一種混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸用旋轉(zhuǎn)升降機械手的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸用旋轉(zhuǎn)升降機械手，包括基座、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、升降機構(gòu)、橫臂、夾持機構(gòu)、動力機構(gòu)、傳動機構(gòu)和PLC控制系統(tǒng)，其中：升降機構(gòu)包括導(dǎo)向體、支撐體和運動體；旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括輪軸、轉(zhuǎn)動套、限位裝置、安裝座及防錯機構(gòu)；夾持機構(gòu)包括工作盤、四道滑梁、金屬執(zhí)行機構(gòu)；四道滑梁呈十字形結(jié)構(gòu)；金屬執(zhí)行機構(gòu)包括構(gòu)件主體和構(gòu)件功能端，構(gòu)件主體與構(gòu)件功能端中間設(shè)置有彈簧；動力機構(gòu)包括減速電機、四個氣缸和升降裝置；構(gòu)件主體的另一端安裝在氣缸的輸出端上。本發(fā)明專用性強、轉(zhuǎn)運過程平穩(wěn)、不搖晃和傾斜、操作方便、定位精準(zhǔn)、成本低廉、易于實現(xiàn)、壽命長、易于維護保養(yǎng)、適用于四角立有支撐柱的工作臺。
【專利說明】
一種混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸用旋轉(zhuǎn)升降機械手
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水泥制品預(yù)制成型領(lǐng)域，尤其涉及一種混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸用旋轉(zhuǎn)升降機械手。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，幾乎所有廠家的混凝土預(yù)制構(gòu)件制品采用的是濕法成型工藝，轉(zhuǎn)運托盤托盤的轉(zhuǎn)運安裝還是采用人工的方式，生產(chǎn)效率低下，人工強度大等問題一直是制約行業(yè)發(fā)展的因素。
[0003]在國內(nèi)已申請的相關(guān)專利中，專利《一種升降旋轉(zhuǎn)機械臂》(申請?zhí)?201320783535.1，【公開日】:2014-06-04)，公開了一種可以簡單實現(xiàn)升降旋轉(zhuǎn)功能的機械臂，但其對夾持構(gòu)件沒有詳細描述，而且其并沒有針對性的設(shè)計元素，因此其專用性不強，由于易磨損部位(夾持構(gòu)件)沒有采用抗疲勞耐磨損的材料，因此使用壽命相對較短，而且由于該專利公布的結(jié)構(gòu)過于簡單，很多部件的結(jié)構(gòu)及功能未詳述，因此實現(xiàn)起來較困難，也不容易維護和保養(yǎng)；專利《一種吊卸鋁箔壓塊的機械手》(申請?zhí)?201520863240.4，【公開日】:2016-04-13)，公開了一種可夾持易損件的升降旋轉(zhuǎn)機械手，但其采用的是繩索吊掛形式放下夾持裝置，較難定位，操作不方便，而且該裝置如果用于混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸，則由于其夾持力方向不夠精準(zhǔn)，壓力之間不平衡，易發(fā)生傾斜和搖晃，操作過程中易損壞到轉(zhuǎn)運托盤里轉(zhuǎn)運的成型物料，破壞其完整性;沒有彎折橫臂，對四角立有支撐柱的工作臺不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種專用性強、轉(zhuǎn)運過程平穩(wěn)、不搖晃和傾斜、操作方便、定位精準(zhǔn)、成本低廉、易于實現(xiàn)、壽命長、易于維護保養(yǎng)、適用于四角立有支撐柱的工作臺的混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸用旋轉(zhuǎn)升降機械手。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸用旋轉(zhuǎn)升降機械手，包括基座、安裝在基座上的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的升降機構(gòu)、安裝在升降機構(gòu)上的橫臂、安裝在橫臂上的夾持機構(gòu)、動力機構(gòu)、傳動機構(gòu)和PLC控制系統(tǒng)，其中:
