CN210880124U - 一种用于耐火材料机压成型系统的机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于耐火材料机压成型系统中机器人对送料和耐火砖的搬运、摆放技术领域，本实用新型公开了一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，动作控制装置固定设置有两个；送料装置固定设置在机压成型机右侧的动作控制装置左端位置，搬运装置固定设置在机压成型机前侧的动作控制装置的左端位置；集成控制柜固定设置在机压成型机的后侧上部位置，紧急停止装置固定设置在送料装置的左端中间位置。这种用于耐火材料机压成型系统的机器人，提高了对耐火材料机压成型系统中耐火材料送料效率，同时提高了对耐火砖的搬运和摆放效率，实现了机器人对人工的完全替代，降低了用工成本，提高了整个耐火砖机压成型工艺的安全性，解决了工人难招的问题。

Description

一种用于耐火材料机压成型系统的机器人

技术领域

本实用新型属于耐火材料机压成型系统中机器人对送料和耐火砖的搬运、摆放技术领域，具体涉及一种用于耐火材料机压成型系统的机器人。

背景技术

耐火材料应用于钢铁、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、机械、锅炉、轻工、电力、军工等国民经济的各个领域；在高温工业生产发展中起着不可替代的重要作用。

耐火材机压成型系统，可以分为往机压成型机中送料和通过机压成型后，将耐火砖搬运，同时将耐火砖整齐有序地摆放在干燥车中。具体送料系统，一般是需要两个工人集体配合操作，具体的操作方式是：一个磅料工，把称好的耐火材料倒入成型机的模具中，先用手把模具中的耐火材料扒平，然后开动压力机成型。同时耐火砖机压成型后的搬运、摆放系统同样需要两个人配合操作，一个人将机压成型机模具中的耐火砖搬出，另一个人需要将耐火整齐有序地摆放下干燥车中。

现有技术中，耐火材料的机压成型系统的操作人员是一项重体力工种，工作环境脏，乱，差，噪音，粉尘污染大，危险系数高，经常造成伤害工人肢体的安全事故；整个耐火材料的机压成型系统需要投入的劳动力多，劳动成本大，同时由于这样的工种技术含量低，年轻人不愿意干，造成工人难招。发明人基于现有技术中的缺陷研发了一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，能够很好地解决上述现有技术中存在的问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，其设计结构简单、操作方便、运动位置控制精确度高、自动化程度高；本实用新型利用数学建模，预先规划好机压成型耐火砖的搬运机器人在特定场地中的运动轨迹，然后编写运动控制程序，利用运动控制程序和运动控制器发出脉冲运动轨迹指令，通过驱动控制器控制耐火材料机压成型系统机器人，在特定场地中精确的合成运动轨迹，实现对耐火材料的送料、耐火砖的搬运和摆放的合成动作。

本实用新型所采用的技术方案是：一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，包括机压成型机、干燥车、移动轨道；机压成型机固定设置在干燥车的后侧位置，多层的干燥车固定设置在机压成型机的前侧位置，用于使干燥车移动的移动轨道固定设置在干燥车的底部位置；动作控制装置固定设置有两个，一个固定设置在机压成型机的前侧位置，另一个固定设置在机压成型机的右侧位置；送料装置固定设置在机压成型机右侧的动作控制装置左端位置，搬运装置固定设置在机压成型机前侧的动作控制装置的左端位置；动作控制装置使送料装置在特定场地中实现接料动作、并将耐火材料送到机压成型机的模具中；同时动作控制装置使搬运装置在特定场地中实现将耐火砖搬运、并将耐火砖逐层摆放在干燥车上；集成控制柜固定设置在机压成型机的后侧上部位置，送料装置和搬运装置通过连接线与集成控制柜的内部固定连接；紧急停止装置固定设置在送料装置的左端中间位置，成型模具固定设置在机压成型机的中心位置，成型模具用于将耐火材料压制成型。

所述动作控制装置包括旋转底座，旋转底座包括底板，底板的上部固定设置有底盘，中心轴固定设置在底盘的上部中心位置，转动体固定设置在底盘的上部位置，转动体的中心位置套装在中心轴的上部，转动体的内部侧面设置有内齿，第一伺服电机固定设置在转动体的边缘位置，驱动齿轮固定设置在转动体的内部边缘位置，驱动齿轮通过固定轴固定，第一伺服电机的动力输出轴与驱动齿轮的固定轴固定连接，驱动齿轮与转动体的内齿啮合使转动体转动；旋转底座的上部左侧位置固定设置有大臂支撑架，大臂支撑架的上部固定设置有大臂，大臂套装在大臂支撑架上，第一转动轴穿过大臂与大臂支撑架的连接处固定铰接；大臂的上部通过第二转动轴穿过大臂的上部和小臂的右端固定铰接，第三转动轴穿过小臂的左端固定铰接；第二伺服电机固定设置在第二转动轴的前侧位置，第二伺服电机的动力输出轴与第二转动轴固定连接；电动推杆支架固定设置在旋转底座的右侧边缘位置，电动推杆固定设置在电动推杆支架的上部，固定块与大臂的中间位置固定连接，电动推杆的伸缩推杆与固定块通过固定轴铰接固定；连杆平衡装置固定设置在大臂、小臂和电动推杆的后侧位置，连杆平衡装置的一端与电动推杆支架的底部固定连接，另一端与小臂的左侧固定连接；第三伺服电机固定设置在小壁的左端位置。

所述连杆平衡装置包括连杆支架，连杆支架固定设置在电动推杆支架的右侧位置，连杆支架与转动体的上部固定连接；第一连杆与连杆支架之间通过铰接轴穿过第一连杆的上部和连杆支架的上部固定连接；三角连杆利用三根连接杆通过铰接轴和第二转动轴固定铰接成三角形，三角连杆的左端与第一连杆上部通过铰接轴固定铰接，三角连杆的右端与上部与第二连杆的左端通过铰接轴固定铰接，三角连杆的下部与第二转动轴固定铰接；第二连杆的右端与连杆固定架通过铰接轴穿过其本体固定铰接，连杆固定架与减速机支撑体的支撑板的右侧上部固定连接。

