CN216514033U - 一种多自由度扒块机 - Google Patents

Abstract

一种多自由度扒块机，解决现有技术存在的操作灵活性差，劳动强度大，工作效率低，作业存在安全隐患，设备占用空间大的问题。包括其上设置有支撑架的基座，其特征在于：支撑架的下部通过横移机构与基座上侧相连，横移机构与支撑架之间设置有回转机构；支撑架上活动设置有升降连接架，升降连接架与支撑架之间设置有升降驱动机构；升降连接架上转动设置有俯仰摆动体，俯仰摆动体与升降连接架之间设置有俯仰驱动机构；俯仰摆动体上的伸缩机构的前端设置有扒块臂，基座的下侧设置有行走机构。其设计合理，结构紧凑，具有多自由度，能够合理利用现场空间，作业范围大，使用灵活，可有效提升工作效率，减小操作人员的劳动强度，降低安全风险。

Description

一种多自由度扒块机

技术领域

本实用新型属于冶金设备技术领域，具体涉及一种具有多自由度，能够合理利用现场空间，作业范围大，使用灵活，可有效提升工作效率，减小操作人员的劳动强度，降低安全风险的多自由度扒块机。

背景技术

在冶金行业球团矿生产的过程中，球团回转窑内经常会出现结块现象，从而造成固定水冷筛的堵塞，阻碍生产，降低工作效率，影响企业效益。目前，一般采用在叉车上安装扒块臂，并由叉车驾驶员操作进行扒块作业；或使用专业的固定式扒块设备来进行扒块作业。然而，由于生产现场的环境恶劣，温度高、灰尘大、结块重，不适合让操作人员靠近或进行长时间的作业；并且，现有结构的扒块设备的操作灵活性差，劳动强度大，工作效率低，作业存在安全隐患。另外，传统结构的扒块设备的动作，均采用液压缸来控制，在温差较大的工作环境中使用时，会出现液压油渗漏等诸多影响设备正常运行的问题。故有必要对现有技术的球团矿扒块作业的扒块设备予以改进。

实用新型内容

本实用新型就是针对上述问题，提供一种具有多自由度，能够合理利用现场空间，作业范围大，使用灵活，可有效提升工作效率，减小操作人员的劳动强度，降低安全风险的多自由度扒块机。

本实用新型所采用的技术方案是：该多自由度扒块机包括基座，其特征在于：所述基座上设置有支撑架，支撑架的下部通过横移机构与基座的上侧相连，并且，横移机构与支撑架之间设置有回转机构；所述支撑架上活动设置有升降连接架，升降连接架与支撑架之间设置有升降驱动机构；所述升降连接架上还转动设置有俯仰摆动体，俯仰摆动体与升降连接架之间设置有俯仰驱动机构；所述俯仰摆动体上设置有伸缩机构，伸缩机构的前端设置有扒块臂；所述基座的下侧设置有行走机构。

所述横移机构包括设置在基座上侧的横移导向槽，横移导向槽内滑动设置有横移滑动座，且横移滑动座的上侧通过回转机构与支撑架的下部相连；所述横移滑动座的下侧设置有横移从动齿条，横移从动齿条与基座上侧设置的横移主动齿轮相啮合，并且，所述横移主动齿轮的转动轴与横移驱动电机的输出端相连。以通过横移驱动电机带动横移主动齿轮旋转，进而驱使与横移主动齿轮相啮合的横移从动齿条往复直线运动，从而使横移滑动座以及其上的支撑架，沿着基座上的横移导向槽、往复移动，调整扒块臂在横向上的工作位置。

所述横移滑动座上、与横移导向槽相接触的端侧，设置有若干组横移滚轮。以利用横移滚轮，使横移滑动座的端侧与横移导向槽形成滚动接触，利于横移滑动座和支撑架的顺畅移动。

所述升降驱动机构包括设置在支撑架外部两侧的升降电动缸，升降电动缸的下端分别固定在支撑架下部，升降电动缸的上端则设置有连接横轴，且所述连接横轴穿过支撑架侧壁上的横轴导向槽，连接横轴的端部与支撑架内部活动设置的升降连接架相连；所述升降电动缸的驱动端通过传动机构与升降驱动电机相连。以通过升降驱动电机带动两侧的升降电动缸同步伸缩升降，从而利用升降电动缸上端设置的连接横轴，来同步驱动升降连接架在支撑架内部升降移动，调整扒块臂的工作高度。