所述升降機構(gòu)包括支撐體、安裝在支撐體上的導(dǎo)向體和固定在導(dǎo)向體上的運動體;所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括輪軸、與輪軸匹配的轉(zhuǎn)動套、設(shè)置在轉(zhuǎn)動套上的限位裝置及用于安裝升降裝置的安裝座;所述夾持機構(gòu)包括工作盤、設(shè)置在工作盤上的真空吸盤或金屬抓取機構(gòu)，其中金屬抓取機構(gòu)包括四道滑梁、與滑梁匹配的金屬執(zhí)行機構(gòu);所述四道滑梁呈十字形結(jié)構(gòu)；所述金屬執(zhí)行機構(gòu)包括構(gòu)件主體和與構(gòu)件主體匹配的構(gòu)件功能端，所述構(gòu)件主體與構(gòu)件功能端中間腔設(shè)置有彈簧，所述彈簧的軸線與金屬執(zhí)行機構(gòu)的軸線重合;所述動力機構(gòu)包括連接輪軸的減速電機、連接四個金屬執(zhí)行機構(gòu)的四個氣缸或連接真空吸盤的真空栗和連接運動體與安裝座的升降裝置;構(gòu)件主體的另一端安裝在氣缸的輸出端上;PLC控制系統(tǒng)分別與升降裝置、減速電機和氣缸或真空栗相連接；
所述旋轉(zhuǎn)升降機械手還集成有防錯機構(gòu)，所述防錯機構(gòu)包括自動緊急制動開關(guān)、壓力檢測裝置和防錯控制系統(tǒng);所述壓力檢測裝置至少設(shè)置有三個，其中兩個分別設(shè)置在軸線相互垂直的兩個金屬執(zhí)行機構(gòu)的彈簧與構(gòu)件主體中間，另一個設(shè)置在橫臂與工作盤之間；防錯控制系統(tǒng)分別與自動緊急制動開關(guān)和壓力檢測裝置連接，啟動閥值范圍為1 O O N-3000N。
[0006]上述的混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸用旋轉(zhuǎn)升降機械手，其中:所述彈簧優(yōu)選采用VDCrSi制作，其抗拉強度不低于1800Mpa;
上述的混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸用旋轉(zhuǎn)升降機械手，其中:所述構(gòu)件功能端優(yōu)選采用5CrNiMo制作，其整體硬度范圍為45-51HRC。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:對夾持構(gòu)件有詳細描述，并且其針對混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸的特性設(shè)計了十字滑槽和氣缸推動夾持的裝置，專用性很強，能與混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸形成良好的匹配關(guān)系；由于易磨損部位(夾持構(gòu)件)采用了抗疲勞耐磨損的冷作轉(zhuǎn)運托盤鋼，緩沖的彈簧用的又是超耐疲勞的油淬回火鋼絲，因此耐磨損、耐沖擊，使用壽命長;本專利公布的結(jié)構(gòu)很完整，主要部件的結(jié)構(gòu)及功能都有描述，因此實現(xiàn)起來較容易，也容易維護和保養(yǎng)；由于采用了導(dǎo)向體、限位裝置和安裝座三重限位關(guān)系，易定位，操作方便，定位精準(zhǔn);而且該裝置主要用于混凝土構(gòu)件自動化成型裝置的轉(zhuǎn)運托盤的裝卸，由于其夾持力可控，運行平穩(wěn)、不搖晃，并設(shè)有緩沖用的彈簧裝置，因此在轉(zhuǎn)運過程中不會發(fā)生傾斜和搖晃，因此不會破壞混凝土構(gòu)件物料的型制及完整性，提升了轉(zhuǎn)運托盤的使用效果及質(zhì)量穩(wěn)定性;采用了彎折橫臂，可以在旋轉(zhuǎn)過程中繞過工作臺的立柱，實用性強;還設(shè)置有防錯機構(gòu)，可以在設(shè)備故障、程序設(shè)置錯誤或移動方向上有異物導(dǎo)致的夾持力超額或工作盤向下過移動時，及時制動，保護設(shè)備和轉(zhuǎn)運托盤，可以保證設(shè)備的使用性能和安全性，提升設(shè)備的使用壽命，具體為:設(shè)置在軸線相互垂直的兩個金屬執(zhí)行機構(gòu)的彈簧與構(gòu)件主體中間的兩個壓力檢測裝置可以檢測到夾持動作進行過程中用于夾持的金屬執(zhí)行機構(gòu)受到的阻力，當(dāng)大于閥值時說明受到了惡性的阻礙或?qū)D(zhuǎn)運托盤的夾持力設(shè)置過高，為防止其變形，妨礙使用，設(shè)置在橫臂與工作盤之間的壓力檢測裝置可以檢測到工作盤下降過程中受到的阻力，當(dāng)大于閥值時說明受到了惡性的阻礙或位移量設(shè)置錯誤導(dǎo)致工作盤向下過位移，當(dāng)任一壓力檢測裝置反饋壓力大于預(yù)設(shè)的閥值時，自動緊急制動開關(guān)立即啟動，終止動作，避免錯誤操作或突然情況帶來的設(shè)備損壞，進一步延長設(shè)備壽命。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的主視圖；
