專(zhuān)利名稱(chēng)：移動(dòng)平臺(tái)3/2自由度大型件90/180度翻轉(zhuǎn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種翻轉(zhuǎn)設(shè)備，特別是涉及一種用于大型重載零件在工藝需要時(shí)進(jìn)行90度與180度翻轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備，屬于重型機(jī)器制造技術(shù)領(lǐng)域的大型輔助機(jī)械設(shè)備。
背景技術(shù)：
“十二五”規(guī)劃把振興裝備制造業(yè)放在重要位置，而重型裝備制造業(yè)是裝備制造業(yè)的重中之重，是關(guān)系經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家安全的產(chǎn)業(yè)，而大型、特大型零部件的加工制造是重型裝備制造業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是國(guó)防、軍工、航空、航天等領(lǐng)域尖端產(chǎn)品發(fā)展的基礎(chǔ)，是提升裝備制造業(yè)的制造水平與能力，實(shí)現(xiàn)我國(guó)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的關(guān)鍵。重型裝備制造中的極端尺寸、大噸位等特殊工況的大型重載零件，在其機(jī)械加工 過(guò)程中一般需要多次換位、翻轉(zhuǎn)。目前，一般是利用車(chē)間的兩臺(tái)天車(chē)，并借助軟鋼絲繩及附具實(shí)現(xiàn)90°或180°翻轉(zhuǎn),但這些大型鑄鍛件或零件外形尺寸較大,可達(dá)6米，單重從10噸-250噸不等，由于其尺寸規(guī)格大、重量大，翻轉(zhuǎn)過(guò)程中因慣性會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊、不穩(wěn)定，翻轉(zhuǎn)過(guò)程難于控制，存在著很大的生產(chǎn)安全隱患，易于傷人、碰壞大立車(chē)等設(shè)備，并且翻轉(zhuǎn)時(shí)易將工件劃傷，難以保證工件表面質(zhì)量，而且工件每翻轉(zhuǎn)一次需要很長(zhǎng)時(shí)間，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率非常低，嚴(yán)重制約了加工質(zhì)量的提高和整條生產(chǎn)鏈生產(chǎn)效率提高。工業(yè)翻轉(zhuǎn)機(jī)能適應(yīng)不同規(guī)格的貨物的翻轉(zhuǎn)要求，安全、平穩(wěn)、有效地提供工藝輸送，實(shí)現(xiàn)將貨物由臥式轉(zhuǎn)換成立式、將立式轉(zhuǎn)換成臥式或?qū)崿F(xiàn)180度整體翻轉(zhuǎn)的作業(yè)目標(biāo)。翻轉(zhuǎn)機(jī)的分類(lèi)可以按其翻轉(zhuǎn)角度、翻轉(zhuǎn)對(duì)象和性能的實(shí)現(xiàn)等進(jìn)行分類(lèi)。根據(jù)最大翻轉(zhuǎn)角度進(jìn)行分類(lèi)，可分為90度翻轉(zhuǎn)機(jī)和180度翻轉(zhuǎn)機(jī)；根據(jù)其翻轉(zhuǎn)的貨物進(jìn)行分類(lèi)，可分為鋼卷翻轉(zhuǎn)機(jī)、模具翻轉(zhuǎn)機(jī)和板材翻轉(zhuǎn)機(jī)等；根據(jù)性能的實(shí)現(xiàn)分類(lèi)主要有板鏈?zhǔn)綉覓祀妱?dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)、液壓驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)和連續(xù)快速起動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)等。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于翻轉(zhuǎn)機(jī)的技術(shù)資料主要集中在中、小型翻轉(zhuǎn)機(jī)，而對(duì)大型重載翻轉(zhuǎn)機(jī)的文獻(xiàn)或技術(shù)資料較少。中國(guó)專(zhuān)利201020289783. 7公開(kāi)一種客車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架翻轉(zhuǎn)機(jī)，該構(gòu)架翻轉(zhuǎn)機(jī)主要針對(duì)目前幾種主型的H形和U形構(gòu)架實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。