所述送料装置包括支撑体，支撑体左端为弧形平板与右侧开口状固定连接成整体，支撑体固定设置在铰接连接部的上部位置；铰接连接部的右端套装在动作控制装置小臂的左端，并通过第三转动轴铰接固定，摆动架套装在铰接连接部的左侧位置，通过转轴将铰接连接部和摆动架固定连接，轴承座将转轴固定在摆动架的右侧底部位置，转轴的上部延伸到支撑体和铰接连接部的上部位置；动作控制装置的第三伺服电机固定设置在支撑体的上部，第三伺服电机的动力输出轴与延伸到支撑体和铰接连接部上部的转轴固定连接；方钢固定设置在在摆动架的左侧中间位置，方钢的左端与支撑底板固定连接，支撑底板的中间位置固定有用于卸料的下料口，料斗为中空的梯形状，料斗的底部开口与下料口的大小相等；气动卸料装置固定设置在支撑底板的底部位置，气动卸料装置包括气缸，气缸穿过支撑底板的右侧中间位置固定设置，横向连杆固定设置在气缸伸缩杆的底部中间位置，横向连杆的左右两侧位置分别设置有拉动连杆，横向连杆与拉动连杆之间通过铰接轴固定；合页将卸料板固定设置在支撑底板的左右两侧位置，拉动连杆分别与呈左右对称设置的支撑底板闭合对齐端固定连接；输气管固定设置在气缸的上部位置，输气管的另一端与高压气源固定连通；延时控制器固定设置在料斗的一侧位置，延时控制器用于控制气动卸料装置卸料板的开合控制时间。

所述连杆平衡装置的连杆固定架固定设置在送料装置的支撑体的后侧位置。

所述搬运装置包括蜗杆减速机，蜗杆减速机固定设置在减速机支撑体上，涡轮蜗杆减速机包括减速机本体，减速机本体竖直中心位置固定设置有动力输入轴，减速机本体的底部横向中心位置固定设置有动力输出轴；减速机支撑体固定设置在小臂的左端位置，减速机支撑体包括支撑板，支撑板为勺形状，支撑板的中心部固定设置有通孔，固定圆筒固定设置在支撑板的右侧位置；搬运臂固定设置在涡轮蜗杆减速机底部位置，搬运臂包括空心方管，空心方管的右端底部位置固定设置有固定套筒；真空吸附部固定设置在空心方管的左端底部位置，真空吸附部的底部面上均匀布满设置有吸附孔，真空管固定设置在空心方管中，真空管与真空吸附部固定连通，真空管的另一端固定敷设在连杆平衡装置的上部，并一直延伸到连杆平衡装置的第一连杆的下部位置，并与抽风机的抽风口固定连通。

所述第三伺服电机的动力输出轴与涡轮蜗杆减速机的动力输入轴固定连接；减速机本体的动力输入轴穿过减速机支撑体的通孔与支撑板固定连接。

所述空心方管底部的固定套筒固定套装在减速机本体底部的动力输出轴上。

所述集成控制柜包括控制柜本体，控制柜本体为长方体，参数调整模块固定设置在控制柜本体的上部位置，PC芯片组固定设置在参数调整模块的下部位置，运动控制器插接在PC芯片组的上部位置；第一驱动器固定设置在运动控制器的左侧底部位置，第二驱动器固定设置在第一驱动器的右侧位置，第三驱动器固定设置在第二驱动器的右侧位置，第四驱动器固定设置在第三驱动器的右侧位置；第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器之间分别通过连接线与运动控制器插接连接；第一驱动器与第一伺服电机通过连接线固定连接，第二驱动器与第二伺服电机通过连接线固定连接，第三驱动器与第三伺服电机通过连接线固定连接，第四驱动器与电动推杆通过连接线固定连接。

所述紧急停止装置包括物料探测传感器，料探测传感器固定设置在送料装置支撑底板的左端中间位置；继电器固定设置在集成控制柜运动控制器的左侧上部位置，总电源开关固定设置在继电器的下部位置，继电器与总电源开关之间通过连接线固定连接。