圖2是本發(fā)明的俯視圖；
圖3是工作盤的仰視圖。
[0009]圖中:安裝座1、升降裝置2、支撐體3、運動體4、導(dǎo)向體5、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)6、限位裝置7、轉(zhuǎn)動套8、基座9、工作盤1、減速電機11、輪軸12、橫臂13、氣缸14、構(gòu)件主體15、彈簧16、構(gòu)件功能端17、滑梁18、壓力檢測裝置19。
【具體實施方式】
[0010]實施例1:
一種混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸用旋轉(zhuǎn)升降機械手，包括基座9、安裝在基座9上的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)6、安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)6上的升降機構(gòu)、安裝在升降機構(gòu)上的橫臂13、安裝在橫臂13上的夾持機構(gòu)、動力機構(gòu)、傳動機構(gòu)和PLC控制系統(tǒng)，其中:所述升降機構(gòu)包括導(dǎo)向體5、支撐體3和運動體4 ；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)6包括輪軸12、與輪軸12匹配的轉(zhuǎn)動套8、設(shè)置在轉(zhuǎn)動套8上的限位裝置7及用于安裝升降裝置2的安裝座I;所述夾持機構(gòu)包括工作盤10、設(shè)置在工作盤10上的金屬抓取機構(gòu)，其中金屬抓取機構(gòu)包括四道滑梁18、與滑梁18匹配的金屬執(zhí)行機構(gòu);所述四道滑梁18呈十字形結(jié)構(gòu);所述金屬執(zhí)行機構(gòu)包括構(gòu)件主體15和與構(gòu)件主體15匹配的構(gòu)件功能端17，該構(gòu)件功能端17采用5CrNiMo制作，其整體硬度范圍45-51HRC;所述構(gòu)件主體15與構(gòu)件功能端17中間設(shè)置有彈簧16，該彈簧16采用VDCrSi制作，其抗拉強度不低于1800Mpa，所述彈簧16的軸線與金屬執(zhí)行機構(gòu)的軸線重合;所述動力機構(gòu)包括連接輪軸12的減速電機U、連接四個金屬執(zhí)行機構(gòu)的四個氣缸14和連接運動體4與安裝座I的升降裝置2 ;構(gòu)件主體15的另一端安裝在氣缸14的輸出端上;PLC控制系統(tǒng)分別與升降裝置2、減速電機11和氣缸14相連接；
所述旋轉(zhuǎn)升降機械手還集成有防錯機構(gòu)，所述防錯機構(gòu)包括自動緊急制動開關(guān)、壓力檢測裝置19和防錯控制系統(tǒng);所述壓力檢測裝置19至少設(shè)置有三個，其中兩個分別設(shè)置在軸線相互垂直的兩個金屬執(zhí)行機構(gòu)的彈簧16與構(gòu)件主體15中間，另一個設(shè)置在橫臂13與工作盤10之間；防錯控制系統(tǒng)分別與自動緊急制動開關(guān)和壓力檢測裝置19連接，啟動閥值范圍為1000N。
[0011 ]其工作原理為:當(dāng)要執(zhí)行目標(biāo)動作時，在PLC控制系統(tǒng)里設(shè)置好程序，然后升降機構(gòu)上升，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)6帶動工作盤10旋轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)運托盤存放平臺；氣缸14收縮，升降機構(gòu)下降至夾持水平;氣缸14伸展，完成夾持動作，此時彈簧16受力變形，除額外提供穩(wěn)定的夾持力外還卸荷了不可控的硬機械構(gòu)件夾緊力;升降機構(gòu)上升，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)6帶動工作盤10旋轉(zhuǎn)至工作平臺中心，彎折的橫臂13正好繞過空間上阻礙的立柱，在導(dǎo)向體5、限位裝置7和安裝座I的限位作用下，空間位置被精確定位;升降機構(gòu)下降至安裝水平，氣缸14收縮，將轉(zhuǎn)運托盤精準(zhǔn)地匹配至工作平臺上，通過輪廓限位將轉(zhuǎn)運托盤固定。