中國(guó)專(zhuān)利201020547051. 3公開(kāi)一種H型鋼180度移動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)，其技術(shù)方案為臺(tái)車(chē)上安裝有帶動(dòng)其水平移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)軸兩端裝在軸座內(nèi)，軸座利用緊固件分別固定在臺(tái)車(chē)兩側(cè)，其能夠?qū)型鋼翻轉(zhuǎn)180度，有效避免行車(chē)吊運(yùn)危險(xiǎn)性，提高焊縫質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，以上公開(kāi)的能夠?qū)崿F(xiàn)180度翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)機(jī)，有一個(gè)共同的不足就是其結(jié)構(gòu)或驅(qū)動(dòng)型式不能較好應(yīng)用于大型重載零件的翻轉(zhuǎn)。大型重載零件廣泛用于核電、水電、火電、交通運(yùn)輸、航空航天等行業(yè)，是其制造能力和水平直接決定著相關(guān)裝備的制造能力和水平，為了提聞其制造和加工的生廣效率，需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)工件自動(dòng)的翻轉(zhuǎn)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有翻轉(zhuǎn)設(shè)備或裝置存在的上述不足，本發(fā)明提供一種移動(dòng)平臺(tái)3/2自由度90/180度翻轉(zhuǎn)機(jī)，該翻轉(zhuǎn)機(jī)采用滾動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，可翻轉(zhuǎn)大型重載工件、操作安全、平穩(wěn)，配合多種附件能夠?qū)崿F(xiàn)多種形狀和尺寸變化的工件進(jìn)行90度和180度翻轉(zhuǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下
本發(fā)明主要包括底座、上工作臺(tái)架和下工作臺(tái)架，其中底座為焊接結(jié)構(gòu)體，其軸向兩端均設(shè)有上部呈內(nèi)凹圓弧的立支板構(gòu)成的相互平行的弧形基礎(chǔ)輥道，在弧形基礎(chǔ)輥道上布置有托輥，底座的對(duì)稱(chēng)中心線上設(shè)有驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子上設(shè)有驅(qū)動(dòng)齒輪；上、下工作臺(tái)架均為半圓柱體式焊接結(jié)構(gòu)件，其外圓兩端沿圓周方向分別固聯(lián)有兩條半圓弧形支撐軌道，該半圓形支撐軌道與上述底座內(nèi)的弧形基礎(chǔ)輥道滾動(dòng)接觸，實(shí)現(xiàn)承載、支撐、定位功能。上、下工作臺(tái)架中間各設(shè)有一條與半圓弧形支撐軌道平行的半圓弧形齒圈，上、下兩工作臺(tái)架上的兩組支撐軌道與中間齒圈沿軸向位置相互錯(cuò)開(kāi)，上述兩條弧形齒圈分別與上述驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合；在下工作臺(tái)架的臺(tái)面上設(shè)有下移動(dòng)平臺(tái)，在該下移動(dòng)平臺(tái)的背面以移動(dòng)平臺(tái)橫向中心線為對(duì)稱(chēng)的聯(lián)接有五個(gè)液壓油缸，每個(gè)液壓油缸均通過(guò)鉸鏈與移動(dòng)平臺(tái)鉸接在一起，共同構(gòu)成移動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)副連接，可實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，以適應(yīng)不同高度尺寸的工件；可通過(guò)添加T型墊鐵、回轉(zhuǎn)V形鐵、長(zhǎng)V形鐵、短V形鐵、斜V形鐵等附件實(shí)現(xiàn)直筒節(jié)、過(guò)·渡節(jié)、餅子、封頭等工件的90度和180度翻轉(zhuǎn)。上工作臺(tái)架和下工作臺(tái)架通過(guò)開(kāi)合旋轉(zhuǎn)軸鉸鏈連接，該開(kāi)合旋轉(zhuǎn)軸位于整車(chē)回轉(zhuǎn)中心軸與上、下工作臺(tái)架的回轉(zhuǎn)中心軸重合處。