CN219791630U - 转运机械手 - Google Patents

Abstract

本申请提供转运机械手，包括横移装置、纵移装置、升降装置、水平旋转装置、卡紧装置和翻转装置，其中，横移装置布置在支撑装置上，纵移装置布置在横移装置上，竖直升降装置分别与纵移装置连接和水平旋转装置连接，卡紧装置分别与水平旋转装置和翻转装置连接。本申请采用横移装置、纵移装置和升降装置三轴联动，采用水平旋转装置实现360度自由转动及定位精度，采用翻转装置和卡紧装置的配合，可以实现机车车轮在加修转运过程中的自动化，可以自动地完成各个加修工位之间的转运及存放，从而降低工人的劳动强度、消除安全隐患，提高转运效率，改善操作者的职业健康状况，提高整个铁路机车轮毂及整体轮加修作业的规范性。

Description

转运机械手

技术领域

本实用新型涉及铁路机车车轮加修生产工艺技术领域，具体涉及一种转运机械手。

背景技术

长期以来，国能铁路装备公司沧州分公司和国内其它铁路机车检修单位对铁路直流、交流机车车轮上下机床加工的作业都是采用人工操作悬臂吊进行上下料及工序之间的转运，操作者需要操作钩子先将工件勾住，然后操作悬臂吊将工件吊起，人工扶着工件将其放入机床。

人工操作挂钩及吊运，操作者作业时需每件反复挂钩、吊运、摘钩，工作强度较大，并且人工操作的悬臂吊吊运都是通过钢丝绳吊运，吊运上料及转运都需要人工扶着工件进行作业，不同工件的调运还需要人工将钩子更换，这样操作安全性极差，而且工作效率低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种转运机械手，可以实现机车车轮在加修转运过程中的自动化，降低工人的劳动强度、消除安全隐患，提高转运效率，改善操作者的健康状况。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种转运机械手，包括横移装置、纵移装置、升降装置、水平旋转装置、卡紧装置和翻转装置，其中，横移装置布置在支撑装置上，纵移装置布置在横移装置上，升降装置分别与纵移装置连接和水平旋转装置连接，卡紧装置分别与水平旋转装置和翻转装置连接。

根据本实用新型的转运机械手，采用横移装置、纵移装置和升降装置三轴联动，采用水平旋转装置实现360度自由转动及定位精度，采用翻转装置和卡紧装置的配合，可以实现机车车轮在加修转运过程中的自动化，可以自动地完成各个加修工位之间的转运及存放，从而降低工人的劳动强度、消除安全隐患，提高转运效率，改善操作者的职业健康状况，提高整个铁路机车车轮加修作业的规范性，从而可以提高整体加修的生产效率，避免人工作业产生的安全隐患。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本实用新型的智能转运机械手，在一个优选的实施方式中，横移装置包括承载行走机构、第一走行驱动系统和横移轨道，其中，支撑装置的顶部对称设置有横移轨道，承载行走机构与横移轨道滑动连接，第一走行驱动系统布置在横移轨道上且能够驱动承载行走机构沿横移轨道移动。

进一步地，在一个优选的实施方式中，第一走行驱动系统包括至少两组且分别布置在横移轨道上。

具体地，在一个优选的实施方式中，承载行走机构包括行走轮和导向轮。

具体地，横移装置主要采用四个行走轮及四组导向轮组成，行走轮主要作为承载行走机构，四组导向轮主要作为行走时的导向使用，并且导向轮可以进行间隙调整防止走行过程中出现卡死的现象，横移装置的走行驱动系统采用伺服电机配行星减速机带动齿轮驱动，在横移轨道上安装有精密齿条，齿轮与齿条之间的配合有可调装置，齿轮安装在电机轴上，电机安装座采用长孔固定设计，通过侧面螺栓顶住电机座，通过调节侧面螺栓可以调节电机座的移动，通过调整螺栓可以形成齿轮与齿条的无间隙配合。而且伺服电机配精密行星减速机的驱动系统可以达到0.2mm的控制定位精度，并且根据检修工艺范围的不同，横移装置的跨度也不同，横移装置均采用双位置双动力驱动，通过控制两台伺服电机的同步性达到横移装置的行走定位精度。

