CN206936349U - 多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人，包括行走装置、回转装置、升降装置、工作臂安装座以及安装在环形轨道上的四条工作臂，在工作臂的末端执行器上除了设有气动手爪、磁力吊外，还设有气动风镐和等离子切割器等清理工具。本实用新型的行走装置采用四点悬挂支撑的方式，实现长距离稳定行走；使用大臂调节缸和小臂调节缸替代伺服减速电机调节工作臂的姿态，四条工作臂可联合和同步作业，两个气动手爪、两个磁力吊和四个清理工具可灵活转换和更换，能满足大重量、大体积和形状复杂铸件的识别、搬运、翻转、调姿、清砂、切割和抛光打磨等清理作业的需要，提高了铸件清理作业的效率和质量，降低了操作人员的劳动强度和生产成本。

Description

多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人

技术领域

本实用新型属于铸造机器人设备技术领域，特别涉及一种多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人。

背景技术

在铸件生产过程中，经常需要搬运并调整铸件姿态，以及完成对铸件的各种清理作业。在生产中不仅要清除型芯和芯铁，切除浇口、冒口、增肉、拉筋，以及割筋、飞边、毛刺等金属多余物，清除铸件粘砂和表面异物，打磨平整铸件表面。大多数铸件至今仍主要依靠手工工具和风冲、风铲、高速手提式砂轮、悬挂砂轮等半机械化工具作业。外形不太复杂的铸件也采用通用冲压机械和锯床，当铸件批量大时则采用专用机床或专用生产线以实现自动化作业。铸钢件大多用氧气切割或气电切割。气电切割是利用电极与铸件间形成电弧产生的高温使金属熔化或氧化，同时用高压高速气流将熔融物吹净以达到清除铸件的飞边、毛刺和凸出物。这种方法不仅用以切割浇冒口也可用以平整铸件表面。但气电切割有产生弧光、烟气和噪声的缺点。

铸件分型面上的毛刺、内浇口和浇冒口残余是铸件难免存在的结构，特别是异形铸件更是如此，必须进行清磨处理，以往铸件清理全靠人工进行清磨，工作效率极其低下，工作环境恶劣，人工成本高和劳动强度大。人工清理铸件过程中，异形铸件需要清理的部位多，结构厚大，清理相当困难，工作效率低下；而且人工清理不易控制，常导致铸件质量不稳定；异形铸件结构复杂，需要清理的部位很多，工人需要不停搬运铸件变换角度才能清理干净；清理产生的微细粉尘，散布整个车间，严重影响工人身体健康；更重要的是工人的安全得不到保证。

铸件的搬运和姿态调整一般采用人工搬运或者简单的机械装置辅助进行，人工参与度高，耗费工时，增加了制造成本，延缓了制造进度。因此，迫切需要设计一种能够同时满足铸件的搬运、调姿和清理作业清理需求，尤其是满足大重量、大体积和复杂铸件的清理作业需求的自动化装置，来提高铸件清理作业的工作效率，保证铸件产品质量。

针对铸件搬运与清理中存在的问题，现有专利文献也提出了一些解决方案。申请号为200810137471.1的中国专利公开了一种悬挂式接管焊接机器人，由电气滑环部分、摆动机构伸缩机构和手动升降调整机构构成，通过旋转机构和伸缩机构实现不同形状接管的自动焊接，但该技术方案只能实现单臂式作业，无法实现多臂联合作业。申请号为200710176284的中国专利公开了履带式多臂杆移动机器人，由手臂工作装置和履带行走装置组成，可替代人工在多种复杂路面上进行工作，但在抓取工件时稳定性较差，无法满足复杂铸件的作业要求。申请号为201410438219.X的中国专利公开了一种具有多臂搬运的机器人，由导轨、个别驱动的多臂等部件构成，能够同时装载及提起按既定节距单位上下装载货物(基板或晶片等)但在搬运中均是采用单臂单独工作，且只能进行简单平移和抓取。申请号为201710121995.3的中国专利公开了一种悬挂式汽车座椅立体焊接机器人，单臂式机器人本体通过外滑轮和内滑轮悬挂在外环形轨道和内环形轨道上并可沿着外环形轨道和内环形轨道移动行走，该方案采用两点悬挂固定方式，稳定性较差。申请号为201620856209.2的中国专利公开了一种自动化铸件清理装置，包括机器人、刀具库、刀具、回转工作台及控制器，使用动力头抓取的刀具对待清理铸件进行清理，回转工作台可旋转，使持清理铸件位于机器人的清理范围内。申请号为201510512610.4的中国专利提出一种紧凑型机器人自动化打磨装置，使用机器人抓铸件移至打磨装置进行打磨，这类自动化打磨装置存在以下缺点：1)机器人负载能力有限，不能承载太重的铸件；2)打磨过程中的进给运动为铸件的移动，不适合体积大的铸件。申请号为201610072103.8的中国专利公开了一种铸件清理单元及清理方法，采用两台固定在地面不同工位的机器人抓取铸件进行打磨等清理作业，不仅工作效率低，而且机器人工作空间小。随着铸造技术水平的提高，大型铸件的生产及对铸件搬运、调姿和清理自动化的需求也越来越多。现有技术方案中多采用单臂机器人单机或多机作业，无法满足大重量、大体积和复杂异性铸件的搬运、调姿及清理作业需求。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种工作臂可滑移调整的多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人，能够用于大重量、大体积和形状复杂铸件的识别、搬运、翻转、调姿、清砂、切割和抛光打磨等作业的铸造机器人，提高铸件清理作业的效率和质量，降低劳动强度和生产成本，可克服现有技术的缺陷。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人，包括行走部、调节部和多臂执行部。其中，所述的行走部包括行走装置和环形轨道，所述的环形轨道包括外环形轨道和内环形轨道；所述的行走装置用于驱动本实用新型沿着外环形轨道和内环形轨道移动行走，所述的行走装置包括外轮架、内轮架、驱动轮、支承轮、张紧轮和吊架。所述的外轮架有两个且并列布置在外环形轨道上，所述的外轮架与外环形轨道之间通过驱动轮、支承轮和张紧轮相连接，在每个外轮架上安装的驱动轮、支承轮和张紧轮的数量均为一；两个内轮架并列布置在内环形轨道上，且与内环形轨道之间通过支承轮和张紧轮相连接，在每个内轮架上安装有两个支承轮和一个张紧轮；所述的驱动轮与支承轮的外直径和轮宽均相同，且轴线位于同一水平面上，安装在外轮架上的驱动轮与支承轮位于外轮架的中上部，安装在内轮架上的两组支承轮位于内轮架的中上部，安装在外轮架上的张紧轮位于外轮架的底部中间位置，安装在内轮架上的张紧轮位于内轮架的底部中间位置；在所述的驱动轮内设有驱动马达，用于为驱动轮的行走提供驱动动力，所述的驱动马达采用液压伺服马达或气动伺服马达或伺服减速电机。两个吊架的顶部分别与外轮架、内轮架通过铰链相连接。所述的外环形轨道和内环形轨道的直线段保持平行等距，所述的外环形轨道和内环形轨道的弧线段保持同心等距，所述的外环形轨道与内环形轨道之间通过连接板相固连；所述的外环形轨道和内环形轨道固定安装在车间的屋顶上；外环形轨道和内环形轨道的截面均为工字型。两个吊架的顶部与外轮架、内轮架相连接的四个铰链的轴线相互平行，且均垂直于水平面。

