CN115477227A - 一种龙门架吊装抓取工业机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种龙门架吊装抓取工业机器人，包括轨道、支撑腿、支撑横梁、活动架、固定套筒、升降杆、电机Ⅰ、翻转装置、抓取装置、支撑座、滚轮、电机Ⅱ、齿条Ⅰ、电机Ⅲ、固定圆盘、电机Ⅳ、电动伸缩杆Ⅰ、固定圆环,支撑腿下放设有支撑座，支撑座底部设有两组滚轮，滚轮啮合放置在轨道上，其中一组滚轮一侧所设皮带轮通过皮带与电机Ⅱ输出端所设皮带轮啮合连接，电机Ⅱ固定安装在支撑座上。本发明通过设置翻转装置，可带动抓取装置进行圆周运动，以此适应不同环境下的夹持翻转工作，同时在抓取装置中设置多组辅助臂，能够有效的对具有弧面的坯料进行夹持操作，同时设置可旋转的吹扫管，满足氧化皮的多角度吹扫清理操作。
Description
技术领域
本发明属于吊装抓取技术领域，特别涉及一种龙门架吊装抓取工业机器人。
背景技术
目前，在机械锻造车间，需要运用吊装工具将坯料在加热炉中夹出，并转移到锻造台上进行锤压等加工，现有的抓取夹持装置在使用过程中出现以下问题：1)现有的夹持装置翻转角度受限，无法对锻造台上的坯料进行翻面等操作，需要人工进行辅助，存在较大安全隐患；2)现有的抓取夹持装置对不同尺寸、不同形状的坯料夹持效果不佳，尤其对圆柱体等带有弧面的坯料夹持效果较差，极易脱落造成危险；3)现有的抓取夹持装置仅设置夹持机构，对锻造过程中产生的氧化皮无法进行有效清扫，尤其无法对坯料底部的氧化皮进行有效清理，需要额外设置清扫机构或进行人工辅助，又对占地面积以及生产成本有一定要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中不足，提供一种龙门架吊装抓取工业机器人，通过设置翻转装置，可带动抓取装置进行圆周运动，以此适应不同环境下的夹持翻转工作，同时在抓取装置中设置多组辅助臂，能够有效的对具有弧面的坯料进行夹持操作，同时设置可旋转的吹扫管，满足氧化皮的多角度吹扫清理操作。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种龙门架吊装抓取工业机器人，包括轨道、支撑腿、支撑横梁、活动架、固定套筒、升降杆、电机Ⅰ、翻转装置、抓取装置、支撑座、滚轮、电机Ⅱ、齿条Ⅰ、电机Ⅲ、固定圆盘、电机Ⅳ、电动伸缩杆Ⅰ、固定圆环,所述支撑腿下放设有支撑座，支撑座底部设有两组滚轮，滚轮啮合放置在轨道上，其中一组滚轮一侧所设皮带轮通过皮带与电机Ⅱ输出端所设皮带轮啮合连接，电机Ⅱ固定安装在支撑座上，支撑腿上方设有支撑横梁，支撑横梁上固定安装有齿条Ⅰ，支撑横梁上活动安装有活动架，活动架上所设齿轮与齿条Ⅰ啮合安装，活动架上其中一组齿轮与电机Ⅲ输出端所设齿轮啮合连接，电机Ⅲ通过齿轮啮合传动带动活动架沿齿条Ⅰ移动；活动架下方设有固定圆盘，固定圆盘一侧设有电机Ⅳ，电机Ⅳ固定安装在活动架上，固定圆盘内活动安装有固定套筒一端，固定套筒一端所设齿轮与电机Ⅳ输出端所设齿轮啮合连接，固定套筒内活动安装有升降杆，固定套筒底部固定安装有电动伸缩杆Ⅰ一端，电动伸缩杆Ⅰ另一端连接升降杆上方，升降杆下方设有固定圆环，固定圆环上安装有电机Ⅰ，固定圆环内部活动安装有翻转装置，翻转装置一端设有抓取装置。