进一步地，在一个优选的实施方式中，横移装置上设置有纵移轨道，纵移装置包括布置在纵移轨道上的第一直线滑轨滑块机构和第二走行驱动系统，第二走行驱动系统能够驱动第一直线滑轨滑块机构沿纵移轨道移动。

具体地，转运机械手的纵移装置采用直线滑轨滑块进行承载导向，纵移装置的走行驱动系统采用伺服电机配行星减速机带动齿轮驱动，在纵移轨道上安装有精密齿条，齿轮与齿条之间的配合有可调装置，可以形成无间隙配合，而且伺服电机配精密行星减速机的驱动系统可以达到0.2mm的控制定位精度。

具体地，在一个优选的实施方式中，升降装置包括升降导向滑轨滑块机构和升降驱动系统，升降导向滑轨滑块机构和升降驱动系统设置在框架结构内，框架结构与纵移装置连接，框架结构内设置有升降主体，升降主体上设置有斜齿条，升降驱动系统采用电机配合减速机驱动斜齿轮，斜齿轮与斜齿条互相啮合。

进一步地，在一个优选的实施方式中，升降主体的侧部设置有与框架结构连接的升降前压轮。

由于齿轮带动升降主体升降时会产生垂直向前的分力，这样会增大滑轨滑块所受的弯矩，通过前压轮可以抵消掉升降齿轮带来的分力，并且减少滑轨滑块所受的侧向弯矩。具体地，转运机械手的升降装置主要采用直线滑轨滑块进行承载导向，升降装置的升降驱动系统采用伺服电机配行星减速机带动斜齿轮驱动，在升降主体上安装有精密斜齿条，斜齿轮与斜齿条之间的配合有可调装置，并且斜齿轮与斜齿条的传动更加平稳，承载能力更强，可以形成无间隙配合，而且伺服电机配精密行星减速机的驱动系统可以达到0.1mm的控制定位精度。

具体地，在一个优选的实施方式中，水平旋转装置包括回转支撑结构和旋转驱动机构，其中，旋转驱动机构采用电机及减速机驱动齿轮围绕回转支撑结构上的固定齿进行旋转。

具体地，水平旋转装置主要采用回转支撑进行旋转承载，旋转驱动主要采用伺服电机及行星减速机驱动齿轮围绕回转支撑上的固定齿进行旋转，水平旋转运动可以配合机车轮毂及整体轮检修工艺中不同检修设备的空间避让，并且水平旋转运动可以方便地在检修缓存架上进行抓取工件，让机械手更加的自动化。

具体地，在一个优选的实施方式中，卡紧装置包括夹臂和驱动系统，其中，夹臂相对布置在水平旋转装置侧部，且呈倾斜向下的方式布置，水平旋转装置上设置有与夹臂形成配合的第二直线滑轨滑块机构，驱动系统驱动夹臂沿第二直线滑轨滑块机构朝相对或相互背离的方向移动。

具体地，在一个优选的实施方式中，翻转装置包括翻转卡爪和翻转动力机构，其中，翻转卡爪通过翻转旋转轴和轴承布置在夹臂上靠近低端内侧的位置，布置在夹臂上的翻转动力机构通过互相啮合的齿形链轮和齿形链与翻转旋转轴连接从而驱动翻转卡爪翻转。

具体地，根据机车轮毂及整体轮的外形和检修工艺中不同的检修设备要求，卡紧装置采用倾斜悬臂式结构，驱动系统通过伺服电机及行星减速机驱动丝杠完成，丝杠采用双向左右旋丝杠，通过丝杠的旋转带动丝母运动，再通过丝母带动两侧的夹臂进行对称运动完成工件的夹紧及松开动作，卡紧动作主要采用直线滑轨滑块进行导向，并且通过滑轨滑块承载其所有的弯矩。翻转装置主要是为了适应机车轮毂及整体轮在机床加工过程中需要翻转加工而设置，主要采用齿形链及齿形链轮完成，翻转动力采用伺服电机及行星减速机进行驱动，行星减速机的输出端设置有齿形链轮，齿形链套设在翻转旋转轴的端部并且与齿形链轮啮合从而能够驱动翻转卡爪翻转，并且在两侧的夹臂上都安装有翻转驱动伺服电机。