所述的张紧轮包括张紧轮架、张紧轮体、导向轴、压缩弹簧和防脱块，用于本实用新型沿着外环形轨道和内环形轨道移动行走时为行走装置提供张紧力。其中，张紧轮体安装在张紧轮架的顶部，且在张紧轮体内部设有滚动轴承，所述的张紧轮体的转轴两端与张紧轮架之间通过过渡配合的方式相连接；所述的导向轴的顶部与张紧轮架通过焊接的方式相固连，导向轴的下端安装在外轮架或内轮架上，且与外轮架或内轮架之间通过间隙配合的方式相连接；所述的压缩弹簧套装在导向轴上，且位于张紧轮架与外轮架或内轮架之间，用于为张紧轮提供张紧力；所述的防脱块位于导向轴的下端，且与导向轴之间通过螺钉相固连，用于防止导向轴脱离外轮架或内轮架；所述的导向轴、压缩弹簧和防脱块的数量均为二。

所述的调节部包括回转装置和升降装置，所述的回转装置用于实现本实用新型的回转装置以下部分绕回转装置的轴线旋转，所述的升降装置用于实现本实用新型在垂直方向的升降。所述的回转装置包括回转筒体、回转体、回转电机、主动齿轮和内齿圈。其中，所述的回转筒体的顶部固定安装在行走装置的吊架底部，在所述的回转筒体的底部设有限位挡圈；所述的回转体是回转装置的回转运动输出部件，所述的回转体套装在回转筒体内，且与回转筒体通过两个止推轴承和一个径向轴承相连接；所述的回转电机固定安装在回转筒体上，为回转装置的回转运动提供动力，所述的主动齿轮安装在回转电机的输出轴上，在回转电机的输出轴的末端还设有轴端挡圈，且与回转电机的输出轴固连；所述的内齿圈通过螺钉固定安装在回转体的内侧面上，且与主动齿轮保持内啮合；所述的回转电机采用伺服减速电机。

所述的升降装置包括升降座、伸缩套筒和电动推杆，所述的升降座位于回转体的下方且与回转体通过螺钉相连接，所述的伸缩套筒有两根，对称布置在升降座的下方，且与升降座通过螺钉相连接；所述的电动推杆有两根，对称布置在升降座的下方，且与升降座通过铰链相连接。

所述的多臂执行部包括工作臂安装座、第一工作臂、第二工作臂、第三工作臂和第四工作臂。其中，所述的工作臂安装座位于升降装置的下方，用于安装第一工作臂、第二工作臂、第三工作臂和第四工作臂，所述的工作臂安装座与伸缩套筒、电动推杆的下端分别通过螺钉、铰链相连接。所述的第一工作臂、第二工作臂、第三工作臂和第四工作臂均为五自由度关节式串联机械臂，其上端均安装在工作臂安装座上，且各关节的运动副均为转动副。第一工作臂和第四工作臂的结构完全相同且对称布置在工作臂安装座的下方，第二工作臂和第三工作臂的结构完全相同且对称布置在工作臂安装座的下方，第一工作臂与第二工作臂除末端执行器外结构完全相同；所述的第一工作臂的顶部与工作臂安装座固连，第二工作臂、第三工作臂和第四工作臂的顶部可沿着工作臂安装座滑移。在所述的工作臂安装座的下方设有两个对称布置的工业摄像头，用于采集车间现场图像以及铸件的表面和整体轮廓信息，所述的工业摄像头通过两自由度云台固定安装在工作臂安装座的下方。

