CN109910035A - 一种薄壁筒体柔性移载机械手 - Google Patents

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李雪峰
吕洪光
刘伟连
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Abstract

本发明公开了一种薄壁筒体移载机械手，包括固定座、摆动架、旋转台、夹取机械手，所述固定座上部设置摆动减速电机，固定座下部设置摆动架，摆动减速电机通过链轮组与摆动架相连接，所述摆动架下部依次设置旋转台、夹取机械手，所述旋转台与旋转减速电机相连接，所述夹取机械手包括盘体座、气动自锁夹爪、驱动减速电机。本发明可有效解决薄壁筒体吊装移载过程中筒体多种姿态变换的问题，通过调节气动自锁夹爪的位置可适应多种直径的筒体，气动自锁夹爪在移载过程中可保持夹紧自锁状态，有效防止筒体脱落。本发明结构紧凑，设计巧妙，可靠性高，可实现筒体的自动换姿移载，降低了人力成本，提高了生产效率。

Description

一种薄壁筒体柔性移载机械手
技术领域
本发明属于筒体吊装移载机械手的技术领域，尤其涉及一种薄壁筒体柔性移载机械手的技术领域。
背景技术
薄壁筒体的加工过程需要经过卷圆、焊接、整圆、套装等多道工序，各工序之间通过吊装移载环节相衔接，公知的吊装移载方法是人工通过简易吊装夹具或者穿杆进行吊装，简易吊装夹具是将立放的筒体上边缘均布多组夹钳，使用吊装器械进行吊装移载；穿杆吊装是将筒体水平放置，将长于筒体的吊杆穿过筒体，吊杆两侧与吊装器械相连进行吊装移载，这两种吊装移载方法都需要人工参与，费时费力，并且无法满足薄壁筒体的自动焊接加工过程中筒体由水平放置自动转换至竖直移载形式送料，或者将竖直移载筒体自动转换至水平放置筒体的送料形式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄壁筒体柔性移载机械手，可有效解决薄壁筒体吊装移载过程中筒体多种姿态变换的问题，同时本发明可通过调节气动自锁夹爪的位置来适应不同直径的筒体，气动自锁夹爪在移载过程中可保持夹紧自锁状态，有效防止筒体脱落，本发明结构紧凑，设计巧妙，可靠性高，可实现筒体的自动换姿移载，降低了人力成本，提高了生产效率。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
一种薄壁筒体柔性移载机械手，包括固定座、摆动架、旋转台、夹取机械手，所述固定座上部设置摆动减速电机，固定座下部设置摆动架，摆动减速电机通过链轮组与摆动架相连接，所述摆动架下部依次设置旋转台、夹取机械手，所述旋转台与旋转减速电机相连接；所述夹取机械手包括盘体座、气动自锁夹爪、驱动减速电机，所述驱动减速电机固定在盘体座上，所述盘体座中心设置中心轴，所述驱动减速电机输出轴端设置输入锥齿轮；所述中心轴上同轴设置从动锥齿轮、下端锥齿轮，所述盘体座上沿盘体座半径均布有若干根丝杆，所述丝杆近盘体座中心的一端设置轴端锥齿轮，所述输入锥齿轮与从动锥齿轮相啮合，所述下端锥齿轮与均布的若干个轴端锥齿轮相啮合；所述丝杆上设置螺母，所述螺母与气动自锁夹爪相连接。
所述气动自锁夹爪包括撑杆、支杆、连杆、摆杆，所述支杆包括第一支杆和第二支杆，所述第一支杆一端与撑杆相连接，另一端与第二支杆相连接；所述连杆一端与压紧气缸相连接，另一端与第二支杆、摆杆共铰接，所述摆杆一端设置连接板，所述连接板下端设置压块，所述摆杆另一端与撑杆相连接。
所述撑杆一侧设置尼龙护垫。
本发明工作时，首先将本移载机械手移动到待移载的薄壁筒体的上方，然后根据待移载的薄壁筒体的筒径，调整气动自锁夹爪的位置，使得若干个气动自锁夹爪形成的夹持直径与薄壁筒体的筒径相适应。气动自锁夹爪的位置调整过程如下：驱动减速电机启动，带动设置在驱动减速电机输出轴端的输入锥齿轮转动，与之啮合的从动锥齿轮随之转动，从动锥齿轮带动中心轴转动，设置在中心轴下部的下端锥齿轮同步转动，与下端锥齿轮啮合的若干个轴端锥齿轮也随之转动，轴端锥齿轮驱动丝杆转动，设置在丝杆上的螺母带动气动自锁夹爪移动，实现气动自锁夹爪的变径调节。
当气动自锁夹爪沿丝杆移动，调整到所需夹持直径的位置时，压紧气缸压缩，压紧气缸的气缸杆带动连杆一端下移，连杆拉动摆杆、支杆移动，此时第一支杆与第二支杆连接处形成夹角，摆杆带动连接板抬升，连接板带动压块侧移，压块与撑杆脱离，外部驱动带动整个移载机械手下移，夹取机械手沿待移载的薄壁筒体的筒体壁下移，此时薄壁筒体的筒体壁位于压块与撑杆之间，撑杆一侧的尼龙护垫与待移载的薄壁筒体的内壁相贴合，当气动自锁夹爪下降到夹持位置时，压紧气缸顶升，压紧气缸的气缸杆带动连杆上移，连杆拉动摆杆、支杆移动，摆杆带动连接板下降，连接板带动压块将薄壁筒体上端夹紧，随后，外部驱动带动整个移载机械手根据设定的路径对薄壁筒体进行移载，此时气动自锁夹爪的第一支杆与第二支杆在一条直线上，将摆杆压至铰接死点位置，气动自锁夹爪处于夹紧自锁状态，可防止移载过程中薄壁筒体脱落。
当薄壁筒体在移载过程中需要从竖直状态调整到水平状态或者从水平状态调整到竖直状态时，摆动减速电机启动，通过链轮组带动摆动架转动，摆动架的摆动角度范围为00～1800。