相比现有技术，本实用新型的优点在于：采用横移装置、纵移装置和升降装置三轴联动，采用水平旋转装置实现360度自由转动及定位精度，采用翻转装置和卡紧装置的配合，可以实现机车车轮在加修转运过程中的自动化，可以自动地完成各个加修工位之间的转运及存放，从而降低工人的劳动强度、消除安全隐患，提高转运效率，改善操作者的职业健康状况，提高整个铁路机车车轮加修作业的规范性，从而可以提高整体加修的生产效率，避免人工作业产生的安全隐患。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本实用新型实施例的转运机械手的主视结构；

图2示意性显示了图1的P向视图；

图3示意性显示了本实用新型实施例的横移装置的俯视结构；

图4示意性显示了本实用新型实施例的纵移装置的侧视结构；

图5示意性显示了本实用新型实施例的升降装置的侧视结构；

图6示意性显示了本实用新型实施例的水平旋转装置的整体结构；

图7示意性显示了本实用新型实施例的卡紧装置及翻转装置的整体结构；

图8示意性显示了本实用新型实施例的转运机械手的整体结构；

图9示意性显示了本实用新型实施例的卡紧装置及翻转装置的内部结构。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

图1示意性显示了本实用新型实施例的转运机械手100的主视结构。图2示意性显示了图1的P向视图。图3示意性显示了本实用新型实施例的横移装置10的俯视结构。图4示意性显示了本实用新型实施例的纵移装置20的侧视结构。图5示意性显示了本实用新型实施例的升降装置30的侧视结构。图6示意性显示了本实用新型实施例的水平旋转装置40的整体结构。图7示意性显示了本实用新型实施例的卡紧装置50及翻转装置60的整体结构。图8示意性显示了本实用新型实施例的转运机械手100的整体结构。图9示意性显示了本实用新型实施例的卡紧装置50及翻转装置60的内部结构。

如图1、图2和图8所示，本实用新型实施例的转运机械手100，包括横移装置10、纵移装置20、升降装置30、水平旋转装置40、卡紧装置50和翻转装置60，其中，横移装置10布置在支撑装置70上，纵移装置20布置在横移装置10上，升降装置30分别与纵移装置20连接和水平旋转装置40连接，卡紧装置50分别与水平旋转装置40和翻转装置76连接。

根据本实用新型实施例的转运机械手，采用横移装置、纵移装置和升降装置三轴联动，采用水平旋转装置实现360度自由转动及定位精度，采用翻转装置和卡紧装置的配合，可以实现机车车轮在加修转运过程中的自动化，可以自动地完成各个加修工位之间的转运及存放，从而降低工人的劳动强度、消除安全隐患，提高转运效率，改善操作者的职业健康状况，提高整个铁路机车车轮加修作业的规范性，从而可以提高整体加修的生产效率，避免人工作业产生的安全隐患。

如图3所示，具体地，在本实施例中，横移装置10包括承载行走机构11、第一走行驱动系统12和横移轨道13，其中，支撑装置70的顶部对称设置有横移轨道13，承载行走机构11与横移轨道13滑动连接，第一走行驱动系统12布置在横移轨道13上且能够驱动承载行走机构11沿横移轨道13移动。进一步地，在本实施例中，第一走行驱动系统12包括至少两组且分别布置在横移轨道13上。具体地，在本实施例中，承载行走机构11包括行走轮111和导向轮112。优选地，在本实施例中，支撑装置70采用对称布置的立柱结构，占地面积小，结构简单且稳定可靠，易于布置安装，能够极大程度上减少对转运机械手工作过程的影响。

如图4所示，具体地，横移装置10主要采用四个行走轮111及四组导向轮112组成，行走轮111主要作为承载行走机构，四组导向轮112主要作为行走时的导向使用，并且导向轮112可以进行间隙调整防止走行过程中出现卡死的现象，横移装置的走行驱动系统12采用伺服电机121配行星减速机带动齿轮驱动，在横移轨道13上安装有精密齿条，齿轮与齿条之间的配合有可调装置，可以形成无间隙配合，齿轮安装在电机轴上，电机安装座采用长孔固定设计，通过侧面螺栓101顶住电机座，通过调节侧面螺栓101可以调节电机座的移动，从而通过调整侧面螺栓101可以形成齿轮与齿条的无间隙配合。而且伺服电机121配精密行星减速机的驱动系统可以达到0.2mm的控制定位精度，并且根据检修工艺范围的不同，横移装置10的跨度也不同，横移装置10均采用双位置双动力驱动，通过控制两台伺服电机121的同步性达到横移装置10的行走定位精度。