底座內(nèi)的驅(qū)動(dòng)裝置將運(yùn)動(dòng)動(dòng)力通過(guò)半圓弧形齒圈傳遞到上、下工作臺(tái)架，進(jìn)而整體可實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙、緩慢、穩(wěn)定、連續(xù)原地滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成具有完成工件翻轉(zhuǎn)90度和180度的雙功能翻轉(zhuǎn)機(jī)。上工作臺(tái)架通過(guò)驅(qū)動(dòng)可逆時(shí)針繞開(kāi)合旋轉(zhuǎn)軸翻轉(zhuǎn)90度打開(kāi)，上工作臺(tái)架打開(kāi)時(shí)吊入零件，合上后，上、下工作臺(tái)架與被翻轉(zhuǎn)的工件形成一圓柱形的整體，此時(shí)上下兩工作臺(tái)架上的兩組齒圈和軌道仍位于同一圓柱面內(nèi)，通過(guò)整體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)180度整體可接續(xù)滾轉(zhuǎn)；若上移動(dòng)工作臺(tái)打開(kāi)90度后鎖定，此時(shí)整體圓柱體中心角為270度，可實(shí)現(xiàn)90度翻轉(zhuǎn)。本發(fā)明的有益效果是該翻轉(zhuǎn)機(jī)的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用滾動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)工件的翻轉(zhuǎn)，承載能力大幅增強(qiáng)；配合多種附件能夠?qū)崿F(xiàn)多種形狀和尺寸變化的工件進(jìn)行90度和180度翻轉(zhuǎn)；翻轉(zhuǎn)過(guò)程中重力全封閉，無(wú)需夾緊；集90度和180度翻轉(zhuǎn)功能于一體，功能全面；該翻轉(zhuǎn)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、整體高度小、制造方便、成本低廉、安全可靠。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。圖2是本發(fā)明上下工作臺(tái)架的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。圖3是本發(fā)明翻轉(zhuǎn)直筒節(jié)工作狀況示意圖。圖4是本發(fā)明翻轉(zhuǎn)餅子工作狀況示意圖。圖5是本發(fā)明翻轉(zhuǎn)封頭的工作狀況示意圖。圖6是本發(fā)明翻轉(zhuǎn)過(guò)渡節(jié)的工作狀況示意圖。圖中1.上工作臺(tái)架，2.下工作臺(tái)架，3.開(kāi)合旋轉(zhuǎn)軸，4.底座，5.支撐軌道，6.半圓弧形齒圈，7.液壓油缸，8.下移動(dòng)平臺(tái)，9.墊塊類(lèi)附件。
具體實(shí)施例方式如下是本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，參照附圖I、2，本實(shí)施例中的移動(dòng)平臺(tái)3/2自由度大型件90/180度翻轉(zhuǎn)機(jī)由機(jī)器底座、翻轉(zhuǎn)大車(chē)、組合工作臺(tái)三部分構(gòu)成。所述的底座4為焊接結(jié)構(gòu)體，其軸向兩端均設(shè)有上部呈內(nèi)凹圓弧的立支板構(gòu)成的相互平行的弧形基礎(chǔ)輥道，在弧形基礎(chǔ)輥道上設(shè)有托輥，底座的對(duì)稱(chēng)中心線上設(shè)有驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子上設(shè)有驅(qū)動(dòng)齒輪；
所述上工作臺(tái)架I和下工作臺(tái)架2均為半圓柱體式焊接結(jié)構(gòu)件，其外圓兩端沿圓周方向分別固聯(lián)有兩條半圓弧形支撐軌道5，該半圓形支撐軌道與底座內(nèi)的弧形基礎(chǔ)輥道滾動(dòng)接觸，實(shí)現(xiàn)承載、支撐、定位功能。上、下工作臺(tái)架中間各設(shè)有一條與半圓弧形支撐軌道平行的半圓弧形齒圈6，上、下兩工作臺(tái)架上的兩組支撐軌道與中間齒圈沿軸向位置相互錯(cuò)開(kāi)，上述兩條弧形齒圈分別與底座的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合，將運(yùn)動(dòng)動(dòng)力通過(guò)半圓弧形齒圈傳遞到上、下工作臺(tái)架，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力傳動(dòng)。