当薄壁筒体套装过程中需要调整焊缝位置时，旋转减速电机启动，旋转台带动夹取机械手旋转，旋转台的旋转范围为00～3600。
本发明可有效解决薄壁筒体吊装移载过程中筒体多种姿态变换的问题，通过调节气动自锁夹爪的位置可适应不同直径的筒体，气动自锁夹爪在移载过程中可保持夹紧自锁状态，有效防止筒体脱落。本发明结构紧凑，设计巧妙，可靠性高，可实现筒体的自动换姿移载，降低了人力成本，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为夹取机械手的局部剖视图。
图3为夹取机械手内部齿轮传动立体图。
图4为气动自锁夹爪的剖视图。
图5为支杆示意图。
其中：1.固定座；2.摆动减速电机；3.链轮组；4.摆动架；5.旋转减速电机；6.夹取机械手；7.盘体座；8.驱动减速电机；9.输入锥齿轮；10.从动锥齿轮；11.下端锥齿轮；12.轴端锥齿轮；13.丝杆；14.螺母；16.气动自锁夹爪；17.撑杆；18.支杆；18.1.第一支杆；18.2.第二支杆；19.连杆；20.摆杆；21.连接板；22.压块；24.压紧气缸；25.尼龙护垫；30.旋转台；31.中心轴。
具体实施方式
下面根据实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
如图1所示，一种薄壁筒体柔性移载机械手，包括固定座1、摆动架4、旋转台30、夹取机械手6，所述固定座1上部设置摆动减速电机2，固定座1下部设置摆动架4，摆动减速电机2通过链轮组3与摆动架4相连接，所述摆动架4下部依次设置旋转台30、夹取机械手6，所述旋转台30与旋转减速电机5相连接。
如图1、图2、图3所示，所述夹取机械手6包括盘体座7、气动自锁夹爪16、驱动减速电机8，所述驱动减速电机8固定在盘体座7上，所述盘体座7中心设置中心轴31，所述驱动减速电机8的输出轴端设置输入锥齿轮9；所述中心轴31上同轴设置从动锥齿轮10、下端锥齿轮11，所述盘体座7上沿盘体座7半径均布有六根丝杆13，所述丝杆13近盘体座7中心的一端设置轴端锥齿轮12，所述输入锥齿轮9与从动锥齿轮10相啮合，所述下端锥齿轮11与均布的六个轴端锥齿轮12相啮合；所述丝杆13上设置螺母14，所述螺母14与气动自锁夹爪16相连接。
如图4、图5所示，所述气动自锁夹爪16包括撑杆17、支杆18、连杆19、摆杆20，所述支杆18包括第一支杆18.1和第二支杆18.2，所述第一支杆18.1一端与撑杆17相连接，另一端与第二支杆18.2相连接；所述连杆19一端与压紧气缸24相连接，另一端与第二支杆18.2、摆杆20共铰接，所述摆杆20一端设置连接板21，所述连接板21下端设置压块22，所述摆杆20另一端与撑杆17相连接，所述撑杆17一侧设置尼龙护垫25。
本发明工作时，首先将本移载机械手移动到待移载的薄壁筒体的上方，然后根据待移载的薄壁筒体的筒径，调整气动自锁夹爪16的位置，使得六个气动自锁夹爪16形成的夹持直径与薄壁筒体的筒径相适应。气动自锁夹爪16的位置调整过程如下：驱动减速电机8启动，带动设置在驱动减速电机8输出轴端的输入锥齿轮9转动，与之啮合的从动锥齿轮10随之转动，从动锥齿轮10带动中心轴31转动，设置在中心轴31下部的下端锥齿轮11同步转动，与下端锥齿轮11啮合的六个轴端锥齿轮12也随之转动，轴端锥齿轮12驱动丝杆13转动，设置在丝杆13上的螺母14带动六个气动自锁夹爪16同步移动，实现气动自锁夹爪16的变径调节。
当六个气动自锁夹爪16沿丝杆13移动，调整到所需夹持直径的位置时，压紧气缸24压缩，压紧气缸24的气缸杆带动连杆19一端下移，连杆19拉动摆杆20、支杆18移动，此时第一支杆18.1与第二支杆18.2连接处形成夹角，摆杆20带动连接板21抬升，连接板21带动压块22侧移，压块22与撑杆17脱离，外部驱动带动整个移载机械手下移，夹取机械手6沿待移载的薄壁筒体的筒体壁下移，此时薄壁筒体的筒体壁位于压块22与撑杆17之间，撑杆17一侧的尼龙护垫25与待移载的薄壁筒体的内壁相贴合，当气动自锁夹爪16下降到夹持位置时，压紧气缸24顶升，压紧气缸24的气缸杆带动连杆19上移，连杆19拉动摆杆20、支杆18移动，摆杆20带动连接板21下降，连接板21带动压块22将待移载的薄壁筒体的上端夹紧，随后，外部驱动带动整个移载机械手根据设定的路径对薄壁筒体进行移载，此时气动自锁夹爪16的第一支杆18.1与第二支杆18.2在同一条直线上，将摆杆20压至铰接死点位置，气动自锁夹爪16处于夹紧自锁状态，可防止移载过程中薄壁筒体脱落。
当薄壁筒体在移载过程中需要从竖直状态调整到水平状态或者从水平状态调整到竖直状态时，摆动减速电机2启动，通过链轮组3带动摆动架4转动，摆动架4的摆动角度范围为00～1800。
当薄壁筒体套装过程中需要调整焊缝位置时，旋转减速电机5启动，旋转台30带动夹取机械手6旋转，旋转台30的旋转范围为00～3600。
本发明可有效解决薄壁筒体吊装移载过程中筒体多种姿态变换的问题，通过调节气动自锁夹爪的位置可适应多种直径的筒体，气动自锁夹爪在移载过程中可保持夹紧自锁状态，有效防止筒体脱落。本发明结构紧凑，设计巧妙，可靠性高，可实现筒体的自动换姿移载，降低了人力成本，提高了生产效率。

