CN105525244A - 一种结构件热镀锌机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种结构件热镀锌机械手，其特征在于该机械手包括回转装置、抓取装置、自转装置和升降装置；所述回转装置下端固定在地面上，上部固定连接有三个结构相同的升降装置，相邻升降装置之间的水平夹角为120°，每个升降装置的另一端均连接有一个自转装置，自转装置的下端与抓取装置连接；所述回转装置包括机座、回转电机和回转塔体，机座下端固定在地面上，机座的上部圆周上设有齿，回转塔体套于机座上，在回转塔体的下部侧面固定有回转电机，回转电机与机座上部通过齿轮相互啮合，回转电机驱动回转塔体转动；所述升降装置包括油缸顶杆、吊臂、塔体侧耳和尾座；所述吊臂一端通过塔体侧耳与回转塔体的上部固定连接，另一端连接有尾座。

Description

一种结构件热镀锌机械手

技术领域

本发明属于热镀锌抓取设备技术领域，具体涉及一种结构件热镀锌机械手，该机械手可水平旋转、上下抓取且带动抓取物自旋转。

背景技术

热镀锌也称热浸镀锌，是钢铁构件浸入熔融的锌液中获得金属覆盖层的一种方法。随着高压输电、交通、通讯事业迅速发展，对钢铁件防护要求越来越高，高质量热镀锌产品需求量也不断增加，如螺栓、螺母镀锌。结构件热镀锌作为镀锌产品的一种也越来越受关注。

目前，热镀锌自动化，是一大趋势，自动化可以提高生产效率，减低工人劳动强度，降低成本。在结构件热镀锌自动化设备相关方面，近年也有相关专利公布，如专利号为zl200820106198.1的中国实用新型专利公开了一种“钢制紧固件自动热镀锌装置”，该装置由机械手、竖向移动装置、水平旋转装置等组成，用于螺栓、螺母、钉子等钢制紧固件镀锌，其不足之处在于镀锌装置在液态金属锌正上方，而该镀锌装置采用了多种液压等动力装置，并且大部分部件都在高温、浓烟的恶劣环境下，部件极易损坏，如油封因环境恶劣的影响需要频繁更换；甚至当套管内部轴损坏时，需要停产抢修，严重降低了生产效率，在实际工业生产中还未实际使用，使用受到限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种结构件热镀锌机械手，该机械手设置远离镀锌锅的升降装置，解决了由于升降装置部件维修更换影响生产的问题，同时采用三臂式实现镀锌三个工位的连续作业，再配合环形镀锌锅，更能充分利用时间，极大地提高了生产效率，为工厂进一步增加了经济效益。

本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是，提供一种结构件热镀锌机械手，其特征在于该机械手包括回转装置、抓取装置、自转装置和升降装置；所述回转装置下端固定在地面上，上部固定连接有三个结构相同的升降装置，相邻升降装置之间的水平夹角为120°，每个升降装置的另一端均连接有一个自转装置，自转装置的下端与抓取装置连接；

所述回转装置包括机座、回转电机和回转塔体，机座下端固定在地面上，机座的上部圆周上设有齿，回转塔体套于机座上，在回转塔体的下部侧面固定有回转电机，回转电机与机座上部通过齿轮相互啮合，回转电机驱动回转塔体转动；

所述升降装置包括油缸顶杆、吊臂、塔体侧耳和尾座；所述吊臂一端通过塔体侧耳与回转塔体的上部固定连接，另一端连接有尾座；所述油缸顶杆一端固定在吊臂上，另一端固定在回转塔体下部；通过油缸顶杆的伸缩动作带动相应的吊臂动作；

所述抓取装置包括卡爪、旋转盘、卡爪卡件和内拉杆；所述卡爪的中部通过销钉与旋转盘固定连接，卡爪的上部通过销钉与卡爪卡件固定连接，内拉杆的下部依次穿过旋转盘和卡爪卡件；