所述支撑架与其内部的升降连接架之间，还设置有若干组升降架导向滚轮；升降架导向滚轮转动设置在支撑架的侧壁上，且所述升降架导向滚轮与升降连接架外侧壁上设置的升降架导向板相配合连接。以利用支撑架侧壁上的升降架导向滚轮与升降连接架上的升降架导向板的配合，来为升降连接架在支撑架内部的往复升降进行导向。

所述回转机构包括回转轴承，回转轴承的一端与横移机构的上侧相连，回转轴承的另一端则与支撑架的下部相连；所述回转轴承的驱动部与回转驱动电机的输出端相连。以通过回转驱动电机驱动回转轴承转动，进而带动支撑架在横移机构上旋转，调整扒块臂在水平面内的工作角度。

所述俯仰驱动机构包括俯仰电动缸，俯仰电动缸的一端与升降连接架相铰接，俯仰电动缸的另一端则与俯仰摆动体相铰接，且俯仰摆动体通过摆动转轴转动设置在升降连接架的内部；所述俯仰电动缸的驱动端与俯仰驱动电机相连。以利用俯仰驱动电机带动俯仰电动缸伸缩，从而驱使俯仰摆动体绕着摆动转轴、在升降连接架内部上下摆动，调整扒块臂在竖直面内的倾斜角度。

所述伸缩机构包括伸缩臂，伸缩臂插接设置于所述俯仰摆动体的伸缩插接腔内，所述扒块臂设置在伸缩臂的前端；所述伸缩臂的上侧设置有双排链条，双排链条的两端分别与伸缩臂的前后两端相固定连接，并且，所述双排链条中部的下方设置有双排链链轮，双排链链轮的转动轴上还设置有伸缩从动链轮，所述伸缩从动链轮通过伸缩传动环链与伸缩主动链轮相连，且伸缩主动链轮的转动轴与伸缩驱动电机的输出端相连；所述双排链链轮的前后两侧、双排链条的上方，还分别设置有导向链轮。以通过伸缩驱动电机带动伸缩主动链轮旋转，并利用伸缩传动环链带动伸缩从动链轮旋转，进而驱动与伸缩从动链轮同轴的双排链链轮转动，从而驱使双排链条在导向链轮的导向下、往复直线运动，带动伸缩臂在俯仰摆动体的伸缩插接腔内伸缩移动，实现扒块臂的扒块动作。

所述伸缩插接腔内、伸缩臂的下方，设置有若干组沿伸缩方向布置的支撑辊，并且，所述伸缩臂两侧的伸缩插接腔内壁上还分别设置有伸缩导向轮，所述伸缩插接腔的两端、双排链条的上方，分别设置有链条压紧轮。以利用支撑辊支撑住伸缩臂，使用链条压紧轮压紧双排链条，并通过伸缩导向轮为伸缩臂的伸缩进行导向。

所述行走机构包括与导向轨道相配合的若干组行走轮，且所述行走轮的转动轴分别通过双输出轴减速器与行走驱动电机的输出端相连。以通过行走驱动电机和双输出轴减速器，来带动基座下侧的行走轮旋转，进而使整个装置沿着导向轨道移动。

本实用新型的有益效果：由于本实用新型采用其上设置有支撑架的基座，支撑架的下部通过横移机构与基座上侧相连，横移机构与支撑架之间设置有回转机构；支撑架上活动设置有升降连接架，升降连接架与支撑架之间设置有升降驱动机构；升降连接架上转动设置有俯仰摆动体，俯仰摆动体与升降连接架之间设置有俯仰驱动机构；俯仰摆动体上的伸缩机构的前端设置有扒块臂，基座下侧设置行走机构的结构形式，所以其设计合理，结构紧凑，有效解决了现有结构的扒块设备操作灵活性差，劳动强度大、工作效率低，存在安全隐患，设备占用空间大等问题，该多自由度扒块机具有多自由度，能够合理利用生产现场的空间，作业范围大，使用灵活、操作简单，有效提升工作效率，减小操作人员的劳动强度，可高质、高量、安全的完成扒块作业。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1中移除俯仰摆动体、伸缩机构和扒块臂之后的一种局部结构示意图。