所述翻转装置包括安装座、外齿圈、电动伸缩杆Ⅱ、齿条Ⅱ，安装座活动安装在固定圆环上，两组固定圆环之间设有外齿圈，外齿圈固定安装在安装座上，安装座内部活动安装有齿条Ⅱ，齿条Ⅱ一端固定连接电动伸缩杆Ⅱ一端，电动伸缩杆Ⅱ另一端固定安装在安装座上。
所述抓取装置包括旋转臂、电机Ⅴ、螺杆、导向杆Ⅰ、夹持臂，旋转臂一端活动安装在安装座内，旋转臂一端所设齿轮与安装座内部所设齿条Ⅱ啮合安装，旋转臂内部设有两组相同螺杆，螺杆一端活动安装在旋转臂内部，另一端所设齿轮与电机Ⅴ输出端所设齿轮啮合连接，电机Ⅴ固定安装在旋转臂上，螺杆一侧设有导向杆Ⅰ，螺杆与导向杆Ⅰ上啮合活动安装有夹持臂，同时夹持臂活动安装在旋转臂内。
所述夹持臂一侧设有电动伸缩杆Ⅲ、电动伸缩杆Ⅳ、电动伸缩杆Ⅴ、电机Ⅴ，电动伸缩杆Ⅲ与电动伸缩杆Ⅳ一端固定安装在夹持臂上，另一端分别固定连接齿条Ⅲ与齿条Ⅳ，齿条Ⅲ与上辅助臂一端所设齿牙啮合连接，齿条Ⅳ与下辅助臂一端所设齿牙啮合连接，上辅助臂与下辅助臂活动安装在夹持臂一端，电动伸缩杆Ⅴ一端固定安装在夹持臂上，另一端固定安装有楔形块，楔形块活动安装在导向块内，电机Ⅴ输出端设有主轴，主轴一端设有蜗杆，蜗杆一侧啮合安装有蜗轮，蜗轮活动安装在夹持臂上，蜗轮上方固定安装有花键，花键外部套设有支撑杆，支撑杆顶部设有固定套筒，固定套筒内安装有吹扫管，吹扫管上设有上下两排出气口，支撑杆外侧固定安装有外凸圆，外凸圆活动安装在升降座上，升降座活动安装在导向杆Ⅱ上，导向杆Ⅱ固定安装在夹持臂一侧，升降座底部所设开槽与楔形块顶部所设开槽啮合安装，能够防止在翻转时脱离。
优选的，所述齿条Ⅱ、齿条Ⅲ、齿条Ⅳ侧面开设有导向槽，分别与安装座、夹持臂一侧啮合安装，保证齿条的直线运动。
优选的，所述夹持臂内侧设有若干交错分布的防滑凸点，在夹持物体时起到防滑的作用。
优选的，所述上辅助臂与下辅助臂内侧设有若干倾斜防滑凸条，对向设置的上辅助臂与下辅助臂上所设防滑凸条安装方向相反。
优选的，所述上辅助臂由直线段与弧形段构成，能够进一步适应多种工件的夹持工作。
本发明与现有技术相比较有益效果表现在：
1)通过设置翻转装置，能够带动抓取装置旋转，大大增大了抓取装置的翻转角度，使抓取装置能够满足各种角度的坯料抓取操作，同时能够对锻造台上的坯料进行翻转等操作，降低工人工作强度；
2)在对坯料夹持的过程中，通过在夹持臂末端增设上辅助臂与下辅助臂，可单独调节上辅助臂与下辅助臂，以此满足多种规格尺寸坯料的夹持工作，并且在夹持臂以及上辅助臂与下辅助臂均设有交错分布的防滑点与防滑条，进一步防止坯料滑落；
3)通过在夹持臂上设置可调节高度与角度的吹扫管，吹扫管上设有上下两排出气口，对锤压过程中产生的氧化皮等碎屑进行吹扫操作，同时可配合翻转装置，对坯料底部也可进行有效的清扫。
附图说明
附图1是本发明一种龙门架吊装抓取工业机器人结构示意图；
附图2是本发明一种龙门架吊装抓取工业机器人侧面结构示意图；
附图3是固定圆盘内部结构示意图；
附图4是升降杆结构示意图；
附图5是安装座内部结构示意图；
附图6是抓取装置结构示意图；
附图7是夹持臂侧面结构示意图；
附图8是夹持臂内部结构示意图；
附图9是导向块结构示意图；
附图10是附图6中A处局部放大图；
附图11是电机Ⅲ结构示意图；
