專利名稱：從局部高溫區(qū)中取物的起重運輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于起重運輸機械，涉及從局部高溫區(qū)中抓取、提升、輸送工件的機械裝置。
本發(fā)明從局部高溫區(qū)中取物的起重運輸裝置(以下簡稱起重運輸裝置)，包括運輸軌道、在運輸軌道上行走的車架、裝在車架上的起重部件，驅(qū)動車架行走的拖動部件，和懸掛在車架之下的機械手。起重部件的減速器與鋼絲繩卷筒之間有聯(lián)軸器。該機械手是全金屬結(jié)構(gòu)，包括上下相連的連桿臂和抓取手。連桿臂是以連接塊相連的兩副平面四連桿機構(gòu)。抓取手的主要構(gòu)件包括手臂、抓鉤、和主要由彎連桿、推拉軟軸、電動缸、以及所述抓鉤組成的抓鉤開合機構(gòu)。裝置中還包括觸物傳感機構(gòu)、抓鉤開合傳感機構(gòu)和機構(gòu)手升降限位傳感機構(gòu)。所述觸物傳感機構(gòu)的觸物桿裝在抓取手的手臂上，再通過杠桿和控制軟軸連接的滑塊觸動接近開關(guān)，該接近開關(guān)裝在車架上。所述抓鉤開合傳感機構(gòu)包括所述抓鉤開合機構(gòu)中的構(gòu)件，所述推拉軟軸的上端連接電動缸的運動件，由與該運動件相連的運動桿觸動裝在電動缸體外的行程開關(guān)，電動缸裝在車架上。所述機械手升降限位傳感機構(gòu)包括起重部件中減速器與鋼絲繩卷筒之間的聯(lián)軸器，靠近聯(lián)軸器的行程限位開關(guān)，聯(lián)軸器上均布的螺栓頭作為行程限位開關(guān)的檢測參照物。
本發(fā)明起重運輸裝置中的抓取手，以其手臂的上端與連桿臂的下端相連，手臂大體呈音叉狀，并在其左右叉體的內(nèi)壁開滑槽，所述抓鉤開合機構(gòu)中，抓鉤為對稱的一對作開合運動的鉤狀體，裝在手臂下部叉體空間中，其上端分別用銷軸固定在手臂的下部。一對對稱的彎連桿，其上端用一只滑動銷相連，該滑動銷在所述手臂內(nèi)的滑槽中運動，彎連桿的下端分別用鉸鏈連接在抓鉤中段的外側(cè)。抓鉤開合機構(gòu)由電動缸驅(qū)動，電動缸的運動件與推拉軟軸上端的芯軸相連，推拉軟軸上端的外套固定在電動缸的固定部位上，推拉軟軸下端的外套及芯軸分別與兩個彎連桿的彎曲拐點連在一起。當電動缸的運動構(gòu)件運動時驅(qū)動推拉軟軸的芯軸與外套作相對運動，該相對運動使所述一對彎連桿繞上部共同的鉸鏈作相背或相向的回轉(zhuǎn)運動，彎連桿的回轉(zhuǎn)帶動與其相連的一對抓鉤作開合運動，作出抓放物體(工件)的動作。
本設(shè)計起重運輸裝置中，在抓取手手臂的下端有一導(dǎo)向開口，從抓鉤的正面看，導(dǎo)向開口大體呈對稱的“八”字形或倒“V”字形。當機械手下降時，導(dǎo)向開口引導(dǎo)抓鉤對準要抓取的物品(工件)。該導(dǎo)向開口允許工件在工位上放置的位置有一定的偏移誤差。
本發(fā)明起重運輸裝置的特點和效果簡述如下(1)機械手，包括連桿臂和抓取手為全金屬機械結(jié)構(gòu)，可以從局部高溫區(qū)中抓取工件。
(2)觸物傳感機構(gòu)可以確定是否找到被抓工件，避免空抓。
(3)抓鉤開合傳感機構(gòu)可以使機械手準確地抓到工件，同時給出“抓住了物品”的信號。
(4)機械手上部的連桿臂限制了下部抓取手的兩個自由度及垂直于平面四連桿方向的擺動。
(5)手臂下端的導(dǎo)向開口，擴大了準確抓取的范圍，當待抓取工件相對抓鉤的垂直中心位置稍有偏離時，只要能被導(dǎo)向開口導(dǎo)向，仍然能夠順利抓取。
(6)機械手升降限位機構(gòu)可以準確地判斷機械手或待抓取物體的高度，提高抓鉤工作的安全可靠性。
圖2是本設(shè)計裝置機械手的抓取手部分(

圖1中A段)的立體圖。
圖3是圖1中B局部放大圖，表示了觸物傳感機構(gòu)的接近開關(guān)端，和抓鉤開合傳感機構(gòu)中電動缸與推拉軟軸連結(jié)端。
圖4是本設(shè)計裝置的一個應(yīng)用實例的左半段示意圖。
圖5是本設(shè)計裝置的一個應(yīng)用實例的右半段示意圖。
圖6是圖4和圖5裝置的側(cè)視圖。