防錯機構(gòu)在設(shè)備正常運行時不工作，當(dāng)在設(shè)備故障、程序設(shè)置錯誤或移動方向上有異物時，由于受到超過閥值的夾持方向或升降方向阻力，可能導(dǎo)致設(shè)備或轉(zhuǎn)運托盤受損時，自動開啟緊急制動，保護設(shè)備和轉(zhuǎn)運托盤，具體為:設(shè)置在軸線相互垂直的兩個金屬執(zhí)行機構(gòu)的彈簧16與構(gòu)件主體15中間的兩個壓力檢測裝置19可以檢測到夾持動作進行過程中用于夾持的金屬執(zhí)行機構(gòu)受到的阻力，當(dāng)大于閥值時說明受到了惡性的阻礙(例如機械卡滯)或?qū)D(zhuǎn)運托盤的夾持力設(shè)置過高，設(shè)置在橫臂與工作盤之間的壓力檢測裝置19可以檢測到工作盤下降過程中受到的阻力，當(dāng)大于閥值時說明受到了惡性的阻礙(例如異物阻擋)或位移量設(shè)置錯誤導(dǎo)致工作盤向下過位移，當(dāng)任一壓力檢測裝置反饋壓力大于預(yù)設(shè)的閥值(該預(yù)設(shè)閥值可以根據(jù)設(shè)備的大小及工作環(huán)境進行設(shè)置)時，自動緊急制動開關(guān)立即啟動，終止動作，下同。
[0012]按本實施例生產(chǎn)出的機械手在實際生產(chǎn)過程中，至少可以完成一百萬次抓取、松卸動作;重復(fù)定位精度可達0.02mm;通過PLC控制系統(tǒng)設(shè)定好程序后，可在30S內(nèi)完成一個循環(huán)的操作，方便快捷，大量地節(jié)省了人工;并且，遇錯后防錯機構(gòu)會控制設(shè)備迅速急停，避免設(shè)備損壞，設(shè)備的使用安全性高、壽命長。
[0013]實施例2:
一種混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸用旋轉(zhuǎn)升降機械手，包括基座9、安裝在基座9上的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)6、安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)6上的升降機構(gòu)、安裝在升降機構(gòu)上的橫臂13、安裝在橫臂13上的夾持機構(gòu)、動力機構(gòu)、傳動機構(gòu)和PLC控制系統(tǒng)，其中:所述升降機構(gòu)包括導(dǎo)向體5、支撐體3和運動體4 ；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)6包括輪軸12、與輪軸12匹配的轉(zhuǎn)動套8、設(shè)置在轉(zhuǎn)動套8上的限位裝置7及用于安裝升降裝置2的安裝座I;所述夾持機構(gòu)包括工作盤10、設(shè)置在工作盤10上的真空吸盤;所述動力機構(gòu)包括連接輪軸12的減速電機11、連接真空吸盤的真空栗和連接運動體4與安裝座I的升降裝置2 ; PLC控制系統(tǒng)分別與升降裝置2、減速電機11和氣缸14相連接；所述旋轉(zhuǎn)升降機械手還集成有防錯機構(gòu)，所述防錯機構(gòu)包括自動緊急制動開關(guān)、壓力檢測裝置19和防錯控制系統(tǒng);所述壓力檢測裝置19至少設(shè)置有三個，其中兩個分別設(shè)置在真空吸盤下方，另一個設(shè)置在橫臂13與工作盤10之間；防錯控制系統(tǒng)分別與自動緊急制動開關(guān)和壓力檢測裝置19連接，啟動閥值范圍為3000N。
[0014]其工作原理為:當(dāng)要執(zhí)行目標(biāo)動作時，在PLC控制系統(tǒng)里設(shè)置好程序，然后升降機構(gòu)上升，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)6帶動工作盤10旋轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)運托盤存放平臺；氣缸14收縮，升降機構(gòu)下降至夾持水平;真空栗工作，將轉(zhuǎn)運托盤吸附;升降機構(gòu)上升，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)6帶動工作盤10旋轉(zhuǎn)至工作平臺中心，彎折的橫臂13正好繞過空間上阻礙的立柱，在導(dǎo)向體5、限位裝置7和安裝座I的限位作用下，空間位置被精確定位;升降機構(gòu)下降至安裝水平，真空栗斷開，將轉(zhuǎn)運托盤精準(zhǔn)地匹配至工作平臺上，通過輪廓限位將轉(zhuǎn)運托盤固定。防錯機構(gòu)在設(shè)備正常運行時不工作，當(dāng)在設(shè)備故障、程序設(shè)置錯誤或移動方向上有異物時，由于受到超過閥值的夾持方向或升降方向阻力，可能導(dǎo)致設(shè)備或轉(zhuǎn)運托盤受損時，自動開啟緊急制動，保護設(shè)備和轉(zhuǎn)運托盤。