如图1、如图4和图8所示，具体地，在本实施例中，横移装置10上设置有纵移轨道21，纵移装置20包括布置在纵移轨道21上的第一直线滑轨滑块机构22和第二走行驱动系统23，第二走行驱动系统23能够驱动第一直线滑轨滑块机构22沿纵移轨道21移动。具体地，转运机械手的纵移装置20采用直线滑轨滑块进行承载导向，纵移装置20的走行驱动系统采用伺服电机231配行星减速机带动齿轮驱动，在纵移轨道21上安装有精密齿条，齿轮与齿条之间的配合有可调装置，可以形成无间隙配合，而且伺服电机配精密行星减速机的驱动系统可以达到0.2mm的控制定位精度。

如图5所示，具体地，在本实施例中，升降装置30包括升降导向滑轨滑块机构31和升降驱动系统32，升降导向滑轨滑块机构31和升降驱动系统32设置在框架结构33内，框架结构33与纵移装置20连接，框架结构33内设置有升降主体34，升降主体34上设置有斜齿条321，升降驱动系统32采用电机322配合减速机驱动斜齿轮，斜齿轮与斜齿条321互相啮合。进一步地，在本实施例中，升降主体34的侧部设置有与框架结构33连接的升降前压轮35。

由于齿轮带动升降主体升降时会产生垂直向前的分力，这样会增大滑轨滑块所受的弯矩，通过前压轮可以抵消掉升降齿轮带来的分力，并且减少滑轨滑块所受的侧向弯矩。具体地，转运机械手的升降装置主要采用直线滑轨滑块进行承载导向，升降装置的升降驱动系统采用伺服电机配行星减速机带动斜齿轮驱动，在升降主体上安装有精密斜齿条，斜齿轮与斜齿条之间的配合同样设置有可调装置，斜齿轮安装在电机轴上，电机安装座采用长孔固定设计，通过侧面螺栓101顶住电机座，通过调节侧面螺栓101可以调节电机座的移动，从而通过调整侧面螺栓101可以形成斜齿轮与斜齿条的无间隙配合，并且斜齿轮与斜齿条的传动更加平稳，承载能力更强，可以形成无间隙配合，而且伺服电机配精密行星减速机的驱动系统可以达到0.1mm的控制定位精度。

如图6所示，具体地，在本实施例中，水平旋转装置40包括回转支撑结构41和旋转驱动机构42，其中，旋转驱动机构42采用电机421及减速机驱动齿轮围绕回转支撑结构41上的固定齿进行旋转。具体地，水平旋转装置主要采用回转支撑进行旋转承载，旋转驱动主要采用伺服电机及行星减速机驱动齿轮围绕回转支撑上的固定齿进行旋转，水平旋转运动可以配合机车轮毂及整体轮检修工艺中不同检修设备的空间避让，并且水平旋转运动可以方便地在检修缓存架上进行抓取工件，让机械手更加的自动化。

如图7所示，具体地，在本实施例中，卡紧装置50包括夹臂51和驱动系统52，其中，夹臂51相对布置在水平旋转装置40侧部，且呈倾斜向下的方式布置，水平旋转装置40上设置有与夹臂51形成配合的第二直线滑轨滑块机构53，驱动系统52驱动夹臂51沿第二直线滑轨滑块机构53沿相对或相互背离的方向移动。具体地，在本实施例中，翻转装置60包括翻转卡爪61和翻转动力机构62，其中，翻转卡爪61通过翻转旋转轴63和轴承布置在夹臂51上靠近低端内侧的位置，布置在夹臂51上的翻转动力机构62通过互相啮合的齿形链轮和齿形链64与翻转旋转轴63连接从而驱动翻转卡爪61翻转。