图3是图2中的基座的一种结构示意图。

图4是图2中的横移机构、支撑架和升降连接架的一种连接结构示意图。

图5是图4的A向视图。

图6是图5的正视图。

图7是图1中的升降连接架和俯仰摆动体的一种连接结构示意图。

图8是图1中的俯仰摆动体和伸缩机构的一种内部结构剖视图。

图中序号说明：1基座、2支撑架、3升降连接架、4俯仰摆动体、5横移机构、6回转机构、7升降驱动机构、8俯仰驱动机构、9伸缩机构、10扒块臂、11行走机构、12导向轨道、13横移导向槽、14横移驱动电机、15横移主动齿轮、16行走轮、17行走驱动电机、18双输出轴减速器、19横移滑动座、20横移滚轮、21升降电动缸、22连接横轴、23横轴导向槽、24升降驱动电机、25升降架导向滚轮、26横移从动齿条、27回转轴承、28回转驱动电机、29俯仰电动缸、30俯仰驱动电机、31摆动转轴、32伸缩插接腔、33升降架导向板、34伸缩臂、35支撑辊、36伸缩导向轮、37双排链条、38链条压紧轮、39双排链链轮、40导向链轮、41伸缩从动链轮、42伸缩传动环链、43伸缩主动链轮、44伸缩驱动电机。

具体实施方式

根据图1～8详细说明本实用新型的具体结构。该多自由度扒块机包括其上设置有支撑架2的基座1，支撑架2的下部通过横移机构5与基座1的上侧相连。横移机构5包括设置在基座1座体上侧的两组对称布置的横移导向槽13，两组横移导向槽13之间滑动设置有横移滑动座19；横移滑动座19下侧的中部，设置有横移从动齿条26，且横移从动齿条26与基座1上侧中部设置的横移主动齿轮15相啮合；横移主动齿轮15的转动轴则与基座1上设置的横移驱动电机14的输出端相连。横移滑动座19上、与横移导向槽13相接触的两端侧，分别设置有若干组横移滚轮20；以利用横移滚轮20，使横移滑动座19的端侧与横移导向槽13形成滚动接触，利于横移滑动座19和支撑架2的顺畅移动。并且，通过横移驱动电机14带动横移主动齿轮15旋转，进而驱使与横移主动齿轮15相啮合的横移从动齿条26往复直线运动，从而使横移滑动座19以及其上的支撑架2，沿着基座1上的横移导向槽13、往复移动，调整扒块臂10在横向（X轴）上的工作位置。

横移机构5的横移滑动座19的上侧，通过回转机构6与其上方设置的支撑架2的下部转动相连。回转机构6包括回转轴承27，回转轴承27的固定端与其下方的横移机构5的横移滑动座19上侧相连；回转轴承27的转动端则与其上方的支撑架2的下部相连；且回转轴承27的驱动部与回转驱动电机28的输出端相连；从而通过回转驱动电机28驱动回转轴承27转动，以带动支撑架2在横移机构5上旋转，调整扒块臂10在水平面内的工作角度。基座1的下侧设置有行走机构11，行走机构11包括与导向轨道12相配合的若干组行走轮16，且行走轮16的转动轴分别通过双输出轴减速器18与行走驱动电机17的输出端相连；以通过行走驱动电机17和双输出轴减速器18，来带动基座1下侧的行走轮16旋转，进而使整个装置沿着导向轨道12移动，例如：调整扒块臂10在纵向（Y轴）上的工作位置。

基座1上的支撑架2的内部，活动设置有升降连接架3，升降连接架3与支撑架2之间设置有升降驱动机构7。升降驱动机构7包括设置在支撑架2外部两侧的升降电动缸21；两组升降电动缸21的下端分别固定在支撑架2侧部的下端，两组升降电动缸21的上端则分别设置有连接横轴22；连接横轴22分别穿过支撑架2侧壁上的横轴导向槽23，且连接横轴22的内端部与支撑架2内部活动设置的升降连接架3上端的侧部相连。升降电动缸21的驱动端通过传动机构与升降驱动电机24相连。从而，通过升降驱动电机24带动两侧的升降电动缸21同步伸缩升降，以利用升降电动缸21上端设置的连接横轴22，来同步驱动升降连接架3在支撑架2内部升降移动，调整扒块臂10（在Z轴上）的工作高度。

支撑架2与其内部的升降连接架3之间，还设置有若干组升降架导向滚轮25。升降架导向滚轮25转动设置在支撑架2两侧的侧壁上，且升降架导向滚轮25与升降连接架3外侧壁上竖向布置的升降架导向板33相配合连接；进而利用支撑架2侧壁上的升降架导向滚轮25与升降连接架3上的升降架导向板33的配合，来为升降连接架3在支撑架2内部的往复升降，进行导向。