所述的工作臂安装座包括环形座体、第一滑块、第二滑块、第三滑块和滑移齿圈。所述的环形座体的顶部与伸缩套筒、电动推杆的下端分别通过螺钉、铰链相连接，第一工作臂的顶部固定安装在环形座体上；第一滑块、第二滑块和第三滑块套装在环形座体上，且与环形座体通过顶部止推轴承、外侧径向轴承和内侧止推轴承相连接；所述的滑移齿圈安装在环形座体的内侧面上，且与环形座体固连。所述的第一滑块包括第一滑块体、第一驱动齿轮和第一滑移电机，所述的第一滑移电机位于环形座体内，且通过螺钉固定安装在第一滑块体上；所述的第一驱动齿轮固定安装在第一滑移电机的输出轴上，且与滑移齿圈保持内啮合。所述的第二滑块包括第二滑块体、第二驱动齿轮和第二滑移电机，所述的第二滑移电机位于环形座体内，且通过螺钉固定安装在第二滑块体上；所述的第二驱动齿轮固定安装在第二滑移电机的输出轴上，且与滑移齿圈保持内啮合。所述的第三滑块包括第三滑块体、第三驱动齿轮和第三滑移电机，所述的第三滑移电机位于环形座体内，且通过螺钉固定安装在第三滑块体上；所述的第三驱动齿轮固定安装在第三滑移电机的输出轴上，且与滑移齿圈保持内啮合。所述的第一滑块体、第二滑块体、第三滑块体套装在环形座体上，且与环形座体通过顶部止推轴承、外侧径向轴承和内侧止推轴承相连接。

所述的第一工作臂与第四工作臂主要用于执行铸件落砂、清砂作业任务以及配合其它工作臂执行铸件搬运、调姿作业任务。所述的第一工作臂包括第一肩部电机、第一肩座、第一大臂、第一大臂调节缸、第一小臂、第一小臂调节缸、第一腕部电机和第一末端执行器。其中，所述的第一肩部电机固定安装在工作臂安装座的环形座体上，且在第一肩部电机的下端设有第一电机安装座；所述的第一肩座位于工作臂安装座的下方且与第一肩部电机的输出法兰相连接；所述的第一大臂的上端与第一肩座通过铰链相连接，第一大臂的下端与第一小臂的上端通过铰链相连接；所述的第一大臂调节缸的上端与第一肩座通过铰链相连接，其下端与第一大臂的中下部通过铰链相连接；所述的第一腕部电机的上端与第一小臂的下端固连，所述的第一小臂调节缸的上端与第一大臂通过铰链相连接，第一小臂调节缸的下端与第一腕部电机通过铰链相连接；所述的第一末端执行器位于第一工作臂的最下端，且其顶部与第一腕部电机的输出法兰相固连。所述的第一末端执行器包括第一U形座、第一摆腕电机、第一带传动装置、第一叉形架、气动风镐和磁力吊。其中，所述的第一U形座的顶部与第一腕部电机的输出法兰固连，所述的第一摆腕电机安装在第一U形座上；所述的第一叉形架安装在第一U形座的底部，且与第一U形座通过铰链相连接；所述的第一带传动装置安装在第一U形座内，第一摆腕电机与第一叉形架通过第一带传动装置相连接；所述的气动风镐固定安装在第一叉形架的一侧，所述的磁力吊固定安装在第一叉形架的另一侧。

所述的磁力吊包括磁吊座和电磁吸头，用于吸附和固定铸件，辅助完成铸件的搬运和调姿。所述的磁吊座通过螺钉固定安装在第一叉形架一侧的支架上；所述的电磁吸头有三个，呈三角形布置在磁吊座上且均与磁吊座通过球铰链相连接；在所述的电磁吸头内设有电磁铁。

所述的第二工作臂与第三工作臂主要用于执行铸件上浇注***、拉筋和增肉等多余金属的切割清理作业任务以及配合其它工作臂执行铸件搬运、调姿作业任务。所述的第二工作臂包括第二肩部电机、第二肩座、第二大臂、第二大臂调节缸、第二小臂、第二小臂调节缸、第二腕部电机和第二末端执行器。其中，所述的第二肩部电机固定安装在工作臂安装座的环形座体上，且在第二肩部电机的下端设有第二电机安装座；所述的第二肩座位于工作臂安装座的下方且与第二肩部电机的输出法兰相连接；所述的第二大臂的上端与第二肩座通过铰链相连接，第二大臂的下端与第二小臂的上端通过铰链相连接；所述的第二大臂调节缸的上端与第二肩座通过铰链相连接，其下端与第二大臂的中下部通过铰链相连接；所述的第二腕部电机的上端与第二小臂的下端固连，所述的第二小臂调节缸的上端与第二大臂通过铰链相连接，第二小臂调节缸的下端与第二腕部电机通过铰链相连接；所述的第二末端执行器位于第二工作臂的最下端，且其顶部与第二腕部电机的输出法兰相固连。所述的第二末端执行器包括第二U形座、第二摆腕电机、第二带传动装置、第二叉形架、等离子切割器和气动手爪。其中，所述的第二U形座的顶部与第二腕部电机的输出法兰固连，所述的第二摆腕电机安装在第二U形座上；所述的第二叉形架安装在第二U形座的底部，且与第二U形座通过铰链相连接；所述的第二带传动装置安装在第二U形座内，第二摆腕电机与第二叉形架通过第二带传动装置相连接；所述的等离子切割器固定安装在第二叉形架的一侧，所述的气动手爪固定安装在第二叉形架的另一侧。

所述的第一肩部电机、第二肩部电机、第一腕部电机、第二腕部电机、第一摆腕电机和第二摆腕电机均为伺服减速电机。所述的第一肩部电机固定安装在环形座体上，第二肩部电机固定安装在第一滑块上的第一滑块体上，第三工作臂上的第三肩部电机固定安装在第二滑块上的第二滑块体上，第四工作臂上的第四肩部电机固定安装在第三滑块上的第三滑块体上。所述的第一肩部电机、第一腕部电机的轴线均垂直于第一摆腕电机的轴线，第二肩部电机、第二腕部电机的轴线均垂直于第二摆腕电机的轴线。所述的第一带传动装置和第二带传动装置均为同步齿形带传动装置。通过更换第一工作臂、第二工作臂、第三工作臂和第四工作臂的末端执行器上的气动风镐和等离子切割器，换装抛光打磨机、补焊焊枪等工具，即可执行铸件清磨、抛光和补焊等作业任务。第一大臂调节缸、第一小臂调节缸、第二大臂调节缸和第二小臂调节缸采用伺服液压缸或伺服气缸或伺服电动缸。第一叉形架和第二叉形架的两侧支架的夹角范围均为60°-100°。