請再參見圖2，抓取手110中的手臂111大體呈音叉狀，其左右叉體內(nèi)壁上開滑槽113，抓鉤122為對稱的一對作開合運動的鉤狀體，裝在手臂111叉體的空間中，其上端用銷軸124固定在手臂111的下部。對稱的兩只彎連桿121的上端相連并且共用一只滑動銷123，該滑動銷123在手臂111內(nèi)的滑槽113中運動，彎連桿121的下端分別用鉸鏈126連接在抓鉤122中段的外側(cè)。兩只彎連桿121的彎曲拐點125分別連接推拉軟軸127下端的外套及芯軸，該推拉軟軸127上端的外套與安裝在車架160上的電動缸191的固定部分相連(圖1)。推拉軟軸127上端的芯軸與電動缸191的運動構(gòu)件相連。抓鉤開合機構(gòu)由電動缸191驅(qū)動。
參見圖1、圖2和圖3。本設(shè)計起重運輸裝置的觸物傳感機構(gòu)和抓鉤開合傳感機構(gòu)，它們的傳感器電器器件(接近開關(guān)161和行程開關(guān)193)安裝在車架160上。觸物傳感機構(gòu)包括一杠桿131、其支點固定在手臂111上，其內(nèi)端133與觸物桿112的上端相連，外端135連接一控制軟軸132。觸物桿112在手臂111的滑槽113中上下運動?？刂栖涊S132的上端連接裝在車架160上的滑塊163?；瑝K163運動觸動接近開關(guān)161，滑塊163下的彈簧使滑塊復(fù)位。導(dǎo)向開口141為桿條狀構(gòu)件構(gòu)成，裝在手臂111下端的左右兩側(cè)，從抓鉤122的正面看，導(dǎo)向開口141大體呈對稱的“八”字形或倒“V”字形。
抓鉤開合傳感機構(gòu)借用了抓鉤開合機構(gòu)的構(gòu)件。電動缸191體外安裝的行程開關(guān)193有兩個，分別控制抓鉤122的開啟和閉合運動的極限位置。推拉軟軸127的上端外套固定在電動缸的固定部位上。與電動缸191的運動件相連的運動桿連接推拉軟軸127的上端芯軸，推拉軟軸127下端的外套和芯軸分別與彎連桿121的彎曲拐點125相連。電動缸191是一種將電動機的旋轉(zhuǎn)運動通過減速器和絲杠螺母轉(zhuǎn)換成直線運動的裝置。推拉軟軸127是一種用拉力和推力雙向作用傳遞動力或信號的器件。電動缸和推拉軟軸市場上都有產(chǎn)品供應(yīng)。
本設(shè)計機械手升降限位傳感機構(gòu)裝在起重部件180中，包括起重部件中減速器與鋼絲繩卷筒之間的聯(lián)軸器，靠近聯(lián)軸器的行程限位開關(guān)，聯(lián)軸器上均布的六個螺栓的螺栓頭，這些螺栓頭作為行程限位開關(guān)的檢測參照物，反映鋼絲繩卷筒的角位移，據(jù)此控制機械手手臂運動的上下極限位置。
本發(fā)明起重運輸裝置的一個應(yīng)用實例如圖4、圖5和圖6所示。支架235上有運動軌道231，起重運輸裝置中的車架160在運輸軌道231上行走。運輸軌道231兩端安裝了拖動部件，左端為從動端232有從動輪，右端為主動端234。在主動輪與從動輪間架設(shè)牽引鋼絲繩211。
牽引鋼絲繩211的一邊串聯(lián)連接車架160，機械手100掛在車架160之下。圖示四個工位的前三個工位上有六只車架160和六只機械手100。它們對應(yīng)的工位上有送料車223，送料車223上有裝工件的料框221，料框上有抓手。圖示為兩只機械手—起抬—只料框。各工位局部環(huán)境不盡相同，有的是高溫，有的是腐蝕性或潮濕氣氛。牽引鋼絲繩211繞過從動端232在主動端234的牽引鋼絲繩卷筒上繞若干圈，纏繞的長度大于相鄰兩工位間的距離。牽引鋼絲繩卷筒由驅(qū)動電動機驅(qū)動，驅(qū)動電動機雙向運轉(zhuǎn)，車架160和機械手100在兩工位間往復(fù)運動。運輸軌道231上裝有限制車架160行程的行程開關(guān)236。
運行時，拖動部件使車架160帶著機械手100沿運輸軌道231行走到料框221的上方，起重部件180啟動，機械手100下降，由導(dǎo)向開口141引導(dǎo)手臂111對正料框221的抓手，觸物桿112被頂起，觸物傳感機構(gòu)動作，通過杠桿131、控制軟軸132拉動車架160上的滑塊163，觸動接近開關(guān)161發(fā)出信號，抓鉤開合機構(gòu)和抓鉤開合傳感機構(gòu)啟動，電動缸191推動推拉軟軸127，抓鉤122閉合抓住料框221的抓手，抓鉤開合傳感機構(gòu)中的行程開關(guān)193發(fā)出信號，起重部件180使機械手100上升直至上極限位置(由機械手升降限位傳感機構(gòu)控制)，然后拖動部件啟動，車架160沿軌道231行進，將料框221由工位—運至工位二后，機械手100下降直到下極限位置，電動缸191和推拉軟軸127使抓鉤122張開，把料框221放在工位二位置，進而起重部件180升起機械手100至上極限位置，拖動機構(gòu)帶動車架160返回前一個工位。以后待到工件處理時間到，重復(fù)上述過程。