所述自转装置包括离心电机、内套管、从动轮和外套管；所述离心电机固定在尾座上，内套管套在内拉杆上部，内套管的上端与从动轮连接，下端与旋转盘的上表面连接；外套管套在内套管外，外套管的上下两端分别与从动轮和旋转盘固定连接，从动轮与离心电机通过皮带连接。

与现有技术相比，本发明机械手的升降装置远离镀锌锅的正上部，通过油缸顶杆控制相应吊臂动作，吊臂再带动抓取装置进行相应的动作，极大地减少了机械手整体的作业空间，机动性更高，且控制篮筐进行升降不再受高温、烟尘的影响，部件不易损坏，克服了因维修所导生产效率低的问题。升降装置整体为平行四边形结构，进一步保证了吊臂末端装置的稳定性，且不会发生倾斜，使抓取工件更精准。此外，该机械手采用三臂式，不会出现镀锌锅空锅等工件的状况，工件在镀锌的同时，另外两个机械臂分别抓取待镀件和放置镀后工件的操作，时间利用充分，显著提高了生产效率，同时能够满足工业生产的需求，能够进行工业化推广应用。

附图说明

图1为本发明结构件热镀锌机械手一种实施例的立体结构示意图；

图2为本发明结构件热镀锌机械手一种实施例抓取装置2和自转装置3的立体结构示意图；

图3为本发明结构件热镀锌机械手一种实施例抓取装置2和自转装置3的剖面结构示意图；

图4为本发明结构件热镀锌机械手一种实施例升降装置4的立体结构示意图；

图中，1.回转装置，2.抓取装置，3.自转装置，4.升降装置，11.机座，12.回转电机，13.回转塔体，21.卡爪，22.旋转盘，23.卡爪卡件，24.内拉杆，31.离心电机，32.内套管，33.从动轮，34.外套管，41.油缸顶杆，42.吊臂，43.塔体侧耳，44.尾座。

具体实施方式

本发明结构件热镀锌机械手(简称机械手，参见图1-4)包括回转装置1、抓取装置2、自转装置3和升降装置4；所述回转装置1下端固定在地面上，上部固定连接有三个结构相同的升降装置4，相邻升降装置4之间的水平夹角为120°，每个升降装置的另一端均连接有一个自转装置3，自转装置3的下端与抓取装置2连接；

所述回转装置1包括机座11、回转电机12和回转塔体13，机座11下端固定在地面上，机座11的上部圆周上设有齿，回转塔体13套于机座11上，在回转塔体13的下部侧面固定有回转电机12，回转电机12与机座11上部通过齿轮相互啮合，回转电机12驱动回转塔体13转动，回转装置1的动力通过回转电机12提供；

所述升降装置4(参见图4)包括油缸顶杆41、吊臂42、塔体侧耳43和尾座44；所述吊臂42一端通过塔体侧耳43与回转塔体3的上部固定连接，另一端连接有尾座44；所述油缸顶杆41一端固定在吊臂42上，另一端固定在回转塔体13下部；通过油缸顶杆41的伸缩动作带动相应的吊臂42动作；升降装置4通过油缸顶杆41提供动力；

所述抓取装置2(参见图3)包括卡爪21、旋转盘22、卡爪卡件23和内拉杆24；所述卡爪21的中部通过销钉与旋转盘22固定连接，卡爪21的上部通过销钉与卡爪卡件23固定连接，内拉杆24的下部依次穿过旋转盘22和卡爪卡件23；内拉杆24为抓取装置2提供动力；

所述自转装置3包括离心电机31、内套管32、从动轮33和外套管34；所述离心电机31固定在尾座44上，内套管32套在内拉杆24上部，内套管32的上端与从动轮33连接，下端与旋转盘22的上表面连接；外套管34套在内套管32外，外套管34的上下两端分别与从动轮33和旋转盘22固定连接，从动轮33与离心电机31通过皮带连接；自转装置3通过离心电机31提供动力。

本发明的进一步特征在于所述吊臂包括两个相同规格的方钢，且两个方钢相互平行，因此，吊臂42、塔体侧耳43和尾座44即可构成平行四边形结构，有效保证了吊臂末端部装置的稳定性，且不易发生倾斜，进而保证机械手能更准确地抓取工件。