使用时，根据工作需要启动驱动轮内的驱动马达，进而驱动行走装置在环形导轨上移动行走至指定作业位置，再根据作业姿态和高度要求分别调整回转装置、升降装置，调整本实用新型的四条工作臂到合适的回转角度和作业高度。然后，根据铸件的重量、体积大小确定选择搬运铸件所需磁力吊和气动手爪的数量。还可根据铸件的形状、尺寸，启动第一滑移电机、第二滑移电机和第三滑移电机，调节第一肩部电机、第二肩部电机、第三肩部电机和第四肩部电机在环形座体的上的位置。各工作臂上末端执行器的姿态调整，可由安装在各工作臂上的伺服减速电机、大臂调节缸和小臂调节缸来实现。当执行清理任务时，需要先启动第一腕部电机、第二腕部电机以及第三工作臂上的第三腕部电机、第四工作臂上的第四腕部电机，将气动风镐、等离子切割器或其它换装后的抛光打磨机、补焊焊枪等工具调整到合适的工作角度后再进行清理作业。四条工作臂还可联合作业，两个气动手爪、两个磁力吊和四个清理工具可灵活转换，也可实现多工具同步作业，能满足大重量、大体积和复杂形状铸件搬运和清砂、切割等清理作业的需要，还可提高铸件清理作业的效率和质量，降低操作人员的劳动强度和生产成本。

本实用新型的有益效果是，与现有的技术相比，本实用新型的行走装置采用四点悬挂支撑方式，实现机器人在重负载条件下的长距离稳定行走；行走装置中外轮架、内轮架与吊架之间通过铰链相连接，便于驱动轮、支承轮在外环形轨道和内环形轨道上顺畅行走；回转装置具有整周回转功能，升降装置还具有高度升降调节功能，明显扩大了机器人的工作空间；使用大臂调节缸和小臂调节缸替代伺服减速电机调节工作臂的姿态，大大减轻了工作臂的重量，有三条工作臂可沿着工作臂安装座的环形座体滑移，调节工作臂在工作臂安装座上位置，可满足不同形状和尺寸铸件的作业要求；铸件的识别、搬运、翻转、调姿、清砂和切割等作业任务可自动完成，自动化程度高，工作效率高、劳动强度低；本实用新型还具有结构节凑，设备占用空间小、生产成本低、安全性高、灵活性强、操作维护简便等优点，可克服现有技术的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图；

图2为本实用新型的主体结构(不含外环形轨道和内环形轨道)示意图；

图3为本实用新型的外环形轨道和内环形轨道的俯视结构示意图；

图4为本实用新型的回转装置的结构示意图；

图5为本实用新型的工作臂安装座的结构示意图；

图6为本实用新型的行走装置中张紧轮的结构示意图；

图7为本实用新型的第一工作臂的结构示意图；

图8为本实用新型的第二工作臂的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本实用新型。

如图1、图2和图3所示，一种多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人，包括行走部、调节部和多臂执行部。其中，所述的行走部包括行走装置1和环形轨道9，所述的环形轨道9包括外环形轨道91和内环形轨道92；所述的调节部包括回转装置2和升降装置3，所述的回转装置2用于实现本实用新型的回转装置2以下部分绕回转装置2的轴线旋转，所述的升降装置2用于实现本实用新型在垂直方向的升降。所述的行走装置1用于驱动本实用新型沿着外环形轨道91和内环形轨道92移动行走，所述的行走装置1包括外轮架11、内轮架12、驱动轮13、支承轮14、张紧轮15和吊架16。所述的外轮架11有两个且并列布置在外环形轨道91上，所述的外轮架11与外环形轨道91之间通过驱动轮13、支承轮14和张紧轮15相连接，在每个外轮架11上安装的驱动轮13、支承轮14和张紧轮15的数量均为一；两个内轮架12并列布置在内环形轨道92上，且与内环形轨道92之间通过支承轮14和张紧轮15相连接，在每个内轮架12上安装有两个支承轮14和一个张紧轮15；所述的驱动轮13与支承轮14的外直径和轮宽均相同，且轴线位于同一水平面上，安装在外轮架11上的驱动轮13与支承轮14位于外轮架11的中上部，安装在内轮架12上的两组支承轮14位于内轮架12的中上部，安装在外轮架11上的张紧轮15位于外轮架11的底部中间位置，安装在内轮架12上的张紧轮15位于内轮架12的底部中间位置；在所述的驱动轮13内设有驱动马达131，用于为驱动轮13的行走提供驱动动力，所述的驱动马达131采用液压伺服马达。两个吊架16的顶部分别与外轮架11、内轮架12通过铰链相连接。所述的外环形轨道91和内环形轨道92的直线段保持平行等距，所述的外环形轨道91和内环形轨道92的弧线段保持同心等距，所述的外环形轨道91与内环形轨道92之间通过连接板93相固连；所述的外环形轨道91和内环形轨道92固定安装在车间的屋顶10上；外环形轨道91和内环形轨道92的截面均为工字型。两个吊架16的顶部与外轮架11、内轮架12相连接的四个铰链的轴线相互平行，且均垂直于水平面。