这种用于耐火材料机压成型系统的机器人的工作过程为：当需要用这种机压成型耐火砖的搬运机器人，对耐火砖进行搬运、摆放时，首先开启真空管的抽风机，使搬运装置的搬运臂中的真空吸附部处于强力负压吸附状态，同时开启高压气源，使气动卸料装置的气缸处于正常动作状态；然后根据数学建模所规划的耐火材料机压成型系统机器人，在特定场地中规划的动作运动轨迹，编写控制运动动作程序，将这种运动控制程序存储在集成控制柜的PC芯片组中，通过运动控制器所指令的脉冲控制信号，传输给第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机和电动推杆分别所对应的第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器，从而利用第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器控制第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机的转动速度、位置速度和角速度以及电动推杆的推进行程，并形成控制闭环系统；一、当送料装置在送料时，动作控制装置根据运动控制程序所规划的运动轨迹，通过运动控制器和第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器控制送料装置的料斗从下料口接满耐火材料后，并将料斗中的耐火材料送到机压成型机的模具中，压制成型为耐火砖；当位于料斗左端的物料探测传感器检测到机压成型机的模具中没有耐火材料时，物料探测传感器将检测到的电信号通过继电器转变为控制总电源开关开闭的控制信号，使总电源开关关闭，此时整个动作控制装置停止动作；二、当搬运装置搬运、摆放耐火砖时，真空吸附部与机压成型机上成型的耐火砖表面接触时，通过吸附孔所形成的强力吸附力，将耐火砖吸附，随后通过运动控制程序所预定的运动轨迹，形成在特定场地中即时合成运动动作，将耐火砖逐层放置在干燥车中。具体这种用于耐火材料机压成型系统机器人的动作分解为：1、动作控制装置的分解动作：利用运动控制器所指令的脉冲控制信号，通过第一驱动器控制第一伺服电机的转动，使第一伺服电机的动力输出轴带动驱动齿轮转动，驱动齿轮与转动体的内齿啮合，通过中心轴使转动体在底盘上360°转动，从而实现了旋转底座上的大臂、小臂、电动推杆和搬运臂在特定场地中360°转动。2、动作控制装置中的连杆平衡装置动作分解：利用运动控制器所指令的脉冲控制信号，通过第二驱动器和第四驱动器分别控制第二伺服电机的转动和电动推杆伸缩行程，通过大臂、小臂和大臂支撑架的铰接作用，实现大臂和小臂之间的上下位置的动作，同时在电动推杆的伸缩杆的伸缩动作，实现大臂和小臂前后倾斜位移动作，同时在连杆平衡装置的第一连杆、三角连杆和第二连杆的铰接联动作用下，实现对整个大臂、小臂和搬运臂的平衡牵动作用，提高了大臂、小臂和搬运臂动作的平稳性。3、送料装置的动作分解：利用运动控制器所指令的脉冲控制信号，通过第三驱动器控制第三伺服电机的转动，第三伺服电机带动转轴转动，转轴带动摆动架和方钢转动，此时支撑底板和料斗转动到下料口处，当接料斗满耐火材料后，通过运动控制器所控制规划的合成动作使送料装置移动到机压成型机的成型模具上，并通过送料装置中气动卸料装置的延时控制器控制气缸的伸缩动作，气缸的伸缩杆推动横向连杆和拉动连杆上下联动动作，使料板打开或关闭，从而将料斗中的耐火材料倾倒在成型模具中，机压成型为耐火砖。4、搬运装置将耐火砖搬运、摆放的动作分解：利用运动控制器所指令的脉冲控制信号，通过第三驱动器控制第三伺服电机的转动，第三伺服电机通过动力输出轴带动涡轮蜗杆减速机的动力输入轴转动，并通过在减速机本体中将动力输入轴竖直转动方向变换为动力输出轴的横向转动；当动力输入轴竖直转动时使搬运臂的空心方管水平位置的360°转动；当动力输出轴横向转动时，通过减速机支撑体的固定圆筒、动力输出轴与空心方管的固定连接作用，实现搬运臂的轴向转动动作。上述机压成型耐火砖搬运机器人的分解动作是利用运动控制程序，通过运动控制器和第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器对第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机和电动推杆所完成的在特定场地中的运动轨迹的即时合成动作。

所述旋转底座的上部左侧位置固定设置有大臂支撑架，大臂支撑架的上部固定设置有大臂，大臂套装在大臂支撑架上，第一转动轴穿过大臂与大臂支撑架的连接处固定连接；这样设置的主要目的是为了使大臂在大臂支撑架上可以前后移动。

所述大臂的上部通过第二转动轴穿过大臂和小臂的右端固定连接，第三转动轴穿过减速机支撑体和小臂的左端固定铰接；涡轮蜗杆减速机固定设置在减速机支撑体上，第二伺服电机固定设置在第二转动轴的前侧位置，第二伺服电机的动力输出轴与第二转动轴固定连接；这样设置的主要是实现大臂通过第二转动轴和第二伺服电机的转动作用，使大臂和小臂实现上下位置的升起或降落动作。

所述电动推杆支架固定设置在旋转底座的右侧边缘位置，电动推杆固定设置在电动推杆支架的上部，固定块与大臂的中间位置固定连接，电动推杆的伸缩推杆与固定块通过固定轴铰接固定；这样设置主要是利用电动推杆的伸缩杆升起或降落推动大臂、小臂和搬运臂实现前后位置的倾斜动作。

所述铰接连接部的右端套装在动作控制装置小臂的左端，并通过第三转动轴铰接固定，摆动架套装在铰接连接部的左侧位置，通过转轴将铰接连接部和摆动架固定连接，轴承座将转轴固定在摆动架的右侧底部位置，转轴的上部延伸到支撑体和铰接连接部的上部位置；动作控制装置的第三伺服电机固定设置在支撑体的上部，第三伺服电机的动力输出轴与延伸到支撑体和铰接连接部上部的转轴固定连接；其中设置铰接连接部主要是将摆动架和小臂固定连接成一体，并通过转动轴的设置将第三伺服电机的动力输出轴与转动轴固定连接，通过第三伺服电机的转动带动摆动架的转动，从而实现往料斗中接耐火材料时，方便对准下料口；其中设置轴承座主要是利用轴承座一方面将转轴固定在摆动架上，另一方面实现转轴的自由转动。

所述方钢固定设置在在摆动架的左侧中间位置，方钢的左端与支撑底板固定连接，支撑底板的中间位置固定有用于卸料的下料口，料斗为中空的梯形状，料斗的底部开口与下料口的大小相等；这样设置的主要目的是利用方钢为支撑底板和料斗提供支撑作用，同时利用料斗为中空的结构让压制耐火砖的耐火材料放置在料斗中。