支撑架2内部的升降连接架3上，还转动设置有俯仰摆动体4，俯仰摆动体4与升降连接架3之间设置有俯仰驱动机构8。俯仰驱动机构8包括俯仰电动缸29，俯仰电动缸29的一端与升降连接架3的上部相铰接，俯仰电动缸29的另一端则与俯仰摆动体4的上部相铰接。俯仰摆动体4通过轴套转动设置在升降连接架3内部的摆动转轴31上，且摆动转轴31的两端分别与连接横轴22的端部固定相连，即：摆动转轴31和连接横轴22为一个整体的部件（为了便于相关结构和功能的理解，分成两个部分来进行描述）。俯仰电动缸29的驱动端，与俯仰摆动体4上设置的俯仰驱动电机30相连。从而，利用俯仰驱动电机30带动俯仰电动缸29伸缩，以驱使俯仰摆动体4绕着摆动转轴31、在升降连接架3内部上下摆动，调整扒块臂10在竖直面内的倾斜角度。

转动布置在升降连接架3内部的俯仰摆动体4上，还设置有伸缩机构9。伸缩机构9包括伸缩臂34，伸缩臂34插接设置于俯仰摆动体4中部的伸缩插接腔32内，且伸缩机构9的伸缩臂34的前端，设置有用于进行扒块作业的扒块臂10。伸缩臂34的上侧，设置有沿伸缩方向布置的双排链条37，双排链条37的两端分别与伸缩臂34的前、后两端相固定连接。并且，双排链条37中部的下方设置有双排链链轮39，双排链链轮39中部转动轴的两端分别与俯仰摆动体4的侧壁转动相连。双排链链轮39的转动轴上还设置有伸缩从动链轮41，伸缩从动链轮41通过环形的伸缩传动环链42与伸缩主动链轮43相连，且伸缩主动链轮43的转动轴与俯仰摆动体4上设置的伸缩驱动电机44的输出端相连。

双排链链轮39的前后两侧、双排链条37的上方，还分别设置有导向链轮40。俯仰摆动体4的伸缩插接腔32内、伸缩臂34的下方，设置有若干组沿伸缩方向布置、用于支撑住伸缩臂34的支撑辊35；并且，伸缩臂34两侧的伸缩插接腔32内壁上，还分别设置有用于为伸缩臂34的伸缩进行导向的伸缩导向轮36。俯仰摆动体4的伸缩插接腔32的两端、双排链条37的上方，分别设置有用于压紧双排链条37的链条压紧轮38。进而通过伸缩驱动电机44带动伸缩主动链轮43旋转，并利用伸缩传动环链42带动伸缩从动链轮41旋转，以驱动与伸缩从动链轮41同轴的双排链链轮39转动，从而驱使双排链条37在导向链轮40的导向下、往复直线运动，带动伸缩臂34在俯仰摆动体4的伸缩插接腔32内伸缩移动，实现扒块臂10的扒块动作。

该多自由度扒块机使用时，首先，通过行走机构11来带动整个装置沿着导向轨道12移动。当移动到工作位置之后，再利用横移驱动电机14驱使与横移主动齿轮15相啮合的横移从动齿条26往复直线运动，以使横移滑动座19以及其上的支撑架2，沿着基座1上的横移导向槽13、往复移动，进而调整扒块臂10在横向上的工作位置。随后，通过升降驱动电机24带动两侧的升降电动缸21同步伸缩升降，驱动升降连接架3在支撑架2内部升降移动，以调整扒块臂10的工作高度。并且，利用回转驱动电机28驱动回转轴承27转动，来调整扒块臂10在水平面内的工作角度；同时，通过俯仰驱动电机30带动俯仰电动缸29伸缩，以驱使俯仰摆动体4绕着摆动转轴31上、下摆动，从而调整扒块臂10在竖直面内的倾斜角度。然后，利用伸缩驱动电机44和伸缩传动环链42，来驱动与伸缩从动链轮41同轴布置的双排链链轮39转动，进而驱使双排链条37在导向链轮40的导向下、往复直线运动，以带动伸缩臂34在俯仰摆动体4的伸缩插接腔32内伸缩移动，实现伸缩臂34前端扒块臂10的扒块动作。

Claims (10)

1.一种多自由度扒块机，包括基座（1），其特征在于：所述基座（1）上设置有支撑架（2），支撑架（2）的下部通过横移机构（5）与基座（1）的上侧相连，并且，横移机构（5）与支撑架（2）之间设置有回转机构（6）；所述支撑架（2）上活动设置有升降连接架（3），升降连接架（3）与支撑架（2）之间设置有升降驱动机构（7）；所述升降连接架（3）上还转动设置有俯仰摆动体（4），俯仰摆动体（4）与升降连接架（3）之间设置有俯仰驱动机构（8）；所述俯仰摆动体（4）上设置有伸缩机构（9），伸缩机构（9）的前端设置有扒块臂（10）；所述基座（1）的下侧设置有行走机构（11）。