如图1、图2和图6所示，所述的张紧轮15包括张紧轮架151、张紧轮体152、导向轴153、压缩弹簧154和防脱块155，用于本实用新型沿着外环形轨道91和内环形轨道92移动行走时为行走装置1提供张紧力。其中，张紧轮体152安装在张紧轮架151的顶部，且在张紧轮体152内部设有滚动轴承，所述的张紧轮体152的转轴两端与张紧轮架151之间通过过渡配合的方式相连接；所述的导向轴153的顶部与张紧轮架151通过焊接的方式相固连，导向轴153的下端安装在外轮架11或内轮架12上，且与外轮架11或内轮架12之间通过间隙配合的方式相连接；所述的压缩弹簧154套装在导向轴153上，且位于张紧轮架151与外轮架11或内轮架12之间，用于为张紧轮15提供张紧力；所述的防脱块155位于导向轴153的下端，且与导向轴153之间通过螺钉相固连，用于防止导向轴153脱离外轮架11或内轮架12；所述的导向轴153、压缩弹簧154和防脱块155的数量均为二。

如图1、图2和图4所示，所述的回转装置2包括回转筒体21、回转体22、回转电机23、主动齿轮24和内齿圈25。其中，所述的回转筒体21的顶部固定安装在行走装置1的吊架16的底部，在所述的回转筒体21的底部设有限位挡圈211，所述的限位挡圈211与回转筒体21通过螺钉相连接；所述的回转体22是回转装置2的回转运动输出部件，所述的回转体22套装在回转筒体21内，且与回转筒体21通过两个止推轴承26和一个径向轴承27相连接；所述的回转电机23固定安装在回转筒体21上，为回转装置2的回转运动提供动力，所述的主动齿轮24安装在回转电机23的输出轴上，在回转电机23的输出轴的末端还设有轴端挡圈，且与回转电机的输出轴固连；所述的内齿圈25通过螺钉固定安装在回转体22的内侧面上，且与主动齿轮24保持内啮合；所述的回转电机23采用伺服减速电机。

如图1和图2所示，所述的升降装置3包括升降座31、伸缩套筒32和电动推杆33。其中，所述的升降座31位于回转体22的下方且与回转体22通过螺钉相连接，所述的伸缩套筒32有两根，对称布置在升降座31的下方，且与升降座31通过螺钉相连接；所述的电动推杆33有两根，对称布置在升降座31的下方，且与升降座31通过铰链相连接。

如图1、图2、图7和图8所示，所述的多臂执行部包括工作臂安装座4、第一工作臂5、第二工作臂6、第三工作臂7和第四工作臂8。其中，所述的工作臂安装座4位于升降装置3的下方，用于安装第一工作臂5、第二工作臂6、第三工作臂7和第四工作臂8，所述的工作臂安装座4与伸缩套筒32、电动推杆33的下端分别通过螺钉、铰链相连接。所述的第一工作臂5、第二工作臂6、第三工作臂7和第四工作臂8均为五自由度关节式串联机械臂，其上端均安装在工作臂安装座4上，且各关节的运动副均为转动副。第一工作臂5和第四工作臂8的结构完全相同且对称布置在工作臂安装座4的下方，第二工作臂6和第三工作臂7的结构完全相同且对称布置在工作臂安装座4的下方，第一工作臂5与第二工作臂6除末端执行器外结构完全相同；所述的第一工作臂5的顶部与工作臂安装座4固连，第二工作臂6、第三工作臂7和第四工作臂8的顶部可沿着工作臂安装座4滑移。在所述的工作臂安装座4的下方设有两个对称布置的工业摄像头40，用于采集车间现场图像以及铸件的表面和整体轮廓信息，所述的工业摄像头40通过两自由度云台固定安装在工作臂安装座4的下方。

如图1、图2和图5所示，所述的工作臂安装座4包括环形座体41、第一滑块42、第二滑块43、第三滑块44和滑移齿圈45。所述的环形座体41的顶部与伸缩套筒32、电动推杆33的下端分别通过螺钉、铰链相连接，第一工作臂5的顶部固定安装在环形座体41上；第一滑块42、第二滑块43和第三滑块44套装在环形座体41上，且与环形座体41通过顶部止推轴承46、外侧径向轴承47和内侧止推轴承48相连接；所述的滑移齿圈45安装在环形座体41的内侧面上，且与环形座体41固连。所述的第一滑块42包括第一滑块体421、第一驱动齿轮422和第一滑移电机423，所述的第一滑移电机423位于环形座体41内，且通过螺钉固定安装在第一滑块体421上；所述的第一驱动齿轮422固定安装在第一滑移电机423的输出轴上，且与滑移齿圈45保持内啮合。所述的第二滑块43包括第二滑块体431、第二驱动齿轮432和第二滑移电机433，所述的第二滑移电机433位于环形座体41内，且通过螺钉固定安装在第二滑块体431上；所述的第二驱动齿轮432固定安装在第二滑移电机433的输出轴上，且与滑移齿圈45保持内啮合。所述的第三滑块44包括第三滑块体441、第三驱动齿轮442和第三滑移电机443，所述的第三滑移电机443位于环形座体41内，且通过螺钉固定安装在第三滑块体441上；所述的第三驱动齿轮442固定安装在第三滑移电机423的输出轴上，且与滑移齿圈45保持内啮合。所述的第一滑块体421、第二滑块体431、第三滑块体441套装在环形座体41上，且与环形座体41通过顶部止推轴承46、外侧径向轴承47和内侧止推轴承48相连接。