所述气动卸料装置固定设置在支撑底板的底部位置，气动卸料装置包括气缸，气缸穿过支撑底板的右侧中间位置固定设置，横向连杆固定设置在气缸伸缩杆的底部中间位置，横向连杆的左右两侧位置分别设置有拉动连杆，横向连杆与拉动连杆之间通过铰接轴固定；合页将卸料板固定设置在支撑底板的左右两侧位置，拉动连杆分别与呈左右对称设置的支撑底板闭合对齐端固定连接；输气管固定设置在气缸的上部位置，输气管的另一端与高压气源固定连通；延时控制器固定设置在料斗的一侧位置，延时控制器用于控制气动卸料装置卸料板的开合控制时间；这样设置的主要目的是为了通过设定延时控制的控制时间，利用延时控制器控制气缸伸缩杆的上下推动动作，同时使横向连杆和拉动连杆的联动作用，在合页与卸料板的开合动作下，实现将料斗中的耐火材料送到成型模具中，利用机压成型机压制成型为耐火砖。

所述搬运臂固定设置在涡轮蜗杆减速机底部位置，搬运臂包括空心方管，空心方管的右端底部位置固定设置有固定套筒；真空吸附部固定设置在空心方管的左端底部位置，真空吸附部的底部面上均匀布满设置有吸附孔，真空管固定设置在空心方管中，真空管与真空吸附部固定连通，真空管的另一端固定敷设在连杆平衡装置的上部；其中设置空心方管主要是一方面可以为真空吸附部提供稳定的支撑作用，另一方面为真空管提供放置的空间；其中在真空吸附部的底部设置吸附孔，主要是利用真空吸附部底部的吸附孔将耐火砖吸附住，从而实现对耐火砖的搬运、摆放的作用。

所述连杆平衡装置固定设置在大臂、小臂和电动推杆的右侧位置，连杆平衡装置的一端与电动推杆支架的右侧底部固定连接，另一端与减速机支撑体的右侧固定连接；这样设置主要是通过第一连杆、三角连杆和第二连杆的铰接联动作用下，实现对整个大臂、小臂和搬运臂的平衡牵动作用，提高了大臂、小臂和搬运臂动作的平稳性。

所述底板的上部固定设置有底盘，中心轴固定设置在底盘的上部中心位置，转动体固定设置在底盘的上部位置，转动体的中心位置套装在中心轴的上部，转动体的内部侧面设置有内齿，第一伺服电机固定设置在转动体的边缘位置，驱动齿轮固定设置在转动体的内部边缘位置，驱动齿轮通过固定轴固定，第一伺服电机的动力输出轴与驱动齿轮的固定轴固定连接，驱动齿轮与转动体的内齿啮合使转动体转动；其中设置中心轴主要是实现转动体在底盘上的转动作用；其中设置驱动齿轮和第一伺服电机，通过第一伺服电机的转动带动驱动齿轮的转动，从而利用驱动齿轮与转动体内部的内齿的啮合作用，驱动转动体在底盘上的360°转动，从而实现了旋转底座上的大臂、小臂、电动推杆和搬运臂在特定场地中360°位置转动。

所述涡轮蜗杆减速机包括减速机本体，减速机本体竖直中心位置固定设置有动力输入轴，减速机本体的底部横向中心位置固定设置有动力输出轴；这样设置主要是通过动力输出轴带动涡轮蜗杆减速机的动力输入轴转动，并通过在减速机本体中将动力输入轴竖直转动方向变换为动力输出轴的横向转动；当动力输入轴竖直转动时使搬运臂的空心方管水平位置的360°转动；当动力输出轴横向转动时，通过减速机支撑体的固定圆筒、动力输出轴与空心方管的固定连接作用，实现搬运臂的轴向转动动作。

所述控制柜本体为长方体，参数调整模块固定设置在控制柜本体的上部位置，PC芯片组固定设置在参数调整模块的下部位置，运动控制器插接在PC芯片组的上部位置；第一驱动器固定设置在运动控制器的左侧底部位置，第二驱动器固定设置在第一驱动器的右侧位置，第三驱动器固定设置在第二驱动器的右侧位置，第四驱动器固定设置在第三驱动器的右侧位置；第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器之间分别通过连接线与运动控制器插接连接；第一驱动器与第一伺服电机通过连接线固定连接，第二驱动器与第二伺服电机通过连接线固定连接，第三驱动器与第三伺服电机通过连接线固定连接，第四驱动器与电动推杆通过连接线固定连接；其中设置PC芯片组主要是一方面存储运动控制程序，另一方面实现与运动控制器的连接，利用运动控制器发出耐火砖搬运机器人运动轨迹的脉冲指令。其中设置运动控制器主要是将所编程的运动控制程序轨迹，通过运动控制器发出耐火砖搬运机器人运动轨迹指令，并传输给各个驱动器，用于控制第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机的转动速度、位置速度和角速度，同时控制电动推杆的推进行程。

所述紧急停止装置包括物料探测传感器，料探测传感器固定设置在送料装置支撑底板的左端中间位置；继电器固定设置在集成控制柜运动控制器的左侧上部位置，总电源开关固定设置在继电器的下部位置，继电器与总电源开关之间通过连接线固定连接；这样设置的主要目的是利用物料探测传感器的设置，检测料斗中耐火材料的状态，当物料探测传感器检测到料斗中没有耐火材料时，利用继电器控制总电源开关的开闭，从而是实现了对用于耐火材料机压成型系统机器人的紧急停机，避免了因料斗中没有耐火材料，导致机器人的误动作。从而降低了不安全的事故的发生。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，其设计结构简单、操作方便、运动位置控制精确度高、自动化程度高；提高了对耐火材料机压成型系统中耐火材料送料效率，同时提高了对耐火砖的搬运和摆放效率，实现了机器人对人工的完全替代，降低了用工成本，提高了整个耐火砖机压成型工艺的安全性，解决了工人难招的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型动作控制装置的结构示意图；