在下工作臺(tái)架的臺(tái)面上設(shè)有下 移動(dòng)平臺(tái)8，該下移動(dòng)平臺(tái)的背部以移動(dòng)工作臺(tái)橫向中心線為對(duì)稱(chēng)的聯(lián)接有五個(gè)液壓油缸7，每個(gè)液壓油缸均通過(guò)鉸鏈與移動(dòng)平臺(tái)鉸接在一起，共同構(gòu)成上下移動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)副連接，可實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，以適應(yīng)不同高度尺寸的工件；通過(guò)添加回轉(zhuǎn)V形鐵、長(zhǎng)V形鐵、短V形鐵、斜V形鐵等墊塊類(lèi)附件實(shí)現(xiàn)直筒節(jié)、過(guò)渡節(jié)、餅子、封頭等工件的90度和180度翻轉(zhuǎn)。上工作臺(tái)架和下工作臺(tái)架通過(guò)開(kāi)合旋轉(zhuǎn)軸3鉸鏈連接，上工作臺(tái)架通過(guò)驅(qū)動(dòng)可逆時(shí)針繞工作臺(tái)開(kāi)合旋轉(zhuǎn)軸翻轉(zhuǎn)90度打開(kāi)，上工作臺(tái)架打開(kāi)時(shí)吊入零件，合上后，上、下工作臺(tái)架與被翻轉(zhuǎn)的工件形成一圓柱形的整體，此時(shí)上下兩工作臺(tái)架上的兩組齒圈和軌道仍位于同一圓柱面內(nèi)，通過(guò)整體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)180度整體可接續(xù)滾轉(zhuǎn)；若上工作臺(tái)架打開(kāi)90度后鎖定，此時(shí)整體圓柱體中心角為270度，可實(shí)現(xiàn)90度翻轉(zhuǎn)。上工作臺(tái)架可看作一個(gè)操作臂，有I個(gè)自由度；下工作臺(tái)架可看作另一條操作臂，有2個(gè)自由度(整體共用I自由度)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)作用于上工作臺(tái)架時(shí)，系統(tǒng)自由度為I ;當(dāng)驅(qū)動(dòng)作用于下工作臺(tái)架時(shí)，系統(tǒng)自由度為2 (整體共用一個(gè)自由度);當(dāng)驅(qū)動(dòng)在兩半圓柱體之間變換時(shí)，兩臂自由度數(shù)互換。整體驅(qū)動(dòng)可在兩個(gè)半圓柱體之間變換，形成3自由度2冗余、雙臂聯(lián)合操作系統(tǒng)。即整體可實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙、緩慢、穩(wěn)定、連續(xù)原地滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成具有完成工件翻轉(zhuǎn)90度和180度的雙功能翻轉(zhuǎn)機(jī)。底座與上、下工作臺(tái)架的兩條半圓弧形支撐軌道滾動(dòng)接觸，承擔(dān)載荷，上、下工作臺(tái)架相對(duì)機(jī)器底座可實(shí)現(xiàn)滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)約束掉其他三個(gè)移動(dòng)，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；上、下工作臺(tái)架通過(guò)工作臺(tái)開(kāi)合旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，其他三個(gè)移動(dòng)，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)被約束掉。“大直筒節(jié)”90度翻轉(zhuǎn)過(guò)程如圖3所示，其具體工作過(guò)程如下90度工作狀態(tài)時(shí)，使上工作臺(tái)架翻轉(zhuǎn)90度，上下兩工作臺(tái)架的端面呈L形，鎖定上工作臺(tái)架；根據(jù)工件的種類(lèi)選擇相應(yīng)的附件；通過(guò)驅(qū)動(dòng)液壓缸組，使下移動(dòng)平臺(tái)升高至指定高度；吊入對(duì)應(yīng)的墊塊類(lèi)附件9，立放置于上工作臺(tái)上，再吊入工件，使工件與V形墊鐵貼緊、靠嚴(yán)；整體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始工作，使上、下工作臺(tái)架連同V形墊鐵、工件整體滾轉(zhuǎn)90度，吊出工件，吊出附件，完成90度翻轉(zhuǎn)任務(wù)。