如图1、图2和图7所示，所述的第一工作臂5与第四工作臂8主要用于执行铸件落砂、清砂作业任务以及配合其它工作臂执行铸件搬运、调姿作业任务。所述的第一工作臂5包括第一肩部电机51、第一肩座52、第一大臂53、第一大臂调节缸54、第一小臂55、第一小臂调节缸56、第一腕部电机57和第一末端执行器58。其中，所述的第一肩部电机51固定安装在工作臂安装座4的环形座体41上，且在第一肩部电机51的下端设有第一电机安装座511；所述的第一肩座52位于工作臂安装座4的下方且与第一肩部电机51的输出法兰通过螺钉相连接；所述的第一大臂53的上端与第一肩座52通过铰链相连接，第一大臂53的下端与第一小臂55的上端通过铰链相连接；所述的第一大臂调节缸54的上端与第一肩座52通过铰链相连接，其下端与第一大臂53的中下部通过铰链相连接；所述的第一腕部电机57的上端与第一小臂55的下端固连，所述的第一小臂调节缸56的上端与第一大臂53通过铰链相连接，第一小臂调节缸56的下端与第一腕部电机57通过铰链相连接；所述的第一末端执行器58位于第一工作臂5的最下端，且其顶部与第一腕部电机57的输出法兰相固连。所述的第一末端执行器58包括第一U形座581、第一摆腕电机582、第一带传动装置583、第一叉形架584、气动风镐585和磁力吊586。其中，所述的第一U形座581的顶部与第一腕部电机57的输出法兰固连，所述的第一摆腕电机582通过螺钉固定安装在第一U形座581上；所述的第一叉形架584安装在第一U形座581的底部，且与第一U形座581通过铰链相连接；所述的第一带传动装置583安装在第一U形座581内，第一摆腕电机582与第一叉形架584通过第一带传动装置583相连接；所述的气动风镐585固定安装在第一叉形架584的一侧，所述的磁力吊586固定安装在第一叉形架584的另一侧。

如图1、图2和图7所示，所述的磁力吊586包括磁吊座5861和电磁吸头5862，用于吸附和固定铸件，辅助完成铸件的搬运和调姿。所述的磁吊座5861通过螺钉固定安装在第一叉形架584一侧的支架上；所述的电磁吸头5862有三个，呈三角形布置在磁吊座5861上且均与磁吊座5861通过球铰链相连接；在所述的电磁吸头5862内设有电磁铁。

如图1、图2和图8所示，所述的第二工作臂6与第三工作臂7主要用于执行铸件上浇注***、拉筋和增肉等多余金属的切割清理作业任务以及配合其它工作臂执行铸件搬运、调姿作业任务。所述的第二工作臂6包括第二肩部电机61、第二肩座62、第二大臂63、第二大臂调节缸64、第二小臂65、第二小臂调节缸66、第二腕部电机67和第二末端执行器68。其中，所述的第二肩部电机61固定安装在工作臂安装座4的环形座体41上，且在第二肩部电机61的下端设有第二电机安装座611；所述的第二肩座62位于工作臂安装座4的下方且与第二肩部电机61的输出法兰相连接；所述的第二大臂63的上端与第二肩座62通过铰链相连接，第二大臂63的下端与第二小臂65的上端通过铰链相连接；所述的第二大臂调节缸64的上端与第二肩座62通过铰链相连接，其下端与第二大臂63的中下部通过铰链相连接；所述的第二腕部电机67的上端与第二小臂65的下端固连，所述的第二小臂调节缸66的上端与第二大臂63通过铰链相连接，第二小臂调节缸66的下端与第二腕部电机67通过铰链相连接；所述的第二末端执行器68位于第二工作臂6的最下端，且其顶部与第二腕部电机67的输出法兰相固连。所述的第二末端执行器68包括第二U形座681、第二摆腕电机682、第二带传动装置683、第二叉形架684、等离子切割器685和气动手爪686。其中，所述的第二U形座681的顶部与第二腕部电机67的输出法兰固连，所述的第二摆腕电机682通过螺钉固定安装在第二U形座681上；所述的第二叉形架684安装在第二U形座681的底部，且与第二U形座681通过铰链相连接；所述的第二带传动装置683安装在第二U形座681内，第二摆腕电机682与第二叉形架684通过第二带传动装置683相连接；所述的等离子切割器685通过螺钉固定安装在第二叉形架684的一侧，所述的气动手爪686固定安装在第二叉形架684的另一侧。

如图1、图2、图7和图8所示，所述的第一肩部电机51、第二肩部电机61、第一腕部电机57、第二腕部电机67、第一摆腕电机582和第二摆腕电机682均为伺服减速电机。所述的第一肩部电机51通过螺钉固定安装在环形座体41上，第二肩部电机61通过螺钉固定安装在第一滑块42上的第一滑块体421上，第三工作臂7上的第三肩部电机71通过螺钉固定安装在第二滑块43上的第二滑块体431上，第四工作臂8上的第四肩部电机81通过螺钉固定安装在第三滑块44上的第三滑块体441上。所述的第一肩部电机51、第一腕部电机57的轴线均垂直于第一摆腕电机582的轴线，第二肩部电机61、第二腕部电机67的轴线均垂直于第二摆腕电机682的轴线。所述的第一带传动装置583和第二带传动装置683均为同步齿形带传动装置。通过更换第一工作臂5、第二工作臂6、第三工作臂7和第四工作臂8的末端执行器上的气动风镐和等离子切割器，换装抛光打磨机、补焊焊枪等工具，即可执行铸件清磨、抛光和补焊等作业任务。第一大臂调节缸54、第一小臂调节缸56、第二大臂调节缸64和第二小臂调节缸66采用伺服液压缸。第一叉形架584和第二叉形架684的两侧支架的夹角均为90°。