[0015]按本實施例生產(chǎn)出的機械手在實際生產(chǎn)過程中，至少可以完成五十萬次抓取、松卸動作;重復(fù)定位精度可達0.02mm;通過PLC控制系統(tǒng)設(shè)定好程序后，可在20S內(nèi)完成一個循環(huán)的操作，方便快捷，大量地節(jié)省了人工;并且，遇錯后防錯機構(gòu)會控制設(shè)備迅速急停，避免設(shè)備損壞，設(shè)備的使用安全性高、壽命長。
[0016]
對所公開的實施例的上述說明，僅為了使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸用旋轉(zhuǎn)升降機械手，包括基座(9)、安裝在基座(9)上的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(6)、安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(6)上的升降機構(gòu)、安裝在升降機構(gòu)上的橫臂(13)、安裝在橫臂(13)上的夾持機構(gòu)、動力機構(gòu)、傳動機構(gòu)和PLC控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述升降機構(gòu)包括支撐體(3)、安裝在支撐體(3)上的導(dǎo)向體(5)和固定在導(dǎo)向體(5)上的運動體(4);所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(6)包括輪軸(12)、與輪軸(12)匹配的轉(zhuǎn)動套(8)、設(shè)置在轉(zhuǎn)動套(8)上的限位裝置(7)及用于安裝升降裝置(2)的安裝座(I);所述夾持機構(gòu)包括工作盤(10)、設(shè)置在工作盤(10)上的真空吸盤或金屬抓取機構(gòu)，其中金屬抓取機構(gòu)包括四道滑梁(18)、與滑梁(18)匹配的金屬執(zhí)行機構(gòu);所述四道滑梁(18)呈十字形結(jié)構(gòu);所述金屬執(zhí)行機構(gòu)包括構(gòu)件主體(15)和與構(gòu)件主體(15)匹配的構(gòu)件功能端(17)，所述構(gòu)件主體(15)與構(gòu)件功能端(17)中間腔設(shè)置有彈簧(16)，所述彈簧(16)的軸線與金屬執(zhí)行機構(gòu)的軸線重合;所述動力機構(gòu)包括連接輪軸(I 2)的減速電機(11 )、連接四個金屬執(zhí)行機構(gòu)的四個氣缸(I 4)或連接真空吸盤的真空栗和連接運動體(4)與安裝座(I)的升降裝置(2);構(gòu)件主體(15)的另一端安裝在氣缸(14)的輸出端上;PLC控制系統(tǒng)分別與升降裝置(2)、減速電機(II)和氣缸(14)或真空栗相連接； 所述旋轉(zhuǎn)升降機械手還集成有防錯機構(gòu)，所述防錯機構(gòu)包括自動緊急制動開關(guān)、壓力檢測裝置(19)和防錯控制系統(tǒng);所述壓力檢測裝置(19)至少設(shè)置有三個，其中兩個分別設(shè)置在軸線相互垂直的兩個金屬執(zhí)行機構(gòu)的彈簧(16)與構(gòu)件主體(15)中間，另一個設(shè)置在橫臂(13)與工作盤(10)之間；防錯控制系統(tǒng)分別與自動緊急制動開關(guān)和壓力檢測裝置(19)連接，啟動閥值范圍為1000N-3000N。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸用旋轉(zhuǎn)升降機械手，其特征在于:所述彈簧(16)優(yōu)選采用VDCrSi制作，其抗拉強度不低于1800Mpa。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土預(yù)制轉(zhuǎn)運托盤裝卸用旋轉(zhuǎn)升降機械手，其特征在于:所述構(gòu)件功能端(17)優(yōu)選采用5CrNiMo制作，其整體硬度范圍為45-51HRC。
【文檔編號】B25J19/06GK106078704SQ201610553648
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月14日
【發(fā)明人】隗壽宏
【申請人】青島德山機械有限公司