料框221的抓手，触物杆112被顶起，触物传感机构动作，通过杠杆131、控制软轴132拉动车架160上的滑块163，触动接近开关161发出信号，抓钩开合机构和抓钩开合传感机构启动，电动缸191推动推拉软轴127，抓钩122闭合抓住料框221的抓手，抓钩开合传感机构中的行程开关193发出信号，起重部件180使机械手100上升直至上极限位置(由机械手升降限位传感机构控制)，然后拖动部件启动，车架160沿轨道231行进，将料框221由工位一运至工位二后，机械手100下降直到下极限位置，电动缸191和推拉软轴127使抓钩122张开，把料框221放在工位二位置，进而起重部件180升起机械手100至上极限位置，拖动机构带动车架160返回前一个工位。以后待到工件处理时间到，重复上述过程。

本设计装置配用可编程控制器PLC即可实现全自动控制，只是要求电控系统带有加减计数器用在机械手升降限位传感机构中，检测机械手的上、下极限位置，其余的输入和全部的输出皆为开关量，接口I/O点数在100点以内。本发明装置特别适合于冶金及热处理行业，需要从局部高温中抓物提升和输送工件的自动化生产线。

Claims (3)

1.从局部高温区中取物的起重运输装置，包括运输轨道、在运输轨道上行走的车架、装在车架上的起重部件、驱动车架行走的拖动部件、和悬挂在车架之下的机械手；起重部件的减速器与钢丝绳卷筒之间有联轴器，其特征是机械手是全金属结构，包括上下相连的连杆臂和抓取手，连杆臂是以连接块相连的两副平面四连杆机构，抓取手的构件包括手臂、抓钩、和由弯连杆、推拉软轴、电动缸、以及所述抓钩组成的抓钩开合机构；还包括触物传感机构、抓钩开合传感机构和机械手升降限位传感机构；所述触物传感机构的触物杆装在抓取手的手臂上，再通过杠杆和控制软轴连接的滑块触动接近开关，该接近开关装在车架上；所述抓钩开合传感机构包括所述抓钩开合机构中的构件，所述推拉软轴的上端连接电动缸的运动件，由与该运动件相连的运动杆触动装在电动缸体外的行程开关，电动缸装在车架上；所述机械手升降限位传感机构包括起重部件中减速器与钢丝绳卷筒之间的联轴器，靠近联轴器的行程限位开关，联轴器上均布的螺栓头作为行程限位开关的检测参照物。

2.按照权利要求1所述的起重运输装置，其特征是抓取手以手臂的上端与连杆臂的下端相连，手臂大体呈音叉状，并在其左右叉体的内壁开滑槽，所述抓钩开合机构中，抓钩为对称的一对作开合运动的钩状体，装在手臂下部叉体空间中，其上端分别用销轴固定在手臂的下部；一对对称的弯连杆，其上端用一只滑动销相连，该滑动销在所述手臂内的滑槽中运动，弯连杆的下端分别用铰链连接在抓钩中段的外侧；抓钩开合机构由电动缸驱动，电动缸的运动件与推拉软轴上端的芯轴相连，推拉软轴上端的外套固定在电动缸的固定部位上，推拉软轴下端的外套及芯轴分别与两个弯连杆的弯曲拐点连在一起。

3.按照权利要求1或2所述的起重运输装置，其特征是在抓取手手臂的下端有一导向开口，从抓钩的正面看，导向开口大体呈对称的“八”字形或倒“V”字形。

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