图3为本实用新型旋转底座内部结构的俯视图；

图4为本实用新型连杆平衡装置的结构示意图；

图5为本实用新型送料装置的结构示意图；

图6为本实用新型送料装置的侧视图；

图7为本实用新型搬运装置的结构示意图；

图8为本实用新型搬运臂的底部结构示意图；

图9为本实用新型涡轮蜗杆减速机的结构示意图；

图10为本实用新型搬运装置的减速机支撑体的结构示意图；

图中标记：1、机压成型机，2、干燥车，3、移动轨道，4、动作控制装置，401、旋转底座，4011、底板，4012、底盘，4013、中心轴，4014、转动体，4015、内齿，4016、第一伺服电机，4017、驱动齿轮，402、大臂，403、小臂，404、大臂支撑架，405、电动推杆支架，406、电动推杆，407、固定块，408、第一转动轴，409、第二转动轴，410、第三转动轴，411、第二伺服电机，412、第三伺服电机，413、连杆平衡装置，4131、连杆支架，4132、第一连杆，4133、三角连杆，4134、第二连杆，4135、连杆固定架，4136、铰接轴，5、送料装置，501、支撑体，502、铰接连接部，503、摆动架，504、转轴，505、轴承座，506、方钢，507、支撑底板，508、下料口，509、料斗，510、气动卸料装置，5101、气缸、5102、横向连杆，5103、拉动连杆，5104、合页，5105、卸料板，5106、输气管，5107、延时控制器，6、搬运装置，601、涡轮蜗杆减速机，6011、减速机本体，6012、动力输入轴，6013、动力输出轴，602、减速机支撑体，6021、支撑板，6022、通孔，6023、固定圆筒，603、搬运臂，6031、空心方管，6032、固定套筒，604、真空吸附部，605、吸附孔，606、真空管，7、集成控制柜，701、控制柜本体，702、参数调整模块，703、PC芯片组，704、运动控制器，705、第一驱动器，706、第二驱动器，707、第三驱动器，708、第四驱动器，8、紧急停止装置，801、物料探测传感器，802、继电器，803、总电源开关，9、成型模具，10、耐火砖。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。

如图所示，一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，包括机压成型机1、干燥车2、移动轨道3；机压成型机1固定设置在干燥车2的后侧位置，多层的干燥车2固定设置在机压成型机1的前侧位置，用于使干燥车2移动的移动轨道3固定设置在干燥车2的底部位置；动作控制装置4固定设置有两个，一个固定设置在机压成型机1的前侧位置，另一个固定设置在机压成型机1的右侧位置；送料装置5固定设置在机压成型机1右侧的动作控制装置4左端位置，搬运装置6固定设置在机压成型机1前侧的动作控制装置4的左端位置；动作控制装置4使送料装置5在特定场地中实现接料动作、并将耐火材料送到机压成型机1的模具中；同时动作控制装置4使搬运装置6在特定场地中实现将耐火砖10搬运、并将耐火砖10逐层摆放在干燥车2上；集成控制柜7固定设置在机压成型机1的后侧上部位置，送料装置5和搬运装置6通过连接线与集成控制柜7的内部固定连接；紧急停止装置8固定设置在送料装置5的左端中间位置，成型模具9固定设置在机压成型机1的中心位置，成型模具9用于将耐火材料压制成型。

所述动作控制装置4包括旋转底座401，旋转底座401包括底板4011，底板4011的上部固定设置有底盘4012，中心轴4013固定设置在底盘4012的上部中心位置，转动体4014固定设置在底盘4012的上部位置，转动体4014的中心位置套装在中心轴4013的上部，转动体4014的内部侧面设置有内齿4015，第一伺服电机4016固定设置在转动体4014的边缘位置，驱动齿轮4017固定设置在转动体4014的内部边缘位置，驱动齿轮4017通过固定轴固定，第一伺服电机4016的动力输出轴与驱动齿轮4017的固定轴固定连接，驱动齿轮4017与转动体4014的内齿4015啮合使转动体4014转动；旋转底座401的上部左侧位置固定设置有大臂支撑架404，大臂支撑架404的上部固定设置有大臂402，大臂402套装在大臂支撑架404上，第一转动轴408穿过大臂402与大臂支撑架404的连接处固定铰接；大臂402的上部通过第二转动轴409穿过大臂402的上部和小臂403的右端固定铰接，第三转动轴410穿过小臂403的左端固定铰接；第二伺服电机411固定设置在第二转动轴409的前侧位置，第二伺服电机411的动力输出轴与第二转动轴409固定连接；电动推杆支架405固定设置在旋转底座401的右侧边缘位置，电动推杆406固定设置在电动推杆支架405的上部，固定块407与大臂402的中间位置固定连接，电动推杆406的伸缩推杆与固定块407通过固定轴铰接固定；连杆平衡装置413固定设置在大臂402、小臂403和电动推杆406的后侧位置，连杆平衡装置413的一端与电动推杆支架405的底部固定连接，另一端与小臂403的左侧固定连接；第三伺服电机412固定设置在小壁403的左端位置。

所述连杆平衡装置413包括连杆支架4131，连杆支架4131固定设置在电动推杆支架405的右侧位置，连杆支架4131与转动体4014的上部固定连接；第一连杆4132与连杆支架4131之间通过铰接轴4136穿过第一连杆4132的上部和连杆支架4131的上部固定连接；三角连杆4133利用三根连接杆通过铰接轴4136和第二转动轴409固定铰接成三角形，三角连杆4133的左端与第一连杆4132上部通过铰接轴4136固定铰接，三角连杆4133的右端与上部与第二连杆4134的左端通过铰接轴4136固定铰接，三角连杆4133的下部与第二转动轴409固定铰接；第二连杆4134的右端与连杆固定架4135通过铰接轴4136穿过其本体固定铰接，连杆固定架4135与减速机支撑体602的支撑板6021的右侧上部固定连接。