具体地，根据机车轮毂及整体轮的外形和检修工艺中不同的检修设备要求，卡紧装置采用倾斜悬臂式结构，驱动系统52通过伺服电机521及行星减速机驱动丝杠完成，丝杠采用双向左右旋丝杠，通过丝杠的旋转带动丝母运动，再通过丝母带动两侧的夹臂进行对称运动完成工件的夹紧及松开动作，卡紧动作主要采用直线滑轨滑块进行导向，并且通过滑轨滑块承载其所有的弯矩。如图9所示，翻转装置60主要是为了适应机车轮毂及整体轮在机床加工过程中需要翻转加工而设置，主要采用齿形链及齿形链轮完成，翻转动力采用翻转伺服电机621及行星减速机进行驱动，行星减速机的输出端设置有齿形链轮，齿形链64套设在翻转旋转轴63的端部并且与齿形链轮啮合从而能够驱动翻转卡爪61翻转，并且在两侧的夹臂51上都安装有翻转驱动伺服电机621。翻转动力采用伺服电机及行星减速机进行驱动，并且在两侧的夹臂上都安装有翻转驱动伺服电机。

根据上述实施例，可见，本实用新型涉及的转运机械手，采用横移装置、纵移装置和升降装置三轴联动，采用水平旋转装置实现360度自由转动及定位精度，采用翻转装置和卡紧装置的配合，可以实现机车车轮在加修转运过程中的自动化，可以自动地完成各个加修工位之间的转运及存放，从而降低工人的劳动强度、消除安全隐患，提高转运效率，改善操作者的职业健康状况，提高整个铁路机车轮毂及整体轮加修作业的规范性，从而可以提高整体加修的生产效率，避免人工作业产生的安全隐患。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种转运机械手，其特征在于，包括横移装置、纵移装置、升降装置、水平旋转装置、卡紧装置和翻转装置；其中，

所述横移装置布置在支撑装置上，所述纵移装置布置在所述横移装置上，所述升降装置分别与所述纵移装置连接和所述水平旋转装置连接；

所述卡紧装置分别与所述水平旋转装置和所述翻转装置连接；

所述水平旋转装置可实现360度自由旋转；

所述升降装置包括升降导向滑轨滑块机构和升降驱动系统；

所述升降导向滑轨滑块机构和所述升降驱动系统设置在框架结构内，所述框架结构与所述纵移装置连接；

所述框架结构内设置有升降主体，所述升降主体上设置有斜齿条，所述升降驱动系统采用电机配合减速机驱动斜齿轮，所述斜齿轮与所述斜齿条互相啮合；

所述升降主体的侧部设置有与所述框架结构连接的升降前压轮。

2.根据权利要求1所述的转运机械手，其特征在于，所述横移装置包括承载行走机构、第一走行驱动系统和横移轨道；其中，

所述支撑装置的顶部对称设置有横移轨道，所述承载行走机构与所述横移轨道滑动连接，所述第一走行驱动系统布置在所述横移轨道上且能够驱动所述承载行走机构沿所述横移轨道移动。

3.根据权利要求2所述的转运机械手，其特征在于，所述第一走行驱动系统包括至少两组且分别布置在所述横移轨道上。

4.根据权利要求2或3所述的转运机械手，其特征在于，所述承载行走机构包括行走轮和导向轮。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的转运机械手，其特征在于，所示横移装置上设置有纵移轨道，所述纵移装置包括布置在所述纵移轨道上的第一直线滑轨滑块机构和第二走行驱动系统；

所述第二走行驱动系统能够驱动所述第一直线滑轨滑块机构沿所述纵移轨道移动。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的转运机械手，其特征在于，所述水平旋转装置包括回转支撑结构和旋转驱动机构；其中，

所述旋转驱动机构采用电机及减速机驱动齿轮围绕所述回转支撑结构上的固定齿进行旋转。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的转运机械手，其特征在于，所述卡紧装置包括夹臂和驱动系统；其中，

所述夹臂相对布置在所述水平旋转装置的其中一侧，且呈倾斜向下的方式布置，所述水平旋转装置上设置有与所述夹臂形成配合的第二直线滑轨滑块机构；

所述驱动系统布置在所述水平旋转装置的另一侧，所述驱动系统驱动所述夹臂沿所述第二直线滑轨滑块机构朝相对或相互背离的方向移动。

8.根据权利要求7所述的转运机械手，其特征在于，所述翻转装置包括翻转卡爪和翻转动力机构；其中，

所述翻转卡爪通过翻转旋转轴和轴承布置在所述夹臂上靠近低端内侧的位置；

布置再所述夹臂上的所述翻转动力机构通过互相啮合的齿形链轮和齿形链与所述翻转旋转轴连接从而驱动所述翻转卡爪翻转。