本設(shè)計裝置配用可編程控制器PLC即可實現(xiàn)全自動控制，只是要求電控系統(tǒng)帶有加減計數(shù)器用在機械手升降限位傳感機構(gòu)中，檢測機械手的上、下極限位置，其余的輸入和全部的輸出皆為開關(guān)量，接口I/O點數(shù)在100點以內(nèi)。本發(fā)明裝置特別適合于冶金及熱處理行業(yè)，需要從局部高溫中抓物提升和輸送工件的自動化生產(chǎn)線。
權(quán)利要求
1.從局部高溫區(qū)中取物的起重運輸裝置，包括運輸軌道、在運輸軌道上行走的車架、裝在車架上的起重部件、驅(qū)動車架行走的拖動部件、和懸掛在車架之下的機械手；起重部件的減速器與鋼絲繩卷筒之間有聯(lián)軸器，其特征是機械手是全金屬結(jié)構(gòu)，包括上下相連的連桿臂和抓取手，連桿臂是以連接塊相連的兩副平面四連桿機構(gòu)，抓取手的主要構(gòu)件包括手臂、抓鉤、和主要由彎連桿、推拉軟軸、電動缸、以及所述抓鉤組成的抓鉤開合機構(gòu)；還包括觸物傳感機構(gòu)、抓鉤開合傳感機構(gòu)和機械手升降限位傳感機構(gòu)；所述觸物傳感機構(gòu)的觸物桿裝在抓取手的手臂上，再通過杠桿和控制軟軸連接的滑塊觸動接近開關(guān)，該接近開關(guān)裝在車架上；所述抓鉤開合傳感機構(gòu)包括所述抓鉤開合機構(gòu)中的構(gòu)件，所述推拉軟軸的上端連接電動缸的運動件，由與該運動件相連的運動桿觸動裝在電動缸體外的行程開關(guān)，電動缸裝在車架上；所述機械手升降限位傳感機構(gòu)包括起重部件中減速器與鋼絲繩卷筒之間的聯(lián)軸器，靠近聯(lián)軸器的行程限位開關(guān)，聯(lián)軸器上均布的螺栓頭作為行程限位開關(guān)的檢測參照物。
2.按照權(quán)利要求1所述的起重運輸裝置，其特征是抓取手以手臂的上端與連桿臂的下端相連，手臂大體呈音叉狀，并在其左右叉體的內(nèi)壁開滑槽，所述抓鉤開合機構(gòu)中，抓鉤為對稱的一對作開合運動的鉤狀體，裝在手臂下部叉體空間中，其上端分別用銷軸固定在手臂的下部；一對對稱的彎連桿，其上端用一只滑動銷相連，該滑動銷在所述手臂內(nèi)的滑槽中運動，彎連桿的下端分別用鉸鏈連接在抓鉤中段的外側(cè)；抓鉤開合機構(gòu)由電動缸驅(qū)動，電動缸的運動件與推拉軟軸上端的芯軸相連，推拉軟軸上端的外套固定在電動缸的固定部位上，推拉軟軸下端的外套及芯軸分別與兩個彎連桿的彎曲拐點連在一起。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的起重運輸裝置，其特征是在抓取手手臂的下端有一導(dǎo)向開口，從抓鉤的正面看，導(dǎo)向開口大體呈對稱的“八”字形或倒“V”字形。
全文摘要
從局部高溫區(qū)中取物的起重運輸裝置，包括運輸軌道，在運輸軌道上行走的車架、裝在車架上的起重部件、驅(qū)動車架行走的拖動部件和懸掛在車架之下的機械手。機械手是全金屬結(jié)構(gòu)，包括連桿臂和抓取手。連桿臂是兩副相連的平面四連桿機構(gòu)。抓取手包括手臂、抓鉤和由彎連桿、推拉軟軸、電動缸組成的抓鉤開合機構(gòu)，手臂下端有導(dǎo)向開口。裝置中設(shè)有觸物傳感機構(gòu)、抓鉤開口傳感機構(gòu)、機構(gòu)手升降限位傳感機構(gòu)。所有傳感機構(gòu)的電器都遠離機械手。本裝置配用可編程控制器(PLC)后可以在預(yù)定位置準確地抓取物品并發(fā)出信號，適合冶金和熱處理行業(yè)、需要從局部高溫區(qū)中抓取提升輸送工件的自動化生產(chǎn)線中使用。
文檔編號B25J11/00GK1408634SQ0114149
公開日2003年4月9日 申請日期2001年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月27日
發(fā)明者夏原, 崔瑞意, 叢振剛 申請人:中國科學院力學研究所