2.根据权利要求1所述的多自由度扒块机，其特征在于：所述横移机构（5）包括设置在基座（1）上侧的横移导向槽（13），横移导向槽（13）内滑动设置有横移滑动座（19），且横移滑动座（19）的上侧通过回转机构（6）与支撑架（2）的下部相连；所述横移滑动座（19）的下侧设置有横移从动齿条（26），横移从动齿条（26）与基座（1）上侧设置的横移主动齿轮（15）相啮合，并且，所述横移主动齿轮（15）的转动轴与横移驱动电机（14）的输出端相连。

3.根据权利要求2所述的多自由度扒块机，其特征在于：所述横移滑动座（19）上、与横移导向槽（13）相接触的端侧，设置有若干组横移滚轮（20）。

4.根据权利要求1所述的多自由度扒块机，其特征在于：所述升降驱动机构（7）包括设置在支撑架（2）外部两侧的升降电动缸（21），升降电动缸（21）的下端分别固定在支撑架（2）下部，升降电动缸（21）的上端则设置有连接横轴（22），且所述连接横轴（22）穿过支撑架（2）侧壁上的横轴导向槽（23）, 连接横轴（22）的端部与支撑架（2）内部活动设置的升降连接架（3）相连；所述升降电动缸（21）的驱动端通过传动机构与升降驱动电机（24）相连。

5.根据权利要求4所述的多自由度扒块机，其特征在于：所述支撑架（2）与其内部的升降连接架（3）之间，还设置有若干组升降架导向滚轮（25）；升降架导向滚轮（25）转动设置在支撑架（2）的侧壁上，且所述升降架导向滚轮（25）与升降连接架（3）外侧壁上设置的升降架导向板（33）相配合连接。

6.根据权利要求1所述的多自由度扒块机，其特征在于：所述回转机构（6）包括回转轴承（27），回转轴承（27）的一端与横移机构（5）的上侧相连，回转轴承（27）的另一端则与支撑架（2）的下部相连；所述回转轴承（27）的驱动部与回转驱动电机（28）的输出端相连。

7.根据权利要求1所述的多自由度扒块机，其特征在于：所述俯仰驱动机构（8）包括俯仰电动缸（29），俯仰电动缸（29）的一端与升降连接架（3）相铰接，俯仰电动缸（29）的另一端则与俯仰摆动体（4）相铰接，且俯仰摆动体（4）通过摆动转轴（31）转动设置在升降连接架（3）的内部；所述俯仰电动缸（29）的驱动端与俯仰驱动电机（30）相连。

8.根据权利要求1所述的多自由度扒块机，其特征在于：所述伸缩机构（9）包括伸缩臂（34），伸缩臂（34）插接设置于所述俯仰摆动体（4）的伸缩插接腔（32）内，所述扒块臂（10）设置在伸缩臂（34）的前端；所述伸缩臂（34）的上侧设置有双排链条（37），双排链条（37）的两端分别与伸缩臂（34）的前后两端相固定连接，并且，所述双排链条（37）中部的下方设置有双排链链轮（39），双排链链轮（39）的转动轴上还设置有伸缩从动链轮（41），所述伸缩从动链轮（41）通过伸缩传动环链（42）与伸缩主动链轮（43）相连，且伸缩主动链轮（43）的转动轴与伸缩驱动电机（44）的输出端相连；所述双排链链轮（39）的前后两侧、双排链条（37）的上方，还分别设置有导向链轮（40）。

9.根据权利要求8所述的多自由度扒块机，其特征在于：所述伸缩插接腔（32）内、伸缩臂（34）的下方，设置有若干组沿伸缩方向布置的支撑辊（35），并且，所述伸缩臂（34）两侧的伸缩插接腔（32）内壁上还分别设置有伸缩导向轮（36），所述伸缩插接腔（32）的两端、双排链条（37）的上方，分别设置有链条压紧轮（38）。

10.根据权利要求1所述的多自由度扒块机，其特征在于：所述行走机构（11）包括与导向轨道（12）相配合的若干组行走轮（16），且所述行走轮（16）的转动轴分别通过双输出轴减速器（18）与行走驱动电机（17）的输出端相连。

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