使用时，根据工作需要启动驱动轮13内的驱动马达131，进而驱动行走装置1在环形导轨9上移动行走至指定作业位置，再根据作业姿态和高度要求分别调整回转装置2、升降装置3，调整本实用新型的四条工作臂到合适的回转角度和作业高度。然后，根据铸件的重量、体积大小确定选择搬运铸件所需磁力吊和气动手爪的数量。还可根据铸件的形状、尺寸，启动第一滑移电机423、第二滑移电机433和第三滑移电机443，调节第一肩部电机51、第二肩部电机61、第三肩部电机71和第四肩部电机81在环形座体41的上的位置。各工作臂上末端执行器的姿态调整，可由安装在各工作臂上的伺服减速电机、大臂调节缸和小臂调节缸来实现。当执行清理任务时，需要先启动第一腕部电机57、第二腕部电机67以及第三工作臂上的第三腕部电机、第四工作臂上的第四腕部电机，将气动风镐、等离子切割器或其它换装后的抛光打磨机、补焊焊枪等工具调整到合适的工作角度后再进行清理作业。四条工作臂还可联合作业，两个气动手爪、两个磁力吊和四个清理工具可灵活转换，也可实现多工具同步作业，能满足大重量、大体积和复杂形状铸件搬运和清砂、切割、抛光打磨等等清理作业的需要，还可提高铸件清理作业的效率和质量，降低操作人员的劳动强度和生产成本。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人，包括行走部、调节部和多臂执行部，其特征在于：所述的行走部包括行走装置和环形轨道，所述的环形轨道包括外环形轨道和内环形轨道；所述的行走装置包括外轮架、内轮架、驱动轮、支承轮、张紧轮和吊架，所述的外轮架有两个且并列布置在外环形轨道上，所述的外轮架与外环形轨道之间通过驱动轮、支承轮和张紧轮相连接，在每个外轮架上安装的驱动轮、支承轮和张紧轮的数量均为一；两个内轮架并列布置在内环形轨道上，且与内环形轨道之间通过支承轮和张紧轮相连接，在每个内轮架上安装有两个支承轮和一个张紧轮；所述的驱动轮与支承轮的外直径和轮宽均相同，且轴线位于同一水平面上，安装在外轮架上的驱动轮与支承轮位于外轮架的中上部，安装在内轮架上的两组支承轮位于内轮架的中上部，安装在外轮架上的张紧轮位于外轮架的底部中间位置，安装在内轮架上的张紧轮位于内轮架的底部中间位置；两个吊架的顶部分别与外轮架、内轮架通过铰链相连接；所述的外环形轨道和内环形轨道的直线段保持平行等距，所述的外环形轨道和内环形轨道的弧线段保持同心等距，所述的外环形轨道与内环形轨道之间通过连接板相固连；所述的外环形轨道和内环形轨道固定安装在车间的屋顶上；外环形轨道和内环形轨道的截面均为工字型；

所述的调节部包括回转装置和升降装置，所述的回转装置包括回转筒体、回转体、回转电机、主动齿轮和内齿圈，所述的回转筒体的顶部固定安装在行走装置的吊架底部，在所述的回转筒体的底部设有限位挡圈；所述的回转体套装在回转筒体内，且与回转筒体通过两个止推轴承和一个径向轴承相连接；所述的回转电机固定安装在回转筒体上，所述的主动齿轮安装在回转电机的输出轴上，在回转电机的输出轴的末端还设有轴端挡圈，且与回转电机的输出轴固连；所述的内齿圈通过螺钉固定安装在回转体内，且与主动齿轮保持内啮合；所述的回转电机采用伺服减速电机；

所述的升降装置包括升降座、伸缩套筒和电动推杆，所述的升降座位于回转体的下方且与回转体通过螺钉相连接，所述的伸缩套筒有两根，对称布置在升降座的下方，且与升降座通过螺钉相连接；所述的电动推杆有两根，对称布置在升降座的下方，且与升降座通过铰链相连接；

所述的多臂执行部包括工作臂安装座、第一工作臂、第二工作臂、第三工作臂和第四工作臂，所述的工作臂安装座位于升降装置的下方，且与伸缩套筒、电动推杆的下端分别通过螺钉、铰链相连接；所述的第一工作臂、第二工作臂、第三工作臂和第四工作臂均为五自由度关节式串联机械臂，其上端均安装在工作臂安装座上，第一工作臂和第四工作臂的结构完全相同且对称布置在工作臂安装座的下方，第二工作臂和第三工作臂的结构完全相同且对称布置在工作臂安装座的下方；所述的第一工作臂的顶部与工作臂安装座固连，第二工作臂、第三工作臂和第四工作臂的顶部可沿着工作臂安装座滑移。

2.根据权利要求1所述的一种多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人，其特征在于：所述的第一工作臂包括第一肩部电机、第一肩座、第一大臂、第一大臂调节缸、第一小臂、第一小臂调节缸、第一腕部电机和第一末端执行器，所述的第一肩部电机固定安装在工作臂安装座上，且在第一肩部电机的下端设有第一电机安装座；所述的第一肩座位于工作臂安装座的下方且与第一肩部电机的输出法兰相连接；所述的第一大臂的上端与第一肩座通过铰链相连接，第一大臂的下端与第一小臂的上端通过铰链相连接；所述的第一大臂调节缸的上端与第一肩座通过铰链相连接，其下端与第一大臂的中下部通过铰链相连接；所述的第一腕部电机的上端与第一小臂的下端固连，所述的第一小臂调节缸的上端与第一大臂通过铰链相连接，第一小臂调节缸的下端与第一腕部电机通过铰链相连接；所述的第一末端执行器位于第一工作臂的最下端，且其顶部与第一腕部电机的输出法兰相固连；所述的第一末端执行器包括第一U形座、第一摆腕电机、第一带传动装置、第一叉形架、气动风镐和磁力吊，所述的第一U形座的顶部与第一腕部电机的输出法兰固连，所述的第一摆腕电机安装在第一U形座上；所述的第一叉形架安装在第一U形座的底部，且与第一U形座通过铰链相连接；所述的第一带传动装置安装在第一U形座内，第一摆腕电机与第一叉形架通过第一带传动装置相连接；所述的气动风镐固定安装在第一叉形架的一侧，所述的磁力吊固定安装在第一叉形架的另一侧；