餅子類(lèi)、封頭類(lèi)、過(guò)渡類(lèi)工件180度翻轉(zhuǎn)過(guò)程如圖4、圖5、圖6所示，其具體工作過(guò)程如下180度工作狀態(tài)時(shí)，使上工作臺(tái)架翻轉(zhuǎn)90度，上下兩工作臺(tái)的端面呈L形，鎖定上工作臺(tái)架，根據(jù)需要吊入相對(duì)應(yīng)的墊塊類(lèi)附件9，再吊入工件，使上工作臺(tái)架順時(shí)針?lè)D(zhuǎn)90度，合上上工作臺(tái)架，使合上下工作臺(tái)架與墊塊類(lèi)附件、工件共同形成圓柱形整體；整體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始工作，使上、下工作臺(tái)架連同工件整體滾轉(zhuǎn)經(jīng)90至180度，原下工作臺(tái)架此時(shí)位于上側(cè)；打開(kāi)位于上側(cè)的下工作臺(tái)架，上下兩工作臺(tái)形成L形，取出工件，完成工件180度翻
轉(zhuǎn)。·
權(quán)利要求
1. 一種移動(dòng)平臺(tái)3/2自由度大型件90/180度翻轉(zhuǎn)機(jī)，主要包括底座、上工作臺(tái)架和下工作臺(tái)架，其特征在于其底座為焊接結(jié)構(gòu)體，其軸向兩端均設(shè)有上部呈內(nèi)凹圓弧的立支板構(gòu)成的相互平行的弧形基礎(chǔ)輥道，在弧形基礎(chǔ)輥道上設(shè)有托輥，底座的對(duì)稱(chēng)中心線上設(shè)有驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子上設(shè)有驅(qū)動(dòng)齒輪；上、下工作臺(tái)架均為半圓柱體式焊接結(jié)構(gòu)件，其外圓兩端沿圓周方向分別固聯(lián)有兩條半圓弧形支撐軌道，該半圓形支撐軌道與上述底座內(nèi)的弧形基礎(chǔ)輥道滾動(dòng)接觸；上、下工作臺(tái)架中間各設(shè)有一條與半圓弧形支撐軌道平行的半圓弧形齒圈，上、下兩工作臺(tái)架上的兩組支撐軌道與中間齒圈沿軸向位置相互錯(cuò)開(kāi)，上述兩條弧形齒圈分別與上述驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合；在下工作臺(tái)架的臺(tái)面上設(shè)有上下移動(dòng)平臺(tái)，在該下移動(dòng)平臺(tái)的背面以移動(dòng)平臺(tái)橫向中心線為對(duì)稱(chēng)的聯(lián)接有五個(gè)液壓油缸，每個(gè)液壓油缸均通過(guò)鉸鏈與移動(dòng)平臺(tái)鉸接在一起，共同構(gòu)成移動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)副連接；上工作臺(tái)架和下工作臺(tái)架通過(guò)開(kāi)合旋轉(zhuǎn)軸鉸鏈連接，該開(kāi)合旋轉(zhuǎn)軸位于整車(chē)回轉(zhuǎn)中心軸與上、下工作臺(tái)架的回轉(zhuǎn)中心軸重合處。
全文摘要
一種移動(dòng)平臺(tái)3/2自由度大型件90/180度翻轉(zhuǎn)機(jī)，主要由底座和上、下工作臺(tái)架組成，其底座的軸向兩端均設(shè)有弧形基礎(chǔ)輥道，該輥道上設(shè)有托輥，底座內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子上設(shè)有驅(qū)動(dòng)齒輪；上、下工作臺(tái)架均為半圓柱體式焊接結(jié)構(gòu)件，其外圓設(shè)有兩條半圓弧形支撐軌道，兩工作臺(tái)架中間各設(shè)有半圓弧形齒圈，該齒圈與上述驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合；在下工作臺(tái)架上設(shè)有下移動(dòng)平臺(tái)，在下移動(dòng)平臺(tái)的背面通過(guò)鉸鏈與五個(gè)驅(qū)動(dòng)油缸鉸接在一起，上工作臺(tái)架和下工作臺(tái)架通過(guò)開(kāi)合旋轉(zhuǎn)軸鉸鏈連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是承載能力強(qiáng)；可實(shí)現(xiàn)多種工件的90度和180度翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)過(guò)程中重力全封閉，無(wú)需夾緊，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、安全可靠。
文檔編號(hào)B23Q7/00GK102785116SQ20121024399
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者侯雨雷, 周玉林, 唐艷華, 姚建濤, 曾達(dá)幸, 趙永生, 邱雪松 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)