所述送料装置5包括支撑体501，支撑体501左端为弧形平板与右侧开口状固定连接成整体，支撑体501固定设置在铰接连接部502的上部位置；铰接连接部502的右端套装在动作控制装置4小臂403的左端，并通过第三转动轴410铰接固定，摆动架503套装在铰接连接部502的左侧位置，通过转轴504将铰接连接部502和摆动架503固定连接，轴承座505将转轴504固定在摆动架503的右侧底部位置，转轴504的上部延伸到支撑体501和铰接连接部502的上部位置；动作控制装置4的第三伺服电机412固定设置在支撑体501的上部，第三伺服电机412的动力输出轴与延伸到支撑体501和铰接连接部502上部的转轴504固定连接；方钢506固定设置在在摆动架503的左侧中间位置，方钢506的左端与支撑底板507固定连接，支撑底板507的中间位置固定有用于卸料的下料口508，料斗509为中空的梯形状，料斗509的底部开口与下料口508的大小相等；气动卸料装置510固定设置在支撑底板507的底部位置，气动卸料装置510包括气缸5101，气缸5101穿过支撑底板507的右侧中间位置固定设置，横向连杆5102固定设置在气缸5101伸缩杆的底部中间位置，横向连杆5102的左右两侧位置分别设置有拉动连杆5103，横向连杆5102与拉动连杆5103之间通过铰接轴固定；合页5104将卸料板5105固定设置在支撑底板507的左右两侧位置，拉动连杆5103分别与呈左右对称设置的支撑底板507闭合对齐端固定连接；输气管5106固定设置在气缸5101的上部位置，输气管5106的另一端与高压气源固定连通；延时控制器5107固定设置在料斗509的一侧位置，延时控制器5107用于控制气动卸料装置510卸料板5105的开合控制时间。

所述连杆平衡装置413的连杆固定架4135固定设置在送料装置5的支撑体501的后侧位置。

所述搬运装置6包括蜗杆减速机601，蜗杆减速机601固定设置在减速机支撑体602上，涡轮蜗杆减速机601包括减速机本体6011，减速机本体6011竖直中心位置固定设置有动力输入轴6012，减速机本体6011的底部横向中心位置固定设置有动力输出轴6013；减速机支撑体602固定设置在小臂403的左端位置，

减速机支撑体602包括支撑板6021，支撑板6021为勺形状，支撑板6021的中心部固定设置有通孔6022，固定圆筒6023固定设置在支撑板60211的右侧位置；搬运臂603固定设置在涡轮蜗杆减速机601底部位置，搬运臂603包括空心方管6031，空心方管6031的右端底部位置固定设置有固定套筒6032；真空吸附部604固定设置在空心方管6031的左端底部位置，真空吸附部604的底部面上均匀布满设置有吸附孔605，真空管606固定设置在空心方管6031中，真空管606与真空吸附部604固定连通，真空管606的另一端固定敷设在连杆平衡装置414的上部，并一直延伸到连杆平衡装置414的第一连杆4142的下部位置，并与抽风机的抽风口固定连通。

所述第三伺服电机412的动力输出轴与涡轮蜗杆减速机601的动力输入轴6012固定连接；减速机本体6011的动力输入轴6012穿过减速机支撑体602的通孔6022与支撑板6021固定连接。

所述空心方管6031底部的固定套筒6032固定套装在减速机本体6011底部的动力输出轴6013上。

所述集成控制柜7包括控制柜本体701，控制柜本体701为长方体，参数调整模块702固定设置在控制柜本体701的上部位置，PC芯片组703固定设置在参数调整模块702的下部位置，运动控制器704插接在PC芯片组703的上部位置；第一驱动器705固定设置在运动控制器704的左侧底部位置，第二驱动器706固定设置在第一驱动器705的右侧位置，第三驱动器707固定设置在第二驱动器706的右侧位置，第四驱动器708固定设置在第三驱动器707的右侧位置；第一驱动器705、第二驱动器706、第三驱动器707和第四驱动器708之间分别通过连接线与运动控制器704插接连接；第一驱动器705与第一伺服电机4016通过连接线固定连接，第二驱动器706与第二伺服电机411通过连接线固定连接，第三驱动器707与第三伺服电机412通过连接线固定连接，第四驱动器708与电动推杆406通过连接线固定连接。

所述紧急停止装置8包括物料探测传感器801，料探测传感器801固定设置在送料装置5支撑底板507的左端中间位置；继电器802固定设置在集成控制柜7运动控制器704的左侧上部位置，总电源开关803固定设置在继电器802的下部位置，继电器802与总电源开关803之间通过连接线固定连接。