所述的磁力吊包括磁吊座和电磁吸头，所述的磁吊座通过螺钉固定安装在第一叉形架一侧的支架上；所述的电磁吸头有三个，呈三角形布置在磁吊座上且均与磁吊座通过球铰链相连接；在所述的电磁吸头内设有电磁铁；

所述的第二工作臂包括第二肩部电机、第二肩座、第二大臂、第二大臂调节缸、第二小臂、第二小臂调节缸、第二腕部电机和第二末端执行器，所述的第二肩部电机固定安装在工作臂安装座上，且在第二肩部电机的下端设有第二电机安装座；所述的第二肩座位于工作臂安装座的下方且与第二肩部电机的输出法兰相连接；所述的第二大臂的上端与第二肩座通过铰链相连接，第二大臂的下端与第二小臂的上端通过铰链相连接；所述的第二大臂调节缸的上端与第二肩座通过铰链相连接，其下端与第二大臂的中下部通过铰链相连接；所述的第二腕部电机的上端与第二小臂的下端固连，所述的第二小臂调节缸的上端与第二大臂通过铰链相连接，第二小臂调节缸的下端与第二腕部电机通过铰链相连接；所述的第二末端执行器位于第二工作臂的最下端，且其顶部与第二腕部电机的输出法兰相固连；所述的第二末端执行器包括第二U形座、第二摆腕电机、第二带传动装置、第二叉形架、等离子切割器和气动手爪，所述的第二U形座的顶部与第二腕部电机的输出法兰固连，所述的第二摆腕电机安装在第二U形座上；所述的第二叉形架安装在第二U形座的底部，且与第二U形座通过铰链相连接；所述的第二带传动装置安装在第二U形座内，第二摆腕电机与第二叉形架通过第二带传动装置相连接；所述的气动风镐固定安装在第二叉形架的一侧，所述的气动手爪固定安装在第二叉形架的另一侧；

所述的工作臂安装座包括环形座体、第一滑块、第二滑块、第三滑块和滑移齿圈，所述的环形座体的顶部与伸缩套筒、电动推杆的下端分别通过螺钉、铰链相连接，第一工作臂的顶部固定安装在环形座体上；第一滑块、第二滑块和第三滑块套装在环形座体上，且与环形座体通过顶部止推轴承、外侧径向轴承和内侧止推轴承相连接；所述的滑移齿圈安装在环形座体的内侧面上，且与环形座体固连；所述的第一滑块包括第一滑块体、第一驱动齿轮和第一滑移电机，所述的第一滑移电机固定安装在第一滑块体上；所述的第一驱动齿轮固定安装在第一滑移电机的输出轴上，且与滑移齿圈保持内啮合；所述的第二滑块包括第二滑块体、第二驱动齿轮和第二滑移电机，所述的第二滑移电机固定安装在第二滑块体上；所述的第二驱动齿轮固定安装在第二滑移电机的输出轴上，且与滑移齿圈保持内啮合；所述的第三滑块包括第三滑块体、第三驱动齿轮和第三滑移电机，所述的第三滑移电机固定安装在第三滑块体上；所述的第三驱动齿轮固定安装在第三滑移电机的输出轴上，且与滑移齿圈保持内啮合；所述的第一滑块体、第二滑块体、第三滑块体套装在环形座体上，且与环形座体通过顶部止推轴承、外侧径向轴承和内侧止推轴承相连接；

所述的第一肩部电机、第二肩部电机、第一腕部电机、第二腕部电机、第一摆腕电机和第二摆腕电机均为伺服减速电机。

3.根据权利要求1所述的一种多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人，其特征在于：所述的张紧轮包括张紧轮架、张紧轮体、导向轴、压缩弹簧和防脱块，所述的张紧轮体安装在张紧轮架的顶部，所述的张紧轮体的转轴两端与张紧轮架之间通过过渡配合的方式相连接；所述的导向轴的顶部与张紧轮架固连，导向轴的下端安装在外轮架或内轮架上，且与外轮架或内轮架之间通过间隙配合的方式相连接；所述的压缩弹簧套装在导向轴上，且位于张紧轮架与外轮架或内轮架之间；所述的防脱块位于导向轴的下端，且与导向轴固连。

4.根据权利要求1所述的一种多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人，其特征在于：在所述的驱动轮内设有驱动马达，所述的驱动马达采用液压伺服马达或气动伺服马达或伺服减速电机。

5.根据权利要求1所述的一种多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人，其特征在于：所述的止推轴承采用圆柱滚子止推轴承，所述的径向轴承采用圆柱滚子径向轴承。

6.根据权利要求2所述的一种多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人，其特征在于：所述的第一肩部电机固定安装在环形座体上，第二肩部电机固定安装在第一滑块体上，第三工作臂上的第三肩部电机固定安装在第二滑块体上，第四工作臂上的第四肩部电机固定安装在第三滑块体上；所述的第一肩部电机、第一腕部电机的轴线均垂直于第一摆腕电机的轴线，第二肩部电机、第二腕部电机的轴线均垂直于第二摆腕电机的轴线。

7.根据权利要求1所述的一种多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人，其特征在于：在所述的工作臂安装座的下方设有两个对称布置的工业摄像头，所述的工业摄像头通过两自由度云台固定安装在工作臂安装座的下方。

8.根据权利要求1所述的一种多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人，其特征在于：第一大臂调节缸、第一小臂调节缸、第二大臂调节缸和第二小臂调节缸采用伺服液压缸或伺服气缸或伺服电动缸。

9.根据权利要求1所述的一种多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人，其特征在于：两个吊架的顶部与外轮架、内轮架相连接的四个铰链的轴线相互平行，且均垂直于水平面。

10.根据权利要求2所述的一种多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人，其特征在于：第一叉形架和第二叉形架的两侧支架的夹角范围均为60°-100°。