本发明的进一步特征在于所述内拉杆24为气缸、油缸或丝杠。

本发明的进一步特征在于所述回转电机12和离心电机31均采用步进电机或伺服电机。

本发明的工作原理及使用方法是：本发明尤其适用于在环形镀锌锅中进行结构件热镀锌作业，该镀锌锅以机械手旋转轨迹设计，结构简单。在使用时，将机座11放置于环形镀锌锅的中心位置处，卡爪21在水平转动过程中，恰好能转动到环形镀锌锅的锌液正上方，回转电机12固定于回转塔体13上，回转电机12围绕机座11上部的齿轮转动，进而带动回转塔体13以及与回转塔体13相连的塔体侧耳43、吊臂42、油缸顶杆41等部件的转动，完成吊臂42水平旋转的运动；当吊臂42转动到取料工位，油缸顶杆41的出油阀打开，吊臂42靠自身重量即可满足吊臂42下摆的动作要求；卡爪21随吊臂42下摆至取料处篮筐相应的高度，油缸缸杆41的出油阀闭合，吊臂42不再继续下摆；然后，内拉杆24上提，带动卡爪卡件23实现卡爪21抓紧的动作，卡爪21“收紧”抓取篮筐；抓取篮筐后，油缸顶杆41的进油阀打开，加压提起吊臂42；然后，吊臂水平运动至镀锌锅上方(镀锌工位)；吊臂下摆，篮筐浸入锌液，待镀件热镀锌处理；待篮筐提出锌液后，离心电机31运转，带动通过皮带轮连接的从动轮33动作，进而带动内套管32内的内拉杆24旋转，最终带动卡爪21以及所抓取的篮筐按一定的转速旋转，进行离心处理；待离心完毕，吊臂42水平运动至放料工位，吊臂42下摆，内拉杆24下降，卡爪21“放松”，将篮筐放置于指定的放料位置；吊臂42提起，水平运动至取料工位。此时，完成整个运动。其中，需要特别指出，三个吊臂按顺序循环运动，当其中任意一吊臂在放料工位时，其余两个吊臂分别处于镀锌工位和放料工位，接下来，该“任意”吊臂运动至镀锌工位时，其余两个吊臂也至对应的放料工位和取料工位。

此外，本发明同样适用于现有的镀锌锅，具体使用方法是：针对现有的热镀锌工艺，需要将镀锌工位(镀锌锅)、取件工位、放件工位设置为三个工位间互成120°夹角，且三个工位都在本发明机械手的旋转轨迹上，显著提高了现有镀锌锅热镀锌的工作效率。使用现有的镀锌锅与环形镀锌锅不同的是，镀锌只能固定在一个位置，需待工件镀锌完毕方可旋转至下一工位，相比环形锌锅镀锌效率较低。

本发明中内拉杆24提供的是抓取动作的动力，离心电机31通过从动轮33、内套管34带动旋转盘22旋转，从而实现与旋转盘22相连的卡爪、以及卡爪所抓取的篮筐进行旋转，进而实现工件的离心旋转处理，在离心过程中，外套管始终不动，主要起到支撑相关部件的作用，仅内套管转动。

实施例1

本实施例结构件热镀锌机械手包括回转装置1、抓取装置2、自转装置3和升降装置4；所述回转装置1下端固定在地面上，上部固定连接有三个升降装置4，三个升降装置4之间的水平夹角为120°，每个升降装置的另一端均连接有一个自转装置3，自转装置3的下端与抓取装置2连接；

所述回转装置1包括机座11、回转电机12和回转塔体13，机座11下端固定在地面上，机座11的上部圆周上设有齿轮，回转塔体13为圆柱体结构，套于机座11上，在回转塔体13的下部侧面固定有回转电机12，回转电机12与机座11上部通过齿轮相互啮合，回转电机12驱动回转塔体13转动，回转装置1的动力通过回转电机12提供；

