CN104259619B - 一种便携式切割机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种便携式切割机械手,由吸附基座和机械臂两部分组成。吸附基座:由两块可摆动弧形磁铁构成,可以实现磁化弧面材料的吸附,进而固定切割机位置。机械臂:曲面任意轨迹的实现由三个自由度控制,其中包括机架的旋转、连接块的升降和小臂的旋转。另外,为了实现坡口切割,在小臂下面增加竖直臂和割枪的旋转自由度,这两个自由度实现了割枪的任意角度切割。本发明设计新颖,结构简单、可靠,控制简单,非常适合应用于船舶、汽车等行业的切割工作。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种切割装置,具体地说是切割机械手。
背景技术
传统的便携切割机械手,多由横纵两向移动自由度构成,为了保证加工尺寸的要求,需要横向、纵向都有较大的尺寸,占有的空间较大,工作地点的转移不方便,没有折叠结构的设计,控制起来不是特别方便。
发明内容
本发明的目的在于提供适合应用于船舶、汽车等行业的切割工作的一种便携式切割机械手。
本发明的目的是这样实现的:
本发明一种便携式切割机械手,其特征是:包括基座、机架、连接块、水平臂、竖直臂,基座下方安装可摆动的弧形磁铁,机架通过旋转轴安装在基座上,机架为中空结构,其一对相对的侧面上开有第一-第三对滑动槽,第一-第三对滑动槽里分别安装第一-第三对轴承,平行四边形固定板设置在机架的中空结构里,平行四边形上臂的一端通过第一对轴承安装在平行四边形固定板上,平行四边形下臂的一端通过第二对轴承安装在平行四边形固定板上,丝杠电机通过第三对轴承安装在平行四边形固定板上,平行四边形上臂的另一端固定在连接块上,平行四边形下臂的另一端固定在连接块上,丝杠电机连接并驱动丝杠,丝杠的端部位于连接块旁,且端部上安装限位块,平行四边形上臂、平行四边形下臂、平行四边形固定板和连接块组成平行四边形结构,平行四边形上臂上固定有螺母固定架,丝杠连接螺母,螺母与螺母固定架铰接,水平臂安装在连接块的下方,竖直臂安装在水平臂的下方,水平臂上安装竖直臂旋转电机,竖直臂旋转电机连接竖直臂,竖直臂的端部安装割枪摆动电机,割枪摆动电机连接割枪。
本发明还可以包括:
1、开有滑动槽的机架侧面旁的一个侧面为空心体,第一对滑动槽和第二对滑动槽的上端部为弧形。
2、还包括配重块,配重块连接平行四边形固定板。
本发明的优势在于:本发明采用弧形磁铁实现弧面材料的吸附,进而实现切割机的固定。平行四边形机构实现升降,五自由度机械手实现切割轨迹的控制。折叠结构由平行四边形结构和轴承轨道结构构成,共同实现设备的便携式要求。以往的便携式切割机不涉及坡口的切割功能,而此设计将坡口切割结构包括在内,丰富了便携式切割机的功能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
结合图1~2,针对目前切割机械手存在的不足,提供一种新型便携式切割机械手。弧形磁铁基座的设计解决了切割机在弧面可磁化材料上的固定问题;折叠结构的设计,解决了机械手便携式的问题。本装置由吸附基座和机械臂两部分组成,其主要组成有:弧形磁铁1,基座2,机架3,轴承4,平行四边形固定板5,配重块6,平行四边形上臂7,平行四边形下臂8,丝杠电机9,丝杠10,连接块11,水平臂12,竖直臂旋转电机13,竖直臂14,割枪摆动电机15,割枪架16,割枪17。吸附基座:由两块可摆动弧形磁铁1构成,可以实现磁化弧面材料的吸附,进而固定切割机位置。吸附基座上固定机械臂的旋转轴。机械臂:曲面任意轨迹的实现由三个自由度控制,其中包括机架3的旋转、连接块11的升降和水平臂12的旋转。机架3的旋转由固定在基座上的旋转轴控制,旋转轴上方结构与平行四边形结构相连接,平行四边形结构实现连接块11的升降,连接块上设置有水平臂旋转轴及旋转电机,这两部分共同实现了水平臂12的旋转。另外,为了实现坡口切割,在水平臂下面增加竖直臂14和割枪17两个相互垂直的旋转自由度,这两个自由度实现了割枪在指定轨迹基础上任意角度切割。
升降自由度由平行四边形机构实现,驱动方式为丝杠螺母。这种结构,升降范围与弧面切割相符,幅度较小。而且,可以保证连接块11一直处在竖直状态,便于控制。另外,在平行四边形机构中,上杆另一端布置配重块,保证了机械手运行的稳定。
割枪任意角度摆动的实现由相互垂直的两个旋转自由度保证,竖直臂14实现水平面内旋转,割枪架16实现竖直面的旋转。
本发明可以折叠,方便切割机械手工作地点的转移。折叠结构的设计如下:不工作时,水平臂12以下的部分可以绕着连接块11中的轴旋转至与平行四边形平行的位置。之后平行四边形结构中的轴承可以沿着机架3上布置的导轨先实现摆动,使平行四边形结构竖直,之后在竖直移动,使机械手部分完全移至机架的内部空间中。这样一来便实现了折叠。
结合图1,图2,整个磁铁吸附基座主要由弧形磁铁1,基座2构成,弧形磁铁可摆动,实现弧面的吸附。切割机构由平行四边形机构(其中包括5、6、7、8、9、10、11)、水平臂12和竖直臂13。折叠时,水平臂及其以下部分,旋转至与平行四边形机构平行的位置,减小水平方向所占空间。之后,三对轴承4沿着机架上的导轨先使平行四边形结构摆动到竖直方向,在沿着竖直方向的导轨移动至机架内部,减小竖直方向所占的空间。对于切割工作的实现,先利用磁铁对切割机械手进行固定,之后利用对机械手结构的控制实现切割轨迹的控制。进而实现直口和坡口的切割。
Claims (3)
1.一种便携式切割机械手,其特征是:包括基座、机架、连接块、水平臂、竖直臂,基座下方安装可摆动的弧形磁铁,机架通过旋转轴安装在基座上,机架为中空结构,其一对相对的侧面上开有第一至第三对滑动槽,第一至第三对滑动槽里分别安装第一至第三对轴承,平行四边形固定板设置在机架的中空结构里,平行四边形上臂的一端通过第一对轴承安装在平行四边形固定板上,平行四边形下臂的一端通过第二对轴承安装在平行四边形固定板上,丝杠电机通过第三对轴承安装在平行四边形固定板上,平行四边形上臂的另一端固定在连接块上,平行四边形下臂的另一端固定在连接块上,丝杠电机连接并驱动丝杠,丝杠的端部位于连接块旁,且端部上安装限位块,平行四边形上臂、平行四边形下臂、平行四边形固定板和连接块组成平行四边形结构,平行四边形上臂上固定有螺母固定架,丝杠连接螺母,螺母与螺母固定架铰接,水平臂安装在连接块的下方,竖直臂安装在水平臂的下方,水平臂上安装竖直臂旋转电机,竖直臂旋转电机连接竖直臂,竖直臂的端部安装割枪摆动电机,割枪摆动电机连接割枪。
2.根据权利要求1所述的一种便携式切割机械手,其特征是:开有滑动槽的机架侧面旁的一个侧面为空心体,第一对滑动槽和第二对滑动槽的上端部为弧形。
3.根据权利要求1或2所述的一种便携式切割机械手,其特征是:还包括配重块,配重块连接平行四边形固定板。
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