这种用于耐火材料机压成型系统的机器人的工作过程为：当需要用这种机压成型耐火砖的搬运机器人，对耐火砖6进行搬运、摆放时，首先开启真空管418的抽风机，使搬运装置4的搬运臂415中的真空吸附部416处于强力负压吸附状态，同时开启高压气源，使气动卸料装置510的气缸5101处于正常动作状态；然后根据数学建模所规划的耐火材料机压成型系统机器人，在特定场地中规划的动作运动轨迹，编写控制运动动作程序，将这种运动控制程序存储在集成控制柜7的PC芯片组中，通过运动控制器704所指令的脉冲控制信号，传输给第一伺服电机4016、第二伺服电机411、第三伺服电机412和电动推杆406分别所对应的第一驱动器705、第二驱动器706、第三驱动器707和第四驱动器708，从而利用第一驱动器705、第二驱动器706、第三驱动器707和第四驱动器708控制第一伺服电机4016、第二伺服电机411、第三伺服电机412的转动速度、位置速度和角速度以及电动推杆406的推进行程，并形成控制闭环系统；一、当送料装置5在送料时，动作控制装置4根据运动控制程序所规划的运动轨迹，通过运动控制器704和第一驱动器705、第二驱动器706、第三驱动器707和第四驱动器708控制送料装置5的料斗509从下料口接满耐火材料后，并将料斗509中的耐火材料送到机压成型机1的模具中，压制成型为耐火砖10；当位于料斗509左端的物料探测传感器801检测到机压成型机1的模具中没有耐火材料时，物料探测传感器801将检测到的电信号通过继电器802转变为控制总电源开关803开闭的控制信号，使总电源开关803关闭，此时整个动作控制装置4停止动作；二、当搬运装置6搬运、摆放耐火砖10时，真空吸附部604与机压成型机1上成型的耐火砖10表面接触时，通过吸附孔605所形成的强力吸附力，将耐火砖10吸附，随后通过运动控制程序所预定的运动轨迹，形成在特定场地中即时合成运动动作，将耐火砖10逐层放置在干燥车2中。具体这种用于耐火材料机压成型系统机器人的动作分解为：1、动作控制装置的分解动作：利用运动控制器704所指令的脉冲控制信号，通过第一驱动器705控制第一伺服电机4016的转动，使第一伺服电机4016的动力输出轴带动驱动齿轮4017转动，驱动齿轮4017与转动体4014的内齿4015啮合，通过中心轴4013使转动体4014在底盘4012上360°转动，从而实现了旋转底座401上的大臂402、小臂403、电动推杆406和搬运臂603在特定场地中360°转动。2、动作控制装置中的连杆平衡装置动作分解：利用运动控制器704所指令的脉冲控制信号，通过第二驱动器706和第四驱动器708分别控制第二伺服电机411的转动和电动推杆406伸缩行程，通过大臂402、小臂403和大臂支撑架404的铰接作用，实现大臂402和小臂403之间的上下位置的动作，同时在电动推杆406的伸缩杆的伸缩动作，实现大臂402和小臂403前后倾斜位移动作，同时在连杆平衡装置413的第一连杆4132、三角连杆4133和第二连杆4134的铰接联动作用下，实现对整个大臂402、小臂403和搬运臂603的平衡牵动作用，提高了大臂402、小臂403和搬运臂603动作的平稳性。3、送料装置的动作分解：利用运动控制器704所指令的脉冲控制信号，通过第三驱动器707控制第三伺服电机412的转动，第三伺服电机412带动转轴504转动，转轴504带动摆动架503和方钢506转动，此时支撑底板507和料斗509转动到下料口处，当接料斗509满耐火材料后，通过运动控制器704所控制规划的合成动作使送料装置5移动到机压成型机1的成型模具9上，并通过送料装置5中气动卸料装置510的延时控制器5107控制气缸5101的伸缩动作，气缸5101的伸缩杆推动横向连杆5102和拉动连杆5103上下联动动作，使料板5105打开或关闭，从而将料斗509中的耐火材料倾倒在成型模具9中，机压成型为耐火砖10。4、搬运装置将耐火砖搬运、摆放的动作分解：利用运动控制器704所指令的脉冲控制信号，通过第三驱动器707控制第三伺服电机412的转动，第三伺服电机412通过动力输出轴带动涡轮蜗杆减速机601的动力输入轴6012转动，并通过在减速机本体6011中将动力输入轴6012竖直转动方向变换为动力输出轴6013的横向转动；当动力输入轴6012竖直转动时使搬运臂603的空心方管6031水平位置的360°转动；当动力输出轴6013横向转动时，通过减速机支撑体602的固定圆筒6023、动力输出轴6013与空心方管6031的固定连接作用，实现搬运臂603的轴向转动动作。上述机压成型耐火砖搬运机器人的分解动作是利用运动控制程序，通过运动控制器704和第一驱动器705、第二驱动器706、第三驱动器707和第四驱动器708对第一伺服电机4016、第二伺服电机411、第三伺服电机412和电动推杆406所完成的在特定场地中的运动轨迹的即时合成动作。

对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，包括机压成型机、干燥车、移动轨道；机压成型机固定设置在干燥车的后侧位置，多层的干燥车固定设置在机压成型机的前侧位置，用于使干燥车移动的移动轨道固定设置在干燥车的底部位置；其特征在于：动作控制装置固定设置有两个，一个固定设置在机压成型机的前侧位置，另一个固定设置在机压成型机的右侧位置；送料装置固定设置在机压成型机右侧的动作控制装置左端位置，搬运装置固定设置在机压成型机前侧的动作控制装置的左端位置；动作控制装置使送料装置在特定场地中实现接料动作、并将耐火材料送到机压成型机的模具中；同时动作控制装置使搬运装置在特定场地中实现将耐火砖搬运、并将耐火砖逐层摆放在干燥车上；集成控制柜固定设置在机压成型机的后侧上部位置，送料装置和搬运装置通过连接线与集成控制柜的内部固定连接；紧急停止装置固定设置在送料装置的左端中间位置，成型模具固定设置在机压成型机的中心位置，成型模具用于将耐火材料压制成型。

2.根据权利要求1所述的一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，其特征在于：动作控制装置包括旋转底座，旋转底座包括底板，底板的上部固定设置有底盘，中心轴固定设置在底盘的上部中心位置，转动体固定设置在底盘的上部位置，转动体的中心位置套装在中心轴的上部，转动体的内部侧面设置有内齿，第一伺服电机固定设置在转动体的边缘位置，驱动齿轮固定设置在转动体的内部边缘位置，驱动齿轮通过固定轴固定，第一伺服电机的动力输出轴与驱动齿轮的固定轴固定连接，驱动齿轮与转动体的内齿啮合使转动体转动；旋转底座的上部左侧位置固定设置有大臂支撑架，大臂支撑架的上部固定设置有大臂，大臂套装在大臂支撑架上，第一转动轴穿过大臂与大臂支撑架的连接处固定铰接；大臂的上部通过第二转动轴穿过大臂的上部和小臂的右端固定铰接，第三转动轴穿过小臂的左端固定铰接；第二伺服电机固定设置在第二转动轴的前侧位置，第二伺服电机的动力输出轴与第二转动轴固定连接；电动推杆支架固定设置在旋转底座的右侧边缘位置，电动推杆固定设置在电动推杆支架的上部，固定块与大臂的中间位置固定连接，电动推杆的伸缩推杆与固定块通过固定轴铰接固定；连杆平衡装置固定设置在大臂、小臂和电动推杆的后侧位置，连杆平衡装置的一端与电动推杆支架的底部固定连接，另一端与小臂的左侧固定连接；第三伺服电机固定设置在小壁的左端位置。