所述升降装置4包括油缸顶杆41、吊臂42、塔体侧耳43和尾座44；所述吊臂42一端通过塔体侧耳43与回转塔体3的上部固定连接，另一端连接有尾座44；所述油缸顶杆41一端固定在吊臂42上，另一端固定在回转塔体13下部；通过油缸顶杆41的伸缩动作带动相应的吊臂42动作；升降装置4通过油缸顶杆41提供动力；

所述抓取装置2包括卡爪21、旋转盘22、卡爪卡件23和内拉杆24；所述卡爪21的中部通过销钉与旋转盘22固定连接，卡爪21的上部通过销钉与卡爪卡件23固定连接，内拉杆24的下部依次穿过旋转盘22和卡爪卡件23；内拉杆24为抓取装置2提供动力；

所述自转装置3包括离心电机31、内套管32、从动轮33和外套管34；所述离心电机31固定在尾座44上，内套管32套在内拉杆24上部，内套管32的上端与从动轮33连接，下端与旋转盘22的上表面连接；外套管34套在内套管32外，外套管34的上下两端分别与从动轮33和旋转盘22固定连接，从动轮33与离心电机31通过皮带连接；自转装置3通过离心电机31提供动力。

离心电机31通过皮带驱动从动轮33转动，最终通过旋转盘22带动卡爪21旋转，通过油缸顶杆41的伸缩动作带动相应吊臂42动作，内拉杆24的上升或下降带动卡爪21的抓取或放下动作，本实施例中离心电机31和回转电机12均采用步进电机，内拉杆采用气缸形式。

实施例2

本实施例结构件热镀锌机械手的各部分的连接及位置关系同实施例1，不同之处在于，本实施例中离心电机31和回转电机12均采用伺服电机，内拉杆采用丝杠形式，所述吊臂包括两个相同规格的方钢，且两个方钢相互平行，吊臂42、塔体侧耳43和尾座44可构成平行四边形结构。

本发明未述及之处适用于现有技术。

特别需要指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明的教导下所作的针对本发明的等效变化，仍应包含在本发明申请权利要求所主张的范围中。

Claims (4)

1.一种结构件热镀锌机械手，其特征在于该机械手包括回转装置、抓取装置、自转装置和升降装置；所述回转装置下端固定在地面上，上部固定连接有三个结构相同的升降装置，相邻升降装置之间的水平夹角为120°，每个升降装置的另一端均连接有一个自转装置，自转装置的下端与抓取装置连接；

所述回转装置包括机座、回转电机和回转塔体，机座下端固定在地面上，机座的上部圆周上设有齿，回转塔体套于机座上，在回转塔体的下部侧面固定有回转电机，回转电机与机座上部通过齿轮相互啮合，回转电机驱动回转塔体转动；

所述升降装置包括油缸顶杆、吊臂、塔体侧耳和尾座；所述吊臂一端通过塔体侧耳与回转塔体的上部固定连接，另一端连接有尾座；所述油缸顶杆一端固定在吊臂上，另一端固定在回转塔体下部；通过油缸顶杆的伸缩动作带动相应的吊臂动作；

所述抓取装置包括卡爪、旋转盘、卡爪卡件和内拉杆；所述卡爪的中部通过销钉与旋转盘固定连接，卡爪的上部通过销钉与卡爪卡件固定连接，内拉杆的下部依次穿过旋转盘和卡爪卡件；

所述自转装置包括离心电机、内套管、从动轮和外套管；所述离心电机固定在尾座上，内套管套在内拉杆上部，内套管的上端与从动轮连接，下端与旋转盘的上表面连接；外套管套在内套管外，外套管的上下两端分别与从动轮和旋转盘固定连接，从动轮与离心电机通过皮带连接。

2.根据权利要求1所述的结构件热镀锌机械手，其特征在于所述吊臂包括两个相同规格的方钢，且两个方钢相互平行。

3.根据权利要求1所述的结构件热镀锌机械手，其特征在于所述内拉杆为气缸、油缸或丝杠。

4.根据权利要求1所述的结构件热镀锌机械手，其特征在于所述回转电机和离心电机均采用步进电机或伺服电机。