CN104259619B - 一种便携式切割机械手 - Google Patents

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

一种便携式切割机械手

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。