Claims (3)

1.一种薄壁筒体柔性移载机械手，包括固定座（1）、摆动架（4）、旋转台（30）、夹取机械手（6），其特征在于：所述固定座（1）上部设置摆动减速电机（2），固定座（1）下部设置摆动架（4），摆动减速电机（2）通过链轮组（3）与摆动架（4）相连接，所述摆动架（4）下部依次设置旋转台（30）、夹取机械手（6），所述旋转台（30）与旋转减速电机（5）相连接；所述夹取机械手（6）包括盘体座（7）、气动自锁夹爪（16）、驱动减速电机（8），所述驱动减速电机（8）固定在盘体座（7）上，所述盘体座（7）中心设置中心轴（31），所述驱动减速电机（8）输出轴端设置输入锥齿轮（9），所述中心轴（31）上同轴设置从动锥齿轮（10）、下端锥齿轮（11），所述盘体座（7）上沿盘体座（7）半径方向均布有若干根丝杆（13），所述丝杆（13）近盘体座（7）中心的一端设置轴端锥齿轮（12），所述输入锥齿轮（9）与从动锥齿轮（10）相啮合，所述下端锥齿轮（11）与均布的若干个轴端锥齿轮（12）相啮合；所述丝杆（13）上设置螺母（14），所述螺母（14）与气动自锁夹爪（16）相连接。
2.根据权利要求1所述的薄壁筒体柔性移载机械手，其特征在于：所述气动自锁夹爪（16）包括撑杆（17）、支杆（18）、连杆（19）、摆杆（20），所述支杆（18）包括第一支杆（18.1）和第二支杆（18.2），所述第一支杆（18.1）一端与撑杆（17）相连接，另一端与第二支杆（18.2）相连接；所述连杆（19）一端与压紧气缸（24）相连接，另一端与第二支杆（18.2）、摆杆（20）共铰接；所述摆杆（20）一端设置连接板（21），所述连接板（21）下端设置压块（22），所述摆杆（20）另一端与撑杆（17）相连接。
3.根据权利要求1所述的薄壁筒体柔性移载机械手，其特征在于：所述撑杆（17）一侧设置尼龙护垫（25）。
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