[發(fā)明專利]一種新型并聯(lián)澆注機(jī)器人

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710012538.4
• 申請日: 2007-08-22
• 公開（公告）號: CN101372036A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙明揚(yáng);楊瑞秋;高英美
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)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(biāo)代理有限公司
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全自動液態(tài)金屬澆注技術(shù)，具體地說是一種新型并聯(lián)澆注機(jī)器人。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的鑄造行業(yè)，鑄造車間中對重力鑄造機(jī)進(jìn)行液態(tài)金屬澆注的工作多數(shù)是由人工完成，澆注工作是重體力、高危險行業(yè)，有高溫、高強(qiáng)度、高危險的行業(yè)特點(diǎn)；為了減輕人工的勞動壓力，就要采用機(jī)器人代替人工操作，但由于操作環(huán)境的惡劣，對機(jī)器人的要求也很高，有企業(yè)采用六自由度關(guān)節(jié)機(jī)器人，經(jīng)過專業(yè)的改進(jìn)后使之完成澆注工作；這種六自由度機(jī)器人必須是大負(fù)載、高剛性、超大工作范圍的機(jī)器人。由于這些特殊要求，能夠用于澆注的六自由度關(guān)節(jié)機(jī)器人的價格非常昂貴，且都必須由國外進(jìn)口，目前，在國內(nèi)經(jīng)自主研發(fā)的價格適宜的澆注機(jī)器人還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有國內(nèi)澆注行業(yè)人工勞動強(qiáng)度大、危險性高，而從國外進(jìn)口六自由度關(guān)節(jié)機(jī)器人又價格昂貴的問題，本發(fā)明提出了一種用于澆注的新型并聯(lián)澆注機(jī)器人。它克服了高溫，高負(fù)載、超大工作范圍等難點(diǎn)，在鑄造車間代替人工對重力鑄造機(jī)進(jìn)行液態(tài)金屬澆注，實(shí)現(xiàn)鑄造過程的自動化。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：包括基座、旋轉(zhuǎn)副、轉(zhuǎn)盤、機(jī)體和澆包，其特征在于機(jī)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(jī)驅(qū)動的第一卷筒和由伺服電機(jī)驅(qū)動的第二卷筒，第一卷筒和第二卷筒設(shè)置于機(jī)體內(nèi)部，并通過上柔索、下柔索與橫臂鉸鏈?zhǔn)竭B接；

橫臂內(nèi)設(shè)有控制澆包角度姿態(tài)的澆包擺動伺服電機(jī)和平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)，澆包通過平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)與澆包擺動伺服電機(jī)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(nèi)；可水平方向回轉(zhuǎn)的機(jī)身通過轉(zhuǎn)盤、旋轉(zhuǎn)副與伺服電機(jī)連接；驅(qū)動第一卷筒、第二卷筒的伺服電機(jī)、澆包擺動伺服機(jī)和驅(qū)動旋轉(zhuǎn)副的伺服電機(jī)位于遠(yuǎn)離澆包的機(jī)器人主體位置，采用耐溫度為0℃＜T＜55℃的電機(jī)元器件。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明把有溫度要求的伺服電機(jī)均設(shè)計(jì)在遠(yuǎn)離澆包溫度較低的機(jī)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(jié)構(gòu)件，克服了鑄造場所高溫、高粉塵的環(huán)境。

2.本發(fā)明橫臂采用并聯(lián)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，通過并聯(lián)動力傳動方式實(shí)現(xiàn)重載荷。

3.本發(fā)明采用高剛度小重量的型材手臂結(jié)構(gòu)，與普通的六自由度關(guān)節(jié)機(jī)器人相比，有效的解決了超大作業(yè)范圍問題。

4.本發(fā)明針對液態(tài)金屬澆注的工藝特點(diǎn)，通過控制各自由度的伺服電機(jī)，優(yōu)化運(yùn)動過程，減小系統(tǒng)慣性對工作精度的影響，有效的防止工作過程中產(chǎn)生沖擊，提高了工作效率、曾強(qiáng)了運(yùn)動的穩(wěn)定性。

5.本發(fā)明對液態(tài)金屬的澆注進(jìn)行精確的定量控制，通過伺服電機(jī)驅(qū)動平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)，使?jié)舶鼣[角在-45°～75°范圍內(nèi)擺動，實(shí)現(xiàn)澆包的精確定位。

附圖說明

圖1為本發(fā)明機(jī)構(gòu)簡圖。

圖2為圖1中橫臂機(jī)構(gòu)簡圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1、2所示，本發(fā)明包括基座1、旋轉(zhuǎn)副2、轉(zhuǎn)盤3、機(jī)身7和澆包14；所述基座1上設(shè)有連有伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)副2，旋轉(zhuǎn)副2經(jīng)過轉(zhuǎn)盤3與機(jī)身7連接；所述機(jī)身7內(nèi)包括配重4、由伺服電機(jī)驅(qū)動的第二卷筒5、配重柔索6、滑輪8、橫臂9、由伺服電機(jī)驅(qū)動的第一卷筒10、上柔索11、下柔索12、擺動滑塊13；機(jī)身7采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)。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(shí)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(shè)置于機(jī)身7內(nèi)部，并通過上柔索11、下柔索12與橫臂9鉸鏈?zhǔn)竭B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(jī)通過柔索控制橫臂9仰俯和伸縮，機(jī)身7采用并聯(lián)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)重載荷；橫臂9內(nèi)設(shè)有控制澆包14角度姿態(tài)的澆包擺動伺服電機(jī)15和平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)16，澆包擺動伺服電機(jī)15通過平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)16控制澆包14擺動。

所述機(jī)身7可水平方向回轉(zhuǎn)，機(jī)身7通過轉(zhuǎn)盤3和旋轉(zhuǎn)副2轉(zhuǎn)動，機(jī)身7與轉(zhuǎn)盤3為剛性連接，旋轉(zhuǎn)副2設(shè)有伺服電機(jī)；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(nèi)。