[發明專利]一種新型并聯澆注機器人

無效

• 申請號: 200710012538.4
• 申請日: 2007-08-22
• 公開（公告）號: CN101372036A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發明（設計）人: 趙明揚;楊瑞秋;高英美
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B22D41/06
• 分類號: B22D41/06;B22D35/00;B25J9/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術領域

本發明涉及全自動液態金屬澆注技術，具體地說是一種新型并聯澆注機器人。

背景技術

在現有的鑄造行業，鑄造車間中對重力鑄造機進行液態金屬澆注的工作多數是由人工完成，澆注工作是重體力、高危險行業，有高溫、高強度、高危險的行業特點；為了減輕人工的勞動壓力，就要采用機器人代替人工操作，但由于操作環境的惡劣，對機器人的要求也很高，有企業采用六自由度關節機器人，經過專業的改進后使之完成澆注工作；這種六自由度機器人必須是大負載、高剛性、超大工作范圍的機器人。由于這些特殊要求，能夠用于澆注的六自由度關節機器人的價格非常昂貴，且都必須由國外進口，目前，在國內經自主研發的價格適宜的澆注機器人還未見報道。

發明內容

為了解決現有國內澆注行業人工勞動強度大、危險性高，而從國外進口六自由度關節機器人又價格昂貴的問題，本發明提出了一種用于澆注的新型并聯澆注機器人。它克服了高溫，高負載、超大工作范圍等難點，在鑄造車間代替人工對重力鑄造機進行液態金屬澆注，實現鑄造過程的自動化。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案：包括基座、旋轉副、轉盤、機體和澆包，其特征在于機體包括：

-橫臂，橫臂穿入擺動滑塊并與擺動滑塊滑動配合連接，橫臂的先端與澆包連接，其另一端通過纏繞于滑輪組的配重柔索與配重固接；

-由伺服電機驅動的第一卷筒和由伺服電機驅動的第二卷筒，第一卷筒和第二卷筒設置于機體內部，并通過上柔索、下柔索與橫臂鉸鏈式連接；

橫臂內設有控制澆包角度姿態的澆包擺動伺服電機和平行四邊形四桿機構，澆包通過平行四邊形四桿機構與澆包擺動伺服電機相連；所述澆包在-45°～75°范圍擺動；所述橫臂、擺動滑塊、第一卷筒、第二卷筒、滑輪組和配重重心在同一個垂直平面內；可水平方向回轉的機身通過轉盤、旋轉副與伺服電機連接；驅動第一卷筒、第二卷筒的伺服電機、澆包擺動伺服機和驅動旋轉副的伺服電機位于遠離澆包的機器人主體位置，采用耐溫度為0℃＜T＜55℃的電機元器件。

本發明具有如下優點：

1.本發明把有溫度要求的伺服電機均設計在遠離澆包溫度較低的機器人主體位置，并且選擇的元器件溫度允許值均在0℃＜T＜55℃；橫臂和澆包均為耐高溫的金屬結構件，克服了鑄造場所高溫、高粉塵的環境。

2.本發明橫臂采用并聯運動機構，通過并聯動力傳動方式實現重載荷。

3.本發明采用高剛度小重量的型材手臂結構，與普通的六自由度關節機器人相比，有效的解決了超大作業范圍問題。

4.本發明針對液態金屬澆注的工藝特點，通過控制各自由度的伺服電機，優化運動過程，減小系統慣性對工作精度的影響，有效的防止工作過程中產生沖擊，提高了工作效率、曾強了運動的穩定性。

5.本發明對液態金屬的澆注進行精確的定量控制，通過伺服電機驅動平行四邊形四桿機構，使澆包擺角在-45°～75°范圍內擺動，實現澆包的精確定位。

附圖說明

圖1為本發明機構簡圖。

圖2為圖1中橫臂機構簡圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1、2所示，本發明包括基座1、旋轉副2、轉盤3、機身7和澆包14；所述基座1上設有連有伺服電機的旋轉副2，旋轉副2經過轉盤3與機身7連接；所述機身7內包括配重4、由伺服電機驅動的第二卷筒5、配重柔索6、滑輪8、橫臂9、由伺服電機驅動的第一卷筒10、上柔索11、下柔索12、擺動滑塊13；機身7采用并聯機構。所述橫臂9穿入擺動滑塊13并與擺動滑塊13滑動配合連接，橫臂9的一端與澆包14連接，其另一端通過纏繞于滑輪組(本實施例采用三個定滑輪8)的配重柔索6與配重4固接；第一卷筒10和第二卷筒5設置于機身7內部，并通過上柔索11、下柔索12與橫臂9鉸鏈式連接；所述上柔索11一端與橫臂9固定，另一端卷繞在第一卷筒10上，下柔索12一端與橫臂9固定，另一端卷繞在第二卷筒5上，兩個伺服電機通過柔索控制橫臂9仰俯和伸縮，機身7采用并聯運動機構，實現重載荷；橫臂9內設有控制澆包14角度姿態的澆包擺動伺服電機15和平行四邊形四桿機構16，澆包擺動伺服電機15通過平行四邊形四桿機構16控制澆包14擺動。

所述機身7可水平方向回轉，機身7通過轉盤3和旋轉副2轉動，機身7與轉盤3為剛性連接，旋轉副2設有伺服電機；所述橫臂9、擺動滑塊13、第一卷筒10、第二卷筒5、滑輪組和配重4在同一個垂直平面內。