3.根据权利要求2所述的一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，其特征在于：连杆平衡装置包括连杆支架，连杆支架固定设置在电动推杆支架的右侧位置，连杆支架与转动体的上部固定连接；第一连杆与连杆支架之间通过铰接轴穿过第一连杆的上部和连杆支架的上部固定连接；三角连杆利用三根连接杆通过铰接轴和第二转动轴固定铰接成三角形，三角连杆的左端与第一连杆上部通过铰接轴固定铰接，三角连杆的右端与上部与第二连杆的左端通过铰接轴固定铰接，三角连杆的下部与第二转动轴固定铰接；第二连杆的右端与连杆固定架通过铰接轴穿过其本体固定铰接，连杆固定架与减速机支撑体的支撑板的右侧上部固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，其特征在于：送料装置包括支撑体，支撑体左端为弧形平板与右侧开口状固定连接成整体，支撑体固定设置在铰接连接部的上部位置；铰接连接部的右端套装在动作控制装置小臂的左端，并通过第三转动轴铰接固定，摆动架套装在铰接连接部的左侧位置，通过转轴将铰接连接部和摆动架固定连接，轴承座将转轴固定在摆动架的右侧底部位置，转轴的上部延伸到支撑体和铰接连接部的上部位置；动作控制装置的第三伺服电机固定设置在支撑体的上部，第三伺服电机的动力输出轴与延伸到支撑体和铰接连接部上部的转轴固定连接；方钢固定设置在在摆动架的左侧中间位置，方钢的左端与支撑底板固定连接，支撑底板的中间位置固定有用于卸料的下料口，料斗为中空的梯形状，料斗的底部开口与下料口的大小相等；气动卸料装置固定设置在支撑底板的底部位置，气动卸料装置包括气缸，气缸穿过支撑底板的右侧中间位置固定设置，横向连杆固定设置在气缸伸缩杆的底部中间位置，横向连杆的左右两侧位置分别设置有拉动连杆，横向连杆与拉动连杆之间通过铰接轴固定；合页将卸料板固定设置在支撑底板的左右两侧位置，拉动连杆分别与呈左右对称设置的支撑底板闭合对齐端固定连接；输气管固定设置在气缸的上部位置，输气管的另一端与高压气源固定连通；延时控制器固定设置在料斗的一侧位置，延时控制器用于控制气动卸料装置卸料板的开合控制时间。

5.根据权利要求3所述的一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，其特征在于：连杆平衡装置的连杆固定架固定设置在送料装置的支撑体的后侧位置。

6.根据权利要求1所述的一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，其特征在于：搬运装置包括蜗杆减速机，蜗杆减速机固定设置在减速机支撑体上，涡轮蜗杆减速机包括减速机本体，减速机本体竖直中心位置固定设置有动力输入轴，减速机本体的底部横向中心位置固定设置有动力输出轴；减速机支撑体固定设置在小臂的左端位置，减速机支撑体包括支撑板，支撑板为勺形状，支撑板的中心部固定设置有通孔，固定圆筒固定设置在支撑板的右侧位置；搬运臂固定设置在涡轮蜗杆减速机底部位置，搬运臂包括空心方管，空心方管的右端底部位置固定设置有固定套筒；真空吸附部固定设置在空心方管的左端底部位置，真空吸附部的底部面上均匀布满设置有吸附孔，真空管固定设置在空心方管中，真空管与真空吸附部固定连通，真空管的另一端固定敷设在连杆平衡装置的上部，并一直延伸到连杆平衡装置的第一连杆的下部位置，并与抽风机的抽风口固定连通。

7.根据权利要求6所述的一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，其特征在于：第三伺服电机的动力输出轴与涡轮蜗杆减速机的动力输入轴固定连接；减速机本体的动力输入轴穿过减速机支撑体的通孔与支撑板固定连接。

8.根据权利要求6所述的一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，其特征在于：空心方管底部的固定套筒固定套装在减速机本体底部的动力输出轴上。

9.根据权利要求1所述的一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，其特征在于：集成控制柜包括控制柜本体，控制柜本体为长方体，参数调整模块固定设置在控制柜本体的上部位置，PC芯片组固定设置在参数调整模块的下部位置，运动控制器插接在PC芯片组的上部位置；第一驱动器固定设置在运动控制器的左侧底部位置，第二驱动器固定设置在第一驱动器的右侧位置，第三驱动器固定设置在第二驱动器的右侧位置，第四驱动器固定设置在第三驱动器的右侧位置；第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器之间分别通过连接线与运动控制器插接连接；第一驱动器与第一伺服电机通过连接线固定连接，第二驱动器与第二伺服电机通过连接线固定连接，第三驱动器与第三伺服电机通过连接线固定连接，第四驱动器与电动推杆通过连接线固定连接。

10.根据权利要求1所述的一种用于耐火材料机压成型系统的机器人，其特征在于：紧急停止装置包括物料探测传感器，料探测传感器固定设置在送料装置支撑底板的左端中间位置；继电器固定设置在集成控制柜运动控制器的左侧上部位置，总电源开关固定设置在继电器的下部位置，继电器与总电源开关之间通过连接线固定连接。

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