图中：10、轨道；11、支撑腿；12、支撑横梁；13、活动架；14、固定套筒；15、升降杆；16、电机Ⅰ；17、翻转装置；18、抓取装置；111、支撑座；112、滚轮；113、电机Ⅱ；121、齿条Ⅰ；131、电机Ⅲ；132、固定圆盘；133、电机Ⅳ；141、电动伸缩杆Ⅰ；151、固定圆环；171、安装座；1711、外齿圈；172、电动伸缩杆Ⅱ；173、齿条Ⅱ；181、旋转臂；1811、电机Ⅴ；1812、螺杆；1813、导向杆Ⅰ；182、夹持臂；183、电动伸缩杆Ⅲ；1831、齿条Ⅲ；1832、上辅助臂；184、电动伸缩杆Ⅳ；1841、齿条Ⅳ；1842、下辅助臂；185、电动伸缩杆Ⅴ；1851、楔形块；1852、导向块；186、电机Ⅴ；1861、主轴；1862、蜗杆；1863、蜗轮；187、吹扫管；1871、固定套筒；1872、支撑杆；1873、外凸圆；1874、花键；1875、升降座；1876、导向杆Ⅱ。
具体实施方式
为方便本技术领域人员的理解，下面结合附图1-11，对本发明的技术方案进一步具体说明。
一种龙门架吊装抓取工业机器人，包括轨道10、支撑腿11、支撑横梁12、活动架13、固定套筒14、升降杆15、电机Ⅰ16、翻转装置17、抓取装置18、支撑座111、滚轮112、电机Ⅱ113、齿条Ⅰ121、电机Ⅲ131、固定圆盘132、电机Ⅳ133、电动伸缩杆Ⅰ141、固定圆环151,所述支撑腿11下放设有支撑座111，支撑座111底部设有两组滚轮112，滚轮112啮合放置在轨道10上，其中一组滚轮112一侧所设皮带轮通过皮带与电机Ⅱ113输出端所设皮带轮啮合连接，电机Ⅱ113固定安装在支撑座111上，支撑腿11上方设有支撑横梁12，支撑横梁12上固定安装有齿条Ⅰ121，支撑横梁12上活动安装有活动架13，活动架13上所设齿轮与齿条Ⅰ121啮合安装，活动架13上其中一组齿轮与电机Ⅲ131输出端所设齿轮啮合连接，电机Ⅲ131通过齿轮啮合传动带动活动架13沿齿条Ⅰ121移动；活动架13下方设有固定圆盘132，固定圆盘132一侧设有电机Ⅳ133，电机Ⅳ133固定安装在活动架13上，固定圆盘132内活动安装有固定套筒14一端，固定套筒14一端所设齿轮与电机Ⅳ133输出端所设齿轮啮合连接，固定套筒14内活动安装有升降杆15，固定套筒14底部固定安装有电动伸缩杆Ⅰ141一端，电动伸缩杆Ⅰ141另一端连接升降杆15上方，升降杆15下方设有固定圆环151，固定圆环151上安装有电机Ⅰ16，固定圆环151内部活动安装有翻转装置17，翻转装置17一端设有抓取装置18。
所述翻转装置17包括安装座171、外齿圈1711、电动伸缩杆Ⅱ172、齿条Ⅱ173，安装座171活动安装在固定圆环151上，两组固定圆环151之间设有外齿圈1711，外齿圈1711固定安装在安装座171上，安装座171内部活动安装有齿条Ⅱ173，齿条Ⅱ173一端固定连接电动伸缩杆Ⅱ172一端，电动伸缩杆Ⅱ172另一端固定安装在安装座171上。
所述抓取装置18包括旋转臂181、电机Ⅴ1811、螺杆1812、导向杆Ⅰ1813、夹持臂182，旋转臂181一端活动安装在安装座171内，旋转臂181一端所设齿轮与安装座171内部所设齿条Ⅱ173啮合安装，旋转臂181内部设有两组相同螺杆1812，螺杆1812一端活动安装在旋转臂181内部，另一端所设齿轮与电机Ⅴ1811输出端所设齿轮啮合连接，电机Ⅴ1811固定安装在旋转臂181上，螺杆1812一侧设有导向杆Ⅰ1813，螺杆1812与导向杆Ⅰ1813上啮合活动安装有夹持臂182，同时夹持臂182活动安装在旋转臂181内。
所述夹持臂182一侧设有电动伸缩杆Ⅲ183、电动伸缩杆Ⅳ184、电动伸缩杆Ⅴ185、电机Ⅴ186，电动伸缩杆Ⅲ183与电动伸缩杆Ⅳ184一端固定安装在夹持臂182上，另一端分别固定连接齿条Ⅲ1831与齿条Ⅳ1841，齿条Ⅲ1831与上辅助臂1832一端所设齿牙啮合连接，齿条Ⅳ1841与下辅助臂1842一端所设齿牙啮合连接，上辅助臂1832与下辅助臂1842活动安装在夹持臂182一端，电动伸缩杆Ⅴ185一端固定安装在夹持臂182上，另一端固定安装有楔形块1851，楔形块1851活动安装在导向块1852内，电机Ⅴ186输出端设有主轴1861，主轴1861一端设有蜗杆1862，蜗杆1862一侧啮合安装有蜗轮1863，蜗轮1863活动安装在夹持臂182上，蜗轮1863上方固定安装有花键1874，花键1874外部套设有支撑杆1872，支撑杆1872顶部设有固定套筒1871，固定套筒1871内安装有吹扫管187，吹扫管187上设有上下两排出气口，支撑杆1872外侧固定安装有外凸圆1873，外凸圆1873活动安装在升降座1875上，升降座1875活动安装在导向杆Ⅱ1876上，导向杆Ⅱ1876固定安装在夹持臂182一侧，升降座1875底部所设开槽与楔形块1851顶部所设开槽啮合安装，能够防止在翻转时脱离。
所述齿条Ⅱ173、齿条Ⅲ1831、齿条Ⅳ1841侧面开设有导向槽，分别与安装座171、夹持臂182一侧啮合安装，保证齿条的直线运动。
所述夹持臂182内侧设有若干交错分布的防滑凸点，在夹持物体时起到防滑的作用。
所述上辅助臂1832与下辅助臂1842内侧设有若干倾斜防滑凸条，对向设置的上辅助臂1832与下辅助臂1842上所设防滑凸条安装方向相反。
所述上辅助臂1832由直线段与弧形段构成，能够进一步适应多种工件的夹持工作。
一种龙门架吊装抓取工业机器人，工作过程如下：需要对锻造用的坯料进行夹持时，通过电机Ⅱ与电机Ⅲ的转动，控制设备整体移动至指定位置，随后通过电机Ⅳ进行固定套筒的旋转，使抓取装置能够对准坯料，通过电动伸缩杆控制升降杆的上升或下降，将抓取装置调整至合适的位置后，可通过电动伸缩杆Ⅱ伸缩，带动齿条Ⅱ移动，从而控制抓取装置的角度，以便于适应不同地点坯料的夹持动作，调整完毕后，通过电机Ⅴ输出端所设齿轮的传动，带动螺杆旋转，使夹持臂沿导向杆Ⅰ进行运动，两组夹持臂配合对坯料进行夹取，若坯料形状不规则，则可通过控制电动伸缩杆Ⅲ与电动伸缩杆Ⅳ的伸缩，带动上辅助臂或下辅助臂旋转，从而形成配合，将坯料稳定夹持，夹持完毕后将坯料转移至锻造机械中，放在指定位置后，夹持臂放松将坯料放下后进行锻造锤压等操作，锤压一定时间后，需要对氧化皮进行清理，随后两组夹持臂移动至坯料两侧，通过电动伸缩杆Ⅴ的伸缩，可通过楔形块与升降座控制吹扫管的高度，电机Ⅴ通过主轴带动蜗杆旋转，从而带动蜗轮旋转，通过花键使支撑杆能够在升降座中旋转，从而带动吹扫管进行摆动，完成坯料表面氧化皮的吹扫操作，同时可通过夹持臂与上辅助臂、下辅助臂的配合，将坯料夹持，通过电机Ⅰ输出端所设齿轮啮合外齿圈，从而带动安装座旋转，带动抓取装置进行整体翻转，从而能够完成坯料的翻转，翻转之后，可通过吹扫管的摆动，对锻造台底座进行吹扫，防止氧化皮被锤压到坯料表面，影响锻造效果。
以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种龙门架吊装抓取工业机器人，包括轨道、支撑腿、支撑横梁、活动架、固定套筒、升降杆、电机Ⅰ、翻转装置、抓取装置、支撑座、滚轮、电机Ⅱ、齿条Ⅰ、电机Ⅲ、固定圆盘、电机Ⅳ、电动伸缩杆Ⅰ、固定圆环,其特征在于所述支撑腿下放设有支撑座，支撑座底部设有两组滚轮，滚轮啮合放置在轨道上，其中一组滚轮一侧所设皮带轮通过皮带与电机Ⅱ输出端所设皮带轮啮合连接，电机Ⅱ固定安装在支撑座上，支撑腿上方设有支撑横梁，支撑横梁上固定安装有齿条Ⅰ，支撑横梁上活动安装有活动架，活动架上所设齿轮与齿条Ⅰ啮合安装，活动架上其中一组齿轮与电机Ⅲ输出端所设齿轮啮合连接，活动架下方设有固定圆盘，固定圆盘一侧设有电机Ⅳ，电机Ⅳ固定安装在活动架上，固定圆盘内活动安装有固定套筒一端，固定套筒一端所设齿轮与电机Ⅳ输出端所设齿轮啮合连接，固定套筒内活动安装有升降杆，固定套筒底部固定安装有电动伸缩杆Ⅰ一端，电动伸缩杆Ⅰ另一端连接升降杆上方，升降杆下方设有固定圆环，固定圆环上安装有电机Ⅰ，固定圆环内部活动安装有翻转装置，翻转装置一端设有抓取装置。
2.根据权利要求1所述的一种龙门架吊装抓取工业机器人，其特征在于所述翻转装置包括安装座、外齿圈、电动伸缩杆Ⅱ、齿条Ⅱ，安装座活动安装在固定圆环上，两组固定圆环之间设有外齿圈，外齿圈固定安装在安装座上，安装座内部活动安装有齿条Ⅱ，齿条Ⅱ一端固定连接电动伸缩杆Ⅱ一端，电动伸缩杆Ⅱ另一端固定安装在安装座上。
3.根据权利要求1所述的一种龙门架吊装抓取工业机器人，其特征在于所述抓取装置包括旋转臂、电机Ⅴ、螺杆、导向杆Ⅰ、夹持臂，旋转臂一端活动安装在安装座内，旋转臂一端所设齿轮与安装座内部所设齿条Ⅱ啮合安装，旋转臂内部设有两组相同螺杆，螺杆一端活动安装在旋转臂内部，另一端所设齿轮与电机Ⅴ输出端所设齿轮啮合连接，电机Ⅴ固定安装在旋转臂上，螺杆一侧设有导向杆Ⅰ，螺杆与导向杆Ⅰ上啮合活动安装有夹持臂，同时夹持臂活动安装在旋转臂内。
4.根据权利要求1所述的一种龙门架吊装抓取工业机器人，其特征在于所述齿条Ⅱ、齿条Ⅲ、齿条Ⅳ侧面开设有导向槽，分别与安装座、夹持臂一侧啮合安装。
5.根据权利要求1所述的一种龙门架吊装抓取工业机器人，其特征在于所述夹持臂一侧设有电动伸缩杆Ⅲ、电动伸缩杆Ⅳ、电动伸缩杆Ⅴ、电机Ⅴ，电动伸缩杆Ⅲ与电动伸缩杆Ⅳ一端固定安装在夹持臂上，另一端分别固定连接齿条Ⅲ与齿条Ⅳ，齿条Ⅲ与上辅助臂一端所设齿牙啮合连接，齿条Ⅳ与下辅助臂一端所设齿牙啮合连接，上辅助臂与下辅助臂活动安装在夹持臂一端，电动伸缩杆Ⅴ一端固定安装在夹持臂上，另一端固定安装有楔形块，楔形块活动安装在导向块内，电机Ⅴ输出端设有主轴，主轴一端设有蜗杆，蜗杆一侧啮合安装有蜗轮，蜗轮活动安装在夹持臂上，蜗轮上方固定安装有花键，花键外部套设有支撑杆，支撑杆顶部设有固定套筒，固定套筒内安装有吹扫管，吹扫管上设有上下两排出气口，支撑杆外侧固定安装有外凸圆，外凸圆活动安装在升降座上，升降座活动安装在导向杆Ⅱ上，导向杆Ⅱ固定安装在夹持臂一侧，升降座底部所设开槽与楔形块顶部所设开槽啮合安装。
6.根据权利要求1所述的一种龙门架吊装抓取工业机器人，其特征在于所述夹持臂内侧设有若干交错分布的防滑凸点。
7.根据权利要求1所述的一种龙门架吊装抓取工业机器人，其特征在于所述上辅助臂与下辅助臂内侧设有若干倾斜防滑凸条，对向设置的上辅助臂与下辅助臂上所设防滑凸条安装方向相反。
8.根据权利要求1所述的一种龙门架吊装抓取工业机器人，其特征在于所述上辅助臂